BIO111 Μικροβιολογια ιαλεξη 5 Απο το γονιδιο στις πρωτεινες

Τα χαρακτηριστικα της Ζωης

Πως ξερει το κυτταρο πως να παρασκευαζει τον εαυτο του?

ΚΥΤΤΑΡΟΠΟΥΛΟΣ Η ΣΥΝΤΑΓΗ ΤΟΥ ΚΥΤΤΑΡΟΥ (ή πως να παρασκευάζω πρωτείνες για να παρασκευάζουν αντίγραφά µου) 1. ιαχωρισµός των µορίων που κωδικοποιούν την πληροφορία (DNA) από τα µόρια που παράγουν έργο (πρωτείνες) 2.Χρήση µιάς συµβολικής γλώσσας 4 µόνο γραµµάτων-κώδικας 3.Χρήση αυστηρών κανόνων για την ανάγνωση του κώδικά I.γονίδια II.υποκινητές III.5 ->3 IV.Ν->C V.σήµατα αρχής και τέλους VI.3 βάσεις=1 αµινοξύ

Το κεντρικο δογµα της Βιολογιας

Απο το γονιδιο στην πρωτεινη

Βακτηριακο Κυτταρο- To Πυρηνοειδες You are here

Οργανωση του γενετικου υλικου των βακτηριων σε βροχους

Βακτηριακές πρωτεινες οµοιαζουσες µε ιστονες συµµετεχουν στο πακεταρισµα του DNA στο πυρηνοειδες IHF (E. coli) HU (B. stearothermophilus) TF1 (B. subtilis) http://www.biologie.uni-hamburg.de/lehre/bza/1ihf/e1ihfm.htm

εσµευση DNA απο τον IHF (Integration Host Factor) του E. coli DNA http://www.biologie.uni-hamburg.de/lehre/bza/1ihf/e1ihfm.htm

Χαρακτηριστικα DNA 1. εσοξυριβόζη 2. Θυµίνη 3. ίκλωνο (συνήθως)

Νουκλεο-σιδιο/τιδιο

εσµοί υδρογόνου στο......dna

ικλωνο DNA

Η πληροφορια στο DNA åéíáé ïñãáíùìåíç óå ãïíéäéá

Õπïêéíçôçò-ç ñõèìéóôéêç πåñéï ç ôïõ γïíéäéïõ

Γïíéäéï-ç êùäéêç πåñéï ç

1 ãïíéäéï êùäéêïπïéåé 1 πïëõπåπôéäéêç áëõóéäá ç 1 äïìéêï RNA

Οπερονιο= πολλα ãïíéäéá ìå åíáí ìïíï õπïêéíçôç

- Μα πως διαβαζω την ληροφορια που ειναι καταχωρηµενη σε µορφη DNA?

-Στοιχειωδες, ρ Γουατσον. Πρωτα τη Μεταγραφεις σε RNA.

Χαρακτηριστικα RNA 1. Ριβόζη 2. Oυρακίλλη 3. Μονοκλωνο (συνήθως)

Ριβονουκλεοτιδιο

Mεταγράφω = πολυµερίζω ριβονουκλεοτίδια κατά τη φορά 5' -> 3'

ΤΑ ΥΛΙΚΑ ΠΟΥ ΧΡΕΙΑΖΟΝΤAΙ ΓΙΑ ΝΑ ΓΙΝΕΙ ΒΑΚΤΗΡΙΑKΗ ΜΕΤΑΓΡΑΦΗ 1.DNA (υποκινητης) 2.RNA πολυµεραση (πυρηνας+σ) 3.Ριβονουκλεοτιδια 4.ATP ΚΥΤΤΑΡΟΠΟΥΛΟΣ 5.Πρωτεινικοι παράγοντες ληξης 6.Φουρκετες ληξης

Η µεταγραφη αρχιζει απο τον υποκινητη

Τι ειναι ο υποκινητης? Εναρξη µεταγραφης 5 3 συντηρηµενες περιοχες T 85 T 83 G 81 A 61 C 6 8 A 52 T 89 A 81 T 50 A 65 A 6 5 T 100

-Πως ξερει το κυτταρο οτι εχει υποκινητες?

- Μεσω της RNA πολυµερασης

Μορφες της RNA πολυµερασης - σ + σ

Μεταγραφη-σχηµατισµος τεταρτοταγους συµπλοκου

Πως αναγνωριζει υποκινητες η RNA πολυµεραση? 5 3

Πως βλεπει ο σ70 το DNA?

