Γενετικό υλικό Flashcards
Τι πιστευαν οι επιστημονες οτι ηταν το γενετικό υλικο;
Οι επιστήμονες πίστευαν οτι τα μόρια που μεταφέρουν τη γενετική πληροφ. ήταν οι πρωτεϊνες διότι παρουσιάζουν μεγαλύτερη ποικιλομορφία καθώς είναι συνδιασμός 20 διαφορετικών αμινοξέων ενώ το DNA 4 μόνο νουκλεοτιδίων.
Ποιό ήταν το πείραμα του Griffith;
Ο Griffith χρησιμοποίησε 2 στελέχη του βακτ. πνευμονιόκοκκος τα οποία διαφέρουν μορφολογικ όταν καλλιεργηθούν σε θρεπτικό υλικό λόγω της παρουσίας ή μη ενός προστατευτικού καλύμματος. Το στέλεχος που είχε κάλυμμα σχημάτιζε λείες αποικίες και ήταν παθογόνο(σκότωνε τα ποντίκια που μόλυνε) ενώ αυτο που δεν είχε σχημάτιζε αδρές και ήταν μη παθογόνο. Χρησιμοποίησε υψηλή θερμοκρασία για να σκοτώσει τα λεία βακτ. και μόλυνε τους ποντικούς, οι οποίοι έζησαν. Όταν ανέμειξε νεκρά λεία με ζωντανά αδρά βακτ. και με το μέιγμα μόλυνε τους ποντικούς, πέθαναν και βρέθηκαν ζωντανά λεία στο αίμα τους. Συμπέρανε οτι κάποια αδρά μετασχηματίστηκαν αλλά δε μπόρεσε να καταλάβει γιατί.
Τι έκαναν οι Avery, Mac-Leod & McCarty;
Επανέλαβαν το πείραμα του Griffith in vitro και διαχώρισαν τα συστατικά των νεκρών λείων σε πρωτεϊνες, λιπίδια, DNA, RNA κλπ. και διαπίστωσαν οτι το συστατικό που προκαλόυσε μετασχηματισμό ήταν το DNA.
Ποιά τα βιοχημ. δεδομένα της εποχής που υποστήριζαν οτι το DNA ειναι το γεν. υλικό;
1) Η ποσότητα του DNAσε κάθε οργ. είναι σταθερή και δε μεταβάλλεται απο αλλαγές στο περιβάλλον. Η ποσότητα του ειναι ίδια σε όλα τα είδη κυττάρων του ενός οργανισμόυ
2) Οι γαμέτες είναι απλοείδη κύτταρα δηλ περιέχουν τη μίση ποσότητα DNA σε σχεση με τα σωματικά που είναι διπλοειδή.
3) Η ποσότητα του DNA ειναι κατα κανόνα ανάλογη με τη πολυπλοκότητα ενός οργανισμού. Συνήθως οσο εξελικτηκά ανώτερος τόσο περισσότερο DNA περιεχει.
Ποιό το πείραμα των Hersey & Chase;
Μελέτησαν τον κύκλο ζωής του βακτηριοφάγου Τ2. Ιχνηθέτησαν τους φάγους με ραδιενεργο Θείο (S) που ενσωματώνεται μόνο στις πρωτείνες και με ραδιενεργό Φωσφόρο (P) που ενσωματώνεται μόνο στο DNA. Μόλυναν βακτ με τους φάγους και παρατήρισαν οτι μόνο το DNA των φάγων εισέρχεται στα βακτ και είναι ικανό να δώσει εντολές για να πολλ/στουν και να παραχθούν νεόι φάγοι.
Απο τι αποτελείται το DNA;
Το DNA είναι ενα μακρομόριο που αποτελείται απο νουκλεοτίδια. Κάθε νουκλ αποτελείται απο μία πεντόζη (δεοξυριβόζη) ενωμένη με μια φωσφορική ομάδα και μία αζωτούχο βάση (A, T, G, C). Η βάση συνδέεται με τον 1΄ άνθρακα της δεοξυριβόζης και η φωσφ. ομάδα με τον 5΄C.
Τι είναι 3΄-5΄ φωσφοδιεστερικός δεσμός;
Είναι ομοιοπολικός δεσμός που σχηματίζεται κατα μήκος της πολυνουκλ αλυσίδας μεταξύ διαδοχικών νουκλ. Ο δεσμός δημιουργείται μεταξύ υδροξυλίου (ΟΗ) του 3΄C του πρώτου νουκλ και της φωσφ ομάδας (ΡΗ4) του 5’C του επόμενου νουκλ. Ανεξάρτητα απο τον αριθμό νουκλ που αποτελούν μια αλυσίδα, το πρώτο της νουκλ έχει πάντα μία ελεύθερη φωσφ ομάδα στο 5’C ακρο και το τελευταίο νουκλ έχει ελεύθερο το υδροξ. του 3’C. Γι αυτό λέμε οτι ο προσανατολισμός της πολυνουκλ αλ είναι 5΄-3΄.
