θεοδουλίδης κωνσταντίνος

Transcript

1 θεοδουλίδης κωνσταντίνος

2 Παιδαγωγικό σενάριο σλς 18 Αποστολή σλς 18 Γνώση που πρέπει να αποκτηθεί για να γίνει κατανοητός ο τρόπος με τον οποίο γίνεται η ταυτοποίηση στο Ινστιτούτο Γενετικής. Τι είναι το γενετικό υλικό Πως αναπτύσσονται οι ζωντανοί οργανισμοί Κυτταρικός κύκλος Κυτταρικές θεοδουλίδης διαιρέσεις κωνσταντίνος

3 Ανάκληση προϋπάρχουσας γνώσης Ζυγωτό Τι είναι; Πως δημιουργείται; Κυτταρική θεωρία Το κύτταρο είναι η δομική και λειτουργική μονάδα της ζωής και προέρχεται πάντοτε από διαίρεση προηγούμενου κυττάρου. Γενετικό υλικό Καθορίζει τα χαρακτηριστικά και τις λειτουργίες του κάθε κυττάρου αλλά και ολόκληρου του οργανισμού στον οποίο ανήκει. θεοδουλίδης κωνσταντίνος

4 Κυτταρικός κύκλος ορθές απαντήσεις S της μεσόφασης Για να μοιραστεί στα θυγατρικά κύτταρα διατηρώντας έτσι αναλλοίωτη τη γενετική πληροφορία σε μητρικά και θυγατρικά κύτταρα Μητρικό Διαίρεση θυγατρικό Διαφοροποίηση Διαίρεση θεοδουλίδης κωνσταντίνος

5 Όνομα φάσης Μεσόφαση Φάση 1 Κυτταρική διαίρεση - Φάση 2 Σύμβολο σταδίου G1 S G2 Μίτωση Κυτταροπλασματική διαίρεση θεοδουλίδης κωνσταντίνος

6 Χρωματοσώματα Σελίδα 27 συσπείρωση του DΝΑ Στους ευκαρυωτικούς οργανισμούς τα μόρια του DNA σχηματίζουν χρωματοσώματα που είναι ορατά με οπτικό μικροσκόπιο μόνο κατά την περίοδο της κυτταρικής διαίρεσης. Στα χρωματοσώματα βρίσκονται τα γονίδια. θεοδουλίδης κωνσταντίνος

7 Δομή χρωματοσώματος Υπερελύκωση θεοδουλίδης κωνσταντίνος

8 ΧΡΩΜΑΤΙΝΗ Το σύμπλεγμα DNA-πρωτεΐνης (Ιστόνες) ονομάζεται χρωματίνη και δημιουργεί ένα συμπαγές σώμα που αποτελείται από μακρά και λεπτή ίνα αναδιπλωμένη πολυάριθμες φορές, σχηματίζοντας τελικά το χρωματόσωμα. θεοδουλίδης κωνσταντίνος

9 Αριθμός χρωματοσωμάτων Κάθε είδος ευκαρυωτικού οργανισμού έχει το δικό του σταθερό αριθμό χρωματοσωμάτων. Τα ανθρώπινα σωματικά κύτταρα έχουν 46 χρωματοσώματα σε αντίθεση με τα αναπαραγωγικά κύτταρα, τους γαμέτες, που φέρουν μόνο 23 χρωματοσώματα. θεοδουλίδης κωνσταντίνος

10 Η διατήρηση σταθερού αριθμού χρωματοσωμάτων Επιτυγχάνεται με τον αυτοδιπλασιασμό των χρωματοσωμάτων. Μετά τον αυτοδιπλασιασμό, κάθε χρωματόσωμα αποτελείται από δύο χρωματίδες. Οι δύο χρωματίδες συγκρατούνται από το κεντρομερίδιο. θεοδουλίδης κωνσταντίνος

11 Μεσόφαση Στάδιο σύνθεσης. Το DNA αντιγράφεται/αυτοδιπλασιάζεται. Δυο πανομοιότυπα μόρια DNA Θυγατρικά μόρια DNA Μητρικό DNA θεοδουλίδης κωνσταντίνος

