Πώς η πληροφορία του DNA αντιγράφεται και εκφράζεται: το κεντρικό δόγμα, η αντιγραφή, η μεταγραφή, η μετάφραση με τον γενετικό κώδικα, και η οργάνωση του DNA σε χρωματίνη και χρωμοσώματα.
Γ΄ ΛΥΚΕΙΟΥΒΙΟΛΟΓΙΑΕΝΟΤΗΤΑ 415 ΛΕΠΤΑ
Το μάθημα είναι στο σχολικό βιβλίο. Δεν το αντιγράφουμε εδώ. Άνοιξε το επίσημο
κεφάλαιο και γύρνα για την εξάσκηση.
Η σύνοψη, οι όροι και οι ασκήσεις γράφτηκαν με τη βοήθεια τεχνητής νοημοσύνης από το
σχολικό βιβλίο και μπορεί να έχουν λάθη. Πηγή είναι πάντα το βιβλίο: ό,τι σου φαίνεται περίεργο,
έλεγξέ το εκεί. Βρήκες λάθος; Γράψε μας στο aporia@signmak.com.
Σχεδιάγραμμα
Δική μας σύνοψη της ενότητας, για επανάληψη, γραμμένη με τη βοήθεια τεχνητής νοημοσύνης. Μπορεί να έχει λάθη: πηγή είναι πάντα το βιβλίο.
Τι έγινε
Κεντρικό δόγμα: η πληροφορία ρέει από το DNA στο RNA και από εκεί στις πρωτεΐνες. Το 1970 οι Τέμιν και Μπάλτιμορ έδειξαν ότι ιοί με γενετικό υλικό RNA συνθέτουν DNA, άρα η σύγχρονη διατύπωση δέχεται και ροή από RNA σε DNA (και σύνθεση RNA από RNA)· ροή από πρωτεΐνες προς RNA δεν έχει βρεθεί.
Αντιγραφή (μελετήθηκε από τον Κόρνμπεργκ στην Escherichia coli, που το DNA της δεν είναι πολύπλοκα δεμένο με πρωτεΐνες): σπάνε οι δεσμοί υδρογόνου, ξετυλίγεται η έλικα και η DNA πολυμεράση III αντιγράφει ταυτόχρονα και τους δύο κλώνους, βάζοντας T απέναντι από A και C απέναντι από G. Ο τρόπος είναι ημισυντηρητικός.
Η DNA πολυμεράση III εντοπίζει και απομακρύνει νουκλεοτίδια που μπήκαν λάθος, και έτσι η αντιγραφή είναι πιστή. Στους ευκαρυωτικούς η αντιγραφή ξεκινά από πολλά σημεία μαζί, γι' αυτό είναι γρήγορη.
Μεταγραφή: με πρότυπο τον έναν κλώνο ενός γονιδίου η RNA πολυμεράση συνθέτει μονόκλωνο mRNA, με ουρακίλη απέναντι από την αδενίνη. Δεν ελέγχει λάθη, αλλά τα λάθη της δεν κληρονομούνται. Έτσι φτιάχνονται και τα tRNA και rRNA. Το mRNA το επιβεβαίωσαν πειραματικά το 1961 οι Ζακόμπ και Μονό.
Γενετικός κώδικας (Νίρεμπεργκ από το 1961, Οχόα και Κοράνα έως το 1965): τριαδικός, εκφυλισμένος (όλα τα αμινοξέα εκτός από δύο έχουν πάνω από ένα κωδικόνιο), μη επικαλυπτόμενος και παγκόσμιος. Το AUG δίνει μεθειονίνη και σημαίνει έναρξη· τα UAG, UAA, UGA σημαίνουν λήξη.
Μετάφραση στα ριβοσώματα, με tRNA (αντικωδικόνιο και θέση για ένα ορισμένο αμινοξύ), ένζυμα και ATP: έναρξη στο AUG με το tRNA της μεθειονίνης, επιμήκυνση με πεπτιδικούς δεσμούς καθώς το ριβόσωμα προχωρά ένα κωδικόνιο τη φορά, λήξη σε κωδικόνιο λήξης. Πολλά ριβοσώματα διαβάζουν μαζί το ίδιο mRNA.
Χρωματίνη: DNA, λίγο RNA και πρωτεΐνες (πάνω από το 50% του βάρους). Στο κύτταρο που δεν διαιρείται σχηματίζει δίκτυο χρωματίνης, στη διαίρεση συμπυκνώνεται σε χρωμοσώματα. Το DNA τυλίγεται γύρω από πρωτεΐνες για να χωρέσει στον πυρήνα· είναι κυκλικό σε βακτήρια και μιτοχόνδρια και ευθύγραμμο στον πυρήνα των ευκαρυωτικών.
Ομόλογα χρωμοσώματα: ίδιο σχήμα και μέγεθος, γονίδια για τα ίδια γνωρίσματα στις ίδιες θέσεις (γονιδιακοί τόποι). Τα διπλοειδή (2n) κύτταρα έχουν ζεύγη χρωμοσωμάτων, τα απλοειδή (n), όπως οι γαμέτες, μία σειρά. Ο αριθμός χρωμοσωμάτων κάθε είδους είναι σταθερός.
Πρόσωπα
Χ. Τέμιν και Ντ. Μπάλτιμορ
το 1970 βρήκαν ότι ιοί με RNA συνθέτουν DNA
Α. Κόρνμπεργκ
μελέτησε τον αυτοδιπλασιασμό του DNA στην Escherichia coli
Φ. Ζακόμπ και Ζ. Μονό
επιβεβαίωσαν πειραματικά το mRNA το 1961
Μ. Νίρεμπεργκ
ξεκίνησε το 1961 τα πειράματα για τον γενετικό κώδικα
Σ. Οχόα και Γκ. Κοράνα
ολοκλήρωσαν το 1965 την αντιστοίχιση κωδικονίων και αμινοξέων
Τι σημαίνει ότι το DNA αντιγράφεται με ημισυντηρητικό τρόπο;
Ότι κάθε νέο μόριο DNA κρατά έναν κλώνο του αρχικού μορίου, που χρησίμευσε ως πρότυπο, και έναν κλώνο που συντέθηκε τώρα, συμπληρωματικό του πρώτου.
Γιατί το κωδικόνιο είναι τριάδα και όχι μονάδα ή δυάδα νουκλεοτιδίων;
Με 4 διαφορετικές βάσεις, ένα νουκλεοτίδιο θα όριζε μόνο 4 αμινοξέα και μια δυάδα το πολύ 16. Οι τριάδες δίνουν 4³ = 64 συνδυασμούς, αρκετούς για τα 20 αμινοξέα των πρωτεϊνών.
Γιατί η πληροφορία φτάνει στα ριβοσώματα με mRNA και όχι με το ίδιο το DNA;
Η πυρηνική μεμβράνη δεν αφήνει να περάσει το DNA, και ένα μόριο DNA δεν θα μπορούσε να βρίσκεται ταυτόχρονα σε πολλά ριβοσώματα. Το mRNA φτιάχνεται σε πολλά αντίγραφα, οπότε συντίθενται μαζί πολλά μόρια της ίδιας πρωτεΐνης.
Ανοίγει το μενού κοινοποίησης του κινητού σου. Αν δεν υπάρχει, αντιγράφεται ο σύνδεσμος.
Νέα από το aporia.gr Νέες ενότητες και ό,τι βρίσκουμε στα θέματα των Πανελληνίων, στη σελίδα μας στο Facebook.