Home - Rasfoiesc.com
Educatie Sanatate Inginerie Business Familie Hobby Legal
Doar rabdarea si perseverenta in invatare aduce rezultate bune.stiinta, numere naturale, teoreme, multimi, calcule, ecuatii, sisteme



Biologie Chimie Didactica Fizica Geografie Informatica
Istorie Literatura Matematica Psihologie

Chimie


Index » educatie » Chimie
» Structura materialului genetic - substratul biochimic al ereditatii


Structura materialului genetic - substratul biochimic al ereditatii




STRUCTURA MATERIALULUI GENETIC

  • Paradoxul geneticii clasice
    • concept de gena clar definit
    • necunoscute substratul material, structura discreta si localizarea genei



1. SUBSTRATUL BIOCHIMIC AL EREDITATII

1.1. Dovezile indirecte care indicau substratul biochimic al ereditatii

ADN - 1869, extras din leucocitele umane, functia necunoscuta

o       ulterior - izolat din diferite tipuri de nuclei = acid nucleic

1910 - 2 tipuri de acizi nucleici: acid deoxiribonucleic si acid ribonucleic

1924 - studii cu coloranti afinitate = cromosomii formati din ADN si proteine

toate celulele somatice - contin o cantitate constanta de ADN

o       cantitate variabila de ARN si proteine

proteinele - foarte diverse ca varietate de la un tip celular la altul

nucleii celulele din seria germinala (meiotice) = ½ din ADN-ul celulelor somatice

geneticienii au respins posibiul rol ereditar al ADN

    • studii biochimice = lipsa diversitatii chimice, compozitie constanta a ADN
    • nu a permis asocierea ADN cu diversitatea caracterelor unei specii
    • diversitatea proteinelor asociata cu functia de material ereditar
      • ADN considerat doar o retea de sustinere a structurii cromosomilor

1.2. Identificarea substratului biochimic al ereditatii

v     Experienta Griffith - 1928 a identificat colonii mutante de pneumococ

    • aspect rugos (R-rough) in cultura pe mediu solid
    • mutatia afecta o enzima implicata in sinteza polizaharidului capsular
    • pierderea capsulei facea bacteriile vulnerabile la fagocitoza
    • pneumococii virulenti = capsula – in cultura - colonii netede (S-smooth)
    • frecventa mica mutatie si reversmutatie
      • in coloniile R selectate apareau sporadic cateva colonii S
      • in coloniile S selectate apareau cateva colonii R
      • efectul mutatiei = modificarea observabila a fenotipului
  • Griffith a vizat identificare cauzei tranzitiei reciproce intre coloniile S si R
    • injectarea soarecilor cu pneumococi (R) vii = lipsa oricarui efect

o       injectarea soarecilor cu pneumococi (S) vii => pneumonie mortala

o       injectarea soarecilor cu pneumococi (S) morti = lipsa oricarui efect

o       injectarea soarecilor cu pneumococi (R) vii si pneumococi (S) morti

=> uneori pneumonie mortala

Concluzie:

o       exista ceva material in pneumococii S

o       care transmitea tulpinilor R fenotipul de virulenta (prezenta capsulei)

Griffith nu a putut explica acest fapt

o       a atribuit ciudatul efect unui ipotetic principiu de transformare

nici aceasta descoperire nu a reusit sa atraga atentia geneticienilor.

v     Experienta Avery, MacLeod si McCarty – 1944

  • Beadle si Taum – 1941 - ipoteza ca moleculele codificate de gene sunt proteinele
  • Avery, MacLeod si McCarty – 1944 - au repetat schema experimentului Griffith
    • ? compozitia chimica a “principiului de transformare bacteriana” F.Griffith
    • in loc de pneumococi S morti au utilizat un extract de celule bacterine lizate
    • au constatat - rezultate foarte interesante si asemantoare cu cele a lui Griffith
      • amestec de pneumococi R vii si extract total de la pneumococii S => pneumonie mortala
      • ???? substanta care produce transformarea la bacterii,
  • Avery si col. au eliminat succesiv cate unui component din extractul total:

o       extractul fara lipide = activ

o       extractul fara polizazaride = activ

o       extractul fara o parte din proteine = activ

o       extractul fara acizi nucleici = inactiv

  • s-a demonstrat ca acizii nucleici sunt principiul transformarii bacteriene, acest fapt trebuia probat in mod complementar, prin experimente derulate cu un nou protocol

o       culturi R + extract de ADN din tulpinile S + proteaze = colonii R si S

o       culturi R + extract de ADN din tulpinile S + ribonuclaze = colonii R si S

o       culturi R + extract de ADN din tulpinile S + deoziribonucleaze = colonii R