Ποιά τα δεδομένα απο την ανάλυση του ποσοστού των βάσεων;
1) Α=Τ, G=C (αρχή συμπληρωματικότητας των βάσεων
2) Η αναλογία (A+T)/(G+C) διαφέρει απο είδος σε είδος και σχετίζεται με το είδος του οργ
3) Η απεικόνιση του μορίου DNA με τη χρήση ακτίνων Χ βοήθησαν στην ανακάλυψη της διπλής έλικας DNA και επέδειξαν τις ιδιότητες που το καθιστούν μόριο ιδανικό ως γεν υλικο.
Ποιά η διατύπωση του μοντέλου της διπλής έλικας;
Οι Watson & Crick διατύπωσαν:
1) Το DNA αποτελέιται απο δύο πολυνουκλ αλ που σχηματίζουν στο χώρο μία δεξιόστροφη διπλή έλικα.
2) Η έλικα έχει σταθερό σκελετό απο αποτελ απο επαναλαμβανόμενα μόρια φωσφ ομ-δεοξυριβόζης ενωμένα με φδ. Ο σκελετός είναι υδρόφιλος και βρίσκεται στο εξωτερικό του μορίου. Στο εσωτερικό βρίσκονται οι αζωτούχες βάσεις που είναι υδρόφοβες.
3) Οι αζωτ βάσεις της μίας αλυσ συνδέονται με δεσμούς H2 με τις βάσεις της απέναντι αλ βάση ΑΣΒ. Οι δεσμοί Η2 σταθεροποιούν τη δευτεροταγή δομή του μορίου
4) Ανάμεσα σε Α και Τ σχηματίζονται 2 δεσμοί Η2 ενώ μεταξύ G και C σχηματίζονται 3
5) Οι δύο αλυσίδες είναι συμπληρωματικές δηλ η αλληλουχία της μίας καθορίζει της άλλης. Η συμπλ έχει μεγάλη σημασία για τον αυτοδιπλασιασμό του DNA, που το καθιστά το καταλληλότερο μόριο για τη διατήρηση και μεταβίβαση της γεν πληρ. Κάθε αλ λειτουργεί ως καλούπι για τη σύνθεση της συμπλ ώστε να σχηματίζονται δύο δίκλωνα μόρια πανομοιότυπα με το μητρικό.
6) Οι δύο αλ είναι αντιπαράλληλες, δηλ το 3΄ άκρο της μιας είναι απέναντι απο το 5΄ άκρο της άλλης.
Πώς μετράμε το μήκος της αλυσίδας;
Χρησιμοποιούμε τον όρο αριθμό ή αλληλουχία βάσεων και εννοούμε τον αριθμό νουκλ του νουκλ οξέος
Ποιές οι λειτουργείες του γεν υλικού;
1) Αποθήκευση γενετικής πληροφορίας. Στο DNA περιέχονται οι πληροφορίες που καθορίζουν τα χαρακτ ενός οργ και οργανώνονται σε λειτουργικές μονάδες (γονίδια)
2) Διατήρηση και μεταβίβαση της γεν πληρ απο κύτταρο σε κύτταρο και απο οργ σε οργ (εξασφάλιση με τον αυτοδιπλ DNA
3) Έκφραση γεν πληρ, επιτυγχάνεται με τον έλεγχο της σύνθεσης πρωτεϊνων
ΟΡΙΣΜΟΙ: Γονιδίωμα, απλοειδή, διπλοειδή
Το γεν υλικό ενός κυττάρου αποτελεί το γονιδίωμά του. Τα κύτταρα που έχουν ένα αντίγραφο του γονιδιώματος ονομάζονται απλοειδή,ενώ αυτά που έχουν 2 αντίγραφα ονομάζονται διπλοείδη. Στα ευκαριωτικά κυτ κατανέμεται στον πυρήνα, χλωροπλάστες και μιτοχόνδρια. Συνήθως αναφερόμαστε στον πυρήνα.
Τι είναι το γεν υλικό των προκαρυωτικών κυτ;
Είναι δίκλωνο κυκλικό μόριο DNA μήκους 1mm. Αναδιπλώνεται και πακετάρεται με τη βοήθεια πρωτεϊνών με τελικό μήκος 1μm. Είναι απλοείδες.
Τι είναι τα πλασμίδια;
Είναι δίκλωνα, κυκλικά μόρια DNA με δίαφορα μεγέθη. Περιέχουν μικρό ποσοστό της γεν πληρ και αποτελούν το 1-2% του βακτ DNA. Ένα βακτ μπορεί να περιέχει ένα ή περισσότερα πλασμ. Αντιγράφονται ανεξάρτητα απο το κύριο μόριο DNA του βακτ. Μεταξύ των γονιδίων που περιέχονται στα πλασμ, υπάρχουν γονίδια ανθεκτηκότητας σε αντιβιοτικά και γονίδια σχετικά με τη μεταφορά γεν υλικού απο βακτ σε βακτ. Έχουν τη δυνατότητα ανταλλαγής γεν υλικού μεταξύ τους και με το κύριο μόριο DNA και να μεταφέρονται απο το ένα βακτ στο άλλο. Έτσι μετασχηματίζουν το βακτ και προσδίδουν νέες ιδιότητες. Είναι πολύτιμο εργαλείο στις τεχνικές της γενετικής μηχανικής.
