ΒΙΟΛΟΓΙΑ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ_ Β ΛΥΚΕΙΟΥ

Transcript

1 Θα πρέπει να γνωρίζετε: Τη χημική σύσταση και τη δομή των νουκλεοτιδίων Πώς σχηματίζεται μια πολυνουκλεοτιδική αλυσίδα Πώς σταθεροποιείται η διπλή έλικα του DNA Τι υποδηλώνει ο όρος συμπληρωματικές αλυσίδες Ποια είναι η δομή του DNA και πως συσχετίζεται με το βιολογικό του ρόλο Τις κατηγορίες των νουκλεϊκών οξέων και το βιολογικό τους ρόλο Τις διαφορές μεταξύ DNA και RNA Τα είδη του RNA, που εντοπίζονται και ποιος είναι ο ρόλος τους ΕΝΟΤΗΤΑ Α Στα κύτταρα υπάρχουν δύο τύποι νουκλεϊκών οξέων: Το δεσοξυ-ριβονουκλεϊκό οξύ ( DNA )κυρίως μέσα στον πυρήνα στα ευκαρυωτικά κύτταρα, υπάρχει όμως και στα μιτοχόνδρια και στους χλωροπλάστες στο κυτταρόπλασμα (πυρηνική περιοχή) στα προκαρυωτικά. και το ριβονουκλεϊκό οξύ ( RNA ) κυρίως στο κυτταρόπλασμα, στα ριβοσώματα, υπάρχει όμως και στον πυρήνα των ευκαρυωτικών κυττάρων καθώς και στους χλωροπλάστες και στα μιτοχόνδρια. Στους Ιούς που είναι ακυτταρικές δομές μπορεί να υπάρχει είτε DNA είτε RNA ως γενετικό υλικό. Τα νουκλεϊκά οξέα είναι μακρομόρια, μεγάλου μοριακού βάρους, πολυμερή μόρια, τα οποία δομούνται από νουκλεοτίδια. 1

2 Κάθε νουκλεοτίδιο αποτελείται από τρία μέρη _Ένα φωσφορικό οξύ, _Ένα σάκχαρο, συγκεκριμένα μία πεντόζη (μια δεσοξυριβόζη στο DNA ή ριβόζη για το RNA) _Μία οργανική αζωτούχο βάση (αδενίνη, γουανίνη, θυμίνη, κυτοσίνη, ουρακίλη) (νουκλεοτίδιο του DNA) Τα βέλη δείχνουν την ένωση με ομοιοπολικό δεσμό της αζωτούχου βάσης με τον C1 της πεντόζης και της φωσφορικής ομάδας με τον C5 της πεντόζης, (δεσοξυριβόζης). 2

3 Σχηματισμός πολυνουκλεοτιδικών αλυσίδων Η ένωση δύο νουκλεοτιδίων μεταξύ της πεντόζης ενός νουκλεοτιδίου και της φωσφορικής ομάδας του δεύτερου στη σειρά, γίνεται με αντίδραση συμπύκνωσης και οδηγεί στο σχηματισμό ενός δινουκλεοτιδίου, η ένωση τριών νουκλεοτιδίων σχηματίζει ένα τρινουκλεοτίδιο, η ένωση πολλών νουκλεοτιδίων σχηματίζει πολυνουκλεοτιδική αλυσίδα. (βλέπε μάθημα 2) Στο DNA οι αζωτούχες βάσεις των νουκλεοτιδίων είναι η Αδενίνη (Α), η Γουανίνη (G), η Θυμίνη (T) και η Κυτοσίνη ( C ) Στο RNA οι αζωτούχες βάσεις των νουκλεοτιδίων είναι η Αδενίνη (Α), η Γουανίνη (G), η Ουρακίλη (U) και η Κυτοσίνη ( C ) 3

4 Μοντέλο της διπλής έλικας του DNA Δύο πολυνουκλεοτιδικές αλυσίδες (ονομάζονται και κλώνοι) σχηματίζουν μία διπλή έλικα γύρω από τον ίδιο άξονα. Οι αλυσίδες αποτελούνται από 4 διαφορετικά είδη νουκλεοτιδίων, των οποίων τα επαναλαμβανόμενα μόρια σακχάρου-φωσφορικής ομάδας φτιάχνουν ένα σκελετό προς το εξωτερικό του μορίου. Τα ζεύγη των βάσεων βρίσκονται στο εσωτερικό του μορίου συγκρατούμενα μαζί με δεσμούς υδρογόνου που σταθεροποιούν το μόριο στο χώρο. Τα ζευγάρια των αζωτούχων βάσεων ανάμεσα στα οποία μπορούν να σχηματιστούν δεσμοί υδρογόνου είναι καθορισμένα: η Α / Τ και η G / C και τα ζεύγη αυτά ονομάζονται συμπληρωματικά. Όπως φαίνεται και στο σχήμα, μεταξύ αδενίνης (Α) θυμίνης (Τ) σχηματίζονται δύο δεσμοί υδρογόνου μεταξύ γουανίνης (G) - κυτοσίνης (C ) σχηματίζονται τρείς δεσμοί υδρογόνου 4

5 ΕΠΙΣΗΜΑΝΣΕΙΣ Λόγω της συμπληρωματικότητας των αζωτούχων βάσεων είναι δυνατόν γνωρίζοντας τη σειρά των βάσεων της μιας αλυσίδας να καθοριστεί και η σειρά των βάσεων στην απέναντι αλυσίδα. Έτσι οι δύο αλυσίδες του DNA ονομάζονται συμπληρωματικές. Οι δύο αλυσίδες του DNA αντιπαράλληλες. Δηλαδή στο άκρο που η μία έχει ελεύθερη τη φωσφορική ομάδα ( 5 άκρο) η απέναντι συμπληρωματική της έχει το υδροξύλιο (3 άκρο) Σύμφωνα με το μοντέλο της διπλής έλικας του DNA, η γενετική πληροφορία είναι κωδικοποιημένη στην αλληλουχία των βάσεων κατά μήκος της αλυσίδας. ΔΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΑ ΔΙΑΔΡΑΣΤΙΚΗ ΜΕ Η/Υ για το σπίτι Ενεργοποιείστε το σύνδεσμο μετά το finding the structure μετά το Putting it together μετά το Base pairing interactive συνεχίστε σύμφωνα με τις οδηγίες 5

6 ΑΣΚΗΣΕΙΣ 1. Σας δίνεται η ακόλουθη αλληλουχία βάσεων στη μια αλυσίδα του DNA ATATGATGTTGCGCGCCCTAATAGACATAAAATCA α. να γράψετε και τη δεύτερη αλυσίδα του DNA και να αιτιολογήσετε βάσει ποιου μηχανισμού έχετε γράψει τη δεύτερη αλυσίδα του DNA β. ποιοι δεσμοί σταθεροποιούν το μόριο στο χώρο; Να τους ονομάσετε και να υπολογίσετε το συνολικό τους αριθμό στο τμήμα του δίκλωνου μορίου το οποίο θα σχηματίσετε γ. ποιος είναι ο βιολογικός ρόλος του DNA; 2. Εάν ένα μόριο DNA αποτελείται από 1800 νουκλεοτίδια να υπολογίσετε τα μόρια νερού που έχουν απελευθερωθεί κατά το σχηματισμό του. ΣΕΛΙΔΕΣ ΣΧΟΛΙΚΟΥ ΒΙΒΛΙΟΥ 28 έως και 30 6