Concluzie: substratul biochimic al ereditatii este ADN

prin intermediul lui se transmitea fenotipul S la pneumococii R

Aceasta descoperire a constituit a-II-a mare piatra de hotar, dupa ipoteza lui Beadle si Tatum, care marca inceputul geneticii moderne.

v     Nici aceste rezultate nu au fost acceptate usor

v     Experienta A.Hershey si Martha Chase - 1952

  • verificarea substratului ereditatii si la entitati mai simple decat bacteriile - la virusi
  • “cobai” - bacteriofagul T-2
    • infecteaza bacteria E. coli, se multiplica si apoi produce liza culturilor
    • in compozitia lui proteinele si ADN-ul se gasesc in proportii egale
  • ADN contine fosfor si nu exista sulf,
  • proteinelor contin prin unii aminoacizi atomi de sulf, dar nu contin fosfor
  • Hershey si Chase au marcat ADN-ul viral cu 32P, iar proteinele virale cu 35S
    • cu virusii marcati cu 32P sau 35S, au infectat culturi diferite de E.coli
    • ? – care din cele 2 substante marcate radioactiv vor intra in bacterii
    • centrifugare I - indepartarea excesului de virusi de pe suprafata bacteriilor
    • centrifugare II – separarea celulelor (sedimentul) de mediu (supernatant)
      • bacterii infectate - 35S prezenta in cea mai mare masura in supernatant
      • bacterii infectate -32P prezenta in cea mai mare parte in sediment

Concluzii:

v     numai ADN fagic patrunde in bacterii pentru a le infecta

v     proteinele raman in afara celulelor

v     dupa multiplicarea fagilor

50% din 32P fixata de generatia anterioara era prezenta la descendenti

S transmisa la descendenti era sub 1% din cea fixata de ascendenti

v     ulterior - suportul ereditatii la metazoare si metafite este tot molecula de ADN

v     ADN este suportul universal al ereditatii in lumea vie, exceptie virusii cu ARN

1. Compozitia chimica a ADN

ADN = macropolimer: acid fosforic + glucid + baza azotata

Figura 3-1. Structura chimica a ribozei si d-ribozei.

Figura 3-2. Structura chimica a pirimidinei si a bazelor pirimidinice.

Figura 3- Structura chimica a purinei si a bazelor purinice.


Nucleozide = dezoxinucleozide (d-nucleozide):

adenina + d-riboza = dezoxiadenozina (d-adenozina)

guanina + d-riboza = dezoxiguanozina (d-guanozina)

timina + d-riboza = dezoxitimidina (d-timidina)

citozina + d-riboza = dezoxicitidina (d-citidina)

Figura 3-4. Structura chimica a nucleozidelor.

nucleozid + acid fosforic (P) = nucleozid 5’-monofosfat sau nucleotid:

2’-deoxiadenozina + acid fosforic = 2’-deoxiadenozin 5’-monofosfat (dAMP) sau acid 2’-deoxiadenozin 5’-monofosforic;

2’-deoxiguanozina + acid fosforic = 2’-deoxiguanozin 5’-monofosfat (dGMP) sau acid 2’-deoxiguanozin 5’-monofosforic;

2’-deoxitimidina + acid fosforic = 2’-deoxitimidin 5’-monofosfat (dTMP) sau acid 2’-deoxitimidin 5’-monofosforic;

2’-deoxicitidina + acid fosforic = 2’-deoxicitidin 5’-monofosfat (dCMP) sau acid 2’-deoxicitidin 5’-monofosforic.


