1.21. Budowa,
1.21. Budowa,
lokalizacja w komórce
lokalizacja w komórce
i funkcje DNA i RNA
i funkcje DNA i RNA
1.21. Budowa,
1.21. Budowa,
lokalizacja w komórce
lokalizacja w komórce
i funkcje DNA i RNA
i funkcje DNA i RNA
Już wiesz, że :
Już wiesz, że :
Wszystkie organizmy zbudowane są z komórek.
Wszystkie organizmy zbudowane są z komórek.
Komórka jest podstawową jednostką strukturalną i funkcjonalną każdego organizmu.
Komórka jest podstawową jednostką strukturalną i funkcjonalną każdego organizmu.
Struktury (organella) komórkowe to: błona komórkowa, ściana komórkowa,
Struktury (organella) komórkowe to: błona komórkowa, ściana komórkowa,
cytoplazma, jądro komórkowe, siateczka śródplazmatyczna, rybosomy, mitochondria,
cytoplazma, jądro komórkowe, siateczka śródplazmatyczna, rybosomy, mitochondria,
chloroplasty, aparat Golgiego, wodniczka (wakuola).
chloroplasty, aparat Golgiego, wodniczka (wakuola).
Funkcje wybranych struktur komórkowych, to:
Funkcje wybranych struktur komórkowych, to:
1.
1.
Jądro komórkowe:
Jądro komórkowe:
jest nośnikiem informacji genetycznej i steruje pracą całej
jest nośnikiem informacji genetycznej i steruje pracą całej
komórki.
komórki.
2. Cytoplazma
2. Cytoplazma
: wypełnia wnętrze komórki. To żywa, pozajądrowa część komórki. Jest
: wypełnia wnętrze komórki. To żywa, pozajądrowa część komórki. Jest
substancją galaretowatą, elastyczną, lepką, ciągliwą. Głównym jej składnikiem jest
substancją galaretowatą, elastyczną, lepką, ciągliwą. Głównym jej składnikiem jest
woda, a także białka, tłuszcze, węglowodany i związki mineralne. Jest środowiskiem
woda, a także białka, tłuszcze, węglowodany i związki mineralne. Jest środowiskiem
wszystkich procesów życiowych. Jest żywym elementem komórki.
wszystkich procesów życiowych. Jest żywym elementem komórki.
3. Mitochondria
3. Mitochondria
: stanowią centra energetyczne komórki. W nich odbywa się proces
: stanowią centra energetyczne komórki. W nich odbywa się proces
oddychania komórkowego. Komórki, w których zachodzą intensywne procesy
oddychania komórkowego. Komórki, w których zachodzą intensywne procesy
życiowe, mają dużą liczbę mitochondriów. Są żywym elementem komórki.
życiowe, mają dużą liczbę mitochondriów. Są żywym elementem komórki.
4. Chloroplasty
4. Chloroplasty
: to organelle typowe dla komórek roślinnych. Zawierają głównie
: to organelle typowe dla komórek roślinnych. Zawierają głównie
chlorofil, aktywnie uczestniczą w procesie fotosyntezy. Są żywymi elementami
chlorofil, aktywnie uczestniczą w procesie fotosyntezy. Są żywymi elementami
komórki
komórki
5.
5.
Siateczka śródplazmatyczna:
Siateczka śródplazmatyczna:
to system błon, których funkcją jest głównie
to system błon, których funkcją jest głównie
transport substancji w komórce.
transport substancji w komórce.
6. Rybosomy:
6. Rybosomy:
to miejsca wytwarzania białek.
to miejsca wytwarzania białek.
7.
7.
Aparat Golgiego:
Aparat Golgiego:
bierze udział w procesach wydzielniczych komórki, zachodzi w
bierze udział w procesach wydzielniczych komórki, zachodzi w
nim synteza cukrów złożonych.
nim synteza cukrów złożonych.
Składniki chemiczne
Składniki chemiczne
komórki to:
komórki to:
Wszystkie komórki mają
Wszystkie komórki mają
taki sam podstawowy skład
taki sam podstawowy skład
chemiczny.
chemiczny.
W każdej komórce
W każdej komórce
występują w różnych
występują w różnych
ilościach substancje
ilościach substancje
organiczne, woda i sole
organiczne, woda i sole
mineralne.
mineralne.
Nieorganiczne
Nieorganiczne
woda
woda
sole mineralne
sole mineralne
Substancje chemiczne to
pierwiastki chemiczne lub
związki chemiczne
zbudowane z pierwiastków
chemicznych.
