Αντιγραφή του γενετικού υλικού Πεφάνη Δάφνη Επίκουρη καθηγήτρια Εργαστήριο Βιολογίας

Μέγεθος: px

Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "Αντιγραφή του γενετικού υλικού Πεφάνη Δάφνη Επίκουρη καθηγήτρια Εργαστήριο Βιολογίας"

Μυρίνα Ζαΐμης
5 χρόνια πριν
Προβολές:

1 Αντιγραφή του γενετικού υλικού Πεφάνη Δάφνη Επίκουρη καθηγήτρια Εργαστήριο Βιολογίας

2 Κυτταρικός κύκλος

3 Κατά τη φάση S του κυτταρικού κύκλου γίνεται ο διπλασιασμός του DNA

4 To νουκλεοτίδιο είναι η βασική μονάδα του DNA

5 Δυσδιάστατη vs Τρισδιάστατη δομή του νουκλεοτιδίου

6 Χαρακτηριστικά της διπλής έλικας του DNA

8 Κατά την αντιγραφή του DNA καθένας από τους δύο κλώνους χρησιμοποιείται ως εκμαγείο για τη δημιουργία του συμπληρωματικού κλώνουημισυντηριτική αντιγραφή

9 Έναρξη της αντιγραφής

10 Έναρξη της αντιγραφής

11 Έναρξη της αντιγραφής στους πρωκαρυότες

12 Έναρξη της αντιγραφής στους ευκαρυώτες

13 DNA ελικάση Ένζυμο που ξετυλίγει τη διπλή έλικα του DNA διασπώντας δεσμούς υδρογόνου Η ενέργεια για τη διάσπαση προέρχεται από την υδρόλυση του ΑΤΡ

14 H αντιγραφική μηχανή κινείται σε διπλή κατεύθυνση

15 DNA πολυμεράση

16 H DNA πολυμεράση καταλύει την προσθήκη νουκλεοτιδίων στην αυξανόμενη αλυσίδα DNA Με κατεύθυνση 5 3 Η ενέργεια για τον πολυμερισμό προέρχεται από το ίδιο το νουκλεοτίδιο με την υδρόλυση ενός δεσμού υψηλής ενέργειας

17 Στη διχάλα της αντιγραφής οι δύο κλώνοι συντίθενται προς αντίθετες κατευθύνσεις

18 Η αντιγραφή του κλώνου από το 3 στο 5 άκρο γίνεται ασυνεχώς

RNA εκκινητές απαιτούνται για να ξεκινήσει η σύνθεση ενός νέου κλώνου H DNA πολυμεράση μπορεί να συνδέει νουκλεοτίδια μόνο σε ήδη υπάρχοντα Το ένζυμο πριμάση συνθέτει ένα μονόκλωνικό RNA

19 RNA εκκινητές απαιτούνται για να ξεκινήσει η σύνθεση ενός νέου κλώνου H DNA πολυμεράση μπορεί να συνδέει νουκλεοτίδια μόνο σε ήδη υπάρχοντα Το ένζυμο πριμάση συνθέτει ένα μονόκλωνικό RNA ατίγραφο (με U αντί για Τ) περίπου 10 νουκλεοτιδίων το οποίο λειτουργεί σαν εκκινητής (primer) Στον καθυστερημένο κλώνο απαιτούνται εκκινητές σε πολλά σημεία λόγω της ασυνέχειας της αντιγραφής

20 Ένζυμα που απαιτούνται για τη σύνθεση του καθυστερημένου κλώνου Η νουκλεάση αποδημεί τον εκκινητή Η DNA πολυμεράση αντικαθιστά το RNA με DNA Η DNA λιγκάση συνδέει τα κλάσματα

21 To μοντέλο της αντιγραφής

22 To μοντέλο της αντιγραφής

23 Η ενζυμική μηχανή της αντιγραφής

24 Η ενζυμική μηχανή της αντιγραφής

25 Το τοπολογικό πρόβλημα της αντιγραφής To άνοιγμα του DNA στη διχάλα της αντιγραφής οδηγεί στην δημιουργία τάσης στο DNA μπροστά από τη διχάλα Οι τοποϊσόμεράσες δημιουργούν μονόκλωνες εκτομές στο DNA για την απελευθέρωση της τάσης

26 Η DNA πολυμεράση διορθώνει τα λάθη της Πολυμερισμός 5 3 και Διόρθωση δοκιμίου 3 5