Figura 3-5. Structura chimica a d-AMP, d-ADP si dATP.

curent – simbolurile: dAMP, dGTP, dTMP si dCTP

nucleotidele constitue monomerii (caramizile) din care este construit ADN-ul

Monomerii se leaga prin legaturi fosfodiesterice intre radicalii 5’-P si 3’-OH

la capatul unei macromolecule de ADN se gaseste

o       in pozitia 5’ un radical P

o       in pozitia 3’un radical –OH

v     orientarea moleculei este in sensul 5’-3’


Figura 3-6. Legaturile fosfodiesterice din catena ribozofosforica.

Nr. molecule de d-riboza sau de acidul fosforic = nr. Monomeri

compozitia in d-riboza si in radicali P constituie partea invariabila a structurii ADN

E.Chargraff – 1950 -compozitia in baze azotate si raportul dintre ele:

o       concentratia purinelor = concentratia pirimidinelor

[A] + [G] = [C] + [T]

o       concentratia unei purine – A = concentratia unei pirimidine – T

numarul lor este egal, adica raportul lor este unitar [A] / [T] = 1

o       concentratia celeilalte purine – G = concentratia celeilalte pirimidine – C

numarul lor este egal, respectiv ca si raportul lor este unitar [G] / [C] = 1

o       compozitie baze - neunitara (proportia dintre bazele purinice sau pirimidinice)

raportul ([G] + [C] ) / ([G] + [C]) + ([A] + [T]) 1 = % G+C

Tabelul 3-1. Compozitia in baze la diferite specii [%].

Specia

A

T

G

C

G + C

Fag T-7

E. coli

Neurospora

Porumb

Drosophila





Somon

Om

regulile lui Chargraff

o       constante pentru toate celulele unui organism = constanta de specie

o       domeniul de variatie la diferitele specii - cuprins intre 26-74%

2. STRUCTURA FIZICA A MOLECULEI DE ADN

consecinta a regulilor lui Chargraff

o       proportia bazelor in compozitia moleculei de ADN nu este intamplatoare

o       evaluarea % GC => predictie sigura si facila a % celor 4 baze azotate

exemplu: compozitia in GC este 44% => G = 22% si C = 22%

AT = 100 – 44 = 56 => A = 56/2 = 28 si T = 56/2 = 28

concluzia - secventa de baze = modalitatea de stocare a informatiei genetice

J.Watson si F.Crick – 1952 - difractie cu raze X pe moleculele de ADN purificate:

o       ADN- forma regulata de helix, pasul = 34Ǻ, 10 nucleotide / tur de spirala

o       ADN - densitate crescuta => helix cu doua lanturi polinucleotidice

o       ADN - diametru constant => perechi de baze intre o purina si o pirimidina

doua purine – d > 20

doua pirimidine – d < 20 Ǻ

Watson si Crick au propus modelul in dublu helix al structurii ADN

o       2 lanturi polinucleotidice cu orientare antiparalela – sens 5’ =>

o       2 lanturi - cuplate prin legaturi de hidrogen - steric – 2 posibilitati:

A – T = 2 legaturi

G – C = 3 legaturi

Figura 3-10. Complementaritatea perechilor de baze.


ADN - trasatura esentiala = pb => complementaritatea => matrita

o       flexibilitatea conformationala a moleculei => forme alternative (A, B si Z)

difera intre ele prin pb / tura si prin orientarea lor

formele B si A prezinta o rotatie spre dreapta a helixului

forma B = conformatia ADN in conditii fiziologice

forma A - la concentratii saline mari

forma Z - orientata spre stanga = varianta minora

formele A si Z -unt interconvertibile

v     Structura in dublu helix si complementaritatea reprezinta:

o       una din cele mai mari descoperiri stiintifice din toate timpurile

o       a-3-a piatra de hotar - genetica clasica => genetica moleculara

Descoperirea structurii ADN a permis intelegerea

o       modului de stocare a informatiei ereditare

o       modului cum aceasta informatie se poate propaga pe doua filiere distincte

ADN => ADN = replicare => reproducerea celulelor si organismelor

ADN => ARN => produsi genici =>

dogma centrala a geneticii moleculare

exprimarea informatiei genetice in ontogeneza si adaptare

Macromoleculele de ADN observabile cu microscopul optic:

o       cromatina nucleara intre diviziunile celulare (in interfaza)

o       cromosomii in timpul diviziunii celulare (in mitoza si meioza)

Figura 3-7. Modelul in dublu-helix al ADN.


