Bazele Moleculare Ale Ereditatii

7/26/2019 Bazele Moleculare Ale Ereditatii

1/49

53

CAPITOLUL 3

BAZELE MOLECULARE ALE EREDIT!"II

Moto:

"Genetica molecular!a luat na"tere cnd s-a recunoscut c!gena este subdivizibil!"

Salvador Luria

"Structura ADN trebuie n#eleas!n raport cu toate func#iilesale, a"a cum n#elegerea func#iei necesit!o cunoa"tere astructurii. Fiecare func#ie trebuie descompus!, apoireconstituit!n detaliile sale moleculare "i, n final, orientat!

n arhitectura "i economia celular!"A. Kornberg

Progresele nregistrate n genetica clasic!au ridicat, ulterior, numeroaseprobleme legate de natura biochimic!a materialului genetic, respectiv a genelor.

Identificarea "i studierea aprofundat! a materialului genetic ridicaunumeroase probleme, de aceea nu au putut fi rezolvate dect prin cercet!riinterdisciplinare de genetic!, biochimie, medicin!, fiziologie, fizic!, matematic!

"i altele. Aceste cercet!ri constituie realiz!rile cele mai importante ale "tiin#eicontemporane "i au pus bazele geneticii moleculare, care studiaz!ereditatea "ivariabilitatea organismelor la nivel molecular.

Complexitatea structurilor macromoleculare, interac#iunile de ordininforma#ional dintre acizii nucleici "i proteine, multitudinea tipurilor de proteinece alc!tuiesc organismele, au generat structuri supramoleculare care asigur!existen#a, variabilitatea "i continuitatea materiei vii.

n urm! cu trei decenii nimeni nu "i-ar fi nchipuit c! oamenii vorcunoa"te structura genelor "i modul lor de exprimare ntr-un sistem celular. ntr-operioad!scurt!de timp s-a demonstrat c!moleculele de acid dezoxiribonucleic "i

acid ribonucleic, att la organismele inferioare ct "i la cele superioare, con#in nmod codificat informa#ia genetic! pentru sinteza proteinelor. S-au descifratmecanismele intime care stau la baza complicatelor reac#ii prin care sesintetizeaz! o protein! n organism, fenomene ce au fost reproduse apoi "i nlaborator, a"a cum se va vedea ntr-un alt capitol referitor la ingineria genetic!.

3.1. PROTEINE #I ACIZI NUCLEICI

Studiile de biochimie privind substratul material al eredit!#ii pretind o

cunoa"tere temeinic!a componentelor chimice din celul!, precum "i a proceselorde transformare a acestora.


2/49

54

Din multitudinea de componente chimice ce intr! n alc!tuirea celulei,principalul substrat al materiei vii l constituie proteinele "i acizii nucleici.

Proteinele sunt grupate n holoproteine, constituite numai dinaminoacizi "i heteroproteine care, pe lng! aminoacizi, mai posed! o grup!

prostetic!. Din grupul heteroproteinelor fac parte: fosfoproteinele, glicoproteinele,cromoproteinele, lipoproteinele "i nucleoproteinele. Nucleoproteinele suntformate dintr-o protein!"i o grupare prostetic!reprezentat!de nuclein!.

Se cunosc mai multe tipuri de holoproteine, unele apar#innd grupuluide polipeptide cu greutate molecular!mic!, denumiteprotamine, care con#in pn!la 90% arginin!"i sunt lipsite de aminoacizi aromatici "i cu sulf. Alte tipuri deproteine cum ar fi histonele, con#in lizin!"i arginin!, aminoacizi aromatici "i cusulf, leucin!, alanin!, glicin! "i acid glutamic. Ambele tipuri de proteine aucaracter bazic "i formeaz!s!ruri cu acizii nucleici, de tipul nucleoproteinelor. Unalt tip de protein! care con#ine "i triptofan, l constituie proteina fibrilar! care

intr! n constitu#ia fibrelor celulare. Proteinele sunt formate din aminoacizi caresunt lega#i prin leg!turi peptidice, alc!tuind lan#uri polipeptidice, avnd ostructur!macromolecular!. Datorit!faptului c!proteinele con#in n molecula lorlan#uri "i catene mari, cu structuri interne diferite, pot ap!rea n spa#iu diferiteconfigura#ii, grupate n mai multe niveluri de organizare: structura primar!,secundar!, ter#iar!"i cuaternar!.

Structura primar! a proteinelor se refer! la constitu#ia chimic! afiec!rui lan#polipeptidic ce intr!n alc!tuirea lor. Specificitatea unei proteine estedat! de num!rul lan#urilor polipeptidice, iar specificitatea unui lan#polipeptidic

este dat! de num!rul, felul "i ordinea aminoacizilor ce l constituie. n lan#urilepolipeptidice, particip! mai frecvent 20 de tipuri de aminoacizi, de"i num!rulaminoacizilor cunoscu#i se ridic!la aproximativ 100. Faptul c!fiecare protein!secaracterizeaz!printr-o anumit!secven#!de aminoacizi, orice schimbare a acesteisecven#e va atrage modific!ri ale proteinei "i ca atare "i a fenotipului organismelorvii.

Structura secundar! se refer! la orientarea spa#ial! a aminoacizilor,unii fa#! de al#ii n cadrul lan#ului polipeptidic. Datorit! unor for#e de atrac#ienecovalente sau covalente chiar, anumite por#iuni din lan#ul polipeptidic se atrag,rezultnd o serie de torsion!ri "i orient!ri n diferite direc#ii a lan#ului polipeptidic,dndu-i o anumit!configura#ie spa#ial!.

Structura ter#iar! se formeaz! cnd ntre aminoacizi ndep!rta#i aiaceluia"i lan#polipeptidic se formeaz!leg!turi chimice, dnd moleculei proteice oconfigura#ie spa#ial!foarte neregulat!.

Structura cuaternar!se ntlne"te la proteinele formate din mai multelan#uri polipeptidice, ce por fi identice sau diferite ca structur!.

Din cercet!rile efectuate de biochimi"ti se desprinde unul din cele maiimportante principii ale biologiei moleculare: structura secundar!, ter#iar! "icuaternar! a unei proteine este determinat! de structura primar! a lan#ului

polipeptidic. Acest principiu a f!cut posibil! cunoa"terea modului cum serealizeaz!n celule sinteza enzimelor "i a proteinelor.


3/49

55

Natura "i structura proteinelor determin! specificitatea biologic! aorganismelor, a fiec!rei specii n parte, a organelor "i #esuturilor. Num!rul marede izomeri, succesiunea diferit! a aminoacizilor din macromoleculele proteice

asigur!tocmai individualitatea biochimic!"i genetic!a organismelor.Acizii nucleici"i nucleoproteinele sunt componen#ii cei mai importan#iai celulelor vegetale "i animale. Ei particip!la procesele de diviziune celular!, decre"tere "i diferen#iere celular!"i determin!specificitatea materiei vii.

Acizii nucleici au fost descoperi#i n anul 1871 cnd F. Miescheridentific! n spermatozoizii pe"telui somon (Salmo salar) o substan#! denumit!nuclein$, format!dintr-o protein!"i un acid organic ce con#ine fosfor. Acest acidorganic a fost identificat pentru prima dat!de c!tre R. Altmann n anul 1899 "i l-adenumit acid nucleic. Biochimistul Kossel a demonstrat c!nucleina este format!din doi acizi nucleici: acidul dezoxiribonucleic (ADN) "i acidul ribonucleic

(ARN). Acidul dezoxiribonucleic se g!se"te n cea mai mare parte n nucleulcelulelor vegetale "i animale, iar acidul ribonucleic se g!se"te att n nucleu, ct "in citoplasm!.

Acizii nucleici, respectiv nucleoproteinele, constituie, al!turi de alteproteine, substan#ele de baz!din care este alc!tuit cromozomul.

Organismele cele mai simple, cum ar fi virusurile, sunt alc!tuite aproapenumai din nucleoproteine.

3.2. DOVEZI PRIVIND ROLUL GENETIC AL ADN

Descoperirile care au avut loc la nivelul celulei au permis o grupare astructurilor care de#in func#ii ereditare. Ne referim la acele structuri care de#in oinforma#ie ereditar! "i care au continuitate "i stabilitate celular!. Teoriacromozomic! a eredit!#ii a atribuit cromozomilor "i genelor rolul principal nereditate, de"i nu se cuno"teau nc! prea multe despre structura chimic! amaterialului genetic.

Identificarea materialului genetic constituie imperativul geneticii nperioada de la mijlocul secolului nostru. Pentru aceasta trebuiau descoperite "idovedite structurile chimice care de#in caracteristicile de baz! ale materialuluigenetic: de a stoca "i transmite informa#ia ereditar!"i de a-"i men#ine stabilitateacantitativ!"i calitativ!pe parcursul diviziunii celulare.

Cercet!rile care s-au f!cut la nceputul secolului XX privind proteinele"i enzimele, au demonstrat marea diversitate "i complexitate a acestora,considerndu-se c!"i genele ar fi tot de natur!proteic!.

Problema care se pune n aceast!etap!era dac!genele, care ar avea onatur! proteic!, pot s! determine sinteza altor proteine "i respectiv enzime.Cercet!rile au demonstrat c!din punct de vedere chimic, un lan#polipeptidic nupoate servi pentru propria sintez!, n primul rnd datorit!faptului c!aminoacizii

nu manifest!atrac#ie chimic!pentru aminoacizi identici.


4/49

56

Prima ipotez! a leg!turii dintre o gen! "i sinteza unei enzime a fostelaborat! n anul 1908 de c!tre medicul englez Garrod care a studiat maladiileereditare umane ce afecteaz!metabolismul intermediar al fenilalaninei.

Identificarea materialului genetic a fost posibil! datorit! descoperirii

unor fenomene ereditare de maxim!importan#!:- transformarea bacterian!prin intermediul ADN;- transformarea la eucariote prin intermediul ADN;- recombinarea genetic!n cursul reproducerii sexuate la bacterii;- transduc#ia bacterian!cu ajutorul virusurilor;- transmiterea informa#iei ereditare de c!tre ARN viral.

3.2.1. Transformarea la procariote

n anul 1928, bacteriologul englez F. Griffith a efectuat mai multeexperien#e cu pneumococi (Diplococcus pneumoniae), o bacterie care produce lamamifere boala numit!pneumonie. Virulen#a ei este determinat!de existen#a uneicapsule format! din polizaharide care mpiedic! fenomenul de fagocitoz!.Coloniile acestor bacterii sunt netede "i vscoase, motiv pentru care s-au notat cuS (engl. smooth = neted). Dup! reac#ia imunologic!, determinat! de tipul depolizaharide ce alc!tuiesc capsula, exist!mai multe tipuri de pneumococi S: SI,SII, SIII etc. Tipul S poate da na"tere prin muta#ii spontane la forme lipsite decapsul!, a c!ror colonii au suprafa#a rugoas!, notat! cu R (engl. rough = aspru,rugos), care sunt nevirulente. Pneumococii de tip R pot fi: RI, RII, RIII, n func#ie

de tipul S din care provin. F. Griffith a injectat la "oareci pneumococi nevirulen#ide tip RII mpreun! cu pneumococi virulen#i de tip SIII, ns! ace"tia din urm!fuseser! omor#i prin c!ldur!. Surprinz!tor a fost faptul c!"oarecii au murit depneumonie, iar din ace"tia s-a separat att pneumococi de tip RII ct "ipneumococi de tip SIII. Concluzia care s-a desprins a fost c!pneumococii de tipRII s-au transformat n pneumococi de tip SIII. Muta#ia este exclus!n acest cazdeoarece tipul RII ar fi trebuit s!muteze n tipul SII.

Cauza transform!rii pneumococilor necapsula#i "i nevirulen#i npneumococi capsula#i "i virulen#i a r!mas necunoscut!pn! n anul 1944, cndun grup de cercet!tori americani, O. T. Avery, C. M. Mac Leod "i M. Mc. Carty,au reluat experien#ele f!cute de Griffith cu scopul de a identifica substan#achimic!ce induce transformarea. Ei au extras ADN de la pneumococii de tip SIII"i l-au introdus n mediul de cultur! al pneumococilor de tip RII. n cultur!, pelng! pneumococii de tip RII au ap!rut "i un num!r mic de pneumococi de tipSIII, dovedindu-se c!agentul transformator este ADN de la tipul donor. Aceast!experien#!poate fi redat!sintetic astfel:

SIIIRIIore24

in vitroSIIIladeADNRII ++

nsu"irea de virulen#!sau nevirulen#!este legat!de prezen#a sau absen#acapsulei polizaharidice ce nconjoar! pneumococul. ADN transformator a indus


5/49

57

pneumococilor nevirulen#i, acapsula#i, nsu"irea de virulen#!, de formare a acesteicapsule.

