ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5. Διατήρηση και συνέχεια της ζωής

Transcript

1 ΚΕΑΛΑΙΟ 5 ιατήρηση και συνέχεια της ζωής

2 5.2 H ροή της γενετικής πληροφορίας

3 3 Πώς βρέθηκε η δομή του DNA στο χώρο; Η ανακάλυψη της δομής του DNA πραγματοποιήθηκε το 1953 από τους Watson και Crick. Από πολλούς η ανακάλυψη αυτή θεωρείται ως η μεγαλύτερη βιολογική ανακάλυψη του 20ου αιώνα. Για τη συνεισφορά τους στη μελέτη της δομής του DNA, οι επιστήμονες αυτοί μοιράστηκαν το 1962 το Βραβείο Νόμπελ με τον Μόρις Γουίλκινς.

4 4 DNA - RNA (νουκλεϊκά οξέα) Νουκλεϊκά οξέα ομούνται από απλούστερες επαναλαμβανόμενες μονάδες, τα νουκλεοτίδια.

5 DNA δεοξυριβονουκλεϊκό οξύ εοξυριβονουκλεϊκό οξύ ομείται από απλούστερες επαναλαμβανόμενες μονάδες, τα δεοξυ νουκλεοτίδια. Ε Απομόνωση DNA από φυτικό ιστό

6 6 Η δομή των νουκλεϊκών οξέων Αποθήκευση της γενετικής πληροφορίας Ποια είναι τα ομικά υλικά του DNA; Ποια η δομή ενός νουκλεοτιδίου του DNA; Ποιες αζωτούχες βάσεις περιέχονται στα νουκλεοτίδια του DNA; Ποιες βάσεις χαρακτηρίζονται σαν συμπληρωματικές; Με ποιον τρόπο συνδέονται οι δύο αλυσίδες του DNA μεταξύ τους; Γιατί χαρακτηρίζουμε το DNA δίκλωνο; Πως είναι δυνατόν το DNA του κάθε οργανισμού, που δομείται από 4 μόνο διαφορετικά νουκλεοτίδια, να είναι μοναδικό;

7 DNA ομικά υλικά Αζωτούχες βάσεις ωσφορική ομάδα εοξυριβόζη (Σάκχαρο) A Αδενίνη G Γουανίνη T Θυμίνη C Κυττοσίνη

8 Ένα δεοξυριβο νουκλεοτίδιο... Τρία μόρια ενώνονται μεταξύ τους: 1. ωσφορική ομάδα 2. εοξυριβόζη 3. Αζωτούχα βάση A Επειδή υπάρχουν τέσσερα είδη αζωτούχων βάσεων είναι δυνατόν να σχηματιστούν Τέσσερα διαφορετικά είδη εοξυριβονουκλεοτιδίων

9 Συμπληρωματικότητα Η ιδιότητα να ενώνονται οι αζωτούχες βάσεις μόνο σε συγκεκριμένα ζεύγη: 1. Η αδενίνη ενώνεται πάντα με θυμίνη A 2. Η κυτοσίνη ενώνεται πάντα με γουανίνη T C G και αντίστροφα

10 Πώς σχηματίζεται η αλυσίδα του DNA; 1. Κάθε αλυσίδα του DNA σχηματίζεται όταν το σάκχαρο ενός νουκλεοτιδίου συνδέεται με τη φωσφορική ομάδα του επόμενου. 2. Ασθενείς χημικοί δεσμοί αναπτύσσονται ανάμεσα στις συμπληρωματικές βάσεις των απέναντι αλυσίδων. Το δίκλωνο, πλέον, μόριο του DNA περιελίσσεται στον χώρο, σχηματίζοντας διπλή έλικα.

11 DNA ομικά υλικά ωσφορική ομάδα εοξυριβόζη (σάκχαρο) Αζωτούχες βάσεις: Αδενίνη - Θυμίνη Γουανίνη - Κυττοσίνη ομικές μονάδες: εοξυριβονουκλεοτίδια (1ωσφορική ομάδα +1 δεοξυριβόζη + 1 αζωτούχα βάση ) Ένα Μόριο DNA: ύο πολυνουκλεοτιδικές αλυσίδες (ενώνονται οι συμπληρωματικές αζωτούχες βάσεις) Σε ένα μόριο DNA υπάρχουν 4 διαφορετικά είδη δεοξυριβονουκλεοτιδίων

12 Το δίκλωνο μόριο του DNA περιελίσσεται στο χώρο σχηματίζοντας ιπλή έλικα

13 13 RNA ριβονουκλεϊκό οξύ Ριβονουκλεϊκό οξύ ομείται από απλούστερες επαναλαμβανόμενες μονάδες, τα ριβονουκλεοτίδια.