Figura 3-8. Structura tridimensionala a ADN.

Figura 3-9. Cuplarea celor doua catene antiparalele prin legaturi de hidrogen.


ARHITECTURA MACROMOLECULARA A ADN

LA EUCARIOTE

Numarul moleculelor de ADN (cromosomilor) = caracteristica de specie = 2n

o       organismele superioare primesc de la fiecare genitor n cromosomi =>

o       set haploid de cromosomi = genomul - genomul uman = 23 de cromosomi

o       setul diploid cuprinde 46 de cromosomi

contin 6 X 109 pb

lungimea lineara virtuala de 1,8 m (1.800.000 m)

cromosomul 1 = 82 mm (82.000 m)

cromosomul 21 = 14 mm (14.000 m)

lungimea masurata la microscop

cromosomul 1 = 0,01 mm (10 m)

cromosomul 21 = 0,002 mm (2 m)

diametrul = 0,6 m

o       scurtare de ordinal a 7.000-8.000 de ori

o       grad foarte mare de impachetare = arhitectura moleculara complexa

1. Unitatea structurala de baza a cromatinei: nucleosomul

Cromatina = structura observabila microscopic in nucleii interfazici

o       compusa din ADN, ARN, proteine histonice si proteine nehistonice

o       histone = proteine mici = 100-200 a.a., 20-30% reziduuri de Lis si Arg

caracter bazic = electric pozitiva - rol = legarea ADN

5 clase: H , H2a, H2b, H si H ½ din masa moleculei de ADN

secvente a.a. conservate la H2a, H2b si inalt conservate la H si H

exemplu diferenta de secventa vaca – mazare:

H = 4 a.a. din 135; H = 2 a.a. din 102

rata de mutatie = 0,6 a.a. / 100 a.a. / 100.000.000 ani

Nucleosomul

o       miez = 8 molecule de histone, cate 2 molecule din H2a, H2b, H si H

o       pe miez se infasoara de doua ori dublul helix de ADN = 200 pb

o       histona H poate fi indepartata fara a afecta structura nucleosomului

o       digestia enzimatica => reduce lungimea ADN de pe nucleosomi la 146 pb

diferenta de 200 – 146 = 54 pb = ADN de legatura sau ADN linker

o       digestia, extractia si separarea ADN din cromatina =>

fragmente multiplu al unui fragment de baza de 200 pb

fragmente de 200pb, 400 pb, 600 pb, 800 pb etc =>

nucleosomul = stuctura invarianta a cromatinei, indiferent ca este sub forma de heterocromatina, eucromatina sau cromosomi

o       nucleosomul - forma unui sirag de margele

o       particole cilindrice cu diametrul de 11 nm si inaltimea de 6 nm

4 nm = grosimea celor doua spire de ADN infasurate pe miez


Figura 3-11. Nucleosomul: 2½ spire de ADN infasurate pe miezul proteic. Din cele 2½ spire de ADN o parte pot fi digerete cu nucleaze, iar cealalta nu poate fi indepartata de pe miezul proteic.





Figura 3-12. ADN-nucleosomic ca unitate invarianta.

2. Impachetarea ADN in cromosomi

Impachetarea ADN are grade succesive prin care este posibila

o       adaptaarea materialului genetic la volumul nucleului

o       controlul exprimarii genelor de pe cromosomi

- 1. Fibra (subtire) ADN de 11 nm

o       un sir de nucleosomi - interactiunea ADN-histone => tensiune =>

o       tendinta de suprarasucire cu conservarea flexibilitatii ADN =>

o       reducere a lungimii liniare a ADN circa 7 ori

o       se gaseste in structura eucromatinei, heterocromatinei si a cromosomilor   

- 2. Fibra (groasa) ADN de 30 nm

o       rasucire sub forma de solenoid a fibrei de 11 nm stabilizata de histona H1

o       se formeaza prin rasucirea a 6 nucleosomi / tura

o       indice de impachetare de 40 (reduce lungimea de 40 ori)

