podstawy genetyki

Mamy dwa rodzaje zasad

azotowych

Z. purynowe Z. pirymidynowe

Adenina Tymina

Guanina Cytozyna

Nukleotydy DNA układaj

w ni

- ła

cuch

steczka DNA jest form

dwuniciow

Dwie nici DNA ł

ze sob

rednictwem zasad. Sposób ł

czenia

zasad ze sob

nie jest przypadkowy –

odbywa si

na drodze komplementarno

ci.

Adenina ł

czy si

zawsze z Tymin

mostki wodorowe), a Cytozyna z Guanin

(3 mostki wodorowe).

Schemat budowy dwuniciowej cz

steczki DNA

W trakcie podziałów komórkowych,
podwójna spirala DNA rozplata si

Na ka

dej z wolnych nici rozpoczyna

odbudowa brakuj

cej przez

czenie komplementarnych zasad

(autoreplikacja). Odbywa si

to w

zgodzie z zasad

komplementarno

i w efekcie powstaj

dwie spirale z

których ka

da zawiera jedn

nowa

i jedn

star

Autoreplikacja - rysunek

Rozpleciona cz

steczka DNA słu

y tez

jako matryca do syntezy innego kwasu
nukleinowego mRNA

Kwas rybonukleinowy - RNA

Budowa kwasu RNA jest podobna do
jednoniciowej formy DNA. Podstawow

jednostk

składow

jest tu równie

nukleotyd. W jego skład wchodz

cukier

RYBOZA, grupa fosforanowa oraz jedna z
4 zasad azotowych: adenina, guanina,
cytozyna lub uracyl. W momencie
transkrypcji zasad

komplementarn

adeniny DNA jest uracyl RNA. RNA jest
kwasem jednoniciowym.

Kwas rybonukleinowy - RNA

Mamy 3 podstawowe rodzaje RNA

- mRNA – matrycowy RNA (czasem

nazywany te

iRNA – informacyjny RNA)

- tRNA – transportowy RNA

- rRNA – rybosomalny RNA

Rozpleciona cz

steczka DNA słu

y jako

matryca do syntezy mRNA – jest to
pierwszy krok w kierunku przekazania
informacji zapisanej w genach na
kolejno

ść

aminokwasów w białkach.

Proces ten nazywamy BIOSYNTEZ

BIAŁKA.

Zadanie:

1.Przygotuj model budowy 6 nukleotydowej

nici DNA – przygotuj legend

, opisuj

co oznaczaj

dobrane przez Ciebie kolory

plasteliny

2. Po pozytywnej ocenie prowadz

cej

zaj

cia zadania 1, dobuduj na zasadzie

komplementarno

ci drug

z nici DNA.

Zanim jednak o biosyntezie

białek…

To co w sposób podstawowy warunkuje

ycie, to

zwi

zane z nim procesy metaboliczne. Dotycz

one funkcjonowania białek a dalej enzymów. To
ró

nice w białkach stanowi

o ró

nicach mi

dzy

osobnikami. Białka wszystkich organizmów
zbudowane s

zaledwie z 20 rodzajów

aminokwasów. Aminokwasy te ł

ze sob

zaniami peptydowymi, a kolejno

ść

w jakiej

porz

dkuj

regulowana jest przez DNA.

Istot

funkcjonowania DNA jest to,

zapisane s

w nim informacje genetyczne.

Zapis ten zawiera si

w KOLEJNO

ZASAD. „J

zykiem” odczytywania tej

kolejno

ci jest KOD GENETYCZNY

Cechy kodu genetycznego:

- Jest TRÓJKOWY – tzn.,

e 3 kolejne nukleotydy

oznaczaj

1 aminokwas. (4

=64)

- ZDEGENEROWANY (niejednoznaczny) tzn.,

jeden aminokwas mo

e by

kodowany przez

ró

ne trójki, np. fenyloalanina mo

e by

kodowana przez trójk

UUU lub UUC. Z 64

trójek 3 s

nonsensowne, nie koduj

ą Ŝ

adnego

aminokwasu, nazywamy je terminacyjne UAG,
UGA, UAA. Kodon AUG rozpoczyna proces
biosyntezy, jest to kodon inicjuj

cy.

