Struktura materiału genetycznego.pdf
(
129 KB
)
Pobierz
Bez tytu³u-1
Struktura materia≥u genetycznego
ZastanÛw siÍ:
ï Gdzie zlokalizowany jest materia≥ genetyczny na terenie komÛrki?
ï W jakiej postaci wystÍpuje on w okreúlonych etapach cyklu øyciowego komÛrki?
KomÛrka jest najmniejszπ jednostkπ strukturalnπ i funkcjonalnπ kaødego øywe-
go organizmu. G≥Ûwnym sk≥adnikiem komÛrki, w ktÛrym zlokalizowana jest infor-
macja genetyczna, jest jπdro komÛrkowe
jπdro komÛrkowe
Rys. 6. Jπdro komÛrkowe
a
Otoczka jπdrowa (a) oddziela jπdro od cytoplazmy,
lecz zachowuje z niπ ≥πcznoúÊ przez liczne i stosunkowo
duøe pory
Otoczka jπdrowa
b
pory (b). WnÍtrze jπdra komÛrkowego wype≥nia sok
jπdrowy ñ kariolimfa
pory
kariolimfa (c), w ktÛrym mieúci siÍ chroma-
chroma-
c
tyna (d).
d
Chemicznymi sk≥adnikami chromatyny sπ: DNA i bia≥ka. DNA
DNA to kwas deoksy-
kwas deoksy-
rybonukleinowy. DNA jest noúnikiem informacji genetycznej w komÛrce. W ko-
mÛrce wystÍpuje rÛwnieø RNA
kwas rybonukleinowy.
RNA pe≥ni wiele istotnych funkcji podczas wykorzystania informacji zawartej
w strukturze DNA do produkcji bia≥ek (biosyntezy bia≥ka).
Jednostkπ strukturalnπ kwasÛw nukleinowych jest nukleotyd
RNA ñ kwas rybonukleinowy
kwas rybonukleinowy
nukleotyd. Czπsteczka DNA
sk≥ada siÍ z dwÛch d≥ugich nici (≥aÒcuchÛw) polinukleotydowych
nukleotyd
polinukleotydowych. £aÒcuchy te sπ
wiπzaniami wodorowymi tworzonymi miÍdzy zasadami wchodzπ-
cymi w sk≥ad nukleotydÛw. Jak przedstawiono na rys. 8, nukleotydy sπ to zwiπzki
zbudowane z piÍciowÍglowego cukru (pentozy), do ktÛrego przy≥πczona jest reszta
fosforanowa oraz zasada azotowa.
wiπzaniami wodorowymi
Noúniki informacji genetycznej
DNA
Kwas deoksyrybonukleino-
wy
struktura dwuniciowa
podwÛjna helisa
AT
TA
RNA
Kwas rybonukleinowy
struktura jednoniciowa
(czasami tworzy pÍtle
podwÛjne)
AT
G
CG
C
GC
G
GC
C
AT
CG
TA
CG
C
AT
TA
AT
CG
G
GC
C
CG
GC
A
AT
TA
T
CG
C
AT
TA
T
C
AT
CG
A
U
GC
T
G
G
C
CG
GC
A
AT
A
G
TA
T
C
CG
A
U
C
Rys. 7. DNA i RNA ñ noúniki informacji genetycznej
U
G
A
ZastanÛw siÍ:
jπdro komÛrkowe. W sk≥ad jπdra komÛrkowego wchodzπ:
otoczka jπdrowa, jπderko, chromatyna, kariolimfa.
kariolimfa
tyna
DNA
rybonukleinowy.
RNA
polinukleotydowych
z sobπ zwiπzane wiπzaniami wodorowymi
zasada
azotowa
cukier
piÍciowÍ-
glowy
reszta kwasu
fosforowego
puryny
ñ adenina (A)
ñ guanina (G)
pirymidyny
ñ tymina (T)
ñ cytozyna (C)
ñ uracyl (U) ñ tylko
w RNA!
pirymidyny
deoksyryboza
(w DNA)
ryboza
(w RNA)
Rys. 8. Budowa nukleotydu ñ podsta-
wowej jednostki kwasÛw nukleinowych
Symbole zasad (jednoliterowe skrÛty nazw A, G, C, T) sπ powszechnie stosowa-
ne takøe do okreúlania czterech rÛønych nukleotydÛw.