Cu ajutorul ADN s-au realizat transform!ri genetice "i pentru altensu"iri la bacterii. Pneumococii sensibili la streptomicin! (Sts) au fost

transforma#i n pneumococi rezisten#i la streptomicin! (St

r

) sub influen#a ADNextras de la pneumococii rezisten#i la acest antibiotic.Fenomenul de transformare genetic! s-a realizat "i la alte specii de

bacterii:Bacillus subtilis, Hemophilus influenzae, Escherichia colietc.Transformarea genetic! este posibil! numai dac! bacteriile receptoare

prezint!o stare de competen%$, care le permite interac#iunea cu un fragment deADN exogen, asigurnd nglobarea ireversibil! a acestuia. Competen#a este ostare fiziologic!tranzitorie care variaz!mult n cursul diferitelor faze ale cicluluide multiplicare celular!. Celulele bacteriene r!mn incompetente dac! suntcultivate la pH mai mic de 7,4, n prezen#a unor enzime proteolitice sau la

densit!#i celulare mici, condi#ii n care proteina activator, ce induce competen#anu este sintetizat!sau este inactivat!.

Proteina activator este un polipeptid endogen cu greutate molecular!mic!, cationic, bogat n aminoacizi bazici "i hidrofobi, sensibil la enzimeleproteolitice "i extrem de aderent la toate suprafe#ele.

Starea de competen#! presupune o serie de modific!ri ale pereteluicelular bacterian. Proteina activator determin!o serie de alter!ri de suprafa#!prinac#iunea murein-hidrolazei, peretele celular devenind mai poros "i cu o suprafa#!intens electropozitiv!, ceea ce favorizeaz! legarea fragmentelor de ADN exogen,

nc!rcate electronegativ (Zarnea G., 1986).n ceea ce prive"te mecanismul de transformare genetic! se afirm! c!ADN exogen p!trunde n celula bacterian! printr-o regiune denumit!mezozom.Cromozomul bacterian este ata"at de membrana celular! tot n zonamezozomului. P!truns n celula bacteriei acceptor, ADN exogen realizeaz! osinaps!, cu o zon! cu nucleotide complementare din cromozomul acesteia. nfinal, ADN exogen, se integreaz! n cromozomul bacteriei receptoare. ADNexogen este o secven#!de 900 de nucleotide, n medie, reprezentnd, frecvent, osingur! gen!, mai rar dou!, trei gene. Integrarea ADN exogen n cromozomulbacterian, formeaz! un ADN heteroduplex, deoarece nu se realizeaz! ocomplementaritate perfect! a nucleotidelor. n replicarea ulterioar! a acestuiADN, vor rezulta dou! molecule, una de tipul ADN receptor "i cealalt! de tipADN transformat. (Raicu P., 1997).

3.2.2. Transfec%ia la procariote

Rolul genetic al ADN a fost pus n eviden#! "i printr-o serie deexperien#e cu bacteriofagi (virusuri ce atac! "i distrug bacteriile). Importante nacest sens sunt experien#ele efectuate de A. Hershey "i M. Chase (1952) privind

infec#ia viral!, constituind "i primele experien#e de transfec#ie, care const! nintroducerea de ADN exogen n celule receptor. Ei au folosit bacteriofagii din


6/49

58

seria T "i n special bacteriofagul T2, unul din cei mai mari bacteriofagi (2400-2500 ). Bacteriofagul este constituit din cap "i coad!. Capul con#ine n interiorADN iar nveli"ul (capsida) "i coada sunt constituite din proteine (figura 3.1).Fagii se reproduc numai n celulele bacteriene cu ajutorul aparatului enzimatic al

acestora. Infec#ia viral! are loc astfel: fagul se prinde cu filamentele codale demembrana bacteriei. Enzimele fagului dizolv!n acest punct membrana bacteriei,iar ADN fagic este introdus prin coada acestuia n celula bacterian!. ntr-uninterval de timp destul de scurt, n interiorul bacteriei se formeaz!cteva sute debacteriofagi, bacteria fiind distrus! (liza bacteriei) "i fagii sunt elibera#i putndinfecta alte celule. Faptul c! bacteriofagii se reproduc n interiorul bacteriei,denot!c!ADN fagic are capacitatea de a se autoreproduce (func#ia autocatalitic!)"i n acela"i timp de#ine informa#ia genetic!necesar! sintezei proteinelor propriinecesare constituirii capsidei pe baza aminoacizilor liberi din celula bacterian!

(func#ia heterocatalitic!).

Se pune ntrebarea dac!, pe lng!ADN fagic, n interiorul bacteriei nup!trund "i proteinele virale. Pentru aclarifica acest aspect A. Hershey "i M.Chase au folosit izotopii radioactivi P32 "iS35. Fosforul radioactiv marcheaz!molecula de ADN iar sulful radioactiv

marcheaz!proteinele.S-au cultivat bacterii E. coli pe unmediu la care s-a ad!ugat fosfor radioactiv(P32). Dac! se infecteaz! cultura cubacteriofagi T2, vor rezulta bacteriofagimarca#i radioactiv, deoarece ADN fagicincorporeaz! izotopul P35. Cu ace"tibacteriofagi marca#i s-au infectat altebacterii neradioactive.

ADN fagic radioactiv a p!truns n interiorul bacteriilor, n timp cecapsida fagilor, nemarcat!, a r!mas la nivelul peretelui celular bacterian.

Dac!bacteriile au fost infectate cu bacteriofagi marca#i cu S35, bacteriilenu devin radioactive pentru c! n acest caz izotopul S35 s-a localizat numai lanivelul proteinei din capsid!. $i ntr-un caz "i n altul capsidele au r!mas aderentede suprafa#a bacteriei, putnd fi izolate prin agitare. n interiorul bacterieip!trunde numai ADN fagic, care realizeaz!procesul de transfec#ie.

La eucariote, transfec#ia s-a realizat prin mai multe metode: adi#ia decromozomi metafazici la suspensii celulare, cu ADN exogen purificat sau prin

folosirea unui vector retroviral care poart! o anumit! gen!. Introducerea ADNexogen realizeaz!modific!ri ale genomului receptor, n urma c!rora se realizeaz!

Fig. 3.1. Structura fagilor de tip T


7/49

59

organisme modificate genetic, respectiv plante "i animale transgenice saunlocuirea unor gene defective cu gene normale, ceea ce reprezint!terapia genic!.

3.2.3. Transformarea la eucariote

Transformarea genetic! la organismele superioare a eviden#iat rolulgenetic al ADN. Primele experien#e de transformare genetic!la eucariote au fostrealizate n anul 1959 de J. Benoit, P. Leroy, R. "i C. Vendrely. S-a extras ADNdin spermatozoizii "i eritrocitele masculilor din rasa de ra#eKhaki Campbell"i s-aintrodus intraperitoneal la bobocii de ra#e din rasa Pekin. Adul#ii din rasa Pekin,rezulta#i din bobocii trata#i au prezentat o serie de modific!ri morfologice privindculoarea penajului, a ciocului "i picioarelor, a taliei, realizndu-se o nou! ras!denumit!Blanche-neige.

n anul 1971, C. R. Merril "i colab. au transferat gene de laEscherichiacolin celulele umane. Astfel, gena ce metabolizeaz!galactoza la E. colia fostpreluat! de fagul lambda "i apoi transferat! de acesta n celulele fibroblasticeumane ce proveneau de la un bolnav de galactosemie (nu putea metabolizagalactoza).

Fenomenul de transformare a fost realizat "i la alte organismesuperioare: Drosophila melanogaster, Bombyx mori, Petunia hybrida, Hordeumvulgare".a.

La noi n #ar!, P. Raicu "i colab. (1963), au introdus prin vacuuminfiltra#ie ADN de la Triticum durum n boabe de gru de la specia Triticum

aestivum. Plantele rezultate din boabele tratate cu ADN exogen prezentaumodific!ri privind culoarea "i ritmul de cre"tere.

3.2.4. Materialul genetic al ribovirusurilor

Ast!zi se consider!c!virusurile constituie sisteme complexe alc!tuitedin dou!componente: nveli"ul proteic care nu are rol genetic "i ADN sau ARNce de#in mesajul genetic. nveli"ul proteic denumit "i capsid!con#ine unit!#i maisimple denumite capsomere.

Exist!dou! categorii de virusuri, unele au ca material genetic ADN "isunt denumite dezoxiribovirusuri, iar altele con#in ARN "i sunt denumiteribovirusuri. Ribovirusurile cele mai cunoscute sunt: virusul mozaicului tutunului(VMT), virusul poliomielitei, al encefalitei, bacteriofagul F2, virusul gripal,virusul sarcomului Rous (RSV), multe virusuri tumorale etc.

Rolul genetic al ARN a fost pus n eviden#! la virusul mozaiculuitutunului de H. F. Conrat "i R. Williams (SUA, 1955) "i A. Gierer "i G. Schramm(Germania, 1956). Virusul mozaicului tutunului con#ine aproximativ 6% ARNv"i94% proteine. Ei au izolat ARNvde proteina viral!"i au f!cut infec#ii cu ambelecomponente pe frunze s!n!toase de tutun. S-a constatat c! boala denumit!

mozaicul sau arsura frunzelor de tutun s-a manifestat numai la frunzele infectate


8/49

60

cu ARNv. Se poate afirma c!la ribovirusuri, ARNvstocheaz!informa#ia genetic!necesar!sintezei proteinelor virale care vor constitui capsida viral!.

3.3. ACIZII NUCLEICI #I ROLUL LOR GENETIC

3.3.1. Structura molecular$a acidului dezoxiribonucleic (ADN)

Studii detaliate asupra structurii moleculare a acizilor nucleici au fostefectuate mai ales dup! descoperirea rolului genetic, prin experien#ele detransformare genetic!efectuate la organismele procariote "i eucariote.

Structura molecular! a acidului dezoxiribonucleic (ADN) a fostdescoperit! n anul 1953 de cercet!torii J. D. Watson "i F. H. C. Crick care austudiat structura ADN prin difrac#ie n raze X. Cei doi cercet!tori au studiat ADN"in vitro" ne"tiindu-se dac! structura lui corespunde cu cea existent! n materiavie. Tot n anul 1953, M. Wilkins "i colab.au efectuat cercet!ri asupra ADN "invivo" confirmnd structura stabilit!de Watson "i Crick.

n anul 1962, cei trei cercet!tori Watson, Crick "i Wilkins au fostdistin"i cu premiul Nobel pentru medicin!"i biologie, pentru contribu#iile adusela elucidarea structurii moleculare a materialului purt!tor al informa#iei genetice.

Structura chimic$a moleculei de ADNMolecula de ADN este format!din unit!#i simple denumite nucleotide.

n componen#a unei nucleotide intr! urm!toarele tipuri de molecule: o baz!

azotat!, un zahar "i un radical fosforic (figura 3.2.).

Fig. 3.2. Bazele azotate, zaharurile "i radicalul fosforic din acizii nucleici


9/49

61

Bazele azotate ce intr! n alc!tuirea de ADN sunt de dou!tipuri: bazepurinice"i pirimidinice.

Purina este o baz! azotat! alc!tuit! dintr-un heterociclu ce cuprinde

cinci atomi de C "i patru atomi de N, iar pirimidina este o baz! ce deriv! dininelul benzenic, cuprinznd patru atomi de C "i doi atomi de N.Bazele azotate purinice care intr!n constitu#ia moleculei de ADN sunt

adenina (A) "i guanina (G), iar bazele pirimidinice sunt citozina (C) "i timina (T).Zaharul component al dezoxiribonucleotidului se nume"te dezoxiriboz$

(- D - 2 dezoxiribofuranoz!), fiind o pentoz!.Radicalul fosforic are trei hidroxili liberi care pot fi esterifica#i. n cazul

acizilor nucleici se esterific!doi hidroxili, deci acizii nucleici sunt fosfodiesteri:

OH OH

O = P OH O = P OR 2OH OR 1

Radical fosforic Fosfodiester

Prin unirea unei baze azotate purinice sau pirimidinice cu un zaharrezult!un dezoxiribonucleosidiar prin ata"area la acesta a unui radical fosforicrezult! un dezoxiribonucleotid. Ata"area radicalului fosforic se face n modobi"nuit prin intermediul carbonului 5' al dezoxiribozei, prin pierderea uneimolecule de ap!.