o       se gaseste in structura eucromatinei, heterocromatinei si a cromosomilor

Buclele de cromatina

o       formate prin indoirea fibrelor de 30 nm intr-o structura cu lungimea de 300 nm (1/2 din grosimea unei cromatide)

o       impachetarea: eucromatina = 1.000-2.000X; cromosomi = 7.000-8.000X

o       o bucla = 75 kb - atasata la un ax proteic central prin sute de pb – AT

- 4. Cromatida

o       una din cele doua jumatati simetrice ale unui cromosom metafazic

o       reprezinta o molecula de ADN ce rezulta dupa replicare

o       poate stoca in medie o secventa de 80 Mb

o       cromatidele <= spiralizare ax proteic central de care sunt atasate buclele

grosime de circa 600nm – 2 cromatide = 1.400 nm


Figura 3-1 Fibra (subtire) de ADN de 11 nm.

Figura 3-14. Fibra (groasa) de ADN de 30 nm.


Figura 3-15. Gradele de impachetare succesiva a ADN in cromosom.

Aspectul microscopic al ADN

variaza in functie de ciclul celular compozitia = constanta

aspectul diferit - datorat gradului diferit de impachetare

1. Aspectul ADN in interfaza

Intre diviziunile celulare - ADN = forma de corpusculi cu refringenta diferita

o       reprezinta in ansamblu cromatina nucleara

o       evidentiati cu coloranti bazici

1) eucromatina = fibre groase (300 nm) de ADN

o       impachetare mai putin densa (1.000-2.000 ori) slab colorata

o       relativ dispersata in nucleu - sub forma unor filamente foarte fine

o       se condenseaza numai in timpul diviziunii celulare

o       este activa genetic, dar nu toate genele sunt active simultan

2) heterocromatina = zone dens impachetate ale moleculei de ADN

o       densitate comparabila cu cea a cromosomilor din diviziune

o       vizibila sub forma unor corpusculi densi, refringenti

o       este inactiva genetic

2.a. Aspectul ADN in diviziunea celulara

cromosomii = corpusculi filamentosi (cromatide) dens colorati

o       pereche = identici (bicromatidici) in profaza si metafaza

o       neimperecheati (monocromatidici) in anafaza si telofaza

o       fiecare cromatida: un centromer + 2 brate + 2 telomere

centromer - constrictie primara

o       constituit dintr-un complex proteic, numit kinetocor

o       locul de atasare a fibrelor fusului de diviziune

o       centromerul contine zone de heterocromatina constitutiva

la nivel molecular - secventa => segregarea cromatidelor surori

pierderea aceste secvente = pierderea capacitatii de segregare

o       zonele centromerice 1, 9, 16 si Yq = heterocromatina constitutiva

polimorfism genetic = variatii de la individ la individ

bratele cromosomilor

o       centromerul imparte cromatida in doua brate, lung (q) si scurt (p)   

o       clasificarea morfologica - functie de raportul lungimii bratelor cromosomiale

metacentrici q p

submetacentrici q > p

acrocentrici q >> p

telomere = structuri specializate - contin heterocromatina constitutiva

o       compozitie specifica - secvente intre 250-1.500 pb bogate in GC

o       roluri

mentinerea integritatii structurale impiedecand digestia prin nucleaze

asigurarea replicarii complete a moleculei de ADN

imperecherea cromosomilor omologi

stabilirea structurii tridimensionale a nucleului

2.b. Aspectul ADN in diviziunea celulara

gradul de impachetare = 7.000-8.000 ori - variaza in functie de:

o       conformatia cromatinei,

o       timpul de replicare

o       compozitia in baze

o       densitatea de gene

o       numarul de secvente repetitive

marcajul in benzi – succesiune de benzi colorate si interbenzi mai putin colorate

o       coloratii specifice pentru ADN si tratamente specifice

digestie enzimatica, denaturare termica, solutii hipertone

o       aranjamente liniare specifice pentru fiecare cromosom

o       tehnici diferite

bandarea G - benzi G pozitive si negative

colorant Giemsa = amestec de azur si eozina

coloreza slab secventele GC si inchis pe cele bogate in AT

o banda = 1,5 Mb

identifica 550 benzi pe un set hapliod (genom)

bandarea R - invers decat benzile G

bandare Q - similara cu benzile G - florocrom – quinacrina

bandare C – specifica pentru heterocromatina centromerica

bandare T – specifica pentru heterocromatina telomerica

o       aplicabilitate medicala = cariotipul prin marcaj in benzi

functiile cromosomilor

o       perpetuare ADN => mitoza => dezvoltare ontogenetica

o       perpetuare ADN de la o generatie la alta <= gametogeneza

Figura 3-16. Morfologia cromosomului la eucariote.


