Budowa i funkcja DNA (kwas deoksyrybonukleinowy)

DNA – to podstawowy nośnik informacji genetycznej, jest

zapisem informacji o budowie i funkcjonowaniu

organizmu.

Cząsteczka tego kwasu jest dwunicowa (podwójna

helisa), a nici te skręcają się spiralnie.

W roku 1953 James Watson i Francis Crik zaproponowali

model budowy DNA (za co otrzymali nagrodę Nobla).

Budowa i funkcja DNA

(

kwas deoksyrybonukleinowy

)

DNA zbudowany jest z nukleotydów.

Każdy nukleotyd składa się z trzech elementów:

1. cukru – deoksyrybozy
2. jednej z zasad azotowych :

– ADENINA

– TYMINA

– GUANINA

– CYTOZYNA

3. reszty kwasu fosforowego

Dwie nici DNA połączone są wiązaniami
wodorowymi łączącymi pary zasad według
reguły: adenina łączy się z tyminą wiązaniem
wodorowym podwójnym (

A=T

), a guanina z

cytozyną wiązaniem potrójnym(

CG

), dwie nici

są komplementarne, czyli wzajemnie
uzupełniające się.

Zadanie:

Pamiętając o regule łączenia zasad, proszę wykonać
zadanie.

Na stronie:

http://gslc.genetics.utah.edu/units/basics/builddna/

znajdują się dwa rysunki. Na żółtym tle znajdują się
wolne nukleotydy.
Proszę przenieść cztery dowolnie wybrane nukleotydy
(np. TTCA, TGCA, CCGA) i umieścić je na rysunku
niebieskim, a następnie pamiętając o regule
komplementarności proszę przyłączyć odpowiednie
nukleotydy na drugiej nici. Korzystając z przycisku
RESET można kilka razy wykonać zadanie.
Powodzenia.

Replikacja DNA

Replikacja (kopiowanie) DNA przebiega w ten
sposób, że dwie nici DNA rozchodzą się i do każdej
dobudowywana jest jej druga połowa. Z jednej
cząsteczki macierzystej powstają dwie cząsteczki
potomne– takie same jak wyjściowa. To właśnie
dlatego każda z komórek potomnych powstałych po
podziale komórki macierzystej otrzymuje identyczną
kopię DNA. Jedna nić powstającej cząsteczki DNA
jest stara (zostaje zachowywana), druga natomiast
dobudowywana jest nowa. Jest to replikacja
semikonserwartywna.

Etapy replikacji:

• rozplecenie nici podwójnej helisy i rozerwanie

wiązań między parami zasad

• dołączanie do zasad na obu „starych” niciach

nowych, komplementarnych nukleotydów (w
miejscu replikacji znajdują się wolne nukleotydy)

• tworzenie wiązań między parami zasad – powstanie

nowej nici DNA

U organizmów eukariotycznych DNA jest

zorganizowany (wraz z białkami) w

chromosomy

Jądro komórkowe każdej komórki organizmu człowieka
zawiera cząsteczki DNA o łącznej długości prawie dwóch
metrów. Te bardzo cienkie i niezwykle długie cząsteczki
muszą się jakoś zmieścić w jądrze komórkowym o średnicy
zaledwie kilku mikrometrów. Dlatego jądrowy kwas DNA nie
występuje w postaci nagich, rozwiniętych cząsteczek, ale
razem z odpowiednimi białkami tworzy włókna

chromatynowe

. Pierwszym stopniem upakowania cząsteczki

DNA w jądrze komórkowym jest jej nawinięcie na nukleosom.
Nawinięcie DNA na nukleosom skraca długość cząsteczki
kwasu dezoksyrybonukleinowego mniej więcej
siedmiokrotnie.

DNA nawinięty na nukleosomy może następnie układać się w
jeszcze bardziej skondensowane struktury. Najsilniej
upakowane cząsteczki DNA znajdują się w

chromosomach

metafazowych, które wyglądają jak krótkie, grube pałeczki,
łatwo widoczne w mikroskopie optycznym. Cząsteczka DNA
upakowana w chromosomie metafazowym jest aż dziesięć
tysięcy razy krótsza od takiej samej cząsteczki DNA nie
związanej z żadnymi białkami.

Gen to odcinek DNA odpowiedzialny za

powstawanie jednego produktu



Gen to odcinek DNA

, odpowiedzialny za powstawanie jednego produktu

(produktem jest białko, choć nie zawsze). Gen to podstawowa jednostka
dziedziczenia, w genach zapisane są cechy organizmu.



Geny mają różną wielkość – największy ma ponad 2 miliony par zasad.



Organizmy eukariotyczne mają DNA uorganizowany w liniowe
struktury zwane

chromosomami

, które tworzą się podczas podziałów

komórkowych – wyodrębniają się z chromatyny.



Cały DNA danego organizmu to

genom



W genomie, w zależności od typu organizmu, jest od 500 do
kilkudziesięciu tysięcy genów.



Obraz ludzkich chromosomów zwany jest

kariotypem

(człowiek ma 22

pary chromosomów autosomalnych i jedną parę chromosomów płci –
razem 23 pary chromosomów=46 chromosomów). Chromosomy płci to
X i Y. Osoba z dwoma chromosomami X – płeć żeńska, a osoba z
chromosomami X i Y - - płeć męska.



Ogół cech organizmu to

fenotyp

, a zestaw genów danego organizmu to

genotyp

http://www.thetech.org/exhibits_events/online/genome

/intro4.

html

i klikając na zdjęcie dłoni, a następnie na kolejno
pojawiające się obrazy, zobaczycie Państwo
poszczególne zbliżenia, aż do organizacji materiału
genetycznego w komórce i budowy chromosomów,
które powstały w wyniku skręcania się nici
chromatyny.

Prosze wejść na
stronę:

Na stronie :

http://www.thetech.org/genetics

znajdziecie Państwo link Zooming into DNA, po kliknięciu
na niego otworzy się okno ze zdjęciem dłoni. Klikając na
umieszczone na dole okna miniaturki zdjęć, obejrzycie
Państwo obrazy uzyskane pod mikroskopem:

1.dłoń
2.nabłonek
3.komórki skóry
4.krwinki czerwone i białe
5.biała krwinka zaatakowana wirusem HIV
6.pory na powierzchni jądra komórkowego
7.kariotyp człowieka (zestaw chromosomów)
8.chromosomy płci: X i Y
9.podwójna helisa DNA bakterii
10.podwójna helisa DNA człowieka

Document Outline