Εναλλακτικοι παραγοντες σ Βαση εδοµενων Υποκινητων E.coli δες CD-ROM

Εναρξη µεταγραφης Θεση +1 Α η G

Μεταγραφη-επιµηκυνση

Μεταγραφη µε τοπικη αφελικωση του DNA http://www.sci.sdsu.edu/~smaloy/microbialgenetics/topics/chroms-genes-prots/rnap-supercoil.html

RNA πολυµεραση επι τω εργω

Ληξη µεταγραφης

Ληξη µεταγραφης καθοδηγουµενη απο φουρκετες

Ληξη βακτηριακης µεταγραφης καθοδηγουµενη απο φουρκετες θηλιά θηλιά περιοχή πλούσια σε GC Α= U GΞ C CΞG CΞG CΞG U= A Α= U U U U ανεξάρτητη του παράγοντα ρ φουρκέτες Α= U U Ξ A UΞA CΞG AΞU G= C Α= U Χ Χ Χ ρ-εξαρτώµενη περιοχή πλούσια σε AU

Ληξη µεταγραφης καθοδηγουµενη απο φουρκετες

Mεταγραφη

- Μα πως διαβαζω την πληροφορια που εχει µεταγραφει σε µορφη RNA?

-Στοιχειωδες, ρ Γουατσον. Τη µεταφραζεις σε πολυπεπτιδικη αλυσιδα

Mεταφραζω = πολυµερίζω αµινοξεα απο ΝH2 προς COOH καθως διαβαζω mrna κατά τη φορά 5' -> 3'

ΑΤΑΞΙΑ ΑΤΟΜΑ Ν, Ο, C, S, P, H... (ΜΙΚΡΟ)ΜΟΡΙΑ Σάκχαρα Λιπαρά οξέα Νουκλεοτίδια Αµινοξέα ΜΑΚΡΟΜΟΡΙΑ Πολυσακχαρίτες Λιπίδια DNA, RNA Πρωτεΐνες ΜΑΚΡΟΜΟΡΙΑΚΑ ΣΥΜΠΛΟΚΑ ΤΑΞΗ (οργάνωση δοµών) µη πληροφοριακά πληροφοριακά

ΚΥΤΤΑΡΟΠΟΥΛΟΣ ΤΑ ΥΛΙΚΑ ΠΟΥ ΧΡΕΙΑΖΟΝΤAΙ ΓΙΑ ΝΑ ΓΙΝΕΙ ΒΑΚΤΗΡΙΑKΗ ΜΕΤΑΦΡΑΣΗ 1.mRNA 2.tRNA-aa 3.30S+50S = ριβοσώµατα 4.GTP, ATP 5.Παράγοντες εκκίνησης 6.Παράγοντες επιµήκυνσης 7.Παράγοντες ελευθέρωσης

Μη-µεταφρασιµες περιοχες 5 3 υποκινητης -35-10 +1 3 5 RNA 5 3 5 UTR 3 UTR

Μη-µεταφρασιµες περιοχες 5 3 υποκινητης -35-10 +1 3 5 RNA 5 3 5 UTR 3 UTR πρωτεινη Ν C

Μεταφραση

Το ριβοσωµα σε ωρα δουλειας

Μη-µεταφρασιµες περιοχες 5 3 υποκινητης -35-10 +1 3 5 RNA 5 3 Shine- Dalgarno

Θέση έσµευσης Ριβοσώµατος ή Ribosome Βinding Site ή Aλληλουχία Shine-Dalgarno συνήθως: AGGAGGU ΑΛΛΗΛΕΠΙ ΡΑΣΗ ΠΕΡΙΟΧΗΣ SHINE-DALGARNO ΜΕ ΡΙΒΟΣΩΜΑ 5'- OH XXXAGG GG G 3' A U AUUCCUCCAC A U CXXXXXXAUGXXX... UAGXXX -3' mrna 30S 16S RNA

Φορτωµα trna µε αµινοξεα

Το trna ειναι το µονο διγλωσσο µακροµοριο του κυτταρου

Το trna αναγνωριζει mrna

Μεταφραση

Eναρξη µεταφρασης εξοδος πεπτιδικος δεσµος υποδοχη

Μεταφρασηεπιµηκυνση αλυσιδας

Μεταφραση- Μετατοπιση ριβοσωµατος

Μεταφραση

δες CD-ROM

Στα βακτηρια η µεταγραφη ειναι συζευγµενη µε τη µεταφραση

Συζευξη βακτηριακης µεταφρασης-µεταγραφης DNA

δες CD-ROM

Η ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΑ ΚΑΤΑ ΤΗ ΜΕΤΑΦΡΑΣΗ ΙΑΒΑΖΕΤΑΙ ΣΕ ΛΕΞΕΙΣ ΤΩΝ ΤΡΙΩΝ ΓΡΑΜΜΑΤΩΝ π.χ. ΕΝΠΑΩΕΓΩΣΤΗ ΕΗ ΑΜΑ ΕΝΘΕΣΜΗΝΠΑΣΚΑΙΕΣΥ

Μεταφραση

Ο γενετικος κωδικας

οµή πρωτεινών (τριτοταγης)

Πως αποκταει η νεογεννητη πρωτεινη την εγγενη της δοµη?