Figura 3-17. Organizarea moleculara a cromosomilor eucariotici.


Figura 3-18. Marcajul cu benzi G al cromosomilor umani.

4. ORGANIZAREA INFORMATIONALA A ADN: GENELE

geneticia clasica - gena = segment continuu si bine delimitat de pe molecula de ADN

P.Sharp (1977) - diferenta de lungime gena - transcript primar la adenovirusuri =>

o       gena are secvente ADN care nu sunt informationale

W. Gilbert (1978) - ? - structura genomului viral este similara cu a celulei gazda

o       genele eucariotelor = discontinuitate informationala

Ulterior s-a constatat ca genele sunt formate din:



o       exoni = portiuni codificatoare

o       introni = secvente necodificatoare

o gena incepe si se termina cu un exon

o       promotor = colectie de secvente netraduse - la capatul 5’ al genei

recunoscut de transcriptaze

locul de legare a enzimei - sinteza a mARN

o       secventa terminator = secventa netradusa - la capatul 3’

marcheaza sfarsitul mesajului genetic

la capatul 3’ - netradusa

o       amplificatori (enhancers) - atenuatori (silencers) = secvente cu rol reglator

genetica moleculara - gena = secventa polinucleotidica de pe o molecula de ADN

o       suportul unui program pentru sinteza unui produs specific

genele intrerupte au fost identificat in:

o       genomul nuclear al metazoarelor si metafitelor

o       genomul mitocondriilor si cloroplastelor

o       genomul virusurilor

eucariotele = genom discontinuu / procariotele = genom continuu

4.1. Exonii

secvente polinucleotidice, conservate din interiorul unei gene

o       codifica pozitia unui grup de aminoacizi dintr-un polipeptid

o       secventele care se regasesc in mARN matur

numarul exonilor - foarte diferit - fiind putin corelat cu marimea genei

o       gena distrofinei - lungime = 2.500 kb (2.500.000 pb) => 79 exoni

o       gena ce codifica tipul VII de colagen - lungime = 31 kb => 118 exoni

o       gena factorului VIII de coagulare - lungimea = 186 kb => 26 exoni

o       gena CFTR - lungimea = 250 kb => 27 exoni

o       orice gena are n exoni si n - 1 introni

lungimea medie a exonilor variaza in limite largi

o       50 pb - genele tARN

o       150 pb - genele insulinei si -globinei => 180 pb -gena distrofinei

toate genele umane = mai multi exoni, exceptie - gene histone si interferoni   

4.2. Intronii

secvente polinucleotidice, mai putin conservate, din interiorul unei gene care

o       nu codifica nici un produs specific

o       exonii ar fi secventele care nu se regasesc in mARN matur

eliminati din transcriptul primar inainte de transportul mARN in citoplsma

o       matisare (spicing) <= complex nucleoproteic - spliceosom   

numar - foarte diferit - de la un intron => zeci => peste o suta de introni

o       genele ce codifica unele specii de tARN - un singur intron

o       genele insulinei si globinelor - doi introni

o       genele factorului VIII de coagulare si a CFTR - 25, respectiv 26 introni

o       numar introni => hibridizarea ADN genic - mARN matur complementar

zonele care nu hibridizeaza apar sub forma de ADN monocatenar

marimea cumulata a intronilor = 50 - 90% din lungimea genei

lungimea medie a intronilor = 102-103 pb

o       la genele insulinei si globinelor - introni 500 pb

o       la gena colagenului de tip VII - intronii 1.100 pb

o       la gena fenialanin-hidroxilazei – introni 500 pb

functia intronilor - ? separare a genelor / reziduuri genetice ale evolutiei ADN

o       in autoclivarea ARN / reglarea exprimarii genelor

o       in unele cazuri - functii codificatoare

4. Promotorul

o succesiune de secvente inalt conservate, cu pozitie fixa, orientati 5’-3’