Zasady nie tworzπ przypadkowych par:
A (adenina) zawsze tworzy parÍ z T (tyminπ),
G (guanina) z C (cytozynπ),
w RNA tymina zastÍpowana jest przez U (uracyl).
A ñ T
A ñ U
w przypadku
A ñ U
w przypadku
RNA
G ñ C
RNA
W kaødym przypadku, wiÍksza ñ dwupierúcieniowa zasada (puryna) tworzy parÍ
z zasadπ jednopierúcieniowπ (pirymidynπ ñ pierúcieniowe wzory zasad azotowych
znajdujπ siÍ na str. 8). Ta regu≥a
komplementarnoúci
komplementarnoúci umoøliwia utworzonym
pa-
pa-
rom zasad u≥oøenie siÍ wewnπtrz dwuniciowej helisy. Kaøda
z par, majπc jednakowπ szerokoúÊ, utrzymuje ≥aÒcuch cukrowo-fosforanowy w jed-
nakowej odleg≥oúci od osi helisy wd≥uø ca≥ej jej d≥ugoúci. Dwa ≥aÒcuchy tworzπce
helisÍ wzajemnie siÍ oplatajπ.
Helisa ñ wyd≥uøona struktura, skrÍcona regularnie wokÛ≥ centralnej osi, w kszta≥cie
korkociπgu. Osiπ podwÛjnej helisy DNA sπ wiπzania wodorowe miÍdzy parami za-
sad komplementarnych.
StrukturÍ DNA ustalili, na podstawie dostÍpnych, fizycznych i chemicznych in-
formacji, w 1953 roku dwaj m≥odzi naukowcy pracujπcy w Uniwersytecie w Cam-
bridge w Anglii, James Watson i Francis Crick.
W 10 lat po og≥oszeniu swoich wynikÛw w
1962
1962 roku, gdy juø ze wszystkich
stron dochodzi≥y wieúci o wielkim wp≥ywie ich dzie≥a na rozwÛj rÛønych dziedzin
nauk przyrodniczych, J.D. Watson i F. Crick otrzymali nagrodÍ Nobla.
1962
Analiza modelu DNA
ñ Na podstawie analizy rysunkÛw (rys. 7 i 9) i modeli przedstawiajπcych budowÍ
DNA zaobserwuj prawid≥owoúÊ dotyczπcπ po≥oøenia zasad azotowych oraz ≥aÒ-
cuchÛw cukrowo-fosoranowych, ktÛre budujπ podwÛjnπ helisÍ DNA, a nastÍpnie:
ñ wykonaj z plasteliny, drutu lub zapa≥ek przestrzenny model czπsteczki DNA.
puryny
Symbole zasad
Zasady nie tworzπ przypadkowych par:
w przypadku
komplementarnoúci
rom zasad
1962
∆wiczenie:
Temat:
Analiza modelu DNA
Analiza modelu DNA
niÊ polinukleotydowa
niÊ polinukleotydowa
AT
G
C
C
wiπzania
wodorowe
G
Rys. 9. SposÛb po≥πczenia nukleotydÛw w kwasie DNA
ZapamiÍtaj!
ñ Zasady A, C, T, G moøna traktowaÊ jako litery alfabetu uøywanego do zapisa-
nia informacji w chemicznej strukturze DNA.
ñ KolejnoúÊ u≥oøenia nukleotydÛw w ≥aÒcuchach DNA stanowi zaszyfrowany
zapis cech dziedzicznych organizmÛw ñ kod genetyczny ñ Ñszyfr øyciaî.
ñ Organizmy rÛøniπ siÍ miÍdzy sobπ, poniewaø zawarte w nich czπsteczki DNA
majπ rÛøne sekwencje nukleotydowe i w konsekwencji zawierajπ rÛønπ informa-
cjÍ biologicznπ.