Radicalul fosforic al unui nucleotid, prin grup!rile acide libere, poate s!se lege fie cu al#i radicali fosforici, fie cu alte nucleotide prin carbonul 3' aldezoxiribonucleotidului. Dac!grup!rile libere ale radicalului fosforic se leag!deal#i radicali fosforici, dezoxiribonucleotidele pot apare sub form!de monofosfat,difosfat sau trifosfat, purtnd urm!toarele denumiri: adenozin 5'-fosfat (AMP),guanozin 5'-fosfat (GMP), citidin 5'-fosfat (CMP), timidin 5'-fosfat (TMP), ADP,GDP, CDP, TDP, ATP, GTP, CTP, TTP.

Cnd nucleotidele (dezoxiribonucleotidele) se leag! unele de altele,aceast! leg!tur! se realizeaz! astfel: un nucleotid se leag! de nucleotidul vecin

inferior prin C 3', iar de nucleotidul vecin superior prin C 5'. Se realizeaz!un lan#polidezoxiribonucleic, cu o form!de zig-zag, ce constituie structura primar!saumonocatenar!a moleculei de ADN.

La majoritatea organismelor molecula de ADN este constituit!din dou!lan#uri (catene) polinucleotidice complementare, aceasta fiind structura secundar!a ADN stabilit! de c!tre J. D. Watson "i F. H. C. Crick. Una din premiseleimportante pentru stabilirea structurii secundare a ADN a fost deducereaexperimental! a regulii lui E. Chargaff (1951), conform c!reia pot fi definiteurm!toarele reguli cantitative: A+G = T+C; A+C = T+G; A = T "i C = G sau

exprimat altfel, A/T = G/C = 1. Aceste rela#ii dintre nucleotide a dus la concluziac! ADN este alc!tuit din 2 catene. R!sucirile pe care le sufer! o caten! sau


10/49

62

molecula bicatenar!alc!tuiesc structura ter#iar!iar interac#iunea dintre dou!saumai multe molecule bicatenare alc!tuiesc structura cuaternar!a acizilor nucleici.

Watson "i Crick au stabilit c!macromolecula de ADN este alc!tuit!dindou!catene polinucleotidice, paralele, nf!"urate elicoidal n jurul unui ax comun

imaginar, o caten! avnd un sens ascendent (3' % 5') iar cealalt! un sensdescendent (5' %3').Distan#a dintre dou!nucleotide succesive este de 3,4 iar pasul elicei

este de 34 , ceea ce corespunde la 10 nucleotide. Diametrul macromoleculei deADN este de 20 (figura 3.3.).

Molecula de ADN aredimensiuni foarte mari fiind ceamai mare molecul! biologic!, cu omas!molecular!ce poate ajunge la12-16 x 106 daltoni (1 dalton =

1/12 din masa atomului de C).Cele dou! catene din molecula

de ADN se leag! ntre ele prinpun#i de hidrogen ce se realizeaz!ntre o baz! azotat!purinic!de peun lan# "i o baz! azotat!pirimidinic!de pe cel!lalt lan#.

Prin urmare, n macromoleculade ADN exist! urm!toarele tipuri

de leg!turi: adenin!-timin! (A-T),timin!-adenin! (T-A), guanin!-citozin! (G-C) "i citozin!-guanin!(C-G).

Cele dou! catene polinucleotidice din molecula de ADN suntcomplementare, n sensul c! ordinea nucleotidelor de pe o caten! determin!ordinea nucleotidelor de pe cealalt!caten!. Leg!turile de hidrogen dintre bazeleazotate, duble, ntre adenin!"i timin! (A = T) "i triple ntre guanin! "i citozin!(G & C), de"i sunt leg!turi slabe, sunt destul de numeroase de-a lungulmacromoleculei de ADN pentru a-i asigura stabilitatea "i coeziunea. Leg!turilechimice slabe, cum sunt cele de hidrogen, sunt eficiente numai n cazulmoleculelor complementare, cum este ADN "i anume cnd o protuberan#!a uneimolecule intr!ntr-o cavitate a altei molecule.

Luate separat, moleculele pirimidinice sunt mai mici dect cele purinicens! cuplurile purin!-pirimidin! sunt de aceea"i dimensiune, conferindmacromoleculei de ADN regularitate "i stabilitate. Macromolecula de ADN estestabil!la temperaturile fiziologice, datorit!num!rului mare de leg!turi chimice "ifaptului c!moleculele de baze azotate se g!sesc n interiorul moleculei contactul

lor cu apa fiind limitat.

Fig. 3.3. Modelul structurii bicatenare amoleculei de ADN


11/49

63

3.3.2. Alte tipuri de ADN

Arhitectura molecular! a ADN stabilit! de Watson "i Crick a fost

confirmat!printr-un mare num!r de m!sur!tori fizice. Modelul propus de cei doiautori presupune mperecherea A-T, C-G "i o r!sucire a celor dou! catene nsensul acelor de ceasornic, deci o dubl!elice de dreapta (dextrors!) (ADN - D).

Cercet!rile recente bazate pe perfec#ionarea metodelor de analiz!(difrac#ia n raze X) "i a celor de sintez! "in vitro" a unor fragmente scurte deADN, au dus la descoperirea mai multor tipuri conforma#ionale de ADN,determinate de mperecheri "nelegitime" dintre bazele azotate (C-C, A-G),nlocuirea bazelor azotate cu analogi ai acestora sau schimbarea modului der!sucire a dublei elice. Tipurile de ADN ce au la baz!dubla elice de dreapta, darse deosebesc prin unele propriet!#i fizice au fost notate cu A, B, C "i D, iar tipulde ADN ce posed!dou!catene cu r!sucire spre stnga s-a notat cu Z.

ADN de tip A se apropie mult de structura ADN originar, bazeleazotate avnd ns!o nclina#ie ntr-un unghi de 20fa#!de axul moleculei, ceea cedetermin!modificarea pasului elicei (2,8 n loc de 3,4 ) "i a num!rului debaze pe tur de elice (11 baze n loc 10).

ADN de tip Beste aproape identic cu modelul originar. Cea mai mareparte din ADN celular este de tipul B.

ADN de tip C este tot o dubl! elice de dreapta n care for#ele de"mperechere" a bazelor azotate sunt mult mai slabe, ceea ce modific!

conforma#ia moleculei de ADN n lungime. Este ntlnit! n unele genomurivirale.ADN de tip Dmai pu#in cunoscut, este o dubl! elice dextrors! cu un

unghi mare de r!sucire (45).ADN-Z a fost descris de Rich "i Itakura n 1980 (Zarnea, G., 1986).

Acest ADN posed!dou! catene care afecteaz!o r!sucire elicoidal! spre stnga,datorit!att unor leg!turi ntmpl!toare ntre G-C, ct unei frecven#e mai mari nmolecul!a acestui cuplu de baze.

Diferen#ele dintre ADN-B "i ADN- Z nu sunt fixe, fiind posibil!

transformarea reversibil!a celor dou!tipuri.Forma Z a ADN bicatenar a fost descris!la un num!r mic de specii: ncromozomii gigantici de la Drosophila melanogaster, Chironomidae "i ncromozomii umani.

Analizndu-se fragmente de ADN s-a putut constata c! ntr-un ADN-Zpot exista scurte fragmente de ADN-B, diferen#ele dintre fragmente fiind u"or dedepistat prin mijloace adecvate, de nalt! rezolu#ie, datorit! modific!rii pasuluielicei, nclin!rii bazelor azotate "i a ordinii de succesiune a acestora. Aceasta faceposibil! recunoa"terea acestor zone de c!tre sistemele enzimatice implicate nreglajul activit!#ii genelor: schimbarea direc#iei de r!sucire a ADN la nceputul

unei gene ar determina ncetarea activit!#ii genei respective, controlul activit!#iigenelor fiind foarte riguros.


12/49

64

Exist!"i ipoteza c!n aceste zone de tranzi#ie se pot ata"a cu o mai marefrecven#! substan#ele mutagene "i cancerigene, fapt ce ar putea explica bazamolecular!a mutagenezei cu o frecven#!mai mare.

n celulele eucariote, pe lng! ADN nuclear, exist! n organitele

citoplasmatice ADN specific acestora: ADN mitocondrial (ADN-mt) "i ADNcloroplastic (ADN-cl).ADN - mitocondrial (ADN - mt) este bicatenar "i de form! circular!,

asem!n!tor ntr-o mare m!sur!cu ADN bacterian. ADN-mt nu este complexat cuhistone, n electronografii ap!rnd ca ni"te fibrile cu un diametru de 25-30 .ADN-mt al metazoarelor este de tip A-T, con#inutul n G-C fiind variabil. Dublulhelix de ADN-mt are o caten! grea, bogat! n resturi de A "i o caten! u"oar!bogat! n resturi de T. ADN-mt este singurul tip de ADN circular ce are nsecven#a sa ribonucleotide covalent integrate, ceea ce-l face sensibil la uree "iribonucleaz!, modificnd forma moleculei "i oferind locuri speciale de

recunoa"tere pentru polimeraze.M!rimea moleculei de ADN-mt variaz! n func#ie de specie la

organismele inferioare avnd n medie o greutate molecular!de 107daltoni, ceeace corespunde la 15.000-17.000 perechi de baze.

La plantele superioare ADN-mt are o greutate molecular! mult maimare 60-140 x 106 daltoni, iar con#inutul n G-C este uniform (45-47%).Informa#ia genetic! din ADN-mt este foarte compact!, neexistnd secven#erepetitive (introni). Se pare c!pe parcursul evolu#iei intronii au fost elimina#i dinADN-mt.

ADN - cloroplastic (ADN-cl). Fiecare cloroplast con#ine cel pu#in omolecul!de ADN-cl localizat!n stroma cloroplastului (zona genofor!).Pot exista mai multe molecule de ADN-cl separate spa#ial, formnd

zone genofore separate, ata"ate de un loc (situs) specific al membranei interne acloroplastului.

Cercet!rile efectuate la plantele superioare "i inferioare au ar!tat c!plastomul acestora este format din molecule de ADN-cl, dublu catenare, circulare,cu un perimetru de 40-50 corespunznd unei greut!#i moleculare de 92 x 106

daltoni, respectiv 130 Kilobaze. Un cloroplast are n medie aproximativ 10 -14gADN, ceea ce nseamn!aproximativ 50 copii ale plastomului (Sitte P. "i colab.,1991, dup!Toma N. "i Anghel I., 1985). Prin studii de denaturare "i renaturaresau analiz!biochimic!direct!, s-a constatat c!la plantele inferioare con#inutul nG+C este inferior celui de A+T, n timp ce la plantele superioare con #inutul deG+C poate fi egal sau pu#in mai ridicat fa#! de cel de A+T. Experien#ele dehibridare molecular! ADN-ADN au demonstrat c! ntre ADN nuclear "i celcloroplastic exist!un anumit grad de omologie.

n ceea ce prive"te replicarea ADN-cl, are loc dup! modelulsemiconservativ, bidirec#ional, independent de replicarea ADN nuclear. ADN-clse replic!o singur!dat!, att n timpul gametogenezei, n gametul femel, n timp

ce ADN-cl con#inut de gametul mascul nu se replic!. n dezvoltarea ontogenetic!,ADN-cl provenit de la genitorul matern se replic!"i este deci men#inut, n timp ce


13/49

65

ADN-cl de provenien#!patern!(n cantit!#i foarte mici) este degradat enzimatic;n acest fel se explic!transmiterea pe linie matern!a genelor din ADN-cl.

ADN-cl cuprinde cteva sute de gene, genomul cloroplastic fiind multmai mare dect cel mitocondrial, avnd "i un rol mult mai complex n formarea "i

metabolismul cloroplastului "i a celulei, existnd "i o cooperare complex! ntreacesta "i nucleu.ADN-satelitic (ADN-S). Acest tip de ADN formeaz!blocuri de unit!#i

repetitive (cteva milioane) n zona centromerului "i a satelitului. Num!rul desecven#e repetitive variaz!de la o specie la alta de la 1% pn!la 5% per genom.ADN-satelitic de#ine func#ia de reglare a replic!rii ADN cromozomic, replicare cepresupune participarea proteinelor histonice.

ADN-bicatenar-circular este caracteristic cromozomului bacterian "iunor plasmide prezente n celulele procariote, cum ar fi plasmidele F, R sau Col.Dimensiunile acestui ADN sunt variabile de la o specie la alta. Avantajele

structurii circulare nu sunt cunoscute. Se presupune c! aceast!structur! asigur!protec#ia moleculei de ADN fa#!de degradarea enzimatic!prin exonucleaze careac#ioneaz!asupra extremit!#ilor libere ale moleculei.