Organiczne
białka
węglowodany (cukry)
tłuszcze
kwasy nukleinowe
witaminy
Już wiesz, że :
KWASY NUKLEINOWE
KWASY NUKLEINOWE
DNA
DNA
to kwas deoksyrybonukleinowy
to kwas deoksyrybonukleinowy
–
–
jest nośnikiem informacji genetycznej.
jest nośnikiem informacji genetycznej.
RNA
RNA
to kwas rybonukleinowy
to kwas rybonukleinowy
–
–
jest potrzebny do korzystania przez
jest potrzebny do korzystania przez
komórkę z własnych informacji
komórkę z własnych informacji
genetycznych
genetycznych
Autonomiczne struktury
Autonomiczne struktury
komórkowe
komórkowe
chloroplast
mitochondrium
Struktury
zawierające
własne DNA i RNA
Genetyka
Genetyka
– podstawowe
– podstawowe
informacje
informacje
Cechy każdego organizmu są zapisane w
Cechy każdego organizmu są zapisane w
jego materiale genetycznym.
jego materiale genetycznym.
Podstawowy materiał genetyczny organizmu
Podstawowy materiał genetyczny organizmu
zlokalizowany jest w jądrze komórkowym.
zlokalizowany jest w jądrze komórkowym.
Materiałem genetycznym każdego
Materiałem genetycznym każdego
organizmu jest DNA
organizmu jest DNA
DNA zawiera informacje dotyczące
DNA zawiera informacje dotyczące
mechanizmów powstawania i
mechanizmów powstawania i
funkcjonowania wszystkich elementów
funkcjonowania wszystkich elementów
organizmu.
organizmu.
Materiał genetyczny przekazywany jest
Materiał genetyczny przekazywany jest
potomstwu w procesie rozmnażania.
potomstwu w procesie rozmnażania.
Nauka, która zajmuje się badaniem
Nauka, która zajmuje się badaniem
dziedziczności i zmienności organizmów to
dziedziczności i zmienności organizmów to
genetyka.
genetyka.
Genetyka jest jedną z najmłodszych dziedzin
Genetyka jest jedną z najmłodszych dziedzin
nauki i szybko się rozwija.
nauki i szybko się rozwija.
Budowa nukleotydu DNA
Budowa nukleotydu DNA
Podstawowym elementem budulcowym każdej
Podstawowym elementem budulcowym każdej
cząsteczki DNA jest
cząsteczki DNA jest
n u k l e o t y d.
n u k l e o t y d.
W skład każdego nukleotydu wchodzą:
W skład każdego nukleotydu wchodzą:
1.
1.
Cukier
Cukier
– deoksyryboza,
– deoksyryboza,
2.
2.
Zasada azotowa
Zasada azotowa
– jedna z czterech:
– jedna z czterech:
adenina (A),
adenina (A),
tymina (T)
tymina (T)
cytozyna (C),
cytozyna (C),
guanina (G).
guanina (G).
3.
3.
Reszta kwasu fosforowego
Reszta kwasu fosforowego
(reszta fosforanowa)
(reszta fosforanowa)
W skład DNA wchodzą 4 rodzaje
W skład DNA wchodzą 4 rodzaje
nukleotydów, różniących się między sobą
nukleotydów, różniących się między sobą
rodzajem zasady azotowej
rodzajem zasady azotowej
Cząsteczka
Cząsteczka
DNA
DNA
Cząsteczka DNA swoim wyglądem przypomina
Cząsteczka DNA swoim wyglądem przypomina
skręconą drabinę, składającą się z dwóch
skręconą drabinę, składającą się z dwóch
oplatających się nici tzw. podwójną helisę.
oplatających się nici tzw. podwójną helisę.
Cegiełkę budulcową tej drabiny stanowi
Cegiełkę budulcową tej drabiny stanowi
nukleotyd.
nukleotyd.
Krawędzie tej drabiny budują cukier i reszty
Krawędzie tej drabiny budują cukier i reszty
kwasu fosforowego.
kwasu fosforowego.
Szczeble zbudowane są z połączonych ze sobą
Szczeble zbudowane są z połączonych ze sobą
odpowiednich zasad azotowych.
odpowiednich zasad azotowych.
Łączenie się zasad azotowych w pary jest
Łączenie się zasad azotowych w pary jest
podporządkowane ważnej regule
podporządkowane ważnej regule
komplementarności
komplementarności
zasad.
zasad.