27 Η DNA πολυμεράση διορθώνει τα λάθη της Πώς αντιλαμβάνεται η πολυμεράση τα λάθη της;;

28 Η DNA πολυμεράση διαθέτει διαφορετικές θέσεις για τη σύνθεση και τη διορθωτική δράση της

29 Oι πολυμεράσες του DNA

Το πρόβλημα της αντιγραφής των άκρων των χρωμοσωμάτων Όταν ολοκληρωθεί η σύνθεση του κλώνου που προηγείται (κλώνος 5-3 ) δεν μπορεί να ολοκληρωθεί η σύνθεση του

30 Το πρόβλημα της αντιγραφής των άκρων των χρωμοσωμάτων Όταν ολοκληρωθεί η σύνθεση του κλώνου που προηγείται (κλώνος 5-3 ) δεν μπορεί να ολοκληρωθεί η σύνθεση του καθυστερώντας κλώνου (3-5 ) Δεν υπάρχει χώρος για την τοποθέτηση RNA εκμαγείου και τη σύνθεση του τελευταίου κλάσματος Okazaki Η λύση στο πρόβλημα είναι τα τελομερή

31 Τελομερή Εδράζονται στα άκρα των χρωμοσωμάτων Αποτελούνται από επαναλαμβανόμενες αλληλουχίες εξανουκλεοτιδίων (AGGGTT) Χάριν της ύπαρξης τους αποφεύγεται η απώλεια αλληλουχιών ευχρωματίνης σε κάθε κύκλο διπλασιασμού Αντιγράφονται από το ένζυμο τελομεράση

32 Τελομεράση Η τελομεράση είναι μία πολυμεράση που φέρει το δικό της εκμαγείο RNA Η τελομεράση προσθέτει τελομερικές επαναλήψεις στον κλώνο εκμαγείο επιτρέποντας στην DNA πολυμεράση να ολοκληρώσει την σύνθεση του καθυστερημένου κλώνου

33 Τελομεράση Η έκταση μονόκλωνου DNA από τον κλώνο εκμαγείο διεισδύει στη δίκλωνη περιοχή και σχηματίζει μία δίκλωνη θηλειά Αυτή η δίκλωνη θηλεία αποτρέπει και την συνένωση διαφορετικών χρωμοσωμάτων

34 Αναπαραγωγική Γήρανση Η τελομεράση εκφράζεται σχεδόν εκλεκτικά σε πρόδρομα κύτταρα Το μήκος των τελομερών καθορίζει την αναπαραγωγική ηλικία του κυττάρου Μετά από ένα συγκεκριμένο αριθμό κυτταρικών διαιρέσεων τα τελομερή συρρικνώνονται σε ένα ελάχιστο μήκος και επέρχεται η αναπαραγωγική γήρανση

36 Τελομεράση και αντικαρκινικές θεραπείες

37 Συμπεράσματα Κατά την αντιγραφή του DNA κάθε κλώνος ενεργεί ως εκμαγείο για τη σύνθεση του άλλου Η DNA πολυμεράση έχει κατεύθυνση σύνθεσης 5 3 με αποτέλεσμα ο ένας κλώνος να συντίθεται συνεχώς και ο άλλος συνεχώς Η αντιγραφική μηχανή περιλαμβάνει πολλά ένζυμα που δρουν παράλληλα Η πολυμεράση είναι σε θέση να διορθώνει τα λάθη της Τα άκρα των ευκαρυωτικών χρωμοσωμάτων αντιγράφονται από την τελομεράση

Σχετικά έγγραφα

ΑΝΤΙΓΡΑΦΗ DNA. «Το ειδικό ζευγάρωμα των βάσεων που θεωρήσαμε δεδομένο υποδηλώνει άμεσα έναν πιθανό μηχανισμό αντιγραφής του γενετικού υλικού»

ΑΝΤΙΓΡΑΦΗ DNA. «Το ειδικό ζευγάρωμα των βάσεων που θεωρήσαμε δεδομένο υποδηλώνει άμεσα έναν πιθανό μηχανισμό αντιγραφής του γενετικού υλικού» «Το ειδικό ζευγάρωμα των βάσεων που θεωρήσαμε δεδομένο υποδηλώνει άμεσα έναν πιθανό μηχανισμό αντιγραφής του γενετικού υλικού» Watson & Crick Μια διπλή έλικα η οποία χωρίζεται σε δύο μονούς κλώνους μπορεί