12 Χρωματόσωμα θεοδουλίδης κωνσταντίνος

13 Z 2. Δ 3. Β 4. ΣΤ 5. Α 6. Γ 7. Ε DNA και πρωτεΐνες κεντρομερίδιο Χρωματόσωμα Αδελφές χρωματίδες Πρόφαση της Μίτωσης α. DNA, β. Πρωτεΐνες (ιστόνες) Το μοίρασμα της γενετικής πληροφορίας κατά ακριβή τρόπο κατά την ανάφαση των κυτταρικών διαιρέσεων Η καθεμιά από τις δύο αδελφές χρωματίδες είναι και ένα πιστό (ακριβές) αντίγραφο. Έτσι κατά την Μετάφαση οι αδελφές χρωματίδες θα προσανατολιστούν προς ένα αντίθετο πόλο του κυττάρου εφόσον το κάθε χρωματόσωμα είναι διατεταγμένο στο ισημερινό επίπεδο του κυττάρου. θεοδουλίδης κωνσταντίνος

14 Το δίκλωνο μόριο του DNA με την βοήθεια ειδικών πρωτεϊνών των ιστόνων δημιουργεί αρχικά τα νουκλεοσώματα και τα νημάτια της χρωματίνης. Σε αυτή την κατάσταση βρίσκεται στο στάδιο της μεσόφασης και εκτελεί τον έλεγχο στις διάφορες λειτουργίες του κυττάρου. Κατά το στάδιο S της μεσόφασης το DNA αυτοδιπλασιάζεται (αντιγραφή). Με την έναρξη της Μίτωσης κατά την πρόφαση αρχίζει η υπερελύκωση (περεταίρω συσπείρωση, πακετάρισμα). Τα διπλασιασμένα νημάτια της χρωματίνης δημιουργούν το καθένα και μια αδελφή χρωματίδα που συγκρατούνται με το κεντρομερίδιο και σχηματίζουν έτσι το χρωματόσωμα. Τα χρωματοσώματα κατά την μετάφαση, που βρίσκονται στην πιο συσπειρωμένη μορφή τους, διατάσσονται στο ισημερινό επίπεδο του κυττάρου μόρια, αφού το κάθε μόριο DNA αντιστοιχεί με μια χρωματίδα από το στάδιο της τελόφασης της μίτωσης από το οποίο και προέκυψε το κύτταρο. Στο στάδιο αυτό απλός ξεδιπλώνεται ή αποσυσπειρώνεται η χρωματίδα. θεοδουλίδης κωνσταντίνος

15 Καρυότυπος Η χαρτογράφηση των χρωματοσωμάτων ενός οργανισμού. Η ταξινόμηση γίνεται με κριτήριο το μέγεθος και τη θέση του κεντρομεριδίου. θεοδουλίδης κωνσταντίνος

16 Καρυότυπος φυσιολογικού ανθρώπινου κυττάρου Τα χρωματοσώματα κατατάσσονται ανάλογα με το μέγεθός τους και στον καρυότυπο αυτό είναι φανερό ότι πρόκειται για αρσενικό άτομο στο οποίο δεν παρατηρείται ανευπλοειδισμός. θεοδουλίδης κωνσταντίνος

17 Κάθε οργανισμός διαθέτει συγκεκριμένο αριθμό χρωματοσωμάτων 2. Τα χρωματοσώματα των οργανισμών είναι σε ζεύγη. 3. Στα γεννητικά κύτταρα υπάρχει ο μισός αριθμός χρωματοσωμάτων από ότι στα σωματικά κύτταρα. 4. Στα γεννητικά κύτταρα τα χρωματοσώματα δεν είναι σε ζεύγη Από κάθε ζευγάρι χρωματοσωμάτων που βρίσκονται στα σωματικά κύτταρα πρέπει μόνο το ένα να περιλαμβάνεται στα γεννητικά κύτταρα του κάθε οργανισμού Β 2.Α 3.Δ 4.Ε 5.Γ α. Το 23 ο ζευγάρι είναι διαφορετικό. β. 2 χρωματοσώματα, αυτά του 23 ου ζευγαριού. γ. ΦΥΛΕΤΙΚΑ δ. 1 κ. Γρηγορία 2 κ. Αναστάσης θεοδουλίδης κωνσταντίνος