14 RNA ομικά υλικά συμπληρωματικότητα Αζωτούχες βάσεις ωσφορική ομάδα P Ριβόζη (Σάκχαρο) A Αδενίνη G Γουανίνη U Ουρακίλη C Κυττοσίνη

15 Τέσσερα διαφορετικά είδη ριβονουκλεοτιδίων P A P U P C P G

16 Ρ A Ρ Ρ A C Χιλιάδες ή εκατομμύρια ριβονουκλεοτίδια ενώνονται σχηματίζοντας μια πολυνουκλεοτιδική αλυσίδα Ρ Ρ U G 1. Το RNA είναι μονόκλωνο. 2. Σχηματίζει μονή έλικα.

17 RNA ομικά υλικά (συμπληρωματικότητα) ωσφορική ομάδα (σάκχαρο) Ριβόζη Αζωτούχες βάσεις: Αδενίνη - Ουρακίλη Γουανίνη - Κυττοσίνη ομικές μονάδες: Ριβονουκλεοτίδια (1ωσφορική ομάδα +1 ριβόζη + 1 αζωτούχα βάση ) Ένα μόριο RNA : Μία πολυνουκλεοτιδική αλυσίδα!!!!!!! (ενώνονται οι συμπληρωματικές αζωτούχες βάσεις) Σε ένα μόριο RNA υπάρχουν 4 διαφορετικά είδη ριβονουκλεοτιδίων

18 ιαφορές DNA - RNA DNA RNA ίκλωνο εοξυριβόζη Θυμίνη Μονόκλωνο Ριβόζη Ουρακίλη

19 Για το σπίτι Ερωτήσεις Εργασίες ραστηριότητες προφορικά βιβλίο τετράδιο Τετράδιο εργασιών

20 ομικά υλικά DNA Σε όλους τους οργανισμούς το DNA!!!!!!!!!! κατασκευάζεται: 1. με τα ίδια υλικά και 2. με τον ίδιο τρόπο σύνδεσης. ωσφορική ομάδα εοξυριβόζη (σάκχαρο) Αζωτούχες βάσεις: Αδενίνη - Θυμίνη Γουανίνη - Κυττοσίνη Αλλάζει μόνο η σειρά τοποθέτησης των υλικών μέσα στο μόριο.

21 Ιδιότητες DNA 1. Αντιγραφή: Η παραγωγή αντιγράφων πανομοιότυπων με το πρωτότυπο. Γίνεται όταν πρόκειται: να διχοτομηθεί το κύτταρο οπότε: διπλασιάζεται το γενετικό υλικό για να πάρει αντίγραφο καθένα από τα νέα κύτταρα. 2. Μεταγραφή: Η μεταφορά πληροφοριών σε άλλα μόρια. Γίνεται όταν πρέπει: να παραχθεί μια πρωτεΐνη οπότε: τα ριβοσώματα χρειάζονται οδηγίες από τον πυρήνα.

22

23 Αντιγραφή DNA 1. Σπάσιμο των δεσμών μεταξύ των βάσεων και άνοιγμα της έλικας. 2. Συμπλήρωμα κάθε σκέλους με ελεύθερα νουκλεοτίδια που διαθέτουν τις συμπληρωματικές βάσεις. Τα νουκλεοτίδια ενώνονται με τις αζευγάρωτες βάσεις της παλιάς νουκλεοτιδικής αλυσίδας και μεταξύ τους σχηματίζοντας μια νέα συμπληρωματική αλυσίδα. Κάθε έλικα μπορεί να συμπληρωθεί με ένα και μοναδικό τρόπο, λόγω της συμπληρωματικότητας των βάσεων. Αποτέλεσμα: ύο νέα μόρια DNA όμοια με το αρχικό.

24 Είδη RNA 1. Αγγελιαφόρο RNA (m-rna) messenger RNA Μεταφέρει τη γενετική πληροφορία από το DNA στα ριβοσώματα. 2. Ριβοσωμικό RNA (r-rna) ribosomal RNA Αποτελεί βασικό συστατικό των ριβοσωμάτων 3. Μεταφορικό RNA (t-rna) transfer RNA Μεταφέρει τα αμινοξέα στα ριβοσώματα.

