Genetika, DNA, virusi

Question 1

Genetika

Answer 1

Biološka znanost koja se bavi proučavanjem procesa i zakonitosti nasljeđivanja te uzrocima varijabilnosti organizma

Question 2

Geni

Answer 2

Dijelovi DNA koji nose nasljednu uputu za nastanak proteina

Question 3

Molekula DNA

Answer 3

Molekula nasljeđa Je dugačka dvolančana molekula koje se prije diobe stanice radi lakšega prenošenja iz stanice majke u stanice kćeri pakira u kromosom

Question 4

Kromosom

Answer 4

Prijenosni Oblik molekule DNA a čini ga molekula DNA gusto i precizno namotana oko proteina histona

Question 5

Lokusi

Answer 5

Točno Određena mjesta na molekuli DNA odnosno na kromosomu gdje su fizički smješteni geni

Question 6

Homologni par kromosoma

Answer 6

Koji sadržavaju gene za ista obilježja na istome lokusu

Question 7

Genom

Answer 7

Ukupni nasljedni materijal neke stanice ili cijelog organizma

Question 8

Genotip

Answer 8

Geni nekog organizma, npr. geni za plave oči ili za kovrčavu kosu

Question 9

Fenotip

Answer 9

Označuje neko tjelesno, fiziološko ili biokemijsko obilježje organizma, npr. plavu kosu

Question 10

Okolišni čimbenici

Answer 10

Čimbenici koji, osim gena, utječu na fenotip, npr. Sunčeva svjetlost ili vrsta hrane koju konzumiramo

Question 11

Okolišni čimbenici

Answer 11

Čimbenici koji, osim gena, utječu na fenotip, npr. Sunčeva svjetlost ili vrsta hrane koju konzumiramo

Question 12

Gregor Mendel

Answer 12

Kraj 19.st., češki botaničar, istraživao nasljeđivanje obilježja vrtnog graška(zbog brzog razmnožavanja = laka usporedba i istraživanje)
- otkrio obrasce nasljeđivanja -> Mendelovi zakoni
- te klasičnu ili Mendelijansku genetiku - područje genetike koje se temelji isključivo na istraživanju fenotipa jedinki

Question 13

Thomas Hunt Morgan

Answer 13

Američki biolog koji je proučavao vinske mušice(velik broj potomaka i lako se uzgajaju u laboratoriju)
- daje konačnu potvrdu kromosomskoj teoriji nasljeđivanja te potvrđuje nasljeđivanje na razini stanice
- potvrdio i vezane gene što su geni koji se nalaze na istom kromosomu

Question 14

Otkriće građe molekule DNA

Answer 14

20.st. Rosalind Franklin i Maurice Wilkings izradili snimku DNA pomoću rendgenskih zraka

Question 15

molekularna genetika početak

Answer 15

James Watson i Francis Crick promatrali su snimku DNA i zaključili da su te dvije dvolančane molekule građene od manjih molekula
- time se potvrđuje nasljeđivanje na razini molekule i počinje molekularna genetika

Question 16

Molekularna genetika

Answer 16

Područje genetike koje se bavi izučavanjem procesa povezanih s umnažanjem/replikacijom nukleinskih kiselina i procesa uključenih u sintezu proteina prema nasljednoj uputi

Question 17

Molekularna genetika

Answer 17

Područje genetike koje se bavi izučavanjem procesa povezanih s umnažanjem/replikacijom nukleinskih kiselina i procesa uključenih u sintezu proteina prema nasljednoj uputi

Question 18

Genetičko inženjerstvo

Answer 18

Područje biotehnologije koje znanja iz genetike primjenjuje za stvaranje gentski modificiranih organizama - GMO

Question 19

Milislav Demerec

Answer 19

Unaprijedio proizvodnju antibiotika penicilina tako što je uzgojio mutirani tip plijesni Penicillium koji se umnažao brže i u većim količinama od divljeg tipa pa je više ljudi moglo brže dobiti antibiotik