Ποιά είναι η οργάνωση του γεν υλικού;
Γεν υλικό ευκαριωτικών μεγαλύτερο απο προκ. Δεν είναι ενιαίο μόριο, αποτελείται απο πολλά γραμ μόρια, ο αριθμός και το μήκος των οποίων είναι χαρακτηριστικά για τα διαφορετικά είδη οργανισμών. Τα μόρια DNA πακετάρωνται με πρωτ, σχηματίζουν ινίδια χρωματίνης. Μήκος συνολικού DNA σε κάθε διπλ κυττ ~2m, χωράει στον πυρήνα. Τα ινίδια χρωματίνης μοιάζουν με κομπολόγια με χάντρες οι οποίες ειναι τα νουκλεοσώματα. Τα νουκλ αποτελούν τη βασική μονάδα οργάνωσης της χρωματίνης, αποτελούνται απο DNA μήκους 146 βάσεων και οκτώ μόρια πρωτ που ονομάζονται ιστόνες. Το DNA είναι τυλιγμένο γύρω απ το οκταμερές των ιστόνων.
Πώς δημιουργείται ο καρυότυπος;
Το γονιδίωμα του ανθρωπου σε γαμέτη ειναι 3*10^9 ζεύγη βάσεων οργανωμένα σε 23 χρωμοσώματα. Η μελέτη χρωμ είναι δυνατή μόνο σε κυττ που διαιρούνται. Προέρχονται απο ιστούς με φυσιολογική διαίρεση ή κυτταροκαλλιέργειες με in vitro επαγωγή της διαίρεσης με ουσίες που έχουν μιτογώνο δράση. Μελέτη μόνο σε μεταφασικά χρωμ γιατί έχουν μεγαλύτερο βαθμό συσπείρωσης και είναι ευδιάκριτα. Χρησιμοποιούνται ουσίες που σταματούν τη διαίρεση στη μετάφαση. Ύστερα επωάζονται σε υποτονικό διάλυμα για να σπάσει η κυτ μεμβράνη και τα χρωμ απλώνονται σε αντικειμενοφόρο πλάκα. Τέλος χρωματίζονται με χρωστικές και παρατηρούνται σε οπτικό μικροσκόπιο.
Περιγραφή καρυότυπου
Κάθε φυσιολογικό μεταφασικό χρωμόσωμα αποτελείται απο 2 αδελφές χρωματίδες οι οποίες συγκρατύνται στο κεντρομερίδιο το οποίο χωρίζει τις χρωματίδες σε 2 βραχίονες(ενα μικρό και ένα μεγάλο) Τα μεταφ χρωμ διαφέρουν μεταξύ τους ως προς το μέγεθος και τη θέση του κεντρομεριδίου. Η απεικόνιση των χρωμ ταξινομημένα σε ζεύγη κατα ελαττούμμενο μέγεθος λέγεται καρυότυπος. Στον άνθρωπο: 23 ζεύγη χρωμ, ένα χρωμ κάθε ζεύγους πατρικής και το άλλο μητρικής προέλευσης, ελέγχουν τις ίδιες ιδιότητες. Απο τα 23 τα 22 είναι μορφολογικά ίδια (αυτοσωμικά). Το 23ο ζεύγος (φυλετικά χρωμ, καθορίζουν το φύλο) στα θηλυκά αποτελείται απο ΧΧ χρωμοσώματα ενώ στα αρσενικά απο ΧΥ χρωμ. Η παρουσία του Υ χρωμ καθορίζει το αρσενικό άτομο ενώ η απουσία του το θηλυκό.
Γιατί λέμε τα μιτοχόνδρια και τους χλωροπλάστες ημιαυτόνομα;
Έχουν DNA. Το γεν υλικό τους περιέχει πληροφορίες σχετικά με τη λειτουργεία τους (οξειδωτική φωσφορυλίωση, φωτοσύνθεση) και κωδικοποιεί μικρό αριθμό πρωτεϊνων. ΟΙ περισσότερες πρωτ κωδικοποιούνται απο γονίδια που βρίσκονται στο DNA του πυρήνα. Αύτο δείχνει οτι τα οργανίδια δεν είναι ανεξάρτητα απο τον πυρήνα του κυτ και τα χαρακτηρίζουμε ημιαυτόνομα
Πώς είναι το μιτοχονδριακό DNA και πώς των χλωροπλαστών;
Το μιτοχ DNA είναι κυκλικό μόριο. Κάθε μιτοχ περιέχει δύο ως δέκα αντίγραφα του κυκλ μορίου DNA. Σε ορισμένα κατώτερα πρωτόζωα είναι γραμμικό. Η προέλευση των μιτοχονδριακών γονιδίων είναι μητρική (προέρχεται απο το ωάριο)
Το DNA των χλωροπλαστών είναι κυκλικό μόριο και έχει μεγαλύτερο μέγεθος απο το μιτοχονδριακό DNA
