Date post: | 30-Nov-2015 |
Category: |
Documents |
Upload: | shishi-nel |
View: | 118 times |
Download: | 6 times |
GENETICA GENETICA
MEDICINA DENTARAMEDICINA DENTARA
CURS CURS 337 7 martiemartie 20132013
CURS CURS 337 7 martiemartie 201320137 7 martiemartie 201320137 7 martiemartie 20132013
AUTOR: PROF.DR. EMILIA SEVERIN
UMF “Carol Davila”Bucuresti
-molecule molecule molecule molecule dubludubludubludublu----catenarecatenarecatenarecatenare, , , , liniareliniareliniareliniare, , , ,
neramificateneramificateneramificateneramificate, , , , organizateorganizateorganizateorganizate in in in in 22 22 22 22 crzcrzcrzcrz. . . .
autozomiautozomiautozomiautozomi, X , X , X , X sisisisiY.Y.Y.Y.
ADN ADN ADN ADN NUCLEARNUCLEARNUCLEARNUCLEAR
NUCLEU
ADNADN--ulul din din celulacelula umanaumana
---- molecule molecule molecule molecule dubludubludubludublu----catenarecatenarecatenarecatenare, , , , circularecircularecircularecirculare, , , ,
neramificateneramificateneramificateneramificate, , , , organizateorganizateorganizateorganizate in in in in
crzcrzcrzcrz. . . . mitocondrialmitocondrialmitocondrialmitocondrial....
---- o o o o mitocondriemitocondriemitocondriemitocondrieare 2are 2are 2are 2----10 10 10 10
molecule ADN.molecule ADN.molecule ADN.molecule ADN.
ADN ADN ADN ADN MITOCONDRIALMITOCONDRIALMITOCONDRIALMITOCONDRIAL
ADNmtADNmtADNmtADNmt
Source: Getty Images, Dorling Kindersley
2
MITOCONDRIE
CELULA SOMATICA
GENETICA MD CURS 3 - A nu se copia sau distribui fara copyright
ADNADN--ulul celuleicelulei umaneumane
ADN-ul nuclear provine de la ambii
parinti.
ADN-ul mitocondrial
provine numai de
la mama.
CELULELE COPILULUI
parinti.la mama.
GENETICA MD CURS 3 - A nu se copia sau distribui fara copyright
BBBB----ADN ZADN ZADN ZADN Z----ADN;ADN;ADN;ADN;
BBBB----ADNADNADNADN AAAA----ADN; ADN; ADN; ADN; 1.1.1.1. Structural este reprezentatade forma B-ADN dar in anumiteconditii fiziologice isi poate
schimba conformatia(modificari conformationale):
2.2.2.2.Respecta regulile lui Chargaff
COMPOZITIA IN BAZE (%) RAPORTUL BAZELOR
ADNADN--ulul nuclear nuclear umanuman
ORGANISMCOMPOZITIA IN BAZE (%) RAPORTUL BAZELOR
A G T C A/T G/C A+T/G+C
Homo sapiens 30,9 19,9 29,4 19,8 1,05 1,0 1,52
3.Se gaseste in cantitate
constanta in:
celula GAMETICA:
3,5x 10-9mg ADN
(C corespunde unuiset haploid de
cromozomi, adica 23 crz.)
celula SOMATICA:
7 x 10-9mg ADN
(2C corespunde celor 2 seturi haploide de cromozomi, adica 46
crz.)
