4ο ΚΕΦΑΛΑΙΟ
Γ ε ν ε τ ι κ ή
3ο Γελ. Ηλιούπολης επιμέλεια: Αργύρης Γιάννης 2
1. Κύκλος της ζωής του κυττάρου
3ο Γελ. Ηλιούπολης επιμέλεια: Αργύρης Γιάννης 3
2. Μοριακή Γενετική
DNA
νουκλεΐκά οξέα
i). Ροή της γενετικής πληροφορίας
ή
RNA πρωτεΐνες
πρωτεΐνες
3ο Γελ. Ηλιούπολης επιμέλεια: Αργύρης Γιάννης 4
Το DNA λειτουργεί ως γενετικό υλικό,
επειδή:
1. Παράγει ακριβή αντίγραφά του με αποτέλεσμα να μεταβιβάζει αναλλοίωτη τη γενετική πληροφορία.
2. Καθορίζει τη σύνθεση άλλων μορίων όπως RNA και πρωτεϊνών.
3ο Γελ. Ηλιούπολης επιμέλεια: Αργύρης Γιάννης 5
i). Αντιγραφή του DNA
Συμπληρωματική αλυσίδα
Αρχή ξετυλίγματος
3ο Γελ. Ηλιούπολης επιμέλεια: Αργύρης Γιάννης 6
• Ο μηχανισμός αυτοδιπλασιασμού του DNA
ονομάζεται ημισυντηρητικός.
• Το DNA αντιγράφεται με εξαιρετική πιστότητα και
καταπληκτική ταχύτητα
• Το γονιδίωμα του βακτηρίου E.coli (4x106 bp)
αντιγράφεται σε λιγότερο από 30 min.
3ο Γελ. Ηλιούπολης επιμέλεια: Αργύρης Γιάννης 7
Απαραίτητα ένζυμα για την μεταγραφή.
• RNA πολυμεράση.
στους ευκαρυωτικούς υπάρχουν 3 είδη RNA πολυμεράσης για τα τρία είδη του RNA:
η RNA πολυμεράση Ι,
η RNA πολυμεράση ΙΙ, και
η RNA πολυμεράση ΙΙΙ
ii). Μεταγραφή του DNA
3ο Γελ. Ηλιούπολης επιμέλεια: Αργύρης Γιάννης 8
RNA πολυμεράση
Ενεργό κέντρο τοποθέτησης ριβονουκλεοτιδίων.
Ενεργό κέντρο διάνοιξης της δίκλωνης αλυσίδας του DNA.
Ενεργό κέντρο διατήρησης μονόκλωνης της κωδικής αλυσίδας.
Μεταγραφόμενο RNA
Ενεργό κέντρο ξανατυλίγματος της δίκλωνης αλυσίδας.
DNA 3’
3’
5’
5’ 3’
5’
Μηχανισμός της μεταγραφής
3ο Γελ. Ηλιούπολης επιμέλεια: Αργύρης Γιάννης 9
iii). Γενετικός κώδικας
1. Κώδικας τριπλέττας
2. Κώδικας συνεχής
3. Κώδικας μη επικαλυπτόμενος
4. Σχεδόν καθολικός
5. Εκφυλισμένος
6. Ο γενετικός κώδικας έχει κωδικόνια έναρξης (AUG) και λήξης (UAA, UAG, UGA).