o       situati pe aceiasi catena ADN ca si gena

o       reprezinta codul de acces al transcriptazei la informatia genetica

factori de transcriere + promotor => ansamblarea ARN polimerazei

zona promotorului 200pb amonte de capatul 5’ al genei:

o       initiatorul - secventa -5 => +1 -= situsul de start al transcrierii

o       cutia TATA = secventa heptanucleotidica TATAAAA

situata la pozitia -25-30 - rol de secventa de consens

modificarea ei prin mutatie duce la inactivarea genei

o       cutia CAAT = secventa de 9 pb (GGCCAATCT)

situata in intervalul de la -70 la -80

influenteaza eficienta transcrierii   

o       secventa GC = secventa hexanucleotidica GGGCGG

situata in pozitia -110 - rol de crestere a eficientei transcrierii

o       secventele octamerice ATTTGCAT dispersate in secventa promotor

secvente modulare = copii dispersate in promotor => modularea exprimarii genelor

4.4. Secventa terminator

secvente de trei baze (TCC, ATT si ATC) situate la capatul 3’ al genei

o       semnificatie de terminare a programului informational genetic = codon stop

secventa hexanucleotidica TTATTT situata in sensul 3’ dupa codonul stop

o       cu 11-30 nucleotide in fata situsului de poliadenilar, inalt conservata

o       antisecventa AAUAAA de pe mARN are ca si functii marcarea

situsului de poliadnilare

locului de clivare al transcriptului

4.5. Intensificatorii si atenuatorii

enhancers, respectiv sillencers

secvente care potenteaza / diminueaza de 102-103 activitatea promotorilor

organizare similara cu a promotorilor

o       situate la 102-103 pb in fata situsului de initiere

o       pe aceiasi catena sau pe catena opusa = orientare 5’-3’ sau 3’-5’

servesc ca si situsuri de legare specifica a proteinelor de reglare a genei

o       stabilesc conexiuni cu complexul activ al ARN polimerazei

o       functioneaza selectiv in functie de factorii tisulari

rol in diferentierea celulara

deosebirile dintre cele doua tipuri de secvente

o       densitate mult mai mica a atenuatorilor

o       posibilitatea lor de a fi localizati in unii introni

elementele de raspuns = secvente asociate cu gene specifice controlate prin:

o       hormoni steroizi, factori de crestere, acid retinoic, cAMP etc.

4.6. Limbajul genetic

corelatie intre secventa bazelor – codificarea si stocarea informatiei in gene

ADN - 4 baze azotate = alfabet chimic cu o vechimea de peste 3 x 109 ani

o       ARN o pirimidina – timina - inlocuita cu o alta pirimidina - uracilul

cod genetic => traducerea din limbajul bazelor azotate in limbajul aminoacizilor

asocierea bazelor in triplete - demonstrat de Niremberg, Mathaei si Ochoa in 1961

o       triplet sau codon cuvant in limbajul genetic = 64 de combinatii posibile

o       codonii - aliniati succesiv, in sensul 5’-3’, fara secvente noncodificante

o       61 codificatori = codoni sens

o       3 nu codifica nimic = codoni nonsens

semnificatie = terminarea programului unei gene = codoni terminator

gena = secventa polinucleotidica dintre situsul de initiere si situsul terminator

o       cadru de citire (reading frame) = trei posibilitati

o       codonii nu se suprapun unctionare

o       prin decalare => 3 posibilitati

2 apar codoni stop => mesaj inoperant

limbajul genetic este universal = organizare este comuna tuturor vietuitoarelor

Figura 3-19. Diferenta de lungime dintre gena si transcriptul primar.

Figura 3-20. Organizarea genelor la eucariote.



Figura 3-21. Variabilitatea lungimii exonilor la eucariote.


Figura 3-22. Variabilitatea lungimii intronilor la eucariote.


Figura 3-2 Organizarea secventelor promotor la eucariote.




loading...




Politica de confidentialitate


Copyright © 2020 - Toate drepturile rezervate