Struktura materialu genetycznego 1.struktura i funkcje kwasu deoksyrybonukleinowego a)struktura chemiczna -czasteczka DNA jest zbudowana z mniejszych jednostek nukleotydow -nukleotyd=nukleozyd +reszta kwasu fosforowego PO43- -nukleozyd=cukier(pentoza)+zasada azotowa sklad nukleotydu -cukier 5-weglowy(pentoza) deoksyryboza -jedna z 4 zasad azotowych: a)purynowe(czastka zbudowana z 2 pierscieni H-adenina G-guanina) b)pirymidynowe(czasteczka zbudowana z jednego pierscienia C-cytezyna T-tymina) -reszta kwasu fosforowego PO43- -regula komplementarności zasad -okresla sposób laczenia się ze soba dwoch nukleotydow należących do dwoch roznych nici.odbywa się to za pomoca zasad zaotowych zasada purynowa jednego nukleotydu laczy się ze scisle okreslona zasada pyrimydinowa drugiego. -pary łączących się zasad A=T-podwojne wizanie wodorowe G=- C-potrojne wiaz wodorowe -rodzaje wiazan chemicznej wystepuajcych w czast DNA -wodorowe pomiedzy zasadami azotowymi nukleotydow sąsiednich nici -fosfodiestrowe laczy poprzez grupe fosforanowa 5 at wegla jednego nukleotydu z 3 atomami wegla nastepnego nukleotydu tej samej nici -N-glikozydowe-pomiedzy zasada azotowa a pierwszym atomem wegla deoksyrybozy b)struktura przestrzenna czasteczki DNA -model przestrzenny budowy czast DNA zaproponowali w 1953roku Watson i Crick na podstawie analizy obrazow dyfrakcji promieni rentgenowskich na krysztalkach oczyszczonego DNA. W 1962 otrzymali za to osiagniecie Nobla -czasteczka DNA ma postac podwojnej helisy a)sklada się z dwoch owinietych wokół siebie łańcuchów polinukleotydowych aa)komplementarnych-kazdej zasadzie jednego Banucha odpowiada komplementarna zasada w drugim lancuchu ab)przeciwbieżne-(antyrownoleglych) naprzeciw konca 5” (z wolnym 5 atomem wegla deoksyrybozy)jednej nici znajduje się koniec 3”(z wolnym 3 atomem wegla) drugiego lancucha polinukleotydowego -zasady azotowe nukleotydow znajduja się wewnątrz helisy DNA a)lanuch cukrowo-fosforanowy na zewnatrz - na jeden pelny skret helisy przypada 10 par nukleotydow a)odległość miedzy komplementarnymi parami zasad wynosi 0,34mm b)srednica helisy=2mm
Molekularna budowa chromosomow 1.wielkosc genomu genomem nazywamy całość kwasu nukleinowego który zawiera informacje genetyczna organizmu. U prostych wirusow genom stanowi pojedyncza czasteczka kwasu nukleinowego w przypadku Komorek eukariotycznych jest to kilka czasteczek DNA.wielkosc genomu często okresla się poprzez calkowita liczbe par nukleotydow wchodzących w sklad wszystkich czasteczek DNA tworzących genom 2.sposob ułożenia DNA w genomach wirusow bakterii i eukariontow a) wymiany struktury zawierającej genom od wirusow poczawszy a na jadrze komorkowym skonczywszy sa znacznie mniejsze niż długość rozciągniętej czasteczki kwasu rybonukleinowego. Oznacza to ze kwas nukleinowy genomu wystepuje zawsze w formie upakowanej. Upakowanie to jest skutkiem oddziaływania kwasu nukleinowego z bialkami. Bialka biorące udzial w struktury genomu oddziaływają z kwasem nukleinowym. Zazwyczaj w jednakowy sposób na calej długości czasteczki . W przypadku wirusow bialka polaczone z kw.nukleinowym tworza tzw.plaszcz wirusa otaczajacy kwas nukleinowy od zewnatrz ponieważ kwas nukleinowy wirusa jest rozmieszczony wewnątrz plaszcza białkowego strukture wirusa okresla wielkość jego genomu.w genomach bakteryjnych i eukaliatycznych DNA znajduje się na zewnatrz rdzenia zbudowanego i czastek białkowych dzieki temu sposób upakowania jest całkowicie niezależny od wielkości czast. DNA 3.struktura chromosomu eukariotycznego a)poziomy organizacji materialu genetycznego w jadrze komorkowym -DNA wystepuje w