Cechy kodu genetycznego:

- Jest NIEZACHODZ

CY (wyj. niektóre

wirusy), to oznacza

e nukleotyd ko

jedn

trójk

, nie wchodzi w skład kolejnej

- Jest BEZPRZECINKOWY tzn. nie ma

znaków rozdzielaj

cych kolejne trójki

- Jest UNIWERSALNY tzn.,

e dany kod

okre

la ten sam aminokwas u wszystkich

ywych organizmów, od bakterii do

człowieka.

Cechy kodu genetycznego:

- Jest KOLINEARNY – DNA jest cz

steczk

liniow

a białko liniowym polipeptydem.

Zmiany kolejno

ci nukleotydów w DNA

poci

gaj

zmiany w kolejno

aminokwasów w białku, inaczej mówi

steczka DNA i powstaj

cy na jej

podstawie polipeptyd s

kolinearne.

Biosynteza białka

W cytoplazmie aktywne aminokwasy
przył

czaj

do tRNA, który odszukuje

adekwatne miejsce na nici mRNA i w ten
sposób ustawia aminokwasy zgodnie z
zapisan

w kodzie kolejno

. Ten proces

to translacja – przetłumaczenie j

zyka

kodu genetycznego na kolejno

ść

aminokwasów w białku, czyli na konkretn

cech

organizmu.

Przy czym:

- Kolejno

ść

3 nukleotydów w kwasie DNA to

KOD

- Kolejno

ść

3 nukleotydów w kwasie mRNA

to KODON

- Kolejno

ść

3 nukleotydów w kwasie tRNA

to ANTYKODON

Co to jest GEN?

Gen to podstawowa jednostka
dziedziczno

ci – odcinek DNA koduj

jeden ła

cuch polipeptydów

Gdy DNA jest w stanie spoczynku, a komórka

szykuje si

do podziału DNA ulega wówczas

spiralizacji i upakowaniu w chromosomach.

Struktur

chromosomu stanowi

DNA i białka

nazywane histonami. Histony grupuj

nukleosomy, „koraliki” wokół których owija si

około 200 par nukleotydów. Pomi

dzy

nukleosomami le

y jeszcze jedna cz

steczka

histonu, inna ni

ta centralna. Inaczej mówi

DNA jest nawini

ty na białka histonowe i w raz z

nimi tworzy „sznur koralików”.

Budowa chromosomu

Upakowanie DNA w chromosomach
ułatwia sprawny przebieg podziału
komórkowego – materiał genetyczny mo

zosta

symetrycznie rozdzielony pomi

dzy

komórki potomne.

Podział komórek somatycznych
nazywamy mitoz

Mitoza

Podział mitotyczny obejmuje dwa podziały
składowe: kariokinez

i cytokinez

wyniku których powstaj

dwie komórki

potomne identyczne jak komórka
macierzysta.

Kariokineza przebiega w 4 etapach
1. Profaza – Zanika otoczka j

drowa, lu

na ni

DNA ulega

spiralizacji, z chromatyny tworz

chromosomy. Ka

chromosom składa si

z 2 chromatyd poł

czonych

centromerem

2. Metafaza – chromosomy ustawiaj

wrzecionie kariokinetycznym

3. Anafaza – do przeciwnych biegunów komórki rozchodz

siostrzane chromatydy chromosomów.

4. Telofaza – chromosomy ulegaj

despiralizacji,

odbudowuje si

otoczka j

drowa.

Po kariokinezie nast

puje cytokineza.

W okresie mi

dzy podziałami ni

DNA

replikuje si

(samopowielanie si

) dzi

czemu ilo

ść

materiału genetycznego w

komórce nie zmniejsza si

z ka

dym

kolejnym podziałem a tym samym, liczba
chromosomów w komórce jest stała .

Wszystkie komórki somatyczne człowieka
zawieraj

23 pary chromosomów, z czego

1 para to chromosomy płci.

Wszystkie chromosomy w komórce tworz

KARIOTYP.