25 Μεταγραφή mrna Άνοιγμα της αλυσίδας στην περιοχή του γονιδίου, της πρωτεΐνης που πρέπει να παραχθεί. Συμπλήρωση του ενός σκέλους με ελεύθερα ριβουνουκλεοτίδια που διαθέτουν τις συμπληρωματικές βάσεις. Σχηματισμός του m-rna με την ένωση των ριβονουκλεοετιδίων. Απόσπαση της αλυσίδας του m-rna από το DNA και έξοδός του από τον πυρήνα.

26 κι άλλη μεταγραφή... Με τη μεταγραφή δεν παράγεται μόνο m-rna ιάφορα τμήματα του DNA μεταγράφονται με τον ίδιο τρόπο, για να συντεθούν το: 1. μεταφορικό t-rna και το 2. ριβοσωμικό r-rna Εναλλακτικά Γονίδιο ονομάζεται κάθε τμήμα του DNA που μπορεί να μεταγραφεί.

27 Ο ρόλος του m-rna Κάθε φορά που απαιτείται η σύνθεση μια πρωτεΐνης, το τμήμα του DNA που φέρει την πληροφορία για την σύνθεση της, μεταγράφεται σε m-rna. Το m-rna μεταφέρει τη συγκεκριμένη γενετική πληροφορία από το DNA στα ριβοσώματα.

28 Μετάφραση (πρωτεϊνοσύνθεση) 1. Προσαρμόζεται το m-rna στο r-rna του ριβοσώματος. 2. Μεταφέρει το t-rna αμινοξέα στο ριβόσωμα. 3. Συνδέονται και συγκροτούν τα αμινοξέα, πρωτεΐνες σύμφωνα με τις οδηγίες που μετέφερε το m-rna.

29 Όλα χρειάζονται!!! Στην πρωτεϊνοσύνθεση είναι απαραίτητη η συμμετοχή και των τριών ειδών RNA: Τα μόρια r-rna του ριβοσώματος συνδέονται με το m-rna (χάρη στη συμπληρωματικότητα των αζωτούχων βάσεων). Τα μόρια t-rna μεταφέρουν συγκεκριμένα αμινοξέα στο ριβόσωμα (χάρη στη συμπληρωματικότητα των αζωτούχων βάσεων με το m-rna)

30 Το κεντρικό δόγμα της βιολογίας 1. Οι γενετικές πληροφορίες βρίσκονται στο DNA. 2. Το DNA αντιγράφεται ώστε να υπάρχει αντίτυπο σε κάθε κύτταρο. 3. Οι πληροφορίες βγαίνουν από τον πυρήνα γραμμένες σε m-rna. 4. Με τη συμμετοχή των 3 ειδών RNA γίνεται η πρωτεϊνοσύνθεση ώστε: να χτιστεί ο οργανισμός και να ρυθμιστεί η λειτουργία του. Οι διαδικασίες της αντιγραφής, της μεταγραφής και της μετάφρασης γίνονται με τη βοήθεια ενζύμων. Οι διαδικασίες αυτές συνοψίζονται στο Κεντρικό όγμα της βιολογίας, που περιγράφει τη ροή της γενετικής πληροφορίας.

31 Γενετικός κώδικας

32 προφορικά 3, 4 βιβλίο 1, 2 τετράδιο Τετράδιο εργασιών Για το σπίτι Ερωτήσεις Εργασίες ραστηριότητες Ακολουθεί επανάληψη σε 5.1 και 5.2

33 Ένα δεοξυριβο νουκλεοτίδιο A

34 Τέσσερα διαφορετικά είδη εοξυριβονουκλεοτιδίων A T C G

35 A C ύο δεοξυριβουνουκλεοτίδια ενώνονται μεταξύ τους, με ισχυρό δεσμό, καθώς η δεοξυριβόζη του ενός συνδέεται με τη φωσφορική ομάδα του άλλου

36 A A C T Χιλιάδες ή εκατομμύρια δεοξυριβονουκλεοτίδια ενώνονται σχηματίζοντας μια πολυνουκλεοτιδική αλυσίδα C

37 A C C A T A Τ G Τ G ύο πολυνουκλεοτιδικές αλυσίδες ενώνονται με ασθενείς δεσμούς ανάμεσα στις αζωτούχες βάσεις τους A Τ G Τ G

38 Προκύπτει ένα δίκλωνο μόριο A C Τ G το DNA T A C G A Τ