ADN monocatenar. Exist!unele virusuri a c!ror material genetic estereprezentat de un ADN monocatenar. Astfel, la virusul x174, molecula de ADNmonocatenar!are o greutate molecular!de 3 x 106daltoni, are o form!circular!"i nu liniar!. Ulterior s-au descoperit "i al#i bacteriofagi a c!ror material geneticeste reprezentat de un ADN monocatenar: bacteriofagul S13 "i bacteriofagul F1.

Structura monocatenar! a ADN de la aceste virusuri constituie o

excep#ie reprezentnd o adaptare la via#a specific parazitar!a acestora.

3.3.3. Acidul ribonucleic (ARN)

Structura chimic$a moleculei de ARN. Acidul ribonucleic (ARN) areo structur!chimic!asem!n!toare cu cea a acidului dezoxiribonucleic (ADN). nstructura chimic! a ARN intr! trei componente: bazele azotate, zaharul "iradicalul fosforic. Bazele azotate sunt: purinice, adenina (A) "i guanina (G) "ipirimidinice, citozina (C) "i uracilul (U). Deci o prim!deosebire structural!ntre

ADN "i ARN este prezen#a uracilului n locul timinei. Uracilul are o structur!destul de apropiat!de cea a timinei.Zaharul care intr!n structura moleculei de ARN este riboza, care are o

form! ciclic!. Combinarea unei baze azotate cu zaharul d! na"tere unuiribonucleosid,iar prin ad!ugarea unui radical fosfat rezult!un ribonucleotid.

O alt! deosebire important! ntre ADN "i ARN este faptul c!macromolecula de ARN este monocatenar!, fiind format! dintr-un singur lan#poliribonucleotidic. Acest fapt face ca bazele azotate purinice s!nu fie n cantitateegal!cu cele piridimice.

'innd seama de rolul pe care l ndepline"te ARN se apreciaz!c!sunt

dou! categorii: acidul ribonucleic viral (ARNv) "i acidul ribonucleic celular,implicat n sinteza proteinelor.


14/49

66

Acidul ribonucleic celular este de trei tipuri: acidul ribonucleic mesager(ARNm), acidul ribonucleic de transportsausolubil(ARNt) "i acidul ribonucleicribozomal(ARNr).

Acidul ribonucleic viral (ARNv) constituie materialul genetic al unor

ribovirusuri cum ar fi: virusul mozaicului tutunului (VMT), virusul gripal, virusulpoliomielitei, virusul stomatitei veziculare, bacteriofagii F2, R17, QB "i altele.Studiindu-se molecula de ARNvde la virusul mozaicului tutunului s-a

determinat c!este alc!tuit!din aproximativ 6.000 ribonucleotide, ntr-o anumit!ordine, determinnd con#inutul mesajului genetic. La mai multe virusuri moleculade ARNveste format!din dou!catene complementare nf!"urate elicoidal n jurulunui ax imaginar. Molecula de ARNveste n general liniar!, cu excep#ia virusuluiencefalomielitei "oarecilor, la care molecula de ARNveste circular!.

A"a cum s-a ar!tat ntr-o experien#! anterioar!, n momentul infec#ieivirale, n interiorul celulei infectate p!trunde numai molecula de ARNv, care are

capacitatea de a se multiplica, avnd rolul de matri#! pentru formarea unormolecule noi, de#innd "i informa#ia genetic!necesar!sintezei proteinei virale.

Acidul ribonucleic mesager (ARNm). A fost descoperit n celulelebacteriene infectate cu bacteriofagi, apoi n toate celulele organismelor. A. D.Hershey "i colab. (1953) au ajuns la concluzia c!sinteza ARNmeste dependent!de ADN. Ei au identificat ntr-o celul!bacterian! infectat!, pe lng! ADN "i omic!cantitate de ARN, care era complementar ADN. Acest tip de ARN are rolulde a copia informa#ia ereditar! de pe o por#iune din molecula ADN "i de a otransmite n citoplasm!la ribozomi, organite citoplasmatice la nivelul c!rora are

loc sinteza proteinelor. De aceea acest tip de acid ribonucleic a fost denumit ARNmesager (messenger ARN), prescurtat ARNm(F. Jacob "i J. Monod, 1961).Acidul ribonucleic mesager se sintetizeaz! n procesul de transcrip#ie a

informa#iei genetice.Cercet!rile genetice au stabilit c!ARNmare o durat!foarte scurt!, fiind

foarte repede sintetizat, dar "i foarte repede distrus. Molecula de ARNm seasociaz!cu ribozomii "i formeaz!complexe denumite poliribozomi. Se afirm!c!n perioada asocierii ARNmcu ribozomii, molecula nu este supus!degrad!rii.

Lungimea catenei de ARNm este foarte variabil!, deci "i masamolecular!este variabil!, n func#ie de lungimea segmentului de ADN de pe careeste copiat!informa#ia genetic!.

Acidul ribonucleic solubil sau de transfer (ARNs sau ARNt). Acesttip de acid ribonucleic are o structur!chimic!asem!n!toare cu a celorlalte tipuride ARN. Are o greutate molecular!mic!"i anume 25.000 daltoni, avnd 75-90nucleotide, este solubil n solu#ie de NaCl, de aceea i s-a dat numele de ARNsolubil.

Rolul ARNseste de a transporta aminoacizii din citoplasm!la ribozomi,n procesul de sintez!a proteinelor.

Molecula de ARNs are la un cap!t tripleta citozin!-citozin!-adenin!

(CCA), iar la cel!lalt cap!t are un nucleotid ce con#ine guanina (G). Molecula


15/49

67

ARNs este monocatenar!, dar are "i por#iuni bicatenare datorit! leg!turilor dehidrogen dintre A-U "i G-C, dndu-i forma caracteristic!a unei frunze de trifoi.

R. W. Holley de la Universitatea Cornell (SUA) a determinat, n anul1965, ordinea nucleotidelor unui ARNs care transport! alanina la ribozomi, la

drojdia de bere (Saccharomyces cerevisiae)(fig. 3.4.):

Spre deosebire de celelalte tipuri de ARN, acidul ribonucleic solubil areo serie de particularit!#i chimice: con#ine o serie de nucleotide neobi"nuite, bazece au gruparea metilic! cum ar fi: 1-metilguanina, N-dimetilguanina, 1-metilhipoxantina, hipoxantina, pseudouracilul "i altele.

Macromolecula de ARNsare trei regiuni distincte pentru recunoa"tereamoleculelor sau structurilor celulare:

a) Regiunea pentru recunoa"terea aminoacidului este situat!pe bra#ul cucodonul CCA de la un cap!t al moleculei. Aminoacidul se fixeaz! de aceast!regiune cu ajutorul enzimei aminoacil - ARNs - sintetaza, care are o structur!foarte variat! de la un organism la altul, existnd cte o enzim! pentru fiecareaminoacid.

b) Regiunea anticodonului este format! dintr-o triplet! de nucleotidecomplementar!unui codon din ARNm. Num!rul anticodonilor este egal cu cel alcodonilor.

c) Regiunea pentru recunoa"terea ribozomului este alc!tuit! dintr-osecven#! de cinci nucleotide: G-T-P-C-G (P-pseudouracilul). Aceast! regiune

realizeaz!leg!tura cu ribozomul n timpul procesului de sintez!a proteinelor.

Fig. 3.4. Structura ARN-s ce transport!alanina la ribozomi la drojdia de bere (Saccharomyces cerevisiae)


16/49

68

Sinteza ARNs este determinat!de genele din cromozomi, gene care seg!sesc ntr-un num!r mare de copii. Teoretic ar trebui s!existe attea tipuri deARNs cte tipuri de codoni exist!, dar n realitate num!rul lor este mai micdeoarece sunt "i codoni care servesc pentru punctua#ie sau sunt sinonimi.

Acidul ribonucleic ribozomal (ARNr). Acidul ribonucleic ribozomal(ARNr) reprezint!aproximativ 85% din cantitatea total!a ARN din celul!, fiindlocalizat numai n ribozomi. O caracteristic! important!a ARNreste aceea c!seg!se"te ntotdeauna asociat cu proteinele. ARNr a fost izolat din ribozomiipurifica#i deEscherichia coli"i s-a stabilit c!are o greutate molecular!de 5 x 106,nefiind purt!tor al informa#iei genetice. Ribozomii sunt structuri submicroscopicecelulare, fixate pe reticulul endoplasmatic, constituind locul sintezei proteice.

Structura ribozomului este foarte complex!, fiind alc!tuit la procariotedin dou! subunit!#i: o subunitate mare de 50 S "i o subunitate mic! de 30 S.Subunitatea mare este alc!tuit! dintr-o molecul! foarte mare de ARNr, format!

din aproximativ 3200 nucleotide, dintr-o molecul!mai mic!cu 120 nucleotide "i34 proteine diferite. Subunitatea mic! este format! dintr-o molecul! mare deARNrcompus!din 1600 nucleotide "i 21 proteine diferite.

La eucariote, ribozomul este mai mare "i anume 80 S, subunitatea mic!(40 S) are o molecul!de ARNr"i 30 de proteine diferite, iar subunitatea mare (60S) are dou!frac#ii de ARNr"i 37 proteine.

Acidul ribonucleic ribozomal are o structur!bicatenar! n propor#ie de60-70% iar restul are o structur!monocatenar!.

Sinteza ARNr se realizeaz! prin genele din ADN specializate n acest

sens "i a c!ror num!r este foarte mare datorit! necesit!#ii de a se sintetiza ocantitate mare de ARNr ntr-un timp scurt. Astfel, la Drosophila melanogasterexist! 130 de gene ce r!spund de sinteza ARNr, la Xenopus laevis 450, la Zeamays5200, la Triticum aestivum12700, laHyacinthus orientalis32000 gene.

Num!rul de ribozomi din celulele procariotelor este de aproape 15000iar la eucariote chiar mai mare, explicndu-se astfel necesitatea unui num!r marede gene ce r!spund de sinteza unor frac#ii de ARNr.

3.3.4. Denaturarea &i renaturarea ADN

nc!lzirea unei solu#ii de ADN la temperaturi de peste 65C, determin!ruperea leg!turilor de hidrogen dintre bazele azotate, cele dou! catene se separ!rezultnd un ADN monocatenar, iar fenomenul se nume"te denaturare.

Temperatura la denaturare variaz!de la o specie la alta, de exemplu laDrosophila melanogastereste de 86C, laEscherichia coli90C,Mycobacteriumphlei97C. Dac!solu#ia respectiv!este r!cit!brusc, ADN r!mne monocatenar,fiind numit ADN denaturat. Dac!solu#ia se r!ce"te treptat, leg!turile de hidrogense refac, rezultnd un ADN renaturat, iar fenomenul se nume"te renaturare.

Aceste dou! fenomene au o importan#! deosebit! pentru realizarea dehibrizi moleculari ADN-ADN sau ADN-ARN.


17/49

69

Hibrizii moleculari ADN-ADN, dar de la specii diferite, ne dauinforma#ii despre gradul de nrudire al speciilor respective. Hibridarea ADN-ARNpermite localizarea pe cromozomi a genelor ce intervin n sinteza diferitelor tipuride ARN.

3.3.5. Specificitatea ADN

n urma determin!rii cantit!#ii de ADN din nucleul procariotelor "ieucariotelor s-a putut observa c!acesta variaz!foarte mult de la o specie la alta.n general, procariotele au o cantitate mai mic! de ADN fa#! de eucariote,deoarece organismele superioare au nevoie de o cantitate mai mare de informa#iegenetic!pentru cre"tere, dezvoltare "i reproducere.

n molecula de ADN raportul dintre bazele azotate purinice "i bazeleazotate pirimidinice A/T "i G/C este constant "i egal cu 1 (E. Chargaff, 1951).Deosebirile ce exist!ntre ADN de la diferite specii const! n faptul c! raportuldintre A+T/G+C este foarte variabil. La plantele "i animalele superioare acestraport este n favoarea bazelor A+T. La speciile nrudite "i raportul A+T/G+Ceste apropiat, ceea ce arat! c! la acestea succesiunea nucleotidelor esteasem!n!toare. Diferen#ele privind secven#a de nucleotide asigur! deosebirilegenetice dintre specii.

3.3.6. Replica%ia ADN

Una dintre nsu"irile de baz! ale macromoleculei de ADN este cea dereplica#ie sau autoreplica#ie, constituind func#ia autocatalic! a materialuluigenetic. La eucariote, replicarea ADN "i deci a genelor care nu sunt dectsegmente de ADN, are loc n timpul diviziunii mitotice, asigurndu-setransmiterea exact!de la o genera#ie la alta a caracterelor ereditare.

