Mol. genetika i znanstvena otkrića Flashcards
Što je mol. genetika i što joj je u fokusu ? Što je u fokusu sličnim znanostima?
Molekularna genetika je područje biologije koje proučava strukturu i funkciju
gena na molekularnom nivou, stabilnost i promjenjivost genetičkog materijala te
oštećenja, popravak DNA i genetičku rekombinaciju
Molekularnoj genetici u fokusu je najviše DNA, biokemiji proteini, a
molekularnoj biologiji funkcioniranje cijele stanice na molekularnoj razini
Primjena mol. genetike?
u
⚫ medicini
• dijagnostika, razvoj lijekova, terapija (genska terapija)
⚫ biotehnologija i genetičko inženjerstvo
• poboljšanje svojstava proizvodnih organizama
• povećanje kvalitete proizvoda
• povećanje iskorištenja biotehnološke proizvodnje
• ušteda vremena i novca (ali ne na štetu kvalitete i
sigurnosti proizvoda)
• proizvodnja tradicionalnih proizvoda ali i finih kemikalija (lijekovi,
antibiotici, dodaci prehrani, enzimi ….)
Na koje znanosti
utječe gen. inženjerstvo ?
na:
⚫ temeljne znanosti – sva područja molekularnih bio-znanosti
⚫ primijenjene znanosti – medicina, (molekularna) biotehnologija,
agronomija, proizvodnja hrane, veterina, zaštita okoliša . . .
⚫ društvene i humanističke znanosti – pravo, politika, ekonomija,
etika, filozofija, bioetika . .
Kako bi dobila organizam željenih
svojstava i koje su prednosti /mane tih postupaka?
klasično oplemenjivanje: križanje, selekcija, križanje, selekcija, . . .
⚫ dugotrajno i neprecizno (ostala svojstva?)
⚫ što ako križanje nije moguće? (nasumična mutageneza?)
oplemenjivanje metodama genetičkog inženjerstva
⚫ prijenos samo određenih gena
⚫ jednostavnije i preciznije
⚫ potrebna znanja iz MG, GI, genetike i fiziologije biljaka . . .
Što su mutacije i što čine?
Mutacije su nasumične promjene genetskog materijala stanice. Trajne su i nasljedne ako se dogode u spolnoj stanici, tj. njenoj DNK. Uzroci su mutacija mnogobrojni: greške pri umnožavanju genetskog materijala u procesu stanične diobe, izlaganje vanjskim čimbenicima poput radijacije, različitih kemijskih spojeva ili virusa.
Mutacije mogu promijeniti karakteristike (fenotip) organizma
❖ Takve jedinke mogu biti bolje ili lošije prilagođene okolišu te
mogu nestati (ne razmnožavati se) ili postati dominantne u
populaciji (biti uspješnije od onih od kojih su nastale)
Šilo označava pojam ekspresija
gena
⚫ U najužem smislu – transkripcija
⚫ U širem smislu – transkripcija i translacija
⚫ U najširem smislu – uključuje sve procese od transkripcije do aktivnog
proteina na točno određenom mjestu u stanici ili izvan stanice
• transkripcija
• procesiranje RNA
• transport “zrele” mRNA iz jezgre u citoplazmu
• translacija (ribosomi, mRNA, tRNA, aminokiseline)
• smatanje, transport i posttranslacijske modifikacije proteina
Ekspresija gena u najširem
smislu
transkripcija
• procesiranje RNA
• transport “zrele” mRNA iz jezgre u citoplazmu
• translacija (ribosomi, mRNA, tRNA, aminokiseline)
• smatanje, transport i posttranslacijske modifikacije proteina
Dogma mol genetike/biologije
DNA-> DNA-> RNA-> protein
replikacija DNA
transkripcija DNA
translacija RNA
Reverzna transkripcija?
kod retrovirusa oni, RNA prepisuju u DNA (→ transkripcija). DNA kopija virusne RNA ugrađuje se potom u genom stanice domaćina. Životni ciklus virusa nastavlja se transkripcijom ugrađene DNK, čime se stvara virusna genomska RNK i molekule mRNA koje upravljaju sintezom virusnih bjelančevina.