18 Προβολή βίντεο μίτωση Α, Μίτωση Β Μελέτη της κυτταρικής διαίρεσης ανά ομάδα. Ομάδα 1: Μεσόφαση (1.2 σλς 23) Ομάδα 2: Πρόφαση (1.3.1 σλς 25) Ομάδα 3: Μετάφαση (1.3.2 σλς 26) Ομάδα 4: Ανάφαση (1.3.3 σλς 33) Ομάδα 5: Τελόφαση ( σλς 34) θεοδουλίδης κωνσταντίνος

19 θεοδουλίδης κωνσταντίνος

20 ΜΕΣΟΦΑΣΗ Είναι η ζωή ενός κυττάρου Στην φάση αυτή το κύτταρο αναπτύσσεται και προετοιμάζεται για την κυτταρική του διαίρεση. Τα δύο κεντροσωμάτια τα οποία δημιουργήθηκαν στις αρχές της μεσόφασης από το διπλασιασμό του ενός δημιουργούν την αστρόσφαιρα Γίνονται έντονες μεταβολικές διεργασίες θεοδουλίδης κωνσταντίνος

21 ΠΡΟΦΑΣΗ ΑΡΧΗ ΠΡΟΦΑΣΗΣ Ο πυρηνίσκος εξαφανίζεται Οι ίνες της χρωματίνης συμπυκνώνονται σε χρωματοσώματα με δύο χρωματίδες το καθένα συνδεδεμένες με το κεντρομερίδιο. Η κεντρική άτρακτος έχει αρχίσει να δημιουργείται. Τα κεντροσωμάτια κινούνται προς τους πόλους του κυττάρου θεοδουλίδης κωνσταντίνος

22 ΠΡΟΦΑΣΗ Τέλος πρόφασης Θρυμματίζεται ο πυρηνικός φάκελος Οι μικροσωληνίσκοι (ινίδια) εισβάλλουν στον πυρήνα Μερικοί από τους μικροσωληνίσκους προσδένονται με το κεντρομερίδιο των χρωματοσωμάτων θεοδουλίδης κωνσταντίνος

23 ΜΕΤΑΦΑΣΗ Τα κεντροσωμάτια έχουν ήδη τοποθετηθεί στους πόλους του κυττάρου Τα χρωματοσώματα διατάσσονται στον ισημερινό του κυττάρου Το κεντρομερίδιο της κάθε χρωματίδας «βλέπει» προς τον αντίστοιχο πόλο Η κεντρική άτρακτος είναι πλήρως αναπτυγμένη θεοδουλίδης κωνσταντίνος

24 ΑΝΑΦΑΣΗ Διαχωρίζονται οι χρωματίδες και από αυτή τη στιγμή η κάθε χρωματίδα είναι πλέον ένα χρωματόσωμα Τα χρωματοσώματα κινούνται προς τους πόλους με το κεντρομερίδιο να τα οδηγεί Στο τέλος της ανάφασης, ο κάθε πόλος διαθέτει ένα πλήρες σετ χρωματοσωμάτων θεοδουλίδης κωνσταντίνος

25 ΤΕΛΟΦΑΣΗ Δημιουργούνται οι πυρήνες στους δύο πόλους Ο πυρηνίσκος επανεμφανίζεται Οι ίνες χρωματίνης του κάθε χρωματοσώματος ξετυλίγονται Στα ζωικά κύτταρα δημιουργείται περιφερικός δακτύλιος που προκαλεί αποκοπή των δύο κυττάρων θεοδουλίδης κωνσταντίνος

26 1.2 Μελετώντας τη Μεσόφαση iii. Περιγραφή Μεσόφασης: Το γενετικό υλικό που βρίσκεται πυρήνα νηματίων χρωματίνης μέσα στον έχει τη μορφή... Στον πυρήνα δεν διακρίνονται χρωματοσώματα. Ο πυρήνας που περιβάλλεται από διπλή πυρηνική μεμβράνη είναι ευδιάκριτος. Το κεντροσωμάτιο, το οποίο δεν διακρίνεται στο οπτικό διπλασιάζεται μικροσκόπιο,