Question 20

Populacijska genetika

Answer 20

Proučava nasljeđivanje na razini cijele populacije

Question 21

Dvije vrste nukleinskih kiselina

Answer 21

Ribonukleinska kiselina
Deoksiribonukleinska kiselina

Question 22

Postotci DNA

Answer 22

Oko 1% molekula DNA služi za sintezu proteina, dok ostatak ima ulogu u regulaciji sinteze proteina (koliko će se i kada proteina sintetizirati)

Question 23

Proteini definicija i podjela

Answer 23

Proteini su glavne građevne molekule organizma
PROTUTIJELA - proteini koji se brane od bolesti
HORMONI - neki hormoni su proteini po kemijskom sastavu, a uloga im je uskladiti tjelesne aktivnosti
HEMOGLOBIN - protein po kem. sastavu, sadržava i neproteinski dio, uloga mu je prenošenje kisika i ugljikova(IV) oksida po tijelu
ENZIMI - provode kemijske reakcije u organizmu i omogućuje da se kemijske reakcije provode u uvjetima koji vladaju u stanici

Question 24

Polimer? Monomer? Primjeri…

Answer 24

Polimer je velika molekula izgrađena od manjih jedinica koje se nazivaju monomeri.
Primjeri:
glukoza - škrob
Nukletiod - molekula DNA
aminokiselina - proteini
mansa kiselina - triglicerid

Question 25

Građa molekule DNA sve

Answer 25

Molekula DNA - molekula nasljeđivanja ili dvostruka uzvojnica
- građena od dva polinukleotidna lanca koji se spiralno uvijaju jedan oko drugog
- polinukleotidni lanci sastavljeni su od puno nukleotida (monomeri)
- nukleotidi su građeni od šećera deoksiriboze (šećer pentoza - 5 ugljikovih atoma), fosfatne skupine i dušične baze
- dušične baze:
1) purinske baze - veće i sastoje se od dva prstena, adenin i gvanin
2) pirimidinske baze - jedan prsten, citozin i timin
- nukleotidi su međusobno povezani kovalentnim vezama - fosfodiesterska veza
- dva lanca vežu se slabim vodikovim vezama
A-T, G-C -> komplementarni parovi baza

Question 26

Antiparalelni lanci molekule DNA

Answer 26

polinukleotidni lanci imaju dva različita kraja:
1) fosfatna skupina vezana za peti ugljikov atom deoksiriboze - 5’ kraj
2) treći ugljikov atom deoksiriboze - 3’kraj
antiparalelni - jednome kraju molekule DNA jedan lanac završava 3’krajem, a drugi s 5’krajem dok je na drugome kraju molekule DNA obrnuto

Question 27

Svojstvo samoumnažanja ili autoreplikacije, enzimi, semikonzervativna replikacija

Answer 27

• DNA udvostruči svoj genski materijal kako bi iz jedne stanice majke nastale dvije stanice kćeri
• J. Watson i F. Crick
  1. Pucaju vodikove veze između lanaca
  2. Odvajanje lanaca - enzim DNA-helikaza
  3) svaki lanac je kalup za novi
  4) prema pravilu komplementarnosti na stare kalup lance dodaju se novi
  5) vezanje novih nukleotida omogućuje DNA-polimeraza
• replikacija DNA naziva se semikonzervativna replikacija:
  procesom reikacije nastaje 2 molekule DNA koje su potpuno identične te obje imaju po 1 novi i 1 stari lanac

Question 28

Razlike u građi između molekula DNA i RNA

Answer 28

• obje su polimeri nukleotida koji su međusobno spojeni u dugačke polinukleotidne lance

DNA
- šećer deoksiriboza
- dva polinukleotidna lanca
- dušične baze: A, G, T, C

RNA
- šećer riboza (također pentoza)
- dušične baze: A, G, C i umjesto timina -> U - uracil
- jedan polinukleotidni lanac

Question 29

3 tipa molekula RNA koje sudjeluju u biosintezi proteina

Answer 29

1) RIBOSOMSKA RNA ILI rRNA
- zajedno s proteinima izgrađuje ribosome (stanična tjelešca na kojima se proizvode proteini, smješteni u citoplazmi ili na endoplazmatskom retikulumu, građa: velika i mala podjedinica koje se spajaju prilikom biosinteze)