Studiul ciclului mitotic a relevat existen#a unei varia#ii regulate acantit!#ii de ADN iar pe aceast!baz!ciclul celular a fost mp!r#it n urm!toareleetape: M - mitoza, G1 - perioada anterioar! sintezei de ADN (gol sintetic), S -perioada sintezei de ADN "i G2 - perioada de postsintez!. Dup! telofaz! n G1

cantitatea de ADN r!mne constant!"i egal!cu 2C (dou!catene).Biosinteza proteic! ce are loc n aceast! perioad! determin! cre"tereacelulei, are loc sinteza de ADN "i deci a unor proteine specifice ce declan"eaz!mitoza. n perioada S se produce replicarea ADN, care se ncheie prin dublareacantit!#ii de ADN, egal! cu 4 C (patru catene). n timpul profazei "i metafazeimitotice, cantitatea de ADN r!mne constant! iar n anafaz!, cnd cromozomiimigreaz!spre cei doi poli, se mparte n dou!, fiecare celul!avnd o cantitate deADN egal!cu cea din celula mam!.

Diviziunea meiotic! determin! o reducere la jum!tate a cantit!#ii deADN n game#i. Cantitatea dubl! de ADN se reface n momentul fecund!rii

game#ilor, cnd rezult!zigotul diploid.


18/49

70

J. D. Watson "i F. H. Crick (1953) n urma elabor!rii modeluluistructural al moleculei de ADN au emis "i ipoteza replic!rii acestuia dup! tipulsemiconservativ. Acest tip de sintez! const! n ruperea pun#ilor de hidrogendintre cele dou!catene complementare. Fiecare caten!serve"te ca matri#!pentru

sinteza unei catene noi. n final, dintr-o molecul!veche de ADN vor rezulta dou!molecule, dar care sunt noi numai pe jum!tate.Au mai fost emise "i alte ipoteze de replicare a macromoleculei de

ADN. Un asemenea tip ar fi cel conservativconform c!ruia molecula veche deADN serve"te ca model pentru sinteza unei molecule complet noi.

O alt! ipotez! consider! c! replicarea ADN se realizeaz! dup! tipuldispersiv. Conform acestui model, molecula de ADN se desface n p!r#ilecomponente "i mpreun! cu nucleotidele din celul!particip! la formarea a dou!molecule de ADN, care vor con#ine att nucleotide vechi ct "i nucleotide noi.

Modelul replic!rii dup! tipul semiconservativ propus de Watson "i

Crick, asigur!o mare fidelitate n sinteza noilor molecule de ADN. Termenul dereplica#ie deriv!de la faptul c!n acest proces fiecare caten!serve"te ca matri#!pentru catenele noi sintetizate, informa#ia genetic! fiind transmis! fidel noilormolecule.

Sinteza ADN dup! tipul semiconservativ se realizeaz! astfel: la oextremitate sau ntr-un punct oarecare al macromoleculei de ADN, pun#ile dehidrogen se rup, fenomen ce continu! pe toat! lungimea moleculei, asem!n!tordesfacerii unui fermoar. Fiecare caten!se r!suce"te n spa#iu cu 180, prin rotireanucleotidelor n planul exterior, n jurul radicalului fosforic. n citoplasm! se

g!sesc sintetizate cele patru tipuri de nucleotide care con#in bazele azotatepurinice "i pirimidinice: adenin!, guanin!, citozin!"i timin!.Pe baza fenomenului de complementaritate

dintre bazele azotate purinice "i pirimidinice, onucleotid!care con#ine adenin!se va lega prinpun#i de hidrogen de una ce con#ine timin!, iaruna ce con#ine guanin!se va lega de una cecon#ine citozin!. n final, paralel cu catenelevechi s-au sintetizat dou!catene noi, rezultnddou!molecule fiice, identice cu molecula mam!

(fig. 3.5.). Replicarea macromoleculei de ADNse realizeaz!n trei etape: n prima etap!are locsinteza precursorilor nucleotidelor ce intr!nalc!tuirea ADN de tipul acidului uridilic "iacidului inosinic; n etapa a doua are loc sintezanucleotidelor propriu-zise ce intr!n structuraADN: dezoxiadenozintrifosfat,dezoxiguanozintrifosfat, dezoxicitidintrifosfat "idezoxitimidintrifosfat; n etapa a treia are locpolimerizarea nucleotidelor sub controlulenzimei ADN-polimeraza.

Enzima are un diametru de circa 65 , mult mai mare dect a moleculeide ADN (20 ) "i este format! din circa 1000 aminoacizi. Enzima ADN-

Fig. 3.5. Modelul replic!rii

semiconservative amacromoleculei de ADN


19/49

71

polimeraza determin! esterificarea oxidrilului de la carbonul 3' al cateneipolinucleotidice de c!tre fosfatul ce esterific! oxidrilul de la carbonul 5' alnucleotidei, a"a nct dac! catena veche are polaritatea 5 % 3', catena nousintetizat!va avea polaritatea invers!3' %5'.

S-au descoperit mai multe tipuri de polimeraze (I, II, III), unele din eleintervenind n procesul de reparare a macromoleculei de ADN, atunci cnd unelenucleotide au fost ncatenate n mod eronat.

Pentru desf!"urarea procesului de replica#ie este necesar! o anumit!cantitate de energie. Aceast! energie provine din hidroliza aciduluiadenozintrifosforic (ATP) n acidul adenozindifosforic (ADP) "i un radicalfosforic (P). O parte din energia rezultat!se pierde sub form!de c!ldur!.

Pentru ca pierderile s! fie ct mai mici, n celul! exist! un grup deenzime denumite transferaze, care au rolul de a transfera grupe func#ionale de lao molecul! la alta. Astfel ATP transfer! energia sa c!tre GTP care este un

precursor n sinteza acizilor nucleici, devenind o molecul!activat!.n celule exist! o enzim!puternic! denumit! pirofosfataz$,care rupe

leg!tura de nalt!energie dintre radicalii de fosfor (P P) elibernd-o (P P %P+ P + 7 kcal/mol). Pentru unirea a dou! nucleotide se consum! 0,5 kcal/mol,restul de 6,5 kcal/mol r!mne ca energie liber! ce p!streaz! echilibrultermodinamic al macromoleculei de ADN.

3.3.7. Replica%ia acizilor nucleici la bacterii &i virusuri

Celula bacterian! con#ine un singur cromozom circular format dintr-omacromolecul!de ADN cu o lungime de aproape 1000 . n timpul replica#iei labacterii macromolecula de ADN "i p!streaz! forma circular!. Geneticienii M.Meselsohn "i F. W. Stahl (1958) au elucidat mecanismul de replica#ie al ADN dela bacterii prin marcarea acestuia cu izotopi radioactivi. Eu au folosit izotopulstabil al azotului N15, care se poate izola destul de u"or de azotul obi"nuit N14, prinultracentrifugare.

Bacteria Escherichia coli a fost cultivat! pe un mediu ce con#ineaclorur! de amoniu marcat! cu N15. Dup! prima diviziune a bacteriilor, au fost

trecute pe mediu ce con#inea N

14

"i au fost l!sate s!se divid! de 1-3 ori. Dup!num!rul de bacterii din cultur!se poate determina num!rul de diviziuni.Dup!aceea bacteriile au fost lizate "i introduse ntr-o ultracentrifug!. S-

a constatat c!bacteriile crescute pe mediu cu N15 aveau ADN marcat numai cuN15, iar dup!ce au fost trecute pe mediu cu N14, dup! prima diviziune exista ofrac#ie de ADN hibrid, avnd o greutate molecular!intermediar!. Dup!cea de adoua diviziune celular!, 50% din ADN con#ine N14"i 50% N15, iar dup!cea de atreia diviziune 75% con#inea N14"i 25% hibrid. Aceste rezultate au demonstrat c!replicarea cromozomului bacterian se realizeaz!dup!modelul semiconservativ.

Procesul de replica#ie a cromozomului bacterian ncepe ntr-un punct al

acestuia denumit replicator, care este ata"at de membrana celular!ntr-o regiunedenumit!mezozom.


20/49

72

La bacterii, fiecare diviziune a bacteriei este precedat! de o singur!derulare complet!a cromozomului circular.

La virusuri s-a constatat c!acest proces de derulare a cromozomului serepet!de mai multe ori, rezultnd mai nti o forma#iune liniar!, lung!, care apoi

se fragmenteaz!"i rezult!cromozomi circulari.Unele virusuri au ca material genetic o molecul!de ADN monocatenar(x174, S 13, F etc.). La aceste virusuri, procesul de replica#ie decurge astfel: nmomentul n care ADN monocatenar notat cu (+) p!trunde n celula bacterian!infectat!, serve"te ca matri#!pentru sinteza unei catene complementare notat!cu(-). n interiorul bacteriei infectate a rezultat un ADN dublu catenar, dar numaicatena (-) serve"te ca matri#!pentru sinteza catenelor (+) ale virusului.

Exist!virusuri a c!ror material genetic este reprezentat de ARNv, careare o structur!monocatenar!. Replica#ia acestui ARN n cazul ribovirusurilor esteasem!n!toare cu replica#ia ADN monocatenar de la virusul phi x 174.

Studiindu-se, de exemplu, ciclul de via#! al ribovirusului F2, s-aconstatat c! dup! p!trunderea ARNv monocatenar notat cu (+) n celulabacterian!, se ata"eaz! de ribozomi, pentru a declan"a sinteza enzimei necesaredesf!"ur!rii procesului de replica#ie, ARN-polimeraza. Pe matri#a catenei (+) seformeaz! o caten! complementar! notat! cu (-), iar pe matri#a acesteia seformeaz!un num!r mare de molecule de ARNv(+). O parte din aceste moleculede ARNv(+) se ata"eaz!de ribozomi, sintetizndu-se proteinele virale dup!careare loc unirea ARNvcu acestea rezultnd un num!r foarte mare de fagi ce distrugcelula gazd!(liza bacteriei).

3.3.8. Sinteza acizilor nucleici "in vitro"

Sinteza artificial! a acizilor nucleici a fost realizat! de A. Kornberg(1954) "i S. Ochoa "i M. Grnberg-Manago (1955). A. Kornberg a fost distins cupremiul Nobel (1959) pentru aceast!realizare. Pentru realizarea sintezei "in vitro"a macromoleculei de ADN sunt necesare urm!toarele componente:dezoxiribonucleotidele celor patru baze azotate, sistemul enzimatic format dinADN-polimeraza, ioni de magneziu (Mg2+) "i o cantitate mic!de ADN cu un grad

nalt de polimerizare folosit ca amors! (primer) "i matri#! pentru ADN nousintetizat. Ca amors!poate fi folosit un ADN monocatenar sau un ADN bicatenar,dar n al doilea caz, molecula bicatenar!trebuie denaturat!cu ajutorul c!ldurii.

n condi#ii favorabile de reac#ie s-a sintetizat o cantitate mai mare de 10ori de ADN dect cea folosit!drept amors!. ADN sintetizat artificial este identiccu cel folosit drept amors!, n privin#a raportului dintre bazele azotate, ns!acestemolecule au fost inactive biologic. Lipsa activit!#ii biologice a ADN sintetizat "invitro" este pus! pe seama ADN-polimerazei, care con#ine mici cantit!#i dedezoxiribonucleaz!, enzim!ce degradeaz!par#ial molecula de ADN.

n anul 1968 A. Kornberg a reu"it s! sintetizeze "in vitro" ADN

monocatenar, activ biologic, "i anume o molecul!de ADN viral, identic!cu ADNmonocatenar al virusului phi x 174. Pentru aceasta, n mediul de reac#ie s-au


21/49

73

introdus: ADN-polimeraza, ADN monocatenar izolat de la virusul phi x 174, caamors!, precursorii dezoxiribonucleotidelor "i polinucleotidligaza, enzim!necesar!realiz!rii formei inelare a ADN viral. S-au ob#inut monocatene negative(-) complementare catenelor ini#iatoare (+), care formau un helix dublu, circular.

Prin utilizarea unor enzime s-au izolat o serie de catene (-), care au fost utilizateapoi ca matri#e pe sinteza unor catene (+) biologic active, cu nsu"irea de a ini#iamultiplicarea virusului.

n anul 1955 M. Grnberg-Manago "i S. Ochoa, au realizat sinteza "invitro" "i a macromoleculei de ARN, dup!aceea"i metod!folosit!pentru sintezaADN. Elementele mediului de reac#ie sunt: ribonucleotidele, enzima ADN-fosforilaza "i ioni de magneziu. Ca matri#! pentru sinteza ADN "in vitro" s-afolosit o molecul!de ADN monocatenar.

Sinteza artificial! a acizilor nucleici deschide perspective mari nnlocuirea unor "gene defecte", prin segmente de ADN nou sintetizate.

