DNA- materiał genetyczny komórek. Replikacja DNA.

Trochę historii... ... Czyli skąd wiemy, że DNA jest materiałem genetycznym?

W 1869 roku szwajcarski naukowiec Friedrich Miescher zbadał skład chemiczny jądra komórkowego. Wyodrębnił i oczyścił substancję, którą nazwał nukleiną. Ustalił, że zawiera ona białko połączone z nieznaną substancją chemiczną, bogatą w fosfor.

W 1889 roku Richard Altmann rozdzielił nukleinę na białko i nieznany związek chemiczny, który nazwał kwasem nukleinowym.

W 1928 r. Fryderyk Griffith po raz pierwszy pokazał, że materiał genetyczny może przemieścić się z zabitej komórki do komórki żywej, nie tracąc przy tym swoich właściwości.

W 1931 roku, równolegle do badań Griffitha nad transformacją bakterii, Hammerling wykonał doświadczenie, które wykazało, że jądro komórkowe odpowiada za przekazywanie cech dziedzicznych. To właśnie jądro komórkowe, a nie cytoplazma, czy inne organella, zawiera informacje o budowie i rozwoju komórki.

Doświadczenia Griffitha powtórzył kanadyjski lekarz Oswald Avery Doświadczenia Griffitha powtórzył kanadyjski lekarz Oswald Avery. Avery z zespołem współpracowników udowodnił, że to właśnie kwas deoksyrybonukleinowy jest odpowiedzialny za zmianę (transformację) bakterii. W 1943 roku Avery ogłosił wyniki swoich wieloletnich prac.

W 1952 r. Marta Chase i Alfred Hershey wykazali, że substancją, która dziedziczy się w kolejnych pokoleniach bakteriofagów powstających w wyniku pierwotnego zakażenia komórki bakterii jest DNA, a nie białko. Tylko DNA jest potrzebny do zakażenia komórki wirusem i to on zawiera wszystkie niezbędne informacje potrzebne do odtworzenia nowych kompletnych bakteriofagów.

Historii ciąg dalszy... ... Czyli jak odkryto strukturę podwójnego heliksu DNA

W 1949 r. Erwin Chargaff ustalił, że DNA otrzymane z organizmów należących do odmiennych gatunków, różnią się procentową zawartością poszczególnych zasad azotowych. W każdym DNA, niezależnie od tego z jakiego organizmu pochodził, stosunki ilościowe zasad A do T i G do C wynosiły zawsze 1. Oznaczało to, że w każdej cząsteczce DNA jest tyle samo A co T i tyle samo G co C.

W 1952 r. Rosalind Franklin wykorzystała nowoczesną metodę ustalania struktury DNA, polegającą na analizie zdjęć, wykonanych za pomocą promieni X (Roentgena).

W 1953 r. James Watson i Francis Crick rozwiązali zagadkę budowy DNA W 1953 r. James Watson i Francis Crick rozwiązali zagadkę budowy DNA. Przedstawiony przez nich model cząsteczki DNA ukazał, w jaki sposób informacja biologiczna jest w DNA zapisana i jak się powiela w trakcie podziałów komórkowych.

Budowa DNA Cząsteczkę DNA tworzą dwa długie łańcuchy, z których każdy jest zbudowany z połączonych ze sobą nukleotydów.

Budowa nukleotydu zasada azotowa reszta fosforanowa deoksyryboza

Zasady azotowe występujące w DNA PURYNY guanina adenina

Zasady azotowe występujące w DNA PIRYMIDYNY cytozyna tymina

Model czaszowy budowy DNA Model przestrzenny budowy DNA

Genom Wszystkie występujące na Ziemi organizmy zawierają zapis informacji genetycznej umożliwiający ich odtwarzanie i funkcjonowanie. Całość kwasu nukleinowego, który zawiera informację genetyczną organizmu nazywamy GENOMEM. Informacja genetyczna zapisana jest w genomie w postaci sekwencji zasad w DNA. Informacja w genomie jest podzielona na jednostki zwane genami. GEN jest fragmentem genomu. Jest w nim zawarta informacjao konkretnym białku, występującym w komórce.

Genomy prokariontów i eukariontów Eukarionty Prokarionty Zasadnicza część genomu zlokalizowana jest w jądrze komórkowym. Składa się z dwóch lub większej liczby liniowych (mających wolne końce) cząsteczek DNA, występujących w postaci odrębnych chromosomów. Zawiera od kilku do kilkudziesięciu tysięcy genów. Genom nie jest oddzielony błoną od cytoplazmy. Główną część genomu stanowi pojedyncza kolista cząsteczka DNA, której końce są ze sobą połączone. Główny DNA zawiera od kilkuset do kilku tysięcy genów.

Organizacja DNA w jądrze komórkowym Chromosom- ściśle upakowane pętle rozluźniona chromatyna- pętle spiralne włókno nukleosomowe włókno nukleosomowe nukleosomy podwójny heliks DNA + histony

Replikacja DNA Przed każdym podziałem komórki DNA musi się podwoić, aby każda z komórek potomnych mogła odziedziczyć identyczną informację genetyczną. Proces podwajania się DNA nosi nazwę REPLIKACJI. W jego wyniku powstają dwie repliki, czyli dokładne kopie cząsteczki macierzystej.

Przebieg replikacji

Rodzaje replikacji

Regulacja replikacji DNA w cyklu komórkowym