27 1.2 Μελετώντας τη Μεσόφαση Δεν διακρίνονται Οι πρωτεΐνες αποτελούν βασικό δομικό συστατικό των κυττάρων, απαραίτητο για την αύξησή τους

28 1.2 Μελετώντας τη Μεσόφαση Η έντονη κυτταρική αναπνοή καλύπτει τις αυξημένες ανάγκες του κυττάρου σε ενέργεια κατά τη διάρκεια της αύξησής του (έντονος μεταβολισμός) Τα ριβοσώματα αποτελούνται από RNA και πρωτεΐνες και είναι υπεύθυνα για την πρωτεϊνοσύνθεση.

29 Διαίρεση του πυρήνα (γενετικού υλικού) Διαίρεση του κυττάρου Το κύτταρο θα διαθέτει 2 πυρήνες και την διπλάσια γενετική πληροφορία Πίνακας Με διαδοχικές κυτταρικές διαιρέσεις (Μίτωση) Υπάρχουν κύτταρα που αφού πρώτα υποστούν κυτταρική διαίρεση μετά διαφοροποιούνται και αναπληρώνουν τα νεκρά ή κατεστραμμένα κύτταρα θεοδουλίδης κωνσταντίνος

30 Την λειτουργία της αναπαραγωγής (μονογονική) Να αυξηθούν σε μέγεθος οι πολυκύτταροι οργανισμοί. 2. Να αναπληρώσουν τις καθημερινές φυσιολογικές φθορές που συμβαίνουν σε διάφορους ιστούς (δέρμα, βλεννογόνος στομάχου) 3. Να καλύψουν τις απώλειες λόγο τραυματισμών (ατυχήματα, εγχειρήσεις) 4. Είναι τρόπος μονογονικής αναπαραγωγής τόσο σε μονοκύτταρους αλλά και σε κάποιους πολυκύτταρους οργανισμούς. θεοδουλίδης κωνσταντίνος

31 Ασκήσεις σελίδας Σ Σ Λ Λ Λ Λ Σ Λ Σ Σ Οργανισμός Σωματικά Ζεύγη σε Σ. Γαμέτες Ζεύγη σε Γ. Άνθρωπος Γάτα Σιτάρι Σκύλος Κυτταρικός κύκλος είναι ο κύκλος ζωής του κάθε κυττάρου. Αρχίζει από τη στιγμή της δημιουργίας του κυττάρου (κυτταρική διαίρεση μητρικού κυττάρου) και ολοκληρώνεται με την δική του κυτταρική διαίρεση. Η χαρτογράφηση των χρωματοσωμάτων ενός οργανισμού. Η ταξινόμηση γίνεται με κριτήριο το μέγεθος και τη θέση του κεντρομεριδίου. θεοδουλίδης κωνσταντίνος

32 4. Κεντρομερίδιο είναι το μέρος ενός χρωματοσώματος το οποίο ενώνει τις δύο αδελφές χρωματίδες. 5. α. ΝΑΙ β. ΑΝΤΡΑΣ 6. Μίτωση: Πυρηνική Διαίρεση Κυτταροπλασματική διαίρεση: Διαίρεση κυτταροπλάσματος. 7. Κεντρομερίδιο 8. Πρόφαση Μετάφαση Ανάφαση Τελόφαση 9. Καρυότυπος σλς /17 Προαιρετικά Μεσόφαση στάδιο G1 2. Μεσόφαση στάδιο S 3. Μίτωση Πρόφαση 4. Μίτωση Μετάφαση 5. Μίτωση θεοδουλίδης κωνσταντίνος Ανάφαση 32

33 ΜΕΙΩΣΗ Ο τρόπος με τον οποίο παράγονται οι γαμέτες ονομάζεται μείωση και προκαλεί ελάττωση κατά το ήμισυ του αριθμού των χρωματοσωμάτων θεοδουλίδης κωνσταντίνος

34 Τα γονίδια Αποτελούν τις κωδικοποιημένες πληροφορίες με τις οποίες οι γονείς «προικίζουν» τα παιδιά τους και αποτελούν το γονιδίωμά τους Προγραμματίζουν την εμφάνιση συγκεκριμένων χαρακτήρων καθώς το άτομο αναπτύσσεται από το γονιμοποιημένο ωάριο σε ενήλικα. θεοδουλίδης κωνσταντίνος