3.4. CODUL GENETIC

Dup!descoperirea structurii macromoleculei de ADN "i a nsu"irii ei dea se replica cu mare fidelitate, mul#i geneticieni "i-au pus ntrebarea dac!informa#ia genetic! nu este codificat! ntr-un anumit fel prin secven#a denucleotide, ce rela#ii se stabilesc ntre cele patru tipuri de nucleotide "iaminoacizii din lan#urile polipeptidice.

Ciberneticianul G. Gamow (1954) este primul care a descoperit leg!tura

dintre secven#a de nucleotide din ADN "i ordinea aminoacizilor, emi#nd ipotezac!n macromolecula de ADN se g!se"te codificat!biochimic informa#ia genetic!,necesar!sintezei moleculelor proteice.

n general, prin informa#ie se n#elege un mesaj, mai mult sau mai pu#incuprinz!tor, despre o serie de fenomene care au avut loc, au loc sau vor avea locntr-un sistem biologic sau tehnic. Aceste informa#ii sunt nregistrate, stocate "iapoi transmise printr-un sistem de codificare. De exemplu, codul Morse, folose"teun sistem de linii "i puncte pentru codificarea literelor "i cuvintelor.

Proteinele sunt alc!tuite din lan#uri polipeptidice formate din 20 deaminoacizi a c!ror succesiune este specific!pentru fiecare protein!.

Prin schem!teoretic!a unui cod genetic a fost elaborat!de G. Gamow(1954). Potrivit concep#iei acestuia, codificarea celor 20 de aminoacizi nu sepoate realiza de un singur nucleotid (41=4) "i nici de grupe formate din cte dou!nucleotide (42=16), pentru c! n ambele cazuri num!rul total de combina#ii estemai mic dect num!rul aminoacizilor. Ca urmare, el a considerat c! numaisecven#e de cte trei nucleotide (43=64) pot realiza codificarea celor 20 deaminoacizi (tabelul 3.1.). Grupul de trei nucleotide care codific!un aminoacid aprimit denumirea de codon. n cazul codului de tip triplet, num!rul codonilor este64, dep!"ind de trei ori num!rul aminoacizilor, fapt ce confer!o mare eficien#!"i

plasticitate n recunoa"terea aminoacizilor.


22/49

74

n perioada care a urmat, o serie de geneticieni au adus numeroasedovezi experimentale privind codificarea informa#iei ereditare, deci a rela#ieinucleotide-aminoacizi, culminnd cu descifrarea n totalitate a codului genetic.

Primele dovezi experimentale ale rela#iei nucleotide-aminoacizi, au fost

aduse prin studiul unor muta#ii, induse cu acid nitros, la virusul mozaiculuitutunului (VMT). La acest virus capsida este format! din 2150 catenepolipeptidice identice, fiecare con#innd cte 158 aminoacizi. Acidul nitros inducemuta#ii de tipul tranzi#iilor (nlocuirea unei baze purinice cu o baz!purinic! saunlocuirea unei baze pirimidinice cu o baz! pirimidinic! n catena acizilornucleici) "i anume A (G sau C (U.

Tabelul 3.1.Diferite tipuri teoretice de coduri

Codulmonotipic

(4 combina#ii)

Codul cu dublete(16 combina#ii)

Codul cu triplete(64 combina#ii)

AA AG AC AU AAA AAG AAC AAUGA GG GC GU AGA AGG AGC AGUCA CG CC CU ACA ACG ACC ACUUA UG UC UU AUA AUG* AUC AUU

GAA GAG GAC GAUGGA GGG GGC GGUGCA GCG GCC GCUGUA GUG* GUC GUUCAA CAG CAC CAU

CGA CGG CGC CGUCCA CCG CCC CCUCUA CUG CUC CUUUUA UAG UAC UAUUGA UGG UGC UGUUCA UCG UCC UCU

AGCU

UUA UUC UUC UUU*codoni ini#iatori ai sintezei unei catene polipeptidicecodoni nonsens, care nu codific!nici un aminoacid reprezentnd

codonii terminali ai sintezei unei catene polipeptidiceApari#ia acestor muta#ii la nivelul nucleotidelor din ARNv al virusului,

care ndepline"te rolul de ARNm, apar modific!ri n secven#a aminoacizilor dincatena polipeptidic!. Aceste modific!ri sunt de tipul substitu#iei unor aminoacizi:

Prolin! Serin! Fenilalanin!sauProlin! Leucin! Fenilalanin!

S-a dedus c!prolina este codificat!de un codon, la care cel pu#in dou!nucleotide sunt fie A fie C. Tranzi#ia A ( G sau C ( U a uneia din acestenucleotide genereaz! codonul serinei "i respectiv al leucinei. n codonul

fenilalaninei, ambele nucleotide trebuie s!fie G sau U.


23/49

75

Studiile efectuate la mutantele induse cu proflavin! la bacteriofagul T4,n cadrul genei rIIB, au demonstrat c!unitatea care codific!un aminoacid este otriplet!de nucleotide (codon).

Descifrarea codului genetic a fost posibil!"i prin folosirea unor ARNm

sintetiza#i artificial, care con#ineau o secven#! cunoscut! de nucleotide, pe bazac!rora au fost sintetizate proteine. Experien#e de acest fel au fost realizate de M.W. Nirenberg "i J. H. Matthaei (1961). Ei au reu"it s! sintetizeze o caten! depolifenilalanin!, folosind un ARNm artificial care con#inea numai nucleotide cuuracil (U), dovedind c! tripleta (UUU) codific! aminoacidul fenilalanin!. S-aufolosit apoi ARNm artificiali ce con#ineau o secven#! de dou! nucleotidecunoscute. De exemplu, ARN artificial ce con#ine secven#a UGUGUG, determin!sinteza unui lan# polipeptidic n care alterneaz! cisteina "i valina, deci cisteinaeste codificat!de codonul UGU iar valina de GUG (figura 3.6.).

A doua nucleotid!a codonuluiPrimanucle-otid!acodo-

nului 5'

U C A G

A treianucle-otid!acodo-

nului 3'UUU UCU UAU UGU

UUCFen

UCC UACTir

UGCCis

UUA UCA UAA Non 2 UGANon

3

U

UUG Leu UCG

Ser

UAG Non 1 UGG Tri

UCA

G

CUU CCU CAU CGU

CUC CCC CACHis

CGC

CUA CCA CAA CGAC

CUG

Leu

CCG

Pro

CAGGlu

CGG

Arg

UCAG

AUU ACU AAU AGU

AUC ACC AACAsp

AGCSer

AUA

Ileu

ACA AAA AGAA

AUG Met ACG

Tre

AAG Liz AGG Arg

UCA

GGUU GCU GAU GGU

GUC GCC GACAc.asp

GGC

GUA

Val

GCA GAA GGAG

GUGf-

MetGCG

Ala

GAGAc.glu

GGG

Gli

UCAG

Fig. 3.6. Codul genetic


24/49

76

Problema cea mai grea ce a trebuit rezolvat! a fost precizarea pozi#ieinucleotidelor n cadrul codonului, pentru c!cele dou! nucleotide pot forma treicombina#ii: GUU, UGU "i UUG. Exist!mai multe c!i pentru precizarea ordiniinucleotidelor n cadrul codonului, cea mai folosit! fiind studiul muta#iilor de

substitu#ie a unor aminoacizi din unele proteine mai bine cunoscute: hemoglobina,proteina virusului mozaicului tutunului, triptofan-sintetaza din Escherichia coli".a.

3.4.1. Caracteristicile codului genetic

Informa#ia genetic! este codificat! n acidul dezoxiribonucleic (ADN)sau n acidul ribonucleic viral (ARNv) la unele virusuri, sub forma unor secven#ede trei nucleotide (codoni). Informa#ia genetic! este copiat! prin procesul detranscrip#ie de c!tre ARNm iar apoi tradus!, prin procesul de transla#ie, ntr-osecven#!de aminoacizi, n catena polipeptidic!.

n prezent sunt cunoscu#i to#i codonii din ARNm, care codific!diferi#iaminoacizi (fig. 3.6). Codul genetic cuprinde 64 de codoni. Doi codoni marcheaz!nceputul sintezei unei catene polipeptidice "i anume AUG "i GUG iar trei codonisunt nonsens: UAA (ocru), UAG (ambr!) "i UGA (azur). Ace"ti codoni au rolulde a marca terminarea sintezei unei catene polipeptidice (codoni stop).

Codul genetic are urm!toarele caracteristici: este universal, degenerat,lipsit de ambiguitate, neacoperit "i f!r!virgule.

Prin universalitatea codului genetic se n#elege faptul c! un anumit

codon, codific!acela"i aminoacid la orice organism, indiferent de gradul s!u deevolu#ie. Dovada cea mai evident! a universalit!#ii codului genetic a fosturm!toarea: s-a izolat ARNmce r!spunde de sinteza hemoglobinei la iepure "i s-ainjectat n ovocitele de broasc!. S-a constatat c! n ovocitele de broasc! sesintetizeaz!hemoglobina, de"i n mod normal, ovocitele nu sintetizeaz!niciodat!hemoglobin!.

Codul genetic este degenerat, n sensul c! mai mul#i codoni codific!acela"i aminoacid. De exemplu, arginina este codificat! de urm!toarele triplete:GGU, GGC, GGA, AGA "i AGG.

n ceea ce prive"te importan#a nucleotidelor din codon s-a constatat c!primele dou!sunt cele mai semnificative, n timp ce a treia poate fi u"or nlocuit!.Dac!cea de a treia nucleotid!este o baz!purinic!ea poate fi nlocuit! tot cu obaz!purinic!sau dac!este o baz!pirimidinic!, poate fi nlocuit!tot printr-o baz!pirimidinic!. Diferi#i codoni, care au primele dou! nucleotide identice, potcodifica acela"i aminoacid. Numai metionina "i triptofanul sunt codifica#i de cteun singur codon (AUG "i respectiv UGG). Caracteristica de degenerare a coduluigenetic, prin care mai mul#i codoni diferi#i codific! acela"i aminoacid, poart!numele de redundan%$, termen preluat din informatic!. Redundan#a const!ntr-un exces de informa#ie, ntr-un sistem, pentru a asigura transmiterea corect! a

informa#iei, chiar n cazul unor perturb!ri (Hartl D. L. "i colab., 1989).


25/49

77

n mod obi"nuit fiecare codon (triplet!) codific!un singur aminoacid. S-a constatat, n unele cazuri, c!un codon poate codifica mai mul#i aminoacizi. A"aeste cazul codonilor GCG care codific! alanina "i arginina; CGG-prolina "iarginina; GGA-glicerina "i acidul glutamic; AGG-glicina "i fenilalanina. Se

afirm!c!aceast!nsu"ire reprezint!un avantaj evolutiv, deoarece nlocuirea unuiaminoacid cu altul printr-o muta#ie, ntr-o caten! polipeptidic! este mai pu#ind!un!toare, dac!cei doi aminoacizi au propriet!#i asem!n!toare.

Codul genetic este neacoperit n sensul c! doi codoni vecini nu aunucleotide comune "i este f$r$virgule, ntre doi codoni nu exist!spa#ii sau al#icodoni care s!joace rolul unor semne de punctua#ie.

S-a demonstrat c!citirea mesajului genetic ncepe dintr-un punct fix, serealizeaz! ntr-un singur sens, astfel c!, absen#a unui nucleotid (dele#ie) sauad!ugarea altuia (adi#ie), schimb!sensul mesajului.

Universalitatea codului genetic n lumea vie demonstreaz!pe de o parte

vechimea sa "i, totodat!, constan#a sa n timp.

3.5. BIOSINTEZA PROTEINELOR

Proteinele au un rol esen#ial n metabolismul celular, ns!"i func#iilematerialului genetic sunt condi#ionate de o serie de enzime sau proteine cu rolstructural.

Enzimele particip!la replicarea ADN "i ARN, la transcrip#ia informa#ieigenetice "i la sinteza proteinelor.

Proteinele structurale intr! n alc!tuirea cromozomului, a membranelorcelulare, a componentelor celulare, particip!la asamblarea ribozomilor.Procesul de biosintez!a proteinelor este mult mai complex dect cel de

sintez! a acizilor nucleici "i cuprinde dou! etape importante: transcrip#iainforma#iei genetice "i transla#ia informa#iei genetice.

3.5.1. Transcrip%ia informa%iei genetice

Transcrip#ia constituie fenomenul prin care informa#ia genetic!de pe o

por#iune din catena de ADN este transcris!(copiat!) ntr-o molecul!de ARNm.Transcrip#ia mesajului genetic din molecula de ADN pe cea din ARNm se facentr-o form! care serve"te ca matri#! pentru sinteza proteinelor. Sinteza ARNmeste catalizat! de enzima ARN-polimeraza, enzim! universal! ce a fostidentificat!n celulele bacteriene, vegetale "i animale.

