DNA a RNA - porównanie

Składniki nukleotydu:

DNA (zasady azotowe A T, C G; deoksyryboza - cukier pentoza, reszta kwasu ortofosforowego),

RNA (uracyl zamiast tyminy A-U, C=G, ryboza - cukier pentoza, reszta kwasy tj. w/w).

Struktura cząsteczki:

DNA (podwójna helisa - helix, prawoskrętna spirala),

RNA (pojedynczy łańcuch tworząc różne struktury).

Wielkość cząsteczki:

DNA (kilkadziesiąt tys. par nukleotydów),

RNA: (od kilkudziesięciu do kilkudziesięciu tys. nukleotydów).

Rodzaje:

DNA: (1 rodzaj),

RNA: (3 rodzaje).

Rodzaje RNA:

a) rRNA=rybosomalny RNA ŕ wchodzi w skład rybosomów, tworzy ich szkielet, które służą jako materialne podłoże dla mRNA,

b) mRNA=matrycowe zawiera inf. o sekwencji aminokwasów w białku i przenosi z jądra do cytoplazmy - powstaje w jądrze kom. na matrycy DNA genów według reguły komplementarności tzn. układ zasad w cząsteczce mRNA jest komplementarny do ukł. zasad w łańcuchu DNA ŕ cytoplazmaŕrybosomy. GEN: odcinek DNA kodujący inf. o jednym białku (1 łańcuch polipeptydowy) liczba mRNA = liczbie białek,

c) tRNA=transportujący RNA ŕ transportuje aminokwasy na rybosomy do miejsc syntezy białek, które również znajdują się w cytoplaźmie. Liczba taka sama co liczba kodujących kodonów(61) - dla każdego kodonu istnieje jeden tRNA - jest tyle tRNA w aminokwasach ile wyznacza ich kodonów ACU,ACC,AGC,ACG ŕ 4 tRNA(aminokwasy) czyli 4 tRNA.

Występowanie:

DNA: (w mitochondriach, chloroplastach w jądrze komórkowym),

RNA: (w jądrze kom. cytoplazmie, chloroplastach, rybosomach).

REPLIKACJA: to proces, w którym podwójna nić DNA ulega skopiowaniu. Replikacja jest semikonserwatywna - w każdej z dwóch uzyskanych podwójnych nici DNA będzie jedna nić macierzysta i jedna nowa. Replikacja jest warunkiem podziału komórki. Substratami tego procesu są: matryca DNA, difosforany deoksyrybonukleotydów, ATP-energia dla helikaz.

Budowa DNA.

Kwas deoksyrybonukleinowy (DNA) stanowi nośnik informacji genetycznej organizmów, przekazywany (dziedziczony) z pokolenia na pokolenie. Cząsteczka DNA jest podwójną spiralą (dwie nici polinukleotydowe skręcone wokół siebie). Podstawową jednostką, monomerem budującym DNA są nukleotydy (połączone ze sobą wiązaniami), złożone z następujących elementów:

* zasady azotowej (jednej z czterech rodzajów: adeniny i guaniny - pochodnych puryny oraz cytozyny i tyminy - pochodnych pirymidyny);

* cukru pentozy, a dokładnie deoksyrybozy;

* reszty kwasu fosforowego (fosforanu).

Egzon, ekson - w komórkach eukariotycznych odcinek genu kodujący sekwencję aminokwasów w cząsteczce białka. Eksony są w genomie jądrowym oddzielone intronami. Pierwotny transkrypt zawiera na przemian ułożone odcinki intronowe i eksonowe. Po zsyntetyzowaniu czapeczki i poliadenylacji cząsteczki RNA, ale jeszcze przed jej eksportem z jądra do cytoplazmy następuje wycięcie wszystkich intronów oraz połączenie eksonów w jedną całość (splicing). Po zakończeniu tych procesów transkrypt staje się funkcjonalną cząsteczką informacyjnego RNA (mRNA), który w tej postaci może opuścić jądro komórkowe.

Intron - część sekwencji genu, która nie koduje sekwencji polipeptydu, a jedynie rozdziela kodujące egzony. Introny powszechnie występują w genach organizmów eukariotycznych, natomiast u prokariotów niezwykle rzadko, jedynie w genach kodujących tRNA i rRNA.