35 Η κληρονομικότητα Εξαρτάται απόλυτα από τον αυτοδιπλασιασμό του DNA, μια διαδικασία μοναδική η οποία δημιουργεί πιστά αντίγραφα των γονιδίων που θα μεταβιβαστούν από τους γονείς στα παιδιά θεοδουλίδης κωνσταντίνος

36 Ομόλογα χρωματοσώματα Είναι δύο χρωματοσώματα που έχουν το ίδιο μήκος, Το κεντρομερίδιο τους στο ίδιο ακριβώς σημείο και Ο χρωματισμός τους με ειδικές χρωστικές ουσίες φανερώνει ακριβώς το ίδιο χαρακτηριστικό σχήμα ζωνών θεοδουλίδης κωνσταντίνος

37 θεοδουλίδης κωνσταντίνος

38 θεοδουλίδης κωνσταντίνος

39 θεοδουλίδης κωνσταντίνος

40 Α,Ι,Γ,Ζ Β,Η,Ε,Θ Κ,Μ,Λ,Δ Α Ι Γ Ζ Κ Μ Λ Δ Ε Θ Η Β θεοδουλίδης κωνσταντίνος

41 1.4.7Ομοιότητες: Διακρίνονται και στις δύο οι τέσσερεις φάσεις. Πρόφαση, Μετάφαση, Ανάφαση, Τελόφαση. Αφορούν και οι δύο το μοίρασμα της γενετικής πληροφορίας. Είναι δηλαδή πυρηνικές διαιρέσεις. Διαφορές: Στην Πρώτη Μειωτική (μείωση Ι) παρατηρείται σύναψης ομολόγων χρωματοσωμάτων. Στην Δεύτερη Μειωτική (μείωση ΙΙ) δεν υπάρχουν ζεύγη ομολόγων και για αυτό δεν παρατηρείται σύναψης. Τα κύτταρα που υπόκεινται την πρώτη μειωτική διαίρεση είναι διπλοειδή ενώ τα κύτταρα στα οποία γίνεται η δεύτερη μειωτική είναι απλοειδή Η Μείωση είναι το είδος της πυρηνικής διαίρεσης κατά την οποία παράγονται απλοειδή γεννητικά κύτταρα και συμβαίνει μόνο σε εξειδικευμένα κύτταρα των γονάδων. θεοδουλίδης κωνσταντίνος

42 Σωστό 2. Λάθος 3. Σωστό 4. Λάθος 5. Λάθος Η μείωση ήταν ο τύπος της πυρηνικής διαίρεσης που έγινε στις γονάδες των γονιών του Αντρέα και είχε ως αποτέλεσμα την παραγωγή στους όρχεις του πατέρα του σπερματοζωαρίων και στις ωοθήκες της μητέρας του ωαρίων. Με την ένωση ενός σπερματοζωαρίου και ενός ωαρίου δημιουργήθηκε το πρώτο κύτταρο του Αντρέα το ζυγωτό. Με Μίτωση από το ζυγωτό προέκυψαν όλα τα κύτταρα του Αντρέα τα οποία με διαφοροποίηση δημιούργησαν τους διάφορους ιστούς, όργανα και οργανικά συστήματα του Αντρέα. Με Μίτωση καλύπτονταν και οι φθορές, καθώς επίσης επουλώνονταν και οι τυχών πληγές στον οργανισμό του Αντρέα. θεοδουλίδης κωνσταντίνος