postaci superheliksu (podwojnej spirali) skrocenie około 2x -helisa DNA nawinieta jest na oktawery histonowe przez co powstaja nukleosomy które współtworzą fibryle chromatynowa skrocenie ok. 7x (rysunki) -fibryla chromatynowa zwija się w ciasna sprezynke lub rorke czyli solenoid jeden skret zawiera 12 nukleosomow dalsze skrocenie ok. 6x (rysunek )wycinek chromatydy zawierajacy 3 domeny -wciąż jeszcze bardzo dluga i cienka rurkka solenoidu tworzy dlugie pofaldowane pentle ułożone jedna przy drugiej, czyli domeny o średnicy ok. 5mm. Pojedyncza domena zawiera srednio 50tys par zasad i zachowuje się jak zamknieta kolista czasteczka DNA kazda domena jest zapieta mehistorowymi bialkami spirajacymi -w zależności od ścisłości opakowania domen obok siebie można uzyskac mniej lub bardziej zesparalizowana chromatyde np. w chromosomie netafazowych (składającym się z 2 chromatyd) pętle domen sa położone najblizej siebie skrocenie w domenach daje zysk od 100 do ok. 200x -chromosom metafazowy
Model budowy chromosomu metafazowego a)budowa morfologiczna pod mikroskopem optycznym (rysunek) Model org.domen skonstruowany w oparciu o obserwacje mikroskopu elektron. Chromosom metafazowy sklada się z ramion=telowerow(1.3) rozdzielonych przewężeniem pierwotnym=centromerem (2) jedno z ramion posiada jeszcze przewężenie wtorne=nor=organizator jaderkotworczych (4)oddzielające tzw trabanta=satelite(5) .Stopien upakowania domen jest największy w centromerze i NOR. W telomerach domeny sa nieco luzniejsze. Ze względu na polozenie centromeru chromosomy podzielono na kilka klas morfologicznych -netacentryczny o ramionach rownej długości -sub-metacentryczny o jednym ramieniu nieco dłuższym -akrocentryczny o jednym ramieniu bardzo krotkim -telocenryczny posiadajacy tylko jedno ramie
DNA jako substancja dziedziczna 1.najwazniejsze odkrycia i badania a)Pasteura obalające teorie samorództwa(XVIIIw) b)Nieschera-odkrycie obecności w Komorkach substancji nazwanej nukleina dzisiaj DNA(XIXw) c)doświadczenie Griffitha nad transformacja bakterii dwoinek zapalenia pluc(lata 20 XXw) w 1928r Griffith po raz pierwszy pokazal ze material genetyczny może przemieścić się z zabitej komorki do komorki żywej, nie tracac przy tym swoich właściwości. Pracowal nad bakteriami wywoluajcymi zapalenie pluc tzw dwoinki zapaleniu pluc. Używając roznych ich odmian do zakazania doświadczalnych syszy. Spośród tych odmian bakterie oznaczone jako S sa silnie chorobotwórcze zas bakterie typu R nie wywołują objawow chorobotwórczych Griffith udowodnil ze wstrzykniecie myszom żywych niechorobotwórczych bakterii R wraz z wstrzyknieciem bakt S powoduje chorobe. W istocie doświadczenie Griffitha wykazalo ze material genetyczny zachowuje swe właściwości po zabiciu komorki a wiec zachowuje się tak jak zwykly związek chemiczny d)Arergego i współpracowników które doprowadzily do wykazania ze czynnikiem transforumjacym bakterie jest DNA(lata 40 XXw) w 1944r Arery Maccroid Lloyd Maccarty wyjaśnili charakter czynnika przenoszącego właściwości chorobotwórcze z zabitych bakterii S do żywych R dwoinki zapalenia pluc. Rozdzielili skaldniki zabitych bakterii S na węglowodany tluszcze bialka DNA RNA dodając potem kazda z tych frakcji do żywych niechorobotwórczych bakterii i badając skutki dzialania takich mieszanin na zakazone myszy. Tylko w jednym przypadku zaobserwowali objawy chorobowe w myszy gdy składnikiem podchozacym z chorobotwórczych bakterii S był DNA e)Mirsky”ego i is którzy niezależnie od siebie wykazali stałość ilości DNA w somatycznych Komorkach danego organizmu (lata 40 XXw) f)Chargaffa nad skladem DNA(lata 20 XXw)