Mecanismul propriu-zis al transcrip#iei informa#iei genetice din ADN nmolecula de ARNmse realizeaz!astfel: enzima ARN-polimeraza se leag!specificntr-o pozi#ie a moleculei de ADN, ce corespunde cu nceputul unei gene.Leg!turile de hidrogen se rup pe por#iunea genei respective, segmentul respectivde caten!se rote"te cu 180n spa#iu, servind ca matri#!pentru sinteza catenei de

ARNm. ARN-polimeraza asigur!ncatenarea corect!a ribonucleotidelor existenten nucleu. Odat! cu naintarea ARN-polimerazei de-a lungul matri#ei ADN, se


26/49

78

elibereaz! treptat noua caten! n citoplasm!, unde se asociaz! cu ribozomiiformnd complexe denumite poliribozomi.

Dup! ce s-a realizat transcrip#ia, se refac leg!turile de hidrogen ntrecatenele moleculei de ADN.

De o foarte mare importan#! este descoperirea c! procesul detranscrip#ie la nivelul unei gene se realizeaz!pe o singur!caten!de ADN. A"a seexplic!faptul c!o gen!de#ine informa#ia genetic!necesar!sintezei unei singureproteine.

n ceea ce prive"te locul de pe catena de ADN unde se ini#iaz!procesulde transcrip#ie, J. D. Watson (1974) arat! c! ARN-polimeraza este cea carerecunoa"te codonii de ini#iere.

Spre deosebire de ADN-polimeraza care este format! dintr-un singurlan# polipeptidic, ARN-polimeraza este alc!tuit! din cinci lan#uri polipeptidicenotate cu ', , , 2"i W, fiecare cu o mas!molecular!diferit!. Enzima poate s!

catalizeze formarea leg!turilor dintre nucleotide, chiar dac!lipse"te lan#ul , deciacest lan#nu are rol catalitic, ci acela de a recunoa"te catena matri#!"i secven#a dedezoxiribonucleotide, de unde se ini#iaz!transcrip#ia. Pozi#ia din molecula ADNunde se leag!ARN-polimeraza pentru a ini#ia transcrip#ia se nume"te promotor.ncheierea transcrip#iei ARNmeste controlat!de o protein!specific!numit!factor.

n sens mai larg, transcrip#ia se refer!"i la sinteza celorlalte dou!tipuride ARN implicate n procesul de biosintez!a proteinelor.

Acidul ribonucleic solubil sau de transfer (ARNs) se sintetizeaz!tot pe o

matri#!de ADN. Fiecare tip de ARNseste codificat de cte o singur!secven#!denucleotide din ADN, deci de cte o gen!. Acidul ribonucleic ribozomal (ARNr)este produsul direct al mai multor gene. Detalii despre ARNs "i ARNr au fostprecizate ntr-un paragraf anterior.

3.5.2. Transla%ia informa%iei genetice

Transla#ia este mecanismul prin care secven#a codonilor din ARNmestetradus! ntr-o anumit! succesiune de aminoacizi ce intr! n constitu#ia unui lan#

polipeptidic. Realizarea procesului de transla#ie implic! participarea mai multorcomponente celulare ce alc!tuiesc un aparat de transla#ie. Aparatul de transla#iecuprinde urm!toarele elemente: diferite tipuri de ARNs corespunz!toare tipurilorde aminoacizi, aminoacizii, ribozomii, enzimele activatoare ale aminoacizilor,cofactorii energetici, ATP "i GTP, factori de ini#iere, alungire "i terminare asintezei lan#ului polipeptidic.

Pentru sinteza celular!a proteinelor este necesar!o anumit!cantitate deenergie, formarea unei singure leg!turi peptidice necesitnd 0,5 kcal/mol. Aceast!energie este asigurat! de acidul adenozintrifosforic (ATP) care, prin hidroliz!,pune n libertate unul sau doi radicali fosforici elibernd energia corespunz!toare:

ATP + H2O AMP + P P + 8 kcal/mol


27/49

79

Sinteza proteic!se desf!"oar!concomitent cu hidroliza ATP n AMP "idoi radicali fosforici, rezultnd 8 kcal/mol, din care 0,5 kcal/mol sunt folositepentru realizarea leg!turii peptidice iar restul de 7,5 kcal/mol pentru men#inerea

echilibrului reac#iei n favoarea sintezei proteice "i nu a hidrolizei.O prim! etap! n sinteza proteinelor o constituie activareaaminoacizilor"i formarea complexului aminoacil-ARNs. Activarea aminoacizilorse realizeaz! cu ajutorul energiei rezultate din hidroliza ATP "i n prezen#aenzimei aminoacilsintetaza (E). Reac#ia de activare a aminoacizilor poate fi redat!astfel:

AA1+ ATP + E AA1AMP E + P P

Aminoacizii, dup! ce au fost activa#i, se pot ata"a de molecula unui

ARNsspecific:

AA1AMP E + ARNs1 AA1- ARNs1+

+ AMP + E

Cele dou! reac#ii au loc succesiv, sunt catalizate de aceea"i enzim!(aminoacilsintetaza) "i ca atare se poate scrie reac#ia general!:

aminoacilsintetazaAA1+ ATP + ARNs1 AA1- ARNs1+

+ AMP + P P

n urm!toarea faz! complexul aminoacil-ARNs se ata"eaz! depoliribozomi, la nivelul c!rora are loc ini#ierea sintezei lan#ului proteic.Ribozomul asigur! de a"a manier! asocierea acestor elemente nct zonaanticodon a ARNss!poat!recunoa"te codonul corespunz!tor din ARNm, ducnd

astfel la o descifrare corect! a mesajului genetic. Dup! fixarea aminoacidului,ARNs devine liber putnd transporta alte molecule de aminoacid la nivelulribozomului. ncatenarea aminoacizilor se realizeaz! de c!tre enzimapeptidiltransferaza "i const! n realizarea leg!turilor peptidice ntre grupareacarboxil a unui aminoacid "i gruparea aminic!a celuilalt (figura 3.7.).

Reac#ia de ncatenare a aminoacizilor poate fi redat!astfel:

peptidiltransferaza

AA1- ARNs1+ AA2- ARNs2+ AA3- ARNs3+

AA1- AA2- AA3 + ARNs1+ ARNs2+ ARNs3+


28/49

80

Fig. 3.7. Reprezentarea schematic!a procesului de transla#ie(dup!Kimball, 1978)

ncheierea sintezei catenei polipeptidice se realizeaz! cu ajutorul a doifactori proteici care sunt activa#i n prezen#a codonilor de ncheiere UAA, UAG "iUGA. Ca urmare, catena polipeptidic!se deta"eaz!de ribozomi "i de ARNscarea adus ultimul aminoacid.

n ceea ce prive"te viteza cu care se realizeaz!biosinteza proteic!, exist!o serie de date att la procariote ct "i la eucariote. Transcrip#ia genei cedetermin!sinteza enzimei ce intervine n producerea triptofanului laEscherichiacoli are loc cu o vitez! de 28 nucleotide/sec., iar transla#ia cu viteza de 7aminoacizi/sec. O molecul!complet!de hemoglobin!uman!este sintetizat!n 35secunde (gena ce determin!hemoglobina con#ine 670 nucleotide).

n prezent s-a reu"it sinteza unor substan#e proteice ntr-un sistemcelular liber (popula#ii de celule la care s-a distrus membrana celular!), folosind

ARNmartificial (M. W. Niremberg, 1961).

3.6. REGLAJUL GENETIC AL ACTIVIT!"II GENELOR

Celula vie con#ine o cantitate mare de informa#ie genetic! iar proceselemetabolice ce au loc func#ioneaz!cu o mare eficien#!, asigurnd economisirea lamaximum a energiei.

Cantitatea mare de informa#ie din celulele procariotelor "i eucariotelorpermite func#ionarea acestora n cele mai variate condi#ii de mediu. n timp cevirusurile posed! n programul lor genetic 3-4 gene, bacteriile 2.000-3.000 gene,plantele "i animalele superioare au un program genetic foarte complex, constituitdin cteva zeci de mii de gene.

Genele ce alc!tuiesc programul genetic al vie#uitoarelor nu func#ioneaz!toate deodat!, ci intr!n func#ie n mod succesiv, n func#ie de tipul "i cantitateade enzime "i proteine, pe m!sura dezvolt!rii individului. Mecanismele de reglarea activit!#ii genelor sunt foarte complexe att la procariote ct "i la eucariote.

Func#ionarea celulei este dependent! de cele dou! laturi alemetabolismului: catabolismul (dezasimila#ia), prin care o serie de substan#e suntdescompuse "i se elibereaz! "i o anumit! cantitate de energie "i anabolismul(asimila#ia) n urma c!reia se sintetizeaz! substan#e complexe din substan#e

simple. Fiecare etap! a asimila#iei "i dezasimila#iei este catalizat! de o anumit!enzim!, care la rndul ei este dependent! de informa#ia uneia sau a mai multorgene.


29/49

81

3.6.1. Reglajul activit$%ii genetice la procariote

Teoria reglajului genetic la procariote a fost elaborat de geneticieniifrancezi Francois Jacob, Andr Lwoff "i Jaques Monod, n anul 1961, realizare

pentru care ei au fost distin"i, n anul 1965, cu premiul Nobel. n aceast!lucrare eidemonstreaz!experimental "i practic c!sinteza proteinelor "i a enzimelor variaz!n func#ie de necesit!#ile celulei "i este controlat!genetic. F. Jacob "i J. Monod audescoperit mai multe moduri de reglare genic!a sintezei proteice:

- induc#ia enzimatic!;- represia enzimatic!;- retroinhibi#ia enzimatic!.Induc%ia enzimatic$este fenomenul prin care celulele produc sistemul

enzimatic necesar pentru metabolizarea substan#elor care de obicei nu suntprezente n mediu.

Propriet!#ile enzimatice ale bacteriilor sunt influen#ate de mediul n carecresc, fenomen denumit adaptare enzimatic$, ceea ce confer!acestor organismeposibilitatea de a cre"te n medii diferite. Enzimele ce intervin n catalizareadiferitelor laturi ale metabolismului au fost mp!r#ite n dou! categorii: enzimeadaptivea c!ror cantitate "i activitate variaz!n func#ie de condi#iile de mediu "ienzime constitutive a c!ror cantitate nu depinde de mediu "i se sintetizeaz!continuu.

J. Monod (1941) a descoperit fenomenul de diauxieprin care o bacteriece cre"te pe un mediu de glucoz! "i lactoz!, cre"te "i se nmul#e"te pn! ce

glucoza este epuizat!, iar dup! o perioad! de stagnare, cre"te din nou "i senmul#e"te folosind ns!lactoza.Un exemplu de induc#ie enzimatic!a fost descoperit la drojdia de bere

(Saccharomyces cerevisiae) care poate s!fermenteze lactoza din lapte cu ajutorulenzimei lactaza. Tulpinile de drojdie de bere, care au fost crescute mai multegenera#ii pe mediu de lactoz!, vor con#ine n cantitate mare enzima lactaza, iar nacest caz, fenomenul de fermenta#ie ncepe foarte repede (aproximativ o or!de laincuba#ie). n cazul unor tulpini care nu au fost crescute n prealabil pe mediu delactoz!, fermenta#ia nu are loc pentru c!acestor tulpini le lipse"te lactaza. Dac!aceste tulpini sunt #inute n continuare n mediu de lactoz!, dup!aproximativ 14ore, fermenta#ia se declan"eaz!, fapt ce arat!c!lactoza induce producerea lactazeide c!tre celulele drojdiei. n acest caz lactoza ce trebuie metabolizat!ac#ioneaz!ca un inductor.

Induc#ia enzimatic! a fost ilustrat! de J. Monod "i colab. la bacteriaEscherichia coli, prin studierea sistemului lactoz!. Acest mecanism va fi prezentatmai pe larg n cadrul modelului Jacob-Monod de reglaj genetic.

n concluzie se poate afirma c! induc#ia enzimatic! este caracteristic!sistemelor de catabolism (dezasimila#ie) fiind declan"at! de substan#e denumiteinductori.