Αναδιπλωση πρωτεινών µε βοηθεια σαπερονων

H σαπερονη-groel-es Top view into the cavity of the top ring. The domain rotation caused by nucleotide binding continues into the large movement accompanying GroES binding. Bottom view. Different pattern of movement in the lower ring. The upper ring (at the back of the images) performs a continuous twisting motion, but the lower ring opens and shuts with radial movements of the domains in addition to the twisting.

- Μα πως διαβαζονται τα βακτηριακα Οπερονια?

Οπερονιο= πολλα ãïíéäéá ìå åíáí ìïíï õπïêéíçôç

Τα οπερονια δινουν πολυκιστρονικα µηνυµατα mrna

Τα οπερονια δινουν πολυκιστρονικα µηνυµατα µε ξεχωριστες θεσεις SD mrna SD SD SD

Τα πολυκιστρονικα µηνυµατα παραγουν πολλες πρωτεινες mrna SD SD SD Πρωτεινη 1 Πρωτεινη 2 Πρωτεινη 3

Τα οπερονια δινουν πολυκιστρονικα µηνυµατα µε ξεχωριστες θεσεις SD

Ποιος ειναι ο ελαχιστος αριθµος γονιδιων που χρειαζεται ενα βακτηριο για να ζει?

ΤΟ ΜΙΚΡΟΤΕΡΟ ΓΝΩΣΤΟ ΓΟΝΙ ΙΩΜΑ: Mycoplasma genitalium ή ζώντας µε 482 γονίδια Γονιδιωµα 580.070 bp Γονίδια 482 RNA 12 Πολυπεπτίδια 470 Γνωστές λειτουργίες Ι. Κυτταρικό τοίχωµα 5.3% ΙΙ. Βιοσύνθεση µικρών µορίων 8.0% ΙΙΙ. Μεταβολισµός µακροµορίων 45.0% ΙV. Ενδιάµεσος µεταβολισµός 13.0% V. ιάφορες κυτταρικές διαδικασίες 16.6% VI. Αλλες λειτουργίες 8.2%

Πληρη Μικροβιακα Γονιδιωµατα ΟΛΟΚΛΗΡΩΜΕΝΑ ΜΙΚΡΟΒΙΑΚΑ ΓONI IΩΜΑΤΑ (Οκτ 1999) Οργανισµός Xώ Μέγεθος Πιθανά Εξακριβω ρος γενώµ. συνoλικά µένα Χαρακτη ρισµένα γονίδια (Mbases) γονίδια γονίδια Saccharomyces cerevisiae Ε 12.069 6.294 3.089 63% Escherichia coli Β - 4.639 4.289 2.656 62% Mycobacterium tuberculosis (strain -H37Rv) Β + 4.447 4.402 Bacillus subtilus Β + 4.214 4.099 ~2.320 ~58% Synechocystis sp. Β - 3.573 3.168 1.402 48% Archaeoglobus fulgidus Α 2.178 2.471 1.193 44% Haemophilus influenzae Β - 1.830 1.850 1.015 58% Methanobacterium thermoautotrophicum Α 1.751 1.855 816 44% Pyrococcus horikoshii (shinkaj) Α 1.738 Helicobacter pylori Β - 1.667 1.590 907 57% Methanococcus jannaschii Α 1.664 1.692 776 46% Aquifex aeolicus (strain VF5) Β - 1.551 1.554 Borrelia burgdorferi Β - 1.230 1.256 499 58% Treponema pallidum Β - 1.138 1.041 Rickettsia prowazeckii B- 1.112 840 526 62% Chlamydia trachomatis Β - 1.042 896 Mycoplasma pneumoniae Β + 0.816 677 333 49% Mycoplasma genitalium Β + 0.580 488 324 69% Ε= ευκαρυωτικός, Β= βακτήριο (Gram+ ή -) Α=αρχαίο. Ο αριθµός των εξακριβωµένων µιρκοβιακών γενωµάτων αυξάνεται µε τέτοιο ρυθµό που είναι δύσκολο πια να κρατήσει κανείς λογαριασµό. Για τις πιο πρόσφατες πληροφορίες πάνω στις προσπάθειες αλληλούχισης µικροβιακών (και άλλων) γενωµάτων επισκεφτείτε την ιστοσελίδα http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmgifs/genomes/micr.html