Szczeble drabiny- wiązania pomiędzy
Szczeble drabiny- wiązania pomiędzy
komplementarnymi zasadami azotowymi, są
komplementarnymi zasadami azotowymi, są
łatwo pękającymi połączeniami - wiązaniami
łatwo pękającymi połączeniami - wiązaniami
wodorowymi.
wodorowymi.
Łańcuchy DNA mogą liczyć nawet setki tysięcy
Łańcuchy DNA mogą liczyć nawet setki tysięcy
nukleotydów.
nukleotydów.
DNA jest jedną z największych
DNA jest jedną z największych
makrocząsteczek, występujących w komórce.
makrocząsteczek, występujących w komórce.
Ludzkie DNA ma około 2m długości. Tak długa
Ludzkie DNA ma około 2m długości. Tak długa
cząsteczka, podczas przekazywania jej do
cząsteczka, podczas przekazywania jej do
komórek potomnych, mogłaby ulec splataniu.
komórek potomnych, mogłaby ulec splataniu.
Dlatego też DNA jest wielokrotnie skręcone
Dlatego też DNA jest wielokrotnie skręcone
wokół tzw. histonów (drobnych, zasadowych
wokół tzw. histonów (drobnych, zasadowych
białek).
białek).
Zwoje podwójnej spirali na histonach tworzą
Zwoje podwójnej spirali na histonach tworzą
spiralę wyższego rzędu, zmniejszając swoją
spiralę wyższego rzędu, zmniejszając swoją
długość aż 10 000 razy. Taka związana z
długość aż 10 000 razy. Taka związana z
białkami forma DNA to
białkami forma DNA to
chromatyna.
chromatyna.
Chromatyna również ulega spiralizacji i
Chromatyna również ulega spiralizacji i
upakowaniu, tworząc
upakowaniu, tworząc
chromosomy
chromosomy
.
.
Komplementarność zasad
Komplementarność zasad
Według tej reguły:
Według tej reguły:
–
adenina łączy się zawsze z tyminą
adenina łączy się zawsze z tyminą
A – T
A – T
,
,
–
a cytozyna z guaniną
a cytozyna z guaniną
C – G.
C – G.
Dwie części drabiny DNA (łańcuchy) są także w
Dwie części drabiny DNA (łańcuchy) są także w
stosunku do siebie komplementarne (tzn. uzupełniające
stosunku do siebie komplementarne (tzn. uzupełniające
się nawzajem).
się nawzajem).
Ciąg zasad w jednej nici DNA jest dokładnie
Ciąg zasad w jednej nici DNA jest dokładnie
odwzorowany przez ciąg zasad w naprzeciwległej nici:
odwzorowany przez ciąg zasad w naprzeciwległej nici:
Jedna nić DNA
Jedna nić DNA
… C A T G A T…
… C A T G A T…
Druga nić DNA
Druga nić DNA
… G T A C T A…
… G T A C T A…
Kierując się regułą komplementarności par zasad
Kierując się regułą komplementarności par zasad
można zawsze określić porządek zasad drugiej nici,
można zawsze określić porządek zasad drugiej nici,
znając porządek pierwszej.
znając porządek pierwszej.
Nobel za model DNA
Nobel za model DNA
Ze względu na skomplikowana
Ze względu na skomplikowana
budowę DNA długo nie można było
budowę DNA długo nie można było
rozwiązać zagadki jego przestrzennej
rozwiązać zagadki jego przestrzennej
struktury.
struktury.
Bardzo żmudne i dokładne badania
Bardzo żmudne i dokładne badania
nad budową DNA prowadzili
nad budową DNA prowadzili
brytyjscy uczeni Rosalind Franklin i
brytyjscy uczeni Rosalind Franklin i
Frederick Willkins.
Frederick Willkins.
Dzięki zdjęciom rentgenowskim
Dzięki zdjęciom rentgenowskim
ustalili oni skład pierwiastkowy i
ustalili oni skład pierwiastkowy i
właściwości DNA.
właściwości DNA.
Strukturę DNA odkryli w roku 1953
Strukturę DNA odkryli w roku 1953
Jamesi Watsoni i Francis Cricki.
Jamesi Watsoni i Francis Cricki.
Ustalenie budowy DNA uznane
Ustalenie budowy DNA uznane
zostało za jedno z najważniejszych
zostało za jedno z najważniejszych
odkryć w biologii i w 1962 r. Watson,
odkryć w biologii i w 1962 r. Watson,
Crick i Willkins otrzymali
Crick i Willkins otrzymali
Nagrodę Nobla. To był przełom
Nagrodę Nobla. To był przełom
w rozwoju genetyki.
w rozwoju genetyki.