Organizm roúnie i rozwija siÍ dziÍki zdolnoúci komÛrek do podzia≥Ûw. Cykl øy-
Cykl øy-
ciowy komÛrki rozpoczyna siÍ w momencie jej powstania w wyniku podzia≥u i koÒ-
czy siÍ jej podzia≥em. W cyklu øyciowym komÛrki moøna wiÍc wyrÛøniÊ okres inter-
inter-
mitozy.
Jπdro komÛrki po zakoÒczeniu podzia≥u jest ubogie w kariolimfÍ, sama komÛrka
odznacza siÍ ma≥ymi rozmiarami (jest ona o po≥owÍ mniejsza od komÛrki macierzy-
stej). W okresie interfazy komÛrka roúnie do wielkoúci komÛrki macierzystej, zdolnej
do ponownego podzia≥u, wtedy teø ma miejsce replikacja,
mitozy
replikacja, czyli podwojenie iloúci DNA.
ZapamiÍtaj!
ciowy komÛrki
fazy
fazy (miÍdzypodzia≥owy) i okres podzia≥u, czyli mitozy
replikacja,
A
...
...
...
...
...
T
W zaleønoúci od etapu w cyklu øycio-
wym komÛrki materia≥ genetyczny wy-
stÍpuje w postaci chromatyny lub chro-
T
...
...
...
...
...
A
A
...
...
...
...
...
T
chro-
G
...
...
...
...
...
C
mosomÛw. Chromosomy to struktury po-
wstajπce w jπdrze komÛrkowym na sku-
tek spiralizacji chromatyny, co ma miejs-
ce na poczπtku kaødego podzia≥u komÛr-
ki. MÛwimy, øe chromatyna jest interfa-
zowπ postaciπ chromosomÛw.
Chromosom zbudowany jest z dwÛch
chromatyd
G
...
...
...
...
...
C
C
...
...
...
...
...
G
...
...
...
...
A
A
...
...
...
...
...
T
G
...
...
...
...
...
C
C
...
...
...
...
...
G
A
...
...
...
...
...
T
T
...
...
...
...
...
A
G
C
A
T
centromerem.
Centromer dzieli chromosom na dwa ra-
miona i jest miejscem, do ktÛrego w trak-
cie podzia≥u przy≥πcza siÍ wrzeciono po-
dzia≥owe (rys. 11).
centromerem
C
G
C
...
...
...
...
...
G
nowa
C
...
...
...
...
...
G
G
...
...
...
...
...
nowa
C
...
...
...
...
...
G
T
...
...
...
...
...
A
T
...
...
...
...
...
A
A
...
...
...
...
...
T
A
...
...
...
...
...
T
T
...
...
...
...
...
A
T
...
T
...
...
...
...
...
A
...
...
...
...
A
T
...
...
...
...
...
A
ramiÍ chromosomu
A
...
...
...
...
...
T
A
...
...
...
...
...
T
chromatyda
T
...
...
...
...
...
A
T
...
...
...
...
...
A
centromer
T
...
...
...
...
...
A
T
...
...
...
...
...
A
stara
nowa
nowa
stara
Rys. 10. Schemat replikacji DNA.
DziÍki temu, øe spirala DNA jest podwÛj-
na, moøe ona, podwajajπc siÍ, odtwarzaÊ
struktury identyczne
Rys. 11. Budowa chromosomu
Analiza budowy chromosomu
Pos≥ugujπc siÍ zamieszczonym rysunkiem przedstawiajπcym budowÍ chromoso-
mu (rys. 11) nazwij i wskaø poszczegÛlne czÍúci chromosomÛw widoczne na
rysunku 12 oraz na rysunkach kariogramÛw (rys. 39, 40).
Analiza budowy chromosomu
Kaødy gatunek posiada sta≥π, charakterystycznπ
liczbÍ chromosomÛw w swoich komÛrkach. Organiz-
my øyjπce na Ziemi w wiÍkszoúci przypadkÛw sπ di-
Tab. 12. Liczba chromosomÛw
di-
ploidalne, czyli posiadajπ podwÛjnπ liczbÍ chromo-
somÛw, ktÛrπ oznaczamy symbolem 2n
Gatunek
2n
2n (tabela 12).
Cz≥owiek
46
ZapamiÍtaj!