2) GLASNIČKA RNA ILI mRNA
- prenosi nasljednju uputu od molekule DNA, koja se u eukariota nalazi u jezgri do ribosoma

3) TRANSPORTNA MOLEKULA RNA ili tRNA
- donosi aminokiseline potrebne za biosintezu proteina do ribosoma

Question 30

Građa proteina

Answer 30

Proteini/bjelančevine
- najraznovrsnije makromolekule
- izgrađene od međusobno povezanih aminokiselina (monomeri)
- 20 različitih aminokiselina koje se razlikuju po aminokiselinskom ostatku

GRAĐA:
središnji atom - ugljik (četverovalentan)
desno se veže karboksilna skupina (-COOH)
lijevo se veže aminoskupina (-NH2)
ispod se veže aminokiselinski ostatak (-R)

Question 31

Kako nastaju proteini?

Answer 31

• 2 aminokiseline međusobno se vežu peptidnom vezom, a veže se karboksilna skupina jedne aminokiseline s aminoskupinom druge aminokiseline Pri čemu se oslobodi 1 molekula vode

Question 32

Vrste spojeva aminokiselina, biosinteza proteina

Answer 32

PEPTIDI - spojevi koji imaju manji broj aminkiselina u lancu:
a) DIPEPTID
b) TRIPEPTID
c) TETRAPEPTID, itd.

POLIPEPTIDI - lančaste molekule od većeg broja aminokiselina
- polipeptidi postaju proteini tek kad se njihovi dugački lanci saviju u jednistvene trodimenzionalne strukture bez koje ne mogu obavljati svoju funkciju

BIOSINTEZA PROTEINA - proces u svim živim bićima kohim nastaju proteini

Question 33

Vrste aminokiselina

Answer 33

NEESENCIJALNE AMINOKISELINE - možemo ih sami proizvesti
ESENCIJALNE - moramo unositi hranom

Question 34

Vrste trodimenzionalnih struktura proteina

Answer 34

1) PRIMARNA - ravan slijed aminokiselina u proteinu
2) SEKUNDARNA - dio proteinskog lanca savijen u pravilnu strukturu (zavojiti lanac)
3) TERCIJARNA - trodimenzionalna struktura svih atoma jednog proteinskog lanca
4) KVATERNARNA - prostorni raspored svih podjedinica koje čine 1 protein

Question 35

Frederic Griffith, kasnije Oswald Avery

Answer 35

Britanski mikrobiolog, proveo pokus ubrizgavajući različite sojeve bakterije u miševe kako bi potvrdio nasljeđivanje DNA molekulom

Oswald Avery - dokazao da su upravo molekule DNA mrtvih patogenih bakterija u miševima prešle u DNA živih nepatogenih bakterija

Question 36

Biosinteza proteina

Answer 36

Proizvodnja proteina u živim bićima

Question 37

Transkripcija

Answer 37

1. korak u sintezi proteina ili prepisivanje nasljedne upute iz molekule DNA u molekulu mRNA
   lanac kalup nastaju pucanjem vodikovih veza, a enzim RNA-polimeraza omogućuje sintezu mRNA
   lanci nastaju prema pravilu komplementarnosti

• prepisuje se samo dio molekule DNA u kojemu se nalazi gen koji nosi uputu za sintezu proteina koji je u tom trenutku potreban stanici
• kalup lanac - lanac DNA koji započinje s 3’krajem, a završava 5’krajem - NEKODIRAJUĆI LANAC
  drugi lanac DNA - KODIRAJUĆI LANAC

Question 38

Translacija

Answer 38

2. korak u sintezi proteina ili prevođenje nasljedne upute
   - na ribosomima
   - nasljedna uputa mRNA u obliku slijeda dušičnih baza prevodi se u slijed aminokiselina proteina