4GENETICA MD CURS 3 - A nu se copia sau distribui fara copyright
MITOZA
2C2C2C2C
4C4C4C4CADNADNADNADN
2C2C2C2C 2C2C2C2C
ANAFAZAANAFAZAANAFAZAANAFAZASeparareaSeparareaSeparareaSepararea
cromatidelorcromatidelorcromatidelorcromatidelor
MITOZA MITOZA –– redistribuieredistribuie in mod in mod egalegal cantitateacantitatea de ADN de ADN
nuclear in nuclear in celulelecelulele fiicefiice
4.Cantitatea ADN per celula/nucleu esteconstanta: CADN=
3,5x10-9mg
2C2C2C2C
2C2C2C2C
CENTRIOLCENTRIOLCENTRIOLCENTRIOL CENTRIOLCENTRIOLCENTRIOLCENTRIOL
5
INTERFAZAINTERFAZAINTERFAZAINTERFAZA
2C2C2C2C
4C4C4C4C
2C2C2C2CADNADNADNADN
2C2C2C2CADNADNADNADN
ANAFAZAANAFAZAANAFAZAANAFAZAMigrareaMigrareaMigrareaMigrarea cromatidelorcromatidelorcromatidelorcromatidelor
sprespresprespre poliipoliipoliipolii fusuluifusuluifusuluifusului
CANTITATEA ADN in CANTITATEA ADN in CANTITATEA ADN in CANTITATEA ADN in timpultimpultimpultimpul MITOZEI:MITOZEI:MITOZEI:MITOZEI:PROFAZA 4CPROFAZA 4CPROFAZA 4CPROFAZA 4CMETAFAZA 4CMETAFAZA 4CMETAFAZA 4CMETAFAZA 4C
ANAFAZA 2C / 2CANAFAZA 2C / 2CANAFAZA 2C / 2CANAFAZA 2C / 2CTELOFAZA 2C / 2CTELOFAZA 2C / 2CTELOFAZA 2C / 2CTELOFAZA 2C / 2C
GENETICA MD CURS 3 - A nu se copia sau distribui fara copyright
- pe parcursul cicluluicelular cantitatea de ADN este variabila darmitoza repartizeaza in mod egal cantitatea 4C ADN in celulele fiice.
5. Cantitatea ADN per celula/nucleu este
constanta:
MITOZA
ADNADN--ulul nuclear nuclear umanuman
2C2C2C2C
4C4C4C4C
INTERFAZAINTERFAZAINTERFAZAINTERFAZAG1 S G2 MG1 S G2 MG1 S G2 MG1 S G2 M
4C4C4C4C
2C2C2C2C
6GENETICA MD CURS 3 - A nu se copia sau distribui fara copyright
6. DimensiuneaDimensiuneaDimensiuneaDimensiunea::::
ExprimataExprimataExprimataExprimata prinprinprinprin nr.de nr.de nr.de nr.de perechiperechiperechiperechi de de de de bazebazebazebaze6x106x106x106x109999 p.bp.bp.bp.b. . . . pentrupentrupentrupentrucelecelecelecele 46 46 46 46 molecmolecmolecmolec. ADN . ADN . ADN . ADN
nuclearnuclearnuclearnuclear
ExprimataExprimataExprimataExprimata in mm in mm in mm in mm esteesteesteeste 101010106 6 6 6 mm / set mm / set mm / set mm / set
haploid de haploid de haploid de haploid de cromozomicromozomicromozomicromozomi
ADNADN--ulul nuclear nuclear umanuman
0,34 x 100,34 x 100,34 x 100,34 x 10----9999 m x 3 x 10m x 3 x 10m x 3 x 10m x 3 x 109999
= 1,02 m = 1,02 m = 1,02 m = 1,02 m 1nm= 101nm= 101nm= 101nm= 10----9999 m= 10m= 10m= 10m= 10----6 6 6 6 mm mm mm mm
7.Masa moleculara : 2x1012 daltoni / celula haploida.
7GENETICA MD CURS 3 - A nu se copia sau distribui fara copyright
---- expunereaexpunereaexpunereaexpunerea ADN ADN ADN ADN nativnativnativnativla la la la temperaturitemperaturitemperaturitemperaturi ridicateridicateridicateridicate((((pestepestepestepeste 808080800000C) produce C) produce C) produce C) produce ruperearuperearuperearuperea leg. de H care leg. de H care leg. de H care leg. de H care
unescunescunescunesc p.bp.bp.bp.b. . . . complementarecomplementarecomplementarecomplementare
generandgenerandgenerandgenerand douadouadouadoua catenecatenecatenecatene....
8.8.8.8.DENATURAREDENATURAREDENATURAREDENATURARE ---- RENATURARE: RENATURARE: RENATURARE: RENATURARE:
ADN ADN ADN ADN nativnativnativnativ ADN ADN ADN ADN denaturatdenaturatdenaturatdenaturat ADN ADN ADN ADN renaturatrenaturatrenaturatrenaturat
ADNADN--ulul nuclear nuclear umanuman
RacireRacireRacireRacireRacireRacireRacireRacire lentalentalentalentalentalentalentalenta
8GENETICA MD CURS 3 - A nu se copia sau distribui fara copyright
PrinPrinPrinPrin denaturaredenaturaredenaturaredenaturare((((separareaseparareaseparareaseparareacatenelorcatenelorcatenelorcatenelor) ) ) )
moleculamoleculamoleculamolecula ADN ADN ADN ADN isiisiisiisipierdepierdepierdepierde capacitateacapacitateacapacitateacapacitatea
DacaDacaDacaDaca racirearacirearacirearacirea se se se se face face face face bruscbruscbruscbrusc, , , , celecelecelecele 2 2 2 2 catenecatenecatenecatene disociatedisociatedisociatedisociatenu au la nu au la nu au la nu au la dispozitiedispozitiedispozitiedispozitieun un un un timptimptimptimp suficientsuficientsuficientsuficientpentrupentrupentrupentru aaaa----sisisisi puteaputeaputeaputeagasigasigasigasi secventelesecventelesecventelesecventele
DacaDacaDacaDaca racirearacirearacirearacirea se se se se face lent face lent face lent face lent catenelecatenelecatenelecatenelevorvorvorvor renaturarenaturarenaturarenatura....