Wszystkie osobniki naleøπce do jednego gatun-
Szympans
48
Pies
78
Wszystkie osobniki naleøπce do jednego gatun-
ku majπ jednakowe liczby chromosomÛw, a po-
KoÒ
60
ku majπ jednakowe liczby chromosomÛw, a po-
nadto postaÊ tych chromosomÛw u wszystkich
Mysz
40
nadto postaÊ tych chromosomÛw u wszystkich
osob
Muszka owocowa
8
nikÛw jest jednakowa. Liczba chromosomÛw
jest sta≥a w jπdrach wszystkich komÛrek cia≥a.
nikÛw jest jednakowa. Liczba chromosomÛw
Pomidor
24
jest sta≥a w jπdrach wszystkich komÛrek cia≥a.
Øyto
14
mosomÛw
T
...
chromatyd
chromatyd po≥πczonych centromerem
∆wiczenie:
Temat: Analiza budowy chromosomu
ploidalne
2n
22n
ZapamiÍtaj!
Wszystkie osobniki naleøπce do jednego gatun-
ku majπ jednakowe liczby chromosomÛw, a po-
nadto postaÊ tych chromosomÛw u wszystkich
osob
osobnikÛw jest jednakowa. Liczba chromosomÛw
Wszystkie typy komÛrek cia≥a osobni-
ka danego gatunku (tab. 12) zawierajπ za-
wsze tÍ samπ liczbÍ chromosomÛw (2n).
Jedynie komÛrki rozrodcze (gamety) po-
siadajπ pojedynczπ, czyli haploidalnπ licz-
haploidalnπ licz-
bÍ chromosomÛw (1n). Jest ona wynikiem
podzia≥u redukcyjnego, zwanego mejozπ
mejozπ,
ktÛry zachodzi w komÛrkach macierzy-
stych gamet i spor.
Po po≥πczeniu siÍ gamet w procesie
zap≥odnienia powstaje zygota posiadajπ-
ca ponownie diploidalnπ liczbÍ chromo-
somÛw. W ten sposÛb zostaje utrzymana
sta≥a liczba chromosomÛw w obrÍbie ga-
tunku. Chromosomy pochodzπce od ojca
i matki sπ do siebie podobne i tworzπ pary
chromosomÛw homologicznych.
mejozπ
chromosomÛw homologicznych.
Rys. 12. Chromosomy cz≥owieka
ZapamiÍtaj!
Materia≥ genetyczny zlokalizowany
Materia≥ genetyczny zlokalizowany
jest w jπdrze komÛrkowym i wystÍpuje w chromosomach lub w chromatynie
jest w jπdrze komÛrkowym i wystÍpuje w chromosomach lub w chromatynie
w zaleønoúci od etapu w cyklu øyciowym komÛrki.
w zaleønoúci od etapu w cyklu øyciowym komÛrki.
Czy potrafisz?
ï PodaÊ liczbÍ chromoso-
mÛw charakterystycznπ dla
rÛønych komÛrek cz≥owie-
ka, np. komÛrki jajowej, ko-
mÛrki nab≥onka, plemnika?
ï WyjaúniÊ pojÍcia: Ñmate-
ria≥ genetycznyî, Ñchroma-
tynaî, Ñchromosomyî?
ï OkreúliÊ budowÍ chromo-
somu?
ZinterpretowaÊ poniøszy schemat?
bÍ chromosomÛw (1n)
ZapamiÍtaj!
Materia≥ genetyczny zlokalizowany
jest w jπdrze komÛrkowym i wystÍpuje w chromosomach lub w chromatynie
Czy potrafisz?
Plik z chomika:
lukpie17842
Inne pliki z tego folderu:
Struktura materiału genetycznego.pdf
(129 KB)
metabolizm_aminokwasy_cz_I.pdf
(843 KB)
biochemia str 7-8.pdf
(1551 KB)
biochemia str 5-6.pdf
(1209 KB)
aminokwasy i białka.doc
(54 KB)
Inne foldery tego chomika:
biochemia
Cukry
DNA i kwasy nukleinowe
Enzymy i Koemzymy
Książki
Zgłoś jeśli
naruszono regulamin