Represia enzimatic$ este un fenomen opus induc#iei enzimatice, princare este inhibat! sinteza unei proteine datorit! unui produs final al unui lan#


30/49

82

metabolic denumit represor.Fenomenul de represie enzimatic! a fost pus n eviden#! la bacteria

Escherichia coli. Astfel, s-a demonstrat c! sinteza aminoacidului triptofan esteinhibat!atunci cnd n mediul de cultur!se adaug!cantit!#i mici de triptofan sau

analogi ai acestuia. Represia enzimatic! este caracteristic! unor sistemeenzimatice ce intervin n anabolismul unor constituen#i cu rol esen#ial n organism(aminoacizi, nucleotide). Represia enzimatic! poate ac#iona asupra mai multorproteine ce fac parte din acela"i lan# metabolic, prin intermediul represorului.Dac! un metabolit ac#ioneaz! asupra represorului suprimndu-i activitatea, sedeblocheaz! sinteza tuturor enzimelor din acela"i lan# metabolic. Efectul genetical represorului const! n blocarea uneia sau a mai multor gene prin aceastasistarea sintezei uneia sau a mai multor proteine specifice.

Substan#ele capabile s!modifice efectul de represie al represorului senumesc efectori. Efectorii pot fi inductori, cnd inhib!activitatea represorului "icorepresori, cnd intensific!activitatea de represie a represorului.

Retroinhibi%ia enzimatic$ denumit! "i inhibi#ia prin feed-back sauinhibi#ia prin produs final este un sistem de reglare a sintezei proteice princantitatea de produs final. n cazul unui lan# metabolic, exist! mai multe etape,fiecare fiind catalizat!de o anumit!enzim!, rezultnd un produs final. n cazulretroinhibi#iei enzimatice, produsul final, ntr-o cantitate mai mare dect ceanormal!, ac#ioneaz! asupra enzimei din prima treapt! a lan#ului metabolic "intreg lan#ul metabolic este oprit.

Fenomenul a fost studiat la bacteria Escherichia coli. Aminoacidul L-

treonin!se transform!ntr-un alt aminoacid, L-izoleucin! n cinci etape, fiecarefiind catalizat!de c!tre o enzim!(figura 3.8.).

Figura 3.8. - Represia enzimatic!"i retroinhibi#ia enzimatic! n cazul c!ii metabolice ce asigur!sinteza izoleucinei.


31/49

83

n acest exemplu, cantitatea de izoleucin! poate fi reglat! att prinretroinhibi#ie enzimatic! ct "i prin represie enzimatic!. Prin retroinhibi#ieenzimatic!, izoleucina n cantitate prea mare blocheaz!activitatea primei enzimedin lan#ul metabolic, treonin!deaminaz!"i ntreg lan#ul metabolic este oprit. Prin

represie enzimatic!, aminoacidul izoleucin! blocheaz! activitatea tuturor celor 5enzime din lan#ul metabolic. Prin urmare sinteza izoleucinei este controlat!printr-un sistem dublu, cele dou!sisteme fiind independente. Independen#a celor dou!sisteme a fost dovedit!prin faptul c!laE. colis-au ob#inut dou!mutante, una lacare izoleucina nu poate s!inhibe enzima treonin!deaminaz!, iar cealalt!la careizoleucina nu inhib! nici una din cele cinci enzime ale lan#ului metabolic. S-ademonstrat c!cele dou!muta#ii sunt situate n loci diferi#i pe cromozom.

n cazurile de mai sus, produ"ii celulari sunt controla#i numai deprodu"ii finali ai liniei metabolice respective. Sunt ns!"i cazuri cnd unii produ"icelulari sunt controla#i de produ"ii finali ai altei linii metabolice. De exemplu,

bazele azotate purinice "i pirimidinice ce intr!n alc!tuirea acizilor nucleici suntsintetizate de dou! linii metabolice paralele, dar cele dou! linii se regleaz!reciproc. Acest lucru are o mare importan#! deoarece cele dou! grupe de bazetrebuie c! fie ntr-un anumit raport n momentul replic!rii acizilor nucleici.Experimental s-a demonstrat c!propor#ia bazelor pirimidinice este controlat!deprodu"ii finali pirimidinele, dar "i de purine, astfel: pirimidinele n exces inhib!prima enzim! din lan#ul metabolic al pirimidinelor, iar purinele n excesstimuleaz! activitatea aceleia"i enzime. Prin acest proces, bazele azotate suntsintetizate economic, exact n cantit!#ile necesare replic!rii acizilor nucleici.

Modelul Jacob-Monod de reglare a activit!#ii genelorF. Jacob "i J. Monod (1961), pe baza experien#elor efectuate la

Escherichia coli asupra locusului lac (lactaz!), privind fenomenele de induc#ieenzimatic! "i represie enzimatic!, au ajuns la concluzia c! reglarea sintezeiproteice este de natur! genic!. n acest proces de reglaj sunt implicate treicategorii de gene: gene structurale, gene reglatoare "i gene operatoare.

Genele structurale sunt segmente din macromolecula de ADN "i aurolul de a determina secven#a aminoacizilor n moleculele proteice sintetizate decelul!.

Genele reglatoaresunt localizate tot pe ADN "i au rolul de a sintetizarepresorii specifici ce controleaz! activitatea genelor structurale. Represorul nuinterac#ioneaz!direct cu genele structurale, ci prin intermediul celui de-al treileatip de gene, genele operatoare sau operator. Operatorul este o gen! adiacent!genelor structurale, care are posibilitatea de a se combina sau nu cu represorul,inducnd sau blocnd func#ionarea genelor structurale. Gena operatoare poate ficonsiderat!un receptor al represorului. Gena operatoare este un fel de comutatorchimic care declan"eaz!sau nu intrarea n activitate a genelor structurale. nainteagenelor operatoare "i structurale este localizat promotorulcare ini#iaz!procesulde transcrip#ie a informa#iei genetice al genelor structurale. Ansamblul format din

promotor, gena operatoare "i genele structurale se nume"te operon, ocup! unfragment de cromozom "i func#ioneaz!coordonat.


32/49

84

Schema modelului Jacob-Monod privind reglarea sintezei proteice prininduc#ie "i represie enzimatic!este dat!n figura 3.9.

Interac#iunile dintre represor "i efector sau dintre represor "i operator(gena operatoare) are loc astfel: nsistemele represibilegena reglatoare determin!

sinteza represorului R, activ, care interac#ioneaz! cu gena operatoare "i n acestcaz, gena operatoare blocheaz! activitatea genelor structurale, fapt ce face caARN-polimeraza s! nu poat! sintetiza ARNm "i ca atare, nu se vor sintetizaproteine.

Figura 3.9. - Modelul Jacob-Monod privind reglarea sintezei proteice

nsistemele inductibile, un efector negativ sau inductor reac#ionnd curepresorul (R) l transform!ntr-o form!inactiv! (R') care nu poate reac#iona cugena operatoare (O), fapt ce face ca ARN-polimeraza s! ini#ieze procesul detranscrip#ie a ARNm. n celule se pot forma molecule cu greutate molecular!mic!,denumite efectori pozitivi sau corepresori, care poate transforma represorulinactiv (R') ntr-o form! activ! (R), care reac#ionnd cu gena operatoare (O)opre"te transcrip#ia ARNm.

n ceea ce prive"te modul de transmitere a informa#iei genetice de c!tregenele structurale dintr-un operon pentru sinteza unei proteine, s-au emis dou!ipoteze: una apar#ine lui Jacob "i Monod(1961) care sus#ine c!fiecare gen!dintr-un operon "i transcrie un ARMmpropriu (o gen!- un mesager) iar a doua ipotez!formulat! de S. Spiegelman "i R. G. Martin (1963) (cita#i de C. Panfil, 1974),sus#ine c! ntreaga informa#ie a unui operon este transmis! ntr-o singur!molecul!de ARNm(un operon - un mesager).

Un exemplu concret privind modul de func#ionare al genelor n reglareaprocesului de biosintez! a proteinelor l constituie cel al operonului lac de laEscherichia coli(figura 3.10).

La aceast! bacterie se apreciaz! c!exist! ntre 100 "i 200 de operoni,dar numai activitatea unora este cunoscut!. La bacteria E. coliutilizarea lactozei


33/49

85

din mediu se realizeaz!cu ajutorul a trei enzime, a c!ror sintez!este determinat!de trei gene structurale ce alc!tuiesc operonul 1ac. Genele respective se g!sescdispuse al!turat pe cromozomul bacterian: z+, determin! sinteza enzimei -galactozidaza, care se g!se"te liber! n citoplasm! "i care desface lactoza n

galactoz! "i glucoz!; y+

determin! sinteza - galactozid permeazei, care estelocalizat! n membrana celulei bacteriene "i permite intrarea lactozei n celul!"igena a+ce determin!sinteza enzimei galactozid trans-acetilaza a c!rei ac#iune estenecunoscut!.

Figura 3.10. - Reglajul genetic al operonului laclaEscherichia coli

Dac!lactoza lipse"te din mediu, genele structurale ce determin!sintezacelor trei enzime sunt inactive. Cnd se adaug!lactoza n mediu, n cteva minutencepe sinteza celor trei enzime, deci genele structurale sunt activate.

Activitatea celor trei gene structurale (z+, y+"i a+) este controlat!de ogen! reglatoare prin intermediul unui represor. Cnd lipse"te lactoza, genastructural!sintetizeaz!represorul care se cupleaz!cu gena operatoare ce se afl!naintea genelor structurale "i activitatea celor trei gene este inhibat!.

Prin testul cis-trans s-a constatat c!gena reglatoare este independent!deoperonul lac, plasat!ntr-o alt!regiune a cromozomului bacterian.

Operonul lac este alc!tuit din urm!toarele subunit!#i dispuse nurm!toarea ordine: promotorul (P), gena operatoare (O) "i cele trei genestructurale z+, y+ "i a+. Promotorul are rolul de a recunoa"te enzima ARN-polimeraza, determinnd ini#ierea procesului de transcrip#ie, gena operatoare arerolul de a se combina cu represorul sintetizat de gena reglatoare.

Cele dou! regiuni sunt formate din secven#e de cte 10-30 nucleotidefiind regiuni ale operonului.

Operonul lac este, de obicei, nefunc#ional, ceea ce nseamn! c! nabsen#a lactozei represorul este activ "i blocheaz!activitatea genelor structurale.


34/49

86

n prezen#a lactozei represorul "i modific!structura "i nu mai poate reac#iona cugena operatoare "i ca atare ntreg operonul devine activ, lactoza putnd fimetabolizat!.

n ceea ce prive"te m!rimea diferi#ilor operoni "i a genelor reglatoare

exist! o serie de informa#ii la procariote, deoarece la eucariote nu au fosteviden#ia#i operoni.La E. coli operonul lactoz! (lac) este alc!tuit din 5.113 perechi de

nucleotide, iar gena reglatoare din 1.020 perechi nucleotide, operonul triptofancon#ine 6.600 perechi de nucleotide iar operonul histidinei de la Salmonella are13.000 perechi de nucleotide.

M!rimea genei operatoare de la E. colise pare c! este alc!tuit!din 30perechi de nucleotide (cu o lungime de aproximativ 100 ). Nu se cunoa"te preabine modul de cuplare al genelor operatoare cu represorul, dar se pare c!acestadin urm!nu se ata"eaz!dect de un ADN bacterian, deoarece denaturarea ADN

blocheaz!activitatea represorului.Represorul operonului lac este o protein! format! din patru catene

polipeptidice identice, cu o greutate molecular!de 150.000 daltoni.

3.6.2. Reglajul activit$%ii genelor la eucariote

Structura molecular! a cromozomului la eucariote este mult maicomplex!dect la procariote. Cromozomii eucariotelor sunt alc!tui#i din: 13-16%ADN, 12-13% ARN "i 68-72% proteine histonice "i nehistonice. La eucariote,

programul genetic este alc!tuit dintr-un num!r foarte mare de gene (cteva zeci demii), gene care nu func#ioneaz! simultan, chiar mai mult, n unele celulediferen#iate, majoritatea genelor sunt inactive. Toate aceste aspecte fac ca reglajulgenetic la eucariote s!fie mult mai complex, reglajul sintezei proteice realizndu-se la nivelul genei "i nu la nivelul operonilor. Se poate spune c! ARNm laeucariote transcrie mesajul genetic al unei singure gene, deci pentru un singur lan#polipepidic. Acest fapt a fost demonstrat prin compararea m!rimii poliribozomilorangaja#i n sinteza miozinei, hemoglobinei sau gammaglobinei.

Func#ionarea ADN al eucariotelor ca matri#!pentru sinteza ARNmestedependent! de conforma#ia spa#ial! tridimensional! a nucleohistonelor.Superspiralizarea nucleohistonelor face ca ADN s!nu poat!func#iona ca matri#!pentru ARNm. Ca regul!, cromatina condensat! nu poate fi transcris!, pe cndcromatina difuz!permite c

Date post:	01-Mar-2018
Category:	Documents
Upload:	adi-daniel
View:	324 times
Download:	2 times

Bazele Moleculare Ale Ereditatii

Documents