Po przepisaniu sekwencji genu z DNA na RNA introny są wycinane przy udziale snRNA w procesie splicingu i powstaje dojrzały matrycowy RNA (mRNA), który wykorzystują rybosomy jako matrycę do syntezy peptydów i białek.

REPLIKACJA- jest to kopiowanie informacji genetycznej zawartej w sekwencji nukleotydów. Może być:

* Semikonserwatywna

* Konserwatywna

* Przypadkowa

TRANSKRYPCJA- informacja genetyczna przepisana zostaje z DNA na pre-mRNA. Po obróbce powstaje mRNA. Obróbka polega na wycinaniu sekwencji niekodujących- intronów, pozostawieniu sekwencji kodujących- egzonów i połączeniu ich.

TRANSLACJA- to biosynteza białka na matrycy mRNA. Przebiega na rybosomach. Składa się z trzech etapów:

* Inicjacja- rozpoczyna się znalezienia na mRNA kodonu inicjującego syntezę białka. Jest to triplet kodujący metioninę- AUG

* Elongacja- wymaga czynników translacyjnych, jest to wydłużanie łańcucha białkowego

* Terminacja - to zakończenie biosyntezy. Rybosom musi natrafić na jeden z kodonów nonsensownych kończących syntezę. Są to: UAA, UAG, UGA

Organizm jednokomórkowy - organizm składający się z tylko jednej komórki. Podstawowe funkcje tj. rozmnażanie, odżywianie, wydzielanie, wydalanie, oddychanie, a także transport i ruch, pełnią w tych organizmach specjalne struktury, znajdujące się wewnątrz komórki. Do organizmów jednokomórkowych należą:

* prawie wszystkie prokarioty;

* pewne protisty, np. pierwotniaki jak ameba i pantofelek, eugleny, niektóre zielenice i krasnorosty;

* niektóre grzyby, np. drożdże.

Komórczaki i kolonie można uznać za formy przejściowe między jedno- i wielokomórkowością.

Wirusy, które stoją na granicy materii ożywionej i nieżywionej, w ogóle nie są zbudowane z komórek.

Organizm wielokomórkowy - organizm składający się z wielu komórek. Do organizmów wielokomórkowych należą:

* rośliny i zwierzęta (we współczasnym wąskim znaczeniu, bez protistów, jak glony i pierwotniaki);

* pewne protisty, np. niektóre zielenice i krasnorosty oraz wszystkie znane brunatnice;

* niektóre grzyby głównie kapeluszowe.

Komórka eukariotyczna - komórka mająca jądro komórkowe ograniczone otoczką jądrową, zawierające DNA z histonami upakowane w chromosomy (eucyty mają zazwyczaj tylko jedno jądro, choć np. komórki mięśniowe czy megakariocyty mają wiele jąder, orzęski mają dwa różne jądra: mikro- i makronukleus, zaś czerwone krwinki ssaków i człony rurek sitowych roślin tracą w trakcie rozwoju jądra).

Inną cechą odróżniającą komórki eukariotyczne od prokariotycznych (bakterie, archeony) jest wysoce skomplikowana struktura wewnętrzna. Eukarionty mają bowiem cytoszkielet, skomplikowany system organelli błonowych (retikulum endoplazmatyczne, aparat Golgiego itd.) i organelli półautonomicznych (mitochondria, chloroplasty). Komórki eukariotyczne mogą być samodzielnymi organizmami, tworzyć kolonie lub agregaty wielokomórkowe.

Komórka prokariotyczna - komórka z reguły niewielka i złożona z otaczającej ściany i błony komórkowej oraz cytoplazmy, w której występują nieliczne organella.

Budowa komórki prokariotycznej: 1-kapsuła, 2-ściana komórkowa, 3-błona komórkowa, 4-cytoplazma, 5-rybosomy, 6-mezosom, 7-DNA, 8-wić

Wszystkie organizmy prokariotyczne są jednokomórkowe. Nie posiadają jądra komórkowego. Jego funkcję zastępuje nukleoid (genofor). Materiał genetyczny nie jest oddzielony od reszty komórki żadną błoną. Jest zawieszony w tzw. obszarze jądrowym cytoplazmy. Mezosomy są odpowiednikami mitochondrium u organizmów oddychających tlenowo, powstają jako uwypuklenia błony komórkowej.