Struktura materialu genetycznego 1.struktura i funkcje kwasu deoksyrybonukleinowego a)struktura chemiczna -czasteczka DNA jest zbudowana z mniejszych jednostek nukleotydow -nukleotyd=nukleozyd +reszta kwasu fosforowego PO43- -nukleozyd=cukier(pentoza)+zasada azotowa sklad nukleotydu -cukier 5-weglowy(pentoza) deoksyryboza -jedna z 4 zasad azotowych: a)purynowe(czastka zbudowana z 2 pierscieni H-adenina G-guanina) b)pirymidynowe(czasteczka zbudowana z jednego pierscienia C-cytezyna T-tymina) -reszta kwasu fosforowego PO43- -regula komplementarności zasad -okresla sposób laczenia się ze soba dwoch nukleotydow należących do dwoch roznych nici.odbywa się to za pomoca zasad zaotowych zasada purynowa jednego nukleotydu laczy się ze scisle okreslona zasada pyrimydinowa drugiego. -pary łączących się zasad A=T-podwojne wizanie wodorowe G=- C-potrojne wiaz wodorowe -rodzaje wiazan chemicznej wystepuajcych w czast DNA -wodorowe pomiedzy zasadami azotowymi nukleotydow sąsiednich nici -fosfodiestrowe laczy poprzez grupe fosforanowa 5 at wegla jednego nukleotydu z 3 atomami wegla nastepnego nukleotydu tej samej nici -N-glikozydowe-pomiedzy zasada azotowa a pierwszym atomem wegla deoksyrybozy b)struktura przestrzenna czasteczki DNA -model przestrzenny budowy czast DNA zaproponowali w 1953roku Watson i Crick na podstawie analizy obrazow dyfrakcji promieni rentgenowskich na krysztalkach oczyszczonego DNA. W 1962 otrzymali za to osiagniecie Nobla -czasteczka DNA ma postac podwojnej helisy a)sklada się z dwoch owinietych wokół siebie łańcuchów polinukleotydowych aa)komplementarnych-kazdej zasadzie jednego Banucha odpowiada komplementarna zasada w drugim lancuchu ab)przeciwbieżne-(antyrownoleglych) naprzeciw konca 5” (z wolnym 5 atomem wegla deoksyrybozy)jednej nici znajduje się koniec 3”(z wolnym 3 atomem wegla) drugiego lancucha polinukleotydowego -zasady azotowe nukleotydow znajduja się wewnątrz helisy DNA a)lanuch cukrowo-fosforanowy na zewnatrz - na jeden pelny skret helisy przypada 10 par nukleotydow a)odległość miedzy komplementarnymi parami zasad wynosi 0,34mm b)srednica helisy=2mm
Molekularna budowa chromosomow 1.wielkosc genomu genomem nazywamy całość kwasu nukleinowego który zawiera informacje genetyczna organizmu. U prostych wirusow genom stanowi pojedyncza czasteczka kwasu nukleinowego w przypadku Komorek eukariotycznych jest to kilka czasteczek DNA.wielkosc genomu często okresla się poprzez calkowita liczbe par nukleotydow wchodzących w sklad wszystkich czasteczek DNA tworzących genom 2.sposob ułożenia DNA w genomach wirusow bakterii i eukariontow a) wymiany struktury zawierającej genom od wirusow poczawszy a na jadrze komorkowym skonczywszy sa znacznie mniejsze niż długość rozciągniętej czasteczki kwasu rybonukleinowego. Oznacza to ze kwas nukleinowy genomu wystepuje zawsze w formie upakowanej. Upakowanie to jest skutkiem oddziaływania kwasu nukleinowego z bialkami. Bialka biorące udzial w struktury genomu oddziaływają z kwasem nukleinowym. Zazwyczaj w jednakowy sposób na calej długości czasteczki . W przypadku wirusow bialka polaczone z kw.nukleinowym tworza tzw.plaszcz wirusa otaczajacy kwas nukleinowy od zewnatrz ponieważ kwas nukleinowy wirusa jest rozmieszczony wewnątrz plaszcza białkowego strukture wirusa okresla wielkość jego genomu.w genomach bakteryjnych i eukaliatycznych DNA znajduje się na zewnatrz rdzenia zbudowanego i czastek białkowych dzieki temu sposób upakowania jest całkowicie niezależny od wielkości czast. DNA 3.struktura chromosomu eukariotycznego a)poziomy organizacji materialu genetycznego w jadrze komorkowym -DNA wystepuje w