DENATURAREA/RENATURAREA ADN DENATURAREA/RENATURAREA ADN
pierdepierdepierdepierde capacitateacapacitateacapacitateacapacitateade de de de transformaretransformaretransformaretransformare....
gasigasigasigasi secventelesecventelesecventelesecventelecomplementarecomplementarecomplementarecomplementare sisisisiramanramanramanraman separate.separate.separate.separate.
DenaturareaDenaturareaDenaturareaDenaturarea / / / / RenaturareaRenaturareaRenaturareaRenaturareaau loc in au loc in au loc in au loc in conditiiconditiiconditiiconditii naturalenaturalenaturalenaturale((((replicarereplicarereplicarereplicare, , , , transcrieretranscrieretranscrieretranscriere) ) ) ) sisisisi
experimentaleexperimentaleexperimentaleexperimentale....
9GENETICA MD CURS 3 - A nu se copia sau distribui fara copyright
HIBRIDIZAREA MOLECULARAHIBRIDIZAREA MOLECULARA
RENATURARERENATURARERENATURARERENATURARE
HOMOHOMOHOMOHOMOHOMOHOMOHOMOHOMO--------DUPLEXDUPLEXDUPLEXDUPLEXDUPLEXDUPLEXDUPLEXDUPLEX
ADN /ADNADN /ADNADN /ADNADN /ADNADN /ADNADN /ADNADN /ADNADN /ADN
DENATURAREDENATURAREDENATURAREDENATURARE RENATURARERENATURARERENATURARERENATURARE
ARNARNARNARN
DENATURARE;DENATURARE;DENATURARE;DENATURARE;
AdaugareAdaugareAdaugareAdaugare de ARNde ARNde ARNde ARN
RENATURARERENATURARERENATURARERENATURARE
10
HETEROHETEROHETEROHETEROHETEROHETEROHETEROHETERO--------DUPLEXDUPLEXDUPLEXDUPLEXDUPLEXDUPLEXDUPLEXDUPLEX
ADN /ARNADN /ARNADN /ARNADN /ARNADN /ARNADN /ARNADN /ARNADN /ARN
GENETICA MD CURS 3 - A nu se copia sau distribui fara copyright
1.Dimensiune:
~16,6Kb;
2.Numar molecule:
ADNADN--ulul mitocondrialmitocondrial umanuman ((ADNmtADNmt) )
2.Numar molecule:
100 – 10.000 copii/celula;
3.Structura:
dublu-catenar, cu diferente de densitateintre cele doua catene; catena grea(H=heavy) bogata in guanina si catena usoara (L=light) bogata in citozina.
11GENETICA MD CURS 3 - A nu se copia sau distribui fara copyright
ARNADN
NUCLEOTIDE
RIBOZA
Baza
Grup fosfat
DEZOXI-RIBOZA
Baza
Grup fosfat
Pirimidine PurinePurinePirimidine
ARNARN--acidulacidul ribonucleicribonucleic
12
BAZE
POLINUCLEOTIDE
SURSA:http://www.phschool.com/science/biology_place/biocoach/bioprop/rna.html
GENETICA MD CURS 3 - A nu se copia sau distribui fara copyright
COMPONENTE STRUCTURALE ALE ADN si ARN
ExclusivExclusivExclusivExclusiv in ADNin ADNin ADNin ADN ExclusivExclusivExclusivExclusiv in ARNin ARNin ARNin ARNADN si ARN
ADN versus ARNADN versus ARN
13
TIMINATIMINATIMINATIMINA ADENINAADENINAADENINAADENINA GUANINAGUANINAGUANINAGUANINA CITOZINACITOZINACITOZINACITOZINA URACILURACILURACILURACIL
DEZOXIRIBOZADEZOXIRIBOZADEZOXIRIBOZADEZOXIRIBOZA
GRUP FOSFATGRUP FOSFATGRUP FOSFATGRUP FOSFAT
RIBOZARIBOZARIBOZARIBOZA
GENETICA MD CURS 3 - A nu se copia sau distribui fara copyright
DEFINITIE:
setul de transcripte, molecule de
ARN codante si
ARN necodant (ARNnc)
- molecule functionale netranslate in proteine
- Reprezinta 4/5 din transcriptom
1. 1. 1. 1. ImplicatImplicatImplicatImplicat in in in in sintezasintezasintezasinteza de de de de proteineproteineproteineproteine
TRANSCRIPTOM TRANSCRIPTOM –– ARNARN--omulomul
ARN codante sinecodante,
produse intr-o celula /
tesut / organ, intr-un anumitmoment;
reflecta genelecare sunt
exprimate in acel moment.