Što je nap. Gregor Mendel
objavio rezultate križanja graška
⚫ pobijena teorija “miješanja” ili “pretapanja” karakteristika
⚫ postoje entiteti, nosioci neke karakteristike, koji ostaju nepromijenjeni
tijekom generacija – geni
ko je pobio teoriju miješaja ili pretapanja karakteristika
Gregor Mendel
Tko je otkrio gene i kako ih nazvao
Gregor Mendel , nosioci neke Karakteristike -
entiteti
Što je napravio Friedrich Miescher?
iz bijelih krvnih stanica i iz sperme lososa izolirao viskoznu tvar iz
jezgre – “nuklein“ koji je sadržavao P i N ali ne S
značilo da prijenosnici gena nisu proteini
Tko je izolirao nuklein?
Friedrich Miescher
što su napravili Thomas Hunt Morgan, Alfred Sturtevant
otkrili vezane gene
rezultati križanja vinskie mušice Drosophila melanogaster
⚫ više gena na istom kromosomu - vezani geni
Tko je otkrio vezane gene?
Thomas Hunt Morgan, Alfred Sturtevant
Što je napravio Frederick Griffith
nevirulentni soj bakterije Streptoccocus pneumoniae (R) može postati
virulentan – transformirati se u virulentni soj (S) ako se stanice soja R
pomiješaju s ekstraktom stanica soja S – “transformirajući princip“
Tko je otkrio transformirajići pristup?
Frederick Griffith
Što su napravili George Beadle i Edward Tatum?
otkrili„dogmu ” molekularne genetike: jedan gen kodira za jedan enzim
Tko je otkrio
dogmu mol. gen.?
George Beadle i Edward Tatum
Što su napravili Osvald Avery, Colin MacLeod i Maclyn McCarty?
Otkrili da je “Griffithov transformirajući princip” je najvjerojatnije DNA.
Pretvara R u S
Tko je otkrio da je “Griffithov transformirajući princip” najvjerojatnije DNA
Osvald Avery, Colin MacLeod i Maclyn McCarty
Što je napravio Erwin Chargaff?
papirnom kromatografijom analizirao produkte hidrolize DNA i otkrio
pravilnosti u molarnom udjelu dušikovih baza
Tko je otkrio pravilnosti u molarnom udjelu dušikovih baza?
Erwin Chargaff
Što su napravili Alfred Hershey i Marta Chase?
Otkrili da je genetički materijal bakteriofaga faga T2 DNA.
Tko je otkrio da je DNA gen. materijal bakt.faga T2?
Alfred Hershey i Marta Chase
što su napravili James Watson i Francis Crick te Rosalind Franklin i Maurice Wilkinson
otkrili trodimenzionalnu strukturu DNA
Tko je otkrio trodimenzionalnu strukturu DNA
James Watson i Francis Crick te Rosalind Franklin i Maurice
Wilkinson
Što su napravili Mathew Meselson i Frank Stahl?
ustanovili da je replikacija DNA je semi-konzervativna
Tko jeustanovio da je replikacija DNA je semi-konzervativna?
Mathew Meselson i Frank Stahl
što su napravile grupe Marshalla Nirenberga i Gobinda Khorane?
otkrivanje genetičkog koda
Tko je odgovoran zaotkrivanje genetičkog koda?
grupe Marshalla Nirenberga i Gobinda Khorane
Što su napravili Francois Jacob i Jaques Monod?
predložili model za regulaciju ekspresije gena
Tko je predložio model za regulaciju ekspresije gena?
Francois Jacob i Jaques Monod
Što je otkrio Howard Temin
genetička informacija virusa može biti pohranjena u RNA prema kojoj
se sintetizira DNA (reverzna transkripcija)
Tko je otkrio reverznu transkripciju ?
Howard Temin
Što se prije Mendela znalo o nasljeđivanju?