• uključena i tRNA koja donosi aminokiseline koje se zatim međusobno spajaju peptidnim vezama i nastaju polipeptidni lanci ili proteini

Question 39

Čitanje genskog koda

Answer 39

Triplet baza - tri dušične baze u molekuli DNA koje određuju aminokiselinu
KODON - triplet baza u molekuli mRNA koja je komplementarna triplet bazi DNA
ANTIKODON - triplet baza tRNA koja je komplementarna kodonu mRNA

Univerzalnost genskog koda - univerzalan za sva živa bića, dokaz o zajedničkom podrijetlu

Question 40

Usporedba biosinteze proteina u prokariotskim i eukariotskim stanicama

Answer 40

Prokarioti:
- nemaju jezgru, i transkripcija i translacija odvijaju se u citoplazmi, mogu se događati simultano
- jedna mRNA može sadržavati uputu za sintezu VIŠE proteina

Eukarioti:
- transkripcija u jezgri, translacija u citoplazmi na ribosomima
- uputa za sintezu JEDNOG proteina

Question 41

Eukariotski genski dijelovi

Answer 41

EKSONI - kodirajući dijelovi eukariotskih gena
INTRONI - nekodirajući

sinteza mRNA;
Iz RNA nekodirajući se izrezuju, a kodirajući se međusobno povežu -> funkcionalna mRNA

Question 42

Regulacija genske aktivnosti u eukariota, laktoza

Answer 42

• na neki način stanice reguliraju aktivnost gena s uputom za specifični protein

Regulacija genske aktivnosti - 1. put otkriven kod eukariota, naziva se lac-operon i obuhvaća tri gena bakterija E. Coli uključena u metabolizam laktoze
- ako je prisutna laktoza, proizvest će sva tri enzima potrebna za razgradnju, a ukoliko laktoze nema, to nije energetski isplativo za stanicu

= REPRESOR - protein koji ispred 3 gena na DNA fizički sprječava enzim RNA-polimerazu da provede transkripciju
** ukoliko ima laktoze, laktoza se veže na represor i mijenja mu oblik te ga tako inaktivira i nastaju 3 enzima za razgradnju

Question 43

Regulacija genske aktivnosti u eukariota, epigenetika

Answer 43

• stanice višestaničnog organizma nisu identične iako imaju iste gene, nisu svi geni aktivni
  GENOM PROKARIOTA - 1 molekula DNA kružnog oblika -> bakterijski kromosom
  GENOM EUKARIOTA - molekule DNA linearnog oblika koje se pakiraju u kromosome (molekule DNA namotane oko proteina histona)

Epigenetički mehanizmi - kontroliraju aktivnost gena na razini transkripcije
Epigenetika - dio genetike koji se bavi proučavanjem promjena u ekspresiji gena (koje nisu rezultat promjena na razini slijeda nukleotida)

Question 44

2 epigenetske promjene

Answer 44

• reverzibilne kemijske promjene molekule DNA i proteina histona

1) METILACIJA
- na protein histon i molekule DNA dodaje se metilna skupina (-CH3) i to uzrokuje gušće sabijanje histona = gen nedostupan za transkripciju

2) ACETILACIJA HISTONA
- dodaje se acetilna skupina (-CH3CO) na repove histona i to uzrokuje labavije sabijanje histona = omogućena transkripcija i ekspresija određenog gena

Question 45

Epigenom

Answer 45

Trenutačno stanje genske ekspresije stanice, specifičan za određeni tip stanica i mijenja se tijekom života ovisno o utjecajima okoliša

Question 46

Virusi, građa, podjela

Answer 46

Sitne čestice koje uzrokuju bolesti u svih skupina organizama, nisu stanične građe i umnažaju se samo unutar organizma kojeg zaraze.