( ( ( ( ARNrARNrARNrARNr, , , , ARNtARNtARNtARNt))))
2. 2. 2. 2. ImplicatImplicatImplicatImplicat in in in in procesareaprocesareaprocesareaprocesarea postpostpostpost----transcriptionalatranscriptionalatranscriptionalatranscriptionala sausausausau replicareareplicareareplicareareplicarea ADN ADN ADN ADN (ARN(ARN(ARN(ARN----telomerazatelomerazatelomerazatelomeraza))))
3. 3. 3. 3. ImplicatImplicatImplicatImplicat in in in in reglarereglarereglarereglare genicagenicagenicagenica((((microARNmicroARNmicroARNmicroARN sausausausau ARNmiARNmiARNmiARNmi, ARN , ARN , ARN , ARN interferentinterferentinterferentinterferent micmicmicmic sausausausau ARNsiARNsiARNsiARNsi, ARN , ARN , ARN , ARN antisensantisensantisensantisens sausausausau ARNaARNaARNaARNa))))
14GENETICA MD CURS 3 - A nu se copia sau distribui fara copyright
TIPULTIPULTIPULTIPUL DE ARNDE ARNDE ARNDE ARNLOCULLOCULLOCULLOCUL
undeundeundeunde isiisiisiisi indeplinesteindeplinesteindeplinesteindeplineste functiafunctiafunctiafunctia
in in in in celulacelulacelulacelulaFUNCTIEFUNCTIEFUNCTIEFUNCTIE
ARN mesager (ARNm) Nucleu si citoplasmaTranscriptie – translatiePurtator al mesajului genetic al uneigene ADN din nucleu in citoplasma
ARN ribozomal (ARNr) CitoplasmaTranslatieComponent structural si functional al
LOCALIZARE SI FUNCTII IN CELULA EUCARIOTA* Toate tipurile de ARN sunt transcrise in nucleu
ARNARN--urileurile CELULARECELULARE
15
ARN ribozomal (ARNr) Citoplasma Component structural si functional al ribozomilor (sinteza proteica)
ARN de transfer (ARNt) CitoplasmaTranslatieTransportul aminoac. din citoplasma la ribozomi (sinteza proteica)
ARN nuclear mic (ARNsn) Nucleu MatisarePrelucrarea ARNm precursor
ARN nucleolar mic (ARNsno) Nucleu Modificarea ARN-urilorBiogeneza si maturarea ARNr si ARNt
micro ARN (ARNmi) Citoplasma Reglare genicaInhiba translatia ARNm saudegradeaza ARNm
ARN interferent mic (ARNsi) Citoplasma Reglare genicaDegradarea ARN
GENETICA MD CURS 3 - A nu se copia sau distribui fara copyright
GENE ARNr GENE ARNtGENE pt. sintezaproteinelor
T
R
A
N
S
C
R
I
ARNr ARNt ARNm
ADN ADN
SINTEZA TIPURILOR MAJORE DE ARN CELULARSINTEZA TIPURILOR MAJORE DE ARN CELULAR
16
I
P
T
I
E
ARNr ARNt ARNm
NUCLEU
CITOPLASMA
LANT POLIPEPTIDIC
T
R
A
N
S
L
A
T
I
E
GENETICA MD CURS 3 - A nu se copia sau distribui fara copyright
Ribonucleotide
ARN polimeraza ADN-catena 5’ – 3’
SINTEZA ARN (SINTEZA ARN (transcriptietranscriptie))
17
Directia transcriptiei