1Ο ΓΡΑΜ
ΜΑ
2ο ΓΡΑΜΜΑ
3Ο ΓΡΑΜ
ΜΑ
U C A G
UUU phe UCU ser UAU tyr UGU Cys U U UUC phe UCC ser UAC tyr UGC Cys C
UUA leu UCA ser UAA λήξη UGA λήξη A
UUG leu UCG ser UAG λήξη UGG trp G
CUU leu CCU pro CAU his CGU Arn U
C CUC leu CCC pro CAC his CGC Arn C CUA leu CCA pro CAA gln CGA Arn A
CUG leu CCG pro CAG gln CGG Arn G
AUU ile ACU thr AAU Asn AGU ser U
A AUC ile ACC thr AAC Asn AGC ser C AUA ile ACA thr AAA lys AGA Arn A
AUG met (έναρξη) ACG thr AAG lys AGG Arn G
GUU val GCU ala GAU asp GGU gly U
G GUC val GCC ala GAC asp GGC gly C GUA val GCA ala GAA glu GGA gly A
GUG val GCG ala GAG glu GGG gly G
3ο Γελ. Ηλιούπολης 10 επιμέλεια: Αργύρης Γιάννης
3ο Γελ. Ηλιούπολης επιμέλεια: Αργύρης Γιάννης 11
O
NH2
CH3 OH NH
O
NH
NH2
NH2
OH
O
O
NH2
NH2
OH
Alanine (Ala) Arginine (Arg) Asparagine (Asn)
OHOH
NH2O
O
AsparticAcid (Asp)
O
NH2
SH OH
Cysteine (Cys)
O O
OHOH
NH2
GlutamicAcid (Glu)
ONH2 OH
Glycine (Gly)
O
NH2
NH
N
OH
Histidine (His)
O
NH2
CH3CH3 OH
Isoleucine (Ile)
O
NH2
CH3
CH3
OH
Leucine (Leu)
O
NH2
NH2 OH
Lysine (Lys)
O
O
NH2
NH2
OH
Glutamine (Gln)
O
NH2
SCH3 OH
Methionine (Met)
O
NH2
OH
Phenylalanine (Phe)
O
NH
OH
Proline (Pro)
O
NH2
OH OH
Serine (Ser)
O
NH2
OH
CH3
OH
Threonine (Thr)
O
NH2NH
OH
Tryptophan (Trp)
O
NH2OH
OH
Tyrosine (Tyr)
O
NH2
CH3
CH3 OH
Valine (Val)
Τα 2
0 αμ
ινοξ
έα το
υ γε
νετι
κού
κώδι
κα
3ο Γελ. Ηλιούπολης επιμέλεια: Αργύρης Γιάννης 12
iv). Μετάφραση
AACCAUGGGGUCAUUU…CCACAUUGAAAAAAAAA UAC CCC
AGU AAA
5’ 3’
Μικρή ριβοσωμική υπομονάδα
Μεγάλη ριβοσωμική υπομονάδα
Πεπτιδικός δεσμός
3ο Γελ. Ηλιούπολης επιμέλεια: Αργύρης Γιάννης 13
AACCAUGGGGUCAUUU…CCACAUUGAAAAA 5’ 3’
Πεπτιδικός δεσμός
Λήξη της μετάφρασης
3ο Γελ. Ηλιούπολης επιμέλεια: Αργύρης Γιάννης 14
COOH NH2
κωδική
μη κωδική
3ο Γελ. Ηλιούπολης επιμέλεια: Αργύρης Γιάννης 15
Το γενετικό υλικό των ευκαρυωτικών κυττάρων
3ο Γελ. Ηλιούπολης επιμέλεια: Αργύρης Γιάννης 16
3ο Γελ. Ηλιούπολης επιμέλεια: Αργύρης Γιάννης 17
Το γ
ενετ
ικό
υλικ
ό τω
ν πρ
οκαρ
υωτι
κών
κυττ
άρω
ν
3ο Γελ. Ηλιούπολης επιμέλεια: Αργύρης Γιάννης 18
Το γ
ενετ
ικό
υλικ
ό το
υ αν
θρώ
που
3ο Γελ. Ηλιούπολης επιμέλεια: Αργύρης Γιάννης 19
Κυτταρική διαίρεση Με κυτταρική διαίρεση επιτελείται:
1. Η μονογονική αναπαραγωγή των οργανισμών, όπου το νέο άτομο προέρχεται από ένα γονέα.
2. Η αμφιγονική αναπαραγωγή των οργανισμών όπου το νέο άτομο είναι προϊόν γονιμοποίησης που προέρχεται από δυο διαφορετικούς γονείς.
3. Η αύξηση του αριθμού των κυττάρων και επομένως η ανάπτυξη των πολυκύτταρων οργανισμών.
4. Η αντικατάσταση των νεκρών, κατεστραμμένων ή γερασμένων κυττάρων στους ιστούς με άλλα όμοια με αυτά.
3ο Γελ. Ηλιούπολης επιμέλεια: Αργύρης Γιάννης 20
Με μίτωση διαιρούνται όλα τα σωματικά
κύτταρα και τα άωρα γεννητικά κύτταρα,
ενώ με μείωση σχηματίζονται οι γαμέτες.
Μίτωση - μείωση
3ο Γελ. Ηλιούπολης επιμέλεια: Αργύρης Γιάννης 21
Μίτωση
Σχηματισμός πυρηνικής ατράκτου από τους μικροσωληνίσκους.
3ο Γελ. Ηλιούπολης επιμέλεια: Αργύρης Γιάννης 22
Φάσεις της μίτωσης
3ο Γελ. Ηλιούπολης επιμέλεια: Αργύρης Γιάννης 23
Μεσόφαση Μετάφαση
Πρόφαση Τελόφαση