Budowa DNA

Budowa DNA-DNA jest makrocząsteczką zbudowaną z deoksyrybonukleotydów (w skrócie - nukleotydów). Są to związki kwasu fosforowego, pięciowęglowego cukru - deoksyrybozy i jednej z 4 rodzajów zasad azotowych A, G, C, T .W pojedynczej nici DNA nukleotydy są ze sobą połączone wiązaniami kowalencyjnymi w ten sposób, że cząsteczki cukru są ułożone na zmianę z resztami fosforanowymi, podczas gdy zasady azotowe są odchylone od utworzonej w ten sposób długiej cząsteczki .Końce takiej nici zbudowanej z nukleotydów nie są równomierne. Wynika to stąd, że reszta kwasu fosforowego łączy ze sobą niejednakowe atomy węgla cząsteczki cukru. W nici polinukleotydowej można wyróżnić kierunek od atomu węgla pierścienia cząsteczki cukru do atomu węgla grupy CH2OH oraz kierunek odwrotny. Cząsteczkę DNA tworzą dwie nici polinukleotydowe. Są one owinięte wokół siebie w ten sposób, że zasady azotowe znajdują się wewnątrz, zaś łańcuch cukrowo-fosforanowy na zewnątrz. Struktura ta to podwójny heliks Replikacja DNA - Cząsteczka DNA zawiera w sobie informację potrzebną do wiernego kopiowania swych sekwencji. Mechanizm replikacji polega na rozpleceniu podwójnego heliksu i dobudowaniu do każdej nici, nowej nici komplementarnej .Replikacja to proces semikonserwatywny. Na każdej nici DNA powstaje druga nić potomna i identyczna. W nowej cząsteczce DNA jedna nić pochodzi od pierwotnego DNA a druga a druga jest nowo syntezowana. Replikacja nie rozpoczyna się w dowolnym miejscu chromosomu. W nici DNA jest specjalne miejsce - origin, do którego przyłącza się białko inicjatorowe. W komórce prokariota jest tylko 1 takie miejsce, natomiast w dużych genomach jest ich wiele. Do tego miejsca poprzez białko inicjatorowe przyłączają się również enzymy niezbędne do przeprowadzenia procesu replikacji i to wszystko tworzy kompleks replikacyjny. Kwasy rybonukleinowe (RNA)-Informacja o budowie organizmu zapisana jest w DNA, jednak organizm to przede wszystkim białka. W uproszczeniu można powiedzieć, że dla informacji genetycznej droga między genotypem a fenotypem to droga między DNA a białkiem. Na tej drodze DNA jest dwukrotnie przekształcana: po raz pierwszy podczas transkrypcji, czyli przepisywaniu DNA na RNA i po raz drugi podczas translacji, gdy informacja zawarta w sekwencji nukleotydów kwasu nukleinowego jest tłumaczona na sekwencję aminokwasów cząsteczki białka.Budowa RNA- W przekazywaniu informacji genetycznej z DNA do białka biorą udział kwasy rybonukleinowe. Budowa chemiczna DNA i RNA jest podobna. RNA różni się od DNA cukrem - rybozą. Również zasady azotowe mają drobną różnicę. Otóż zamiast tyminy występuje tu uracyl. Tworzy on komplementarna parę tak jak tymina w DNA. RNA nie występuje w postaci dwuniciowego podwójnego heliksu, jednakże może zachodzić parowanie zasad między komplementarnymi odcinkami tej samej nici RNA .Transkrypcja- Podstawą tego procesu jest reguła parowania się zasad azotowych. Wtedy sekwencja nukleotydów w syntetyzowanej nici RNA jest jednoznacznie określona przez sekwencje nukleotydów w nici DNA służącej jako matryca.Kod genetyczny- To sposób, według którego można przetłumaczyć informację genetyczną z języka nukleotydów na język aminokwasów. Kod genetyczny jest kodem trójkowym. Trójkę nukleotydów oznaczającą aminokwas nazywa się kodonem. Oznaczenie wielu aminokwasów jest możliwe za pomocą kilku różnych trójek nukleotydów w mRNA. Kod genetyczny jest uniwersalny dla wszystkich organizmów żyjących na Ziemi.Translacja- Zachodzi w szorstkiej siateczce wewnątrzplazmatycznej. To przepisywanie kodu genetycznego na sekwencję aminokwasową w białku. Rybosomy są miejscem translacji. Kluczową rolę odgrywa w tym procesie tRNA. Rozpoznaje z jednej strony trójkę zasad, z drugiej zaś odpowiadający jej aminokwas. Rozpoznanie odpowiedniej trójki w mRNA dzięki regule komplementarności. W tRNA znajduje się trójka nukleotydów tworząca pary z jednym kodonem w mRNA. Trójkę tę nazywamy antykodonem.Geny- Gen to jednostka informacji genetycznej. Pojęcie genu zmieniało się na przestrzeni lat. Grzegorz Mendel: "związki cech materiału genetycznego odpowiedzialne za pojawienie się obserwowanych cech". Na podstawie badań oka muszki owocowej stwierdzono, że molekularnym efektem działania badanych genów są enzymy katalizujące syntezę brązowego barwnika oka muszki owocowej. Genem nazwano "taką jednostkę materiału genetycznego, która jest odpowiedzialna za syntezę jednego enzymu". Wkrótce przekonano się, że nie wszystkie produkty genów są enzymami. Ingram badał różnicę między prawidłową i nieprawidłową hemoglobiną w anemii sierpowatej i stwierdził, że ogranicza się ona tylko do zmiany jednego aminokwasu w jednym tylko łańcuchu polipeptydowym Te badania doprowadziły do powstania nowej definicji genu: "genem nazywamy taką jednostkę materiału genetycznego, która odpowiada za syntezę jednego łańcucha polipeptydowego. Jest to definicja prawie uniwersalna, nie dotyczy tylko tych przypadków, kiedy produktem końcowym genu jest RNA nie ulegające translacji. Powstawanie gamet- Diploidalna komórka organizmu eukariotycznego zawiera pary chromosomów homologicznych tej samej długości i tego samego kształtu. Po replikacji DNA każdy chromosom jest zbudowany z dwóch chromatyd siostrzanych. W czasie I mejozy rozdzieleniu ulegają całe chromosomy, w czasie II mejozy całe chromatydy. W efekcie powstają 4 komórki haploidalne. Są to gamety. Gamety są zawsze haploidalne, a łącząc się w zygotę odtwarzają diploidalny stan wyjściowy.Podstawowe pojęcia z genetyki:- allele - geny odpowiadajace za alternatywne formy danej cechy.- homozygota - komórka mająca takie same allele.- heterozygota - komórka mająca różne allele.- dominacja - allele dominujące występują w organizmach heterozygotycznych i dają. taką samą cechę jak w organizmach homozygotycznych.- allele recesywne - ujawniają się tylko u homozygoty recesywnej.- niepełna dominacja - u heterozygoty ujawni się cecha pośrednia pomiędzy dwiema homozygotami.- kodominacja - w heterozygocie wystąpią jednocześnie cechy obu homozygot.I PRAWO MENDLA- Każdy organizm diploidalny posiada 2 allele determinujące daną cechę i podczas rozmnażania płciowego każdy z rodziców przekazuje tylko jeden z tych alleli potomkowi.II PRAWO MENDLA- Allele należące do dwóch różnych genów dziedziczą się niezależnie. To inaczej prawo niezależnej segregacji dwóch cech.