postaci superheliksu (podwojnej spirali) skrocenie około 2x -helisa DNA nawinieta jest na oktawery histonowe przez co powstaja nukleosomy które współtworzą fibryle chromatynowa skrocenie ok. 7x (rysunki) -fibryla chromatynowa zwija się w ciasna sprezynke lub rorke czyli solenoid jeden skret zawiera 12 nukleosomow dalsze skrocenie ok. 6x (rysunek )wycinek chromatydy zawierajacy 3 domeny -wciąż jeszcze bardzo dluga i cienka rurkka solenoidu tworzy dlugie pofaldowane pentle ułożone jedna przy drugiej, czyli domeny o średnicy ok. 5mm. Pojedyncza domena zawiera srednio 50tys par zasad i zachowuje się jak zamknieta kolista czasteczka DNA kazda domena jest zapieta mehistorowymi bialkami spirajacymi -w zależności od ścisłości opakowania domen obok siebie można uzyskac mniej lub bardziej zesparalizowana chromatyde np. w chromosomie netafazowych (składającym się z 2 chromatyd) pętle domen sa położone najblizej siebie skrocenie w domenach daje zysk od 100 do ok. 200x -chromosom metafazowy
Model budowy chromosomu metafazowego a)budowa morfologiczna pod mikroskopem optycznym (rysunek) Model org.domen skonstruowany w oparciu o obserwacje mikroskopu elektron. Chromosom metafazowy sklada się z ramion=telowerow(1.3) rozdzielonych przewężeniem pierwotnym=centromerem (2) jedno z ramion posiada jeszcze przewężenie wtorne=nor=organizator jaderkotworczych (4)oddzielające tzw trabanta=satelite(5) .Stopien upakowania domen jest największy w centromerze i NOR. W telomerach domeny sa nieco luzniejsze. Ze względu na polozenie centromeru chromosomy podzielono na kilka klas morfologicznych -netacentryczny o ramionach rownej długości -sub-metacentryczny o jednym ramieniu nieco dłuższym -akrocentryczny o jednym ramieniu bardzo krotkim -telocenryczny posiadajacy tylko jedno ramie
DNA jako substancja dziedziczna 1.najwazniejsze odkrycia i badania a)Pasteura obalające teorie samorództwa(XVIIIw) b)Nieschera-odkrycie obecności w Komorkach substancji nazwanej nukleina dzisiaj DNA(XIXw) c)doświadczenie Griffitha nad transformacja bakterii dwoinek zapalenia pluc(lata 20 XXw) w 1928r Griffith po raz pierwszy pokazal ze material genetyczny może przemieścić się z zabitej komorki do komorki żywej, nie tracac przy tym swoich właściwości. Pracowal nad bakteriami wywoluajcymi zapalenie pluc tzw dwoinki zapaleniu pluc. Używając roznych ich odmian do zakazania doświadczalnych syszy. Spośród tych odmian bakterie oznaczone jako S sa silnie chorobotwórcze zas bakterie typu R nie wywołują objawow chorobotwórczych Griffith udowodnil ze wstrzykniecie myszom żywych niechorobotwórczych bakterii R wraz z wstrzyknieciem bakt S powoduje chorobe. W istocie doświadczenie Griffitha wykazalo ze material genetyczny zachowuje swe właściwości po zabiciu komorki a wiec zachowuje się tak jak zwykly związek chemiczny d)Arergego i współpracowników które doprowadzily do wykazania ze czynnikiem transforumjacym bakterie jest DNA(lata 40 XXw) w 1944r Arery Maccroid Lloyd Maccarty wyjaśnili charakter czynnika przenoszącego właściwości chorobotwórcze z zabitych bakterii S do żywych R dwoinki zapalenia pluc. Rozdzielili skaldniki zabitych bakterii S na węglowodany tluszcze bialka DNA RNA dodając potem kazda z tych frakcji do żywych niechorobotwórczych bakterii i badając skutki dzialania takich mieszanin na zakazone myszy. Tylko w jednym przypadku zaobserwowali objawy chorobowe w myszy gdy składnikiem podchozacym z chorobotwórczych bakterii S był DNA e)Mirsky”ego i is którzy niezależnie od siebie wykazali stałość ilości DNA w somatycznych Komorkach danego organizmu (lata 40 XXw) f)Chargaffa nad skladem DNA(lata 20 XXw)