GRAĐA:
nukleinska kiselina (ili DNA ili RNA) - zapisan njihov genom za mali broj proteina koji je komplementaran s proteinima stanice domaćina
proteinski zaštitni omotač - KAPSIDA
+ neki imaju membranski omotač s brojnim glikoproteinskim izbojcima za prepoznavanje i vezanje za stanicu domaćina

PODJELA
prema RNA i DNA
ili prema skupini organizama koje mogu zaraziti; bakterijski, biljni virusi, životinjski)

Question 47

Bakteriofagi

Answer 47

Bakterijski virusi
- genetičkim injženjerstvom do novih lijekova

GRAĐA
- uglavnom molekula DNA
- glava, rep i repne niti

Question 48

Umnažanje virusa, i iznimka

Answer 48

1) prihvaćanje za stanicu - prepoznaju s pomoću specifičnih proteina na kapsidi ili omotaču
2) unos virusne molekule DNA u stanicu - u citoplazmu stanice
3) replikacija nukleinske kiseline i stvaranje kapside - korištenje resursa domaćina za umnažanje vlastite DNA
4) slaganje virusnih čestica - proteinske podjedinice pakiraju se u kapside u koje ulazi novonastale virusne DNA
5) izlazak iz stanice - stanica je uništena, izlazi velik broj bakteriofaga

IZNIMKA
- neki virusi ne uništavaju odmah stanicu, već ugrade svoju virusnu DNA/RNA u kromosom stanice domaćina i svaka diobim novostala stanica domaćin sadržavat će i virusnu DNA/RNA, dok u određenim uvjetima virus ne postane aktivan i krene se umnažati te time uništava sve stanice

Question 49

RNA- virusi retrovirusi, umnažanje

Answer 49

Npr. HIV
- započinje u citoplazmi stanice T-limfocita, prepisuje se RNA u DNA
- virusni genom sadržava enzim REVERZNU TRANSKRIPTAZU kojim se stvara molekula DNA komplementarna virusnoj molekuli DNA
- ta nastala DNA ugrađuje se u stanični genom dok virus ne postane aktivan

Question 50

Razmnožavanje bakterija

Answer 50

Bakterijski kromosom - 1 dvolančana kružna molekula DNA (sadržava sve gene za sve proteine bakterije)
+ mogu imati PLAZMIDE - 1 ili više kružnih dvolančanih molekula DNA, manji s manje gena ali nova obilježja - npr. Otpornost na antibiotike
genom prokariota - nukleoid

RAZMNOŽAVANJE - nespolno
BINARNOM DIOBOM - 1 početna stanica dijeli se na 2 nove stanice
- prije diobe, događa se replikacija DNA
- sve su novonastale stanice klonovi

Question 51

Izmjena genoma bakterija

Answer 51

• osim mutacija, događaju se genske promjene pomoću 3 mehanizma za izmjenu bakterijskog genoma:
  Transdukcija, transformacija i konjugacija

Question 52

Transdukcija

Answer 52

• mehanizam kojim se strana molekula DNA bakteriofaga umetne u bakterijsku stanicu
• pakira se u kapside i umnaža

VIRUSNI VEKTOR - virus koji služi kao sredstvo unosa strane molekule DNA u neku stanicu (npr. bakteriofag)

Question 53

Transformacija

Answer 53

Mehanizam kojim bakterijska stanica u svoju citoplazmu unosi stranu molekulu DNA, za taj unos ima specifične gene ili je potaknuta vanjskim podražajima u laboratorijskim uvjetima

Question 54

Konjugacija

Answer 54

Mehanizam prijenosa molekule DNA iz jedne stanice u drugu izravnim kontaktom
- 1 stanica mora imati F-faktor (plazmid koji omogućuje stvaranje spolnog nastavka)
- stanica sa slobodnim F plazmidom je F+ stanica ili donor, a stanica koja ga nema je F- stanica ili recipijent
- kad se povežu F+ stanica prebacuje kopije svojih plazmida u drugu stanicu (uključujući i F-faktor

Rezultati:
1) molekulu DNA će recipijent rastaviti za replikaciju vlastitih molekula DNA
2) molekula DNA ostaje u citoplazmi kao novi plazmid
3) molekula DNA u određenim uvjetima ugrađuje se kao bakterijski kromosom

= ovi mehanizmi imaju veliki značaj kod evolucije bakterija, poput otpornosti na antibiotike