43 1.5.1α. Τα κύτταρα είναι ανόμοια διότι στα Β υπάρχουν 2 χρωματοσώματα μητρικής και ένα πατρικής προέλευσης ενώ στα Δ κύτταρα το αντίστροφο δηλαδή 2 πατρικής και ένα μητρικής προέλευσης. β. Θα προέκυπταν θυγατρικά κύτταρα στα οποία στα δύο όλα τα χρωματοσώματα θα είχαν πατρική προέλευση και στα άλλα δύο μητρική προέλευση. γ. Οι πιθανότητες να διαταχθούν και τα 23 ζευγάρια με τον πιο πάνω τρόπο κατά την Μετάφαση της πρώτης μειωτικής διαίρεσης είναι αμελητέες. Εκτός από την τυχαία διάταξη των ζευγαριών των ομολόγων χρωματοσωμάτων υπάρχει και η ανταλλαγή γονιδίων μεταξύ των μη αδελφών χρωματίδων κατά την πρόφαση της πρώτης μειωτικής διαίρεσης όπου παρατηρείται το φαινόμενο του διασκελισμού Στα Σωματικά κύτταρα του Αντρέα υπάρχει ανάμειξη της γενετικής πληροφορίας από τον πατέρα και την μητέρα ενώ όσον αφορά τον αδελφό του Αλέξη επειδή έχει προκύψει από την ένωση διαφορετικών γαμετών (σπερματοζωαρίων και ωαρίων) με διαφορετικούς συνδυασμούς αφού παράγονται διαφορετικά κάθε φορά σπερματοζωάρια και ωάρια (ερώτηση γ) τα κύτταρα του δεν θα είναι γενετικά όμοια ούτε με των γονιών του ούτε με του αδελφού του. θεοδουλίδης κωνσταντίνος

44 Νουκλεοτίδιο DNA θεοδουλίδης κωνσταντίνος

45 Τα νουκλεοτίδια του DNA Πεντόζη, τη δεσόξυριβόζη Στον 5 ο άνθρακα μία φωσφορική ομάδα Στον 1 ο άνθρακα μία αζωτούχο βάση. Η αζωτούχα βάση είναι μία από τις: Αδενίνη (A), Γουανίνη (G), Κυτοσίνη (C) και Θυμίνη (T) θεοδουλίδης κωνσταντίνος

46 Τα συστατικά του DNA θεοδουλίδης κωνσταντίνος

47 Πολυνουκλεοτιδική αλυσίδα DNA θεοδουλίδης κωνσταντίνος

48 Kανόνας της συμπληρωματικότητας των βάσεων Η Αδενίνη (Α) πάντα ζευγαρώνει με τη Θυμίνη (Τ) με δύο δεσμούς υδρογόνου, Ενώ η Γουανίνη (G) πάντα με την Κυτοσίνη (C) με τρεις δεσμούς υδρογόνου. θεοδουλίδης κωνσταντίνος

49 Η συμπληρωματικότητα των βάσεων θεοδουλίδης κωνσταντίνος

50 Πολυνουκλεοτιδική αλυσίδα DNA Όταν επιμηκύνεται μια αλυσίδα DNA ή RNA αυξάνεται πάντα με κατεύθυνση 5' προς 3', δηλαδή δημιουργείται πάντοτε ένα καινούριο 3' άκρο. Για το λόγο αυτό αναφέρεται ότι ο προσανατολισμός της πολυνουκλεοτιδικής αλυσίδας είναι 5' προς 3'. θεοδουλίδης κωνσταντίνος

51 Διπλή έλικα DNA Το DNA αποτελείται από δύο πολυνουκλεοτιδικές αλυσίδες που σχηματίζουν στο χώρο μία δεξιόστροφη διπλή έλικα. θεοδουλίδης κωνσταντίνος

52 Διπλή έλικα DNA Κάθε στροφή της έλικας περιλαμβάνει δέκα νουκλεοτίδια και οι δύο αλυσίδες που είναι τοποθετημένες η μια απέναντι από την άλλη συγκρατούνται με δεσμούς υδρογόνου οι οποίοι σχηματίζονται μεταξύ των βάσεών τους. θεοδουλίδης κωνσταντίνος

53 Διπλή έλικα DNA θεοδουλίδης κωνσταντίνος

54 θεοδουλίδης κωνσταντίνος

55 αντιγραφής του DNA θεοδουλίδης κωνσταντίνος

56 Ημισυντηρητικός μηχανισμός αντιγραφής του DNA Τα δύο θυγατρικά μόρια που προκύπτουν είναι πανομοιότυπα με το μητρικό και καθένα αποτελείται από μια παλιά και μια καινούρια αλυσίδα. θεοδουλίδης κωνσταντίνος