Zobacz model cząsteczki DNA w zamieszczonym materiale
Zobacz model cząsteczki DNA w zamieszczonym materiale
/animacja_podw%C3%B3jna_helisa.html
/animacja_podw%C3%B3jna_helisa.html
Budowa RNA
Budowa RNA
RNA- kwas rybonukleinowy
RNA- kwas rybonukleinowy
Tworzy go jeden łańcuch nukleotydów.
Tworzy go jeden łańcuch nukleotydów.
Zbudowany jest z nukleotydów o innym składzie niż DNA.
Zbudowany jest z nukleotydów o innym składzie niż DNA.
Komórka wytwarza różne rodzaje RNA, w zależności od
Komórka wytwarza różne rodzaje RNA, w zależności od
miejsca i funkcji.
miejsca i funkcji.
Porównanie budowy DNA i RNA
Porównanie budowy DNA i RNA
DNA
DNA
RNA
RNA
liczba nici
liczba nici
2
2
1
1
nukleotyd
nukleotyd
cukier
cukier
deoksyryboza
deoksyryboza
ryboza
ryboza
zasady
zasady
A, T, C, G
A, T, C, G
A, U, C, G
A, U, C, G
formy
formy
mRNA, tRNA,
mRNA, tRNA,
rRNA
rRNA
Formy RNA
Formy RNA
mRNA
mRNA
to informacyjny RNA
to informacyjny RNA
Pobiera informację genetyczną z DNA ,
Pobiera informację genetyczną z DNA ,
przedostaje się przez pory w jądrze komórkowym
przedostaje się przez pory w jądrze komórkowym
do cytoplazmy i łączy się z rybosomem w celu
do cytoplazmy i łączy się z rybosomem w celu
odczytu informacji genetycznej.
odczytu informacji genetycznej.
tRNA
tRNA
to transportowy RNA
to transportowy RNA
- Transportuje aminokwasy do miejsca
- Transportuje aminokwasy do miejsca
biosyntezy białka
biosyntezy białka
Zadania
Zadania
1. Do podanych nukleotydów pierwszej nici DNA dopisz
1. Do podanych nukleotydów pierwszej nici DNA dopisz
komplementarny łańcuch nukleotydów drugiej nici:
komplementarny łańcuch nukleotydów drugiej nici:
…
…
.A C T G C A A T T G T A….
.A C T G C A A T T G T A….
2.
2.
Ustaw jednostki organizacji DNA od najmniejszej do największej,
Ustaw jednostki organizacji DNA od najmniejszej do największej,
posługując się oznaczeniami literowymi:
posługując się oznaczeniami literowymi:
A. chromatyna B. nukleotyd C. DNA D. chromosom
A. chromatyna B. nukleotyd C. DNA D. chromosom
3.
3.
Wybierz określenia charakterystyczne tylko dla tRNA:
Wybierz określenia charakterystyczne tylko dla tRNA:
A. deoksyryboza B. nukleotyd adeninowy C. pojedyncza nić
A. deoksyryboza B. nukleotyd adeninowy C. pojedyncza nić
D. uracyl E. cukier F. ryboza G. zasada azotowa.
D. uracyl E. cukier F. ryboza G. zasada azotowa.
4.
4.
Wymień trzy cechy budowy cząsteczki DNA.
Wymień trzy cechy budowy cząsteczki DNA.
5.
5.
Podaj, jakie naukowe wydarzenie stało się kamieniem milowym
Podaj, jakie naukowe wydarzenie stało się kamieniem milowym
w rozwoju genetyki.
w rozwoju genetyki.
Źródła
Źródła
W.Lewiński,J.Prokop, Biologia 2, Operon, Gdynia, 2004
W.Lewiński,J.Prokop, Biologia 2, Operon, Gdynia, 2004
J.Loritz-Dobrowolska i wsp., Biologia, Operon, Gdynia, 2007
J.Loritz-Dobrowolska i wsp., Biologia, Operon, Gdynia, 2007
B.Sągin, MSęktas, Puls życia, Nowa Era, 2008
B.Sągin, MSęktas, Puls życia, Nowa Era, 2008
B.Klimuszko, Biologia III, Żak, Warszawa 2001
B.Klimuszko, Biologia III, Żak, Warszawa 2001
E.Kłos i wsp., Ciekawa biologia, WSiP, Warszawa, 2002
E.Kłos i wsp., Ciekawa biologia, WSiP, Warszawa, 2002
E.Wierbiłowicz, Biologia, ABC, Poznań, 2001
E.Wierbiłowicz, Biologia, ABC, Poznań, 2001