⚫ osobine se prenose s roditelja na potomstvo
⚫ ljudi nisu razumjeli mehanizme nasljeđivanja
⚫ prepirke oko pojedinačne uloge muškog i ženskog roditelja u
oblikovanju svojstava potomstva
⚫ bilo je jasno da spolne stanice nose nasljedne informacije ali
porijeklo tih informacija bilo je potpuno nepoznato
Što je Mendel spoznao o nasljeđivanju?
oba roditelja podjednako sudjeluju u oblikovanju svojstava potomstva
u stanici postoje “čimbenici” (stanični elementi) koji joj daju određena
svojstva (jedan čimbenik – jedno svojstvo)
organizmi sadrže po dva čimbenika za pojedino svojstvo (diploidi)
jedan čimbenik potječe iz ženske, a drugi iz muške spolne stanice
parovi čimbenika razdvajaju se tijekom stvaranja spolnih stanica
(mejoza, haploidne gamete) – slučajno nasljeđivanje
ako je roditelj hibrid (ima dva različita čimbenika za isto
svojstvo - heterozigot)
⚫ polovina njegovih potomaka nasljedit će jedan, a polovina
drugi čimbenik
ako je potomak nasljedio dva identična čimbenika za neko
svojstvo (homozigot)
⚫ potomak iskazuje to svojstvo i dalje ga prenosi na potomstvo
ako je potomak dobio dva različita čimbenika (heterozigot)
⚫ potomak iskazuje samo svojstvo dominantnog čimbenika ali
na potomstvo može prenijeti i recesivni čimbenik
Što je radio Mendel u svom pokusu?
Mendel je radio kontrolirana križanja i pratio što se događa s pojedinom karakteristikom graška kroz nekoliko generacija. Prije nego je započeo s kontroliranim križanjima Mendel je utvrdio da su roditelji kontroliranog križanja čiste linije što znači da se neko svojstvo nasljeđuje nepromijenjeno kroz više generacija samooprašivanja.
proizvodio hibride (heterozigote) – križanjem čistih linija (homozigota)
• sprječavanje samooplodnje
⚫ provodio međusobno križanje ili dozvoljavao samooplodnju hibrida
⚫ tijekom 8 godina pregledano više od 30.000 biljaka
⚫ veliki broj uzoraka – kvantitativna analiza – primjena statistike
Kako je Mendel sprječavao samooplodnju čistih linija?
Ručno ih je sterilizirao. Odrezao antere (stvaraju peludna zrnca s muškim gametofitom) pa kistom prenio peludna zrnca s druge biljke na njušku tačka prve biljke.
koja svojstva je Mendel pratio na grašku i koja su domin antna?
- visina biljke - visoka ili patuljaste
- boja cvijeta - bijela ili ljubičasta
- položaj cvijeta - vršni ili bočni
- boja sjemenke - žuta ili zelena
- oblik sjemenke - okrugla ili naborana
- boja mahune - žuta ili zelena
- oblik mahune - napuhnuta ili stegnuta
što je Mendel radio i što utvrdio za polazne
biljke i iduće generacije?
utvrdio da su polazne biljke “čiste linije”
(homozigoti za promatrano svojstvo)
⚫ samooplodnjom se promatrano svojstvo generacijama
nepromijenjeno prenosi s roditelja na potomstvo
●križanje različitih čistih linija različitih osobina
P generacija i čiste linije (homozigoti) nastaje F1 generacija hibridi (heterozigoti)
uniformnost F1 generacije – dominantno svojstvo - sve su jednake
•samooprašivanje ili međusobno križanje jedinki F1 generacije
F1 generacija i hibridi (heterozigoti) nastaju
F2 generacija- dolazi do pojave (odjeljivanje, segregacija)
recesivnog svojstva u omjeru 1:3
25 % (1/4) potomaka iskazuje recesivno svojstvo
Š to je Charles Robert Darwin napravi a?
engleski znanstvenik i prirodoslovac, autor prve moderne teorije o evoluciji živih bića - Darvinizam
Podrijetlo vrsta - autor djela
Tko je autor prve moderne teorije o evoluciji
živih bića
Charles Robert Darwin
mogući broj genotipova gameta
2^n
• n – broj gena za koje je stanica heterozigotna
broj fenotipa organizma?
2 ^ n ,n – broj gena za koje je stanica
heterozigot
broj genotipova?
3^ n,n – broj gena za koje je stanica
heterozigot
Kada dolazi do odstupanja od Mendelovih pravila
(„nemendelovsko nasljeđivanje”)
vezani geni se tijekom mejoze, u gamete ne nasljeđuju neovisno jer se nalaze relativno blizu na istom kromosomu
aleli dvaju gena koji se nalaze blizu na istom kromosomu češće se nasljeđuju u istu gametu
⚫ genetičko mapiranje gena – „genetička udaljenost” dvaju gena na istom kromosomu
mutacije – točkste (genske), kromosomske, genomske
rijeđe se događa genetička rekombinacija
Što je genetičko mapiranje gena
„genetička udaljenost” dvaju gena na istom kromosomu
nepotpuna dominantnost
odnos alela u kojemu Niti jedan od alela neće biti potpuno dominantan, pa će cvjetovi hibridnih biljaka biti kombinacija dvaju svojstava roditelja
Nepotpuna dominantnost je kao da uzmete bijelu i crvenu temperu, pomiješate ih i dobijete ružičastu. Upravo to se događa kada se ukrste biljke noćurka koje imaju crvene i bijele cvjetove.
Kodominantnost
Recimo, ako se ukrštaju kokoši sa bijelim perjem i pijevac sa crnim perjem, potomstvo će imati prošarano perje, koje izgleda kao da je poprskano crnom i bijelom. Dakle, organizam pravi dvije vrste bjelančevina. .
odnos alela u kojemu niti jedan nije dominantan, već organizam u fenotipu iskazuje oba alela
poligena svojstva ( kvantitativna)
obilježja određena s više gena
visinu, težinu, boju kože, inteligenciju, otpornost imunološkoga sustava, sklonost za razvoj bolesti srca i krvnih žila i mnoge druge.
Da bi se ispoljila neka osobina (ili bolest) neophodno je zajedničko delovanje (interakcija) većeg broja gena,
multifaktorijalna svojstva
Poligensko nasljeđivanje uz utjecaj vanjskih faktora naziva se multifaktorsko nasleđivanje. Mnoge bolesti se nasljeđuju multifaktorski,:
dijabetes,
epilepsija,
shizofrenija
epistaza
interakcija nealelnih gena u kojem dominantni alel jednog lokusa ima snažniju ekspresiju od dominantnog alela drugog gena. Ispoljeni gen je pritom epistatičan, u odnosu na “maskirani” hipostatični gen sa drugog lokusa.
Tako, npr., jedna od važećih hipoteza o prirodi nasljeđivanja boje kose počiva na mogućnosti da je ona određena genima sa dva lokusa. Jedan od njih je odgovoran za produkciju tamnog pigmenta (melanina), a drugi za sintezu crvenog pigmenta (karotena). Kada se u individualnom genotipu na oba lokusa istovremeno pojave dominantni aleli (za visoku produkciju odgovarajućih pigmenata), efekti gena za sintezu crvenog pigmenta bivaju potpuno prikriveni tamnim melaninom. Međutim, u kombinacijama sa alelima koji sa odgovarajućeg lokusa kreiraju manje intenzivne nijanse tamnog pigmenta, produkti gena za sintezu crvenog pigmenta postaju vidljivi u osebujnim ekspresijama relacija sa tamnom bojom, učestvujući u komponiranju: kestenjasto–crvenkastih, zlatastoplavih, zlatastocrvenih, jarkocrvenih i drugih tonova riđe kose.
aditivni odnos gena
Aditivni učinak gena postiže se ako je pojedinačni učinak svakog od poligena malen, pa svaki od njih pridonosi snazi svojstva zbrajanjem svog učinka.
Tako se nasljeđuju mnoge kvantitativne osobine, poput fizičkog rasta i boje kože i očiju.
Smatra se da su 3-4 gena (par alela) uključena u određivanje ovih ljudskih osobina.Što je više dominantnih alela koji potiču stvaranje pigmenta u genotipu osobe, to je boja kože tamnija.Ljudi kod kojih su svi aleli dominantni (AABBCC) imaju najtamniju boju kože.Kako se broj dominantnih alela smanjuje u genotipu osobe, boja kože također postaje svjetlija.Ljudi sa svim recesivnim alelima (aabbcc) imaju najsvjetliju boju kože.
sinergistični odnos gena
geni koji su u antagonističkom djelovanjeu
penetrantnost
gen (alel) se može, ali ne mora očitovati u fenotipu
•relativna učestalost individua istoggenotipau čijem sefenotipuispoljava njegova funkcija
ekspresivnost
različita razina fenotipske ekspresije nekog gena
• intezitet izražavanja alela u fenotipu jedinke
pleiotropnost
Sposobnost gena da izaziva višestruke fenotipske učinke •Primjer za to je genetička kontrola metaboličkih putova.
mutacija u jednom genu utječe na veliki broj
fenotipskih osobina
Čine se bavio Frederick Griffith
britanski bakteriolog, bavio se epidemiologijom i patologijom
bakterijske upale pluća koju uzrokuje Streptococcus pneumoniae,
pokušavao proizvesti cjepivo
U koga dva oblika dolazi bakt. upale pluća,
kako se zove?
S. pneumoniae ima dva oblika:
⚫ S-soj („smooth”) – ima glatke sjajne kolonije jer su stanice obavijene
kapsulom od polisaharida (peptidoglikan) koji ometa djelovanje imunološkog
sustava te je jako virulentan
⚫ R-soj („rough”) – hrapave kolonije, nama kapsulu, značajno manje
virulentan (najčešće nevirulentan)
objasni Griffithov pokus i značaj
uzeo otopinu u kojoj se nalazi virulentni soj ( soj s ) i centrifugeirao ju nakon čega su S-stanice centrifugerame na dnu epruvete koja se zatim zagrijava kako bi se usmrtile
S-stanice. Nakon toga otopina se homogenizira i različite sojeve ubrizgavao miševima, prvom mišu ubrizgao je soj R i miš je preživio jer je soj R nevirulentan. Idućem mišu ubrizgao je soj S i miš je uginuo jer je soj s virulentan. Idućem nišu ubrizgao je lizat stanica s (nastao zagrijavanjem) i miš je preživio jer lizat istanica S nije virulentan. Posljednjem mišu ubrizgao je lizat stanica soja S pomiješan sa stanicama soja R i miš je uginuo jer su stanice soja R postale virulentne.
iz uginulog miša izoliran soj S
stanice soja R transformirale su se u stanice soja S
u stanicama postoji “transformirajći princip”
nije bilo poznato što je taj transformirajući princip, koja molekula unutar stanice
Griffithov eksperiment smatra se prvom transformacijom živog organizma
(bakterije)
Što je transformacija?
u najširem smislu – ulazak strane DNA iz okoline u stanicu
⚫ u užem smislu – ulazak DNA u stanicu koji za posljedicu ima promjenu
genotipa i fenotipa stanice
• laboratorijski postupak – vježbe – transformacija bakterije Escherichia
coli plazmidom koji nosi gen bla koji je čini rezistentnom na antibiotik
ampicilin (ampicilin je beta-laktamski antidiotil, a gen bla kodira za
enzim beta-laktamazu
• životinjske stanice – transformacija se naziva transfekcija (jer se
pojam transformacija koristi za transformaciju netumorske u tumorsku
stanicu/kulturu
Što je transfekcija?
životinjske stanice – transformacija se naziva transfekcija (jer se
pojam transformacija koristi za transformaciju netumorske u tumorsku
stanicu/kulturu
Što su kompetentne stanice i inducirana kompetentnost
stanice koje mogu primiti DNA iz okoline nazivaju se kompetentne stanice
⚫ S. pneumoniae bila je prva poznata prirodno kompetentna bakterija
• danas je poznato puno takvih bakterija („mnoge su klinički izolati”)
• problem zbog prijenosa rezistencije na antibiotike (danas, jedan od
najvećih problema u medicini)
• zašto bakterije uzimaju DNA iz okoline? (članak na Merlinu)
⚫ inducirana kompetentnost – stanice postaju kompetentne nakon
odgovarajućeg laboratorijskog tretmana
Pokus O. Averyja, C. Macleod i M. McCarty
lizat soja S tretirali sa enzimima:lipaza,RNaza, proteinaza, amilaze i DNaza, tako su iz ekstrakta (lizata) soja S uklonili lipide, RNA, proteine, ugljikohidrate i DNA. I tako tretirane sojeve koristili za transformaciju soja R kako bi otkrili koja je vrsta molekula odgovorna za transformaciju soja R u S. Ti sojevi su ubrizgani miševima i oni kojima su ubrizgani sojevi tretirani lipazom, RNAzom, proteinazom , amilazom i netretirani su uginuli te su iz njih izolirane žive stanice soja S. Miš u kojeg je ubrizgan soj tretiran DNAzom je preživio.
samo tretman s DNazom spriječio je transformaciju soja R u
soj S – “transformirajući princip” je najvjerojatnije DNA
najvjerojatnije je da je molekula DNA nasljedni materijal
(sadrži nasljedna svojstva)
Što su napravili G. Beadle i E. Tatum?
otkrili povezanost gena i enzimskih , biokemijskih i fizioloških reakcija u stanici
razvili sustav za izolaciju i analizu auksotrofnih mutanata u plijesni roda Neurospora
izolirali veliki broj auksotrofnih mutanata
⚫ istraživali mutante ovisne o vitaminima B1 (tiamin) i B6 (piridoksin)
Tvorci dogme molekularne genetike: Jedan gen kodira za jedan enzim
Eksperimentalni sustav i mutante koje su izolirali George Beadle i Edward
Tatum koristili i drugi znanstvenici za otkrivanje biosintetskih putova
analiza auksotrofnih mutanata (auksonografska analiza)
• ustanoviti o kojoj tvari rasta ovisi neki auksotrofni mutant
što je auksanografska analiza
analiza auksotrofnih mutanata (auksonografska analiza)
• ustanoviti o kojoj tvari rasta ovisi neki auksotrofni mutant
Auksotrofni mutanti
auksotrofni mutanti ne mogu sami sintetizirati jednu ili više tvari rasta (aminokiseline, nukleinske baze, vitamini) – mogu rasti na minimalnoj hranjivoj podlozi (voda, izvor ugljika i mineralne tvari) samo ako se u podlogu doda odgovarjuća tvar rasta
Prototrofi
prototrofi mogu rasti na minimalnoj podlozi jer mogu sintetizirati sve potrebne tvari rasta
Objasni pokus G. Beadlea i E. Tatuma
haploidne konidiospore zračene x-zrakama (indukcija mutacija)
križanje s haploidom divljeg tipa (neozračeni soj) suprotnog tipa parenja
da bi nastali askusi s haploidnim askosporama
po jedna askospora nacijepljena u stotine epruveta s kompletnom
hranjivom podlogom (sadrži sve tvari rasta)
⚫ mogu rasti auksotrofni mutanti
konidiospore iz svake epruvete nacijepljene u epruvete s minimalnom
podlogom
auksonografska analiza mutana koji ne mogu rasti na minimalnoj podlozi
(auksotrofni mutanti)
⚫ pronađeni mutanti koji ovise o argininu
• na temelju rezultata analize ovih mutanata može se predložiti
biosintetski put arginina
Objasni otkriće biosiotetskog puta arginina
puno različitih auksotrofnih mutanata ovisnih na argininu nacijepljeno na
minimalne podloge u kojima su dodane različite tvari rasta
u tablici, mutanti poredani od onih koji rastu na najviše do onih koji rastu na
najmanje podloga
Svakom mutantu (genu koji je mutiran) dan je naziv
vidi se da npr. soj Arg-F- može sintetizirati arginin iz citrulina i iz argininosukcinata, ali ne i iz ornitin
“jedan gen kodira za jedan enzim”
auksotrofni mutanti ne mogu rasti na minimalnoj podlozi jer im nedostaje jedan ili
više enzima koji sudjeluju u biosintezi neke tvari rasta
zaš auksotrofni mutanti nmg rasti na minimalnoj
podlozi?
jer im nedostaje jedan ili više enzima koji sudjeluju u biosintezi neke tvari rasta
E. Garrod postignuća
pionir u području „urođenih grešaka metabolizma”
⚫ ubrzo nakon što je Mendelov rad postao poznat, zaključuje da Mendelovi čimbenici (geni) mogu utjecati na biokemijske procese u stanici ta da su nasljedne bolesti posljedica urođenih grešaka metabolizma – ustanovio
„biokemijsku genetiku”
⚫ kao i Mendel, bio je ispred svog vremena te njegov rad uglavnom nije bio zamijećen sve dok Beadle i Tatum (1941) i ostali znanstvenici nisu ustanovili dogmu molekularne genetike („jedan gen – jedan enzim”)
⚫ otkrio je bolest alkaptonuriu i kako se ona nasljeđuje
Tko je otkrio alkaptonuriu
E. Garrod
Objasni alkaptonuriu?
urin oboljelih, u kontaktu sa zrakom, postaje tamno smeđe boje
⚫ u urinu se nakuplja homogentisat koji oksidacijom daje tamno obojenje
analizom rodoslovlja ustanovljeno da da alkaptonuriu uzrokuje recesivni autosomalni gen – to je recesivna autosomalna bolest
fenilalanin → tirozin → homogentisat →CO2 i H2O
^
homogentisat oksidaza
^
HGD
Blender eksperiment objasni
bakterija E. coli uzgojena je udvjema hranjivim podlogama:
⚫ podloga s radioaktivnim S
⚫ podloga s radioaktivnim P
uzgojene bakterije su inficirane i lizirane fagom T2
⚫ tijekom umnažanja faga radioaktivni izotiopi ugrađuju se u virusnu česticu
⚫ umnažanje faga s radioaktivnim S i faga s radioaktivnim P
umnoženi fagi pomješani sa suspenzijom stanica bakterije E. coli uzgojene na
podlozi bez radioaktivnih izotopa te snažno promješani
centrifugiranje suspenzije
mjerenje radioaktiviteta taloga (inficirane bakterijske stanice) i supernatanta
(prazne virusne kapside)
⚫ ako su fagi sadržavali radioaktivni S – radioaktivitet u supernatantu
⚫ ako su fagi sadržavali radioaktivni P – radioaktivitet u talogu
DNA je genetički materijal bakteriofaga T2
ako su fagi sadržavali radioaktivni S gdje je radioaktivitet
u supernatantu, kapsida
ako su fagi sadržavali radioaktivni P gdje je radioaktivitet
u talogu, DNA
Postignuća E. Chargaffa
kromatografijom na papiru uspio razdvojiti i kvantificirati nukleinske baze, te
analizirao sastav DNA iz različitih organizama i tkiva
⚫ Chargaff, E. (1950) Chemical specificity of nucleic acids and mechanism of their enzymatic
degradation. Experientia 6, 201–209
Chargaffova pravila ekvivalencije [A] = [T] i [G] = [C]
[pirimidinske baze] = [purinske baze]
[C] + [T] = [G] + [A]
J.watson i F. Crick postignuća
predložili trodimenzionalnu strukturu DNA
⚫ na temelju svih prethodnih rezultata, uključujući Chargaffova pravila i difrakciju
X-zraka na molekuli DNA koji je napravila Rosalind Elsie Franklin (kemičarka
i kristalografkinja) sa svojim studentom
⚫ R.E. Franklin je točno zaključila da DNA ima strukturu uzvojnice ali nije bila sigurna sadrži li 2 ili tri lanca
⚫ raniji modeli Watsona i Cricka
• Šećer i fosfat u sredini, nukleinske baze okrenute prema van
• R.E. Franklin – hidrofobne baze su unutar molekule, a hidrofilni fosfati su izvana
⚫ konačni model Watsona i Cricka
• dva antiparalelna lanca s nukleinskim bazama u unutrašnjosti molekule i hidrofilnom okosnicom (šećer-fosfat-šećer) s vanjske strane
Replikacija DNA prema modelu Watson-a i Crick-a
replikacija DNA je semikonzervativna
nova DNA= 1 stari lanac+ 1 novi lanac
⚫ dva nova dupleksa sastoje se od jednog starog i
jednog novosintetiziranog lanca DNA
Što je sekvencioniranje DNA
određivanje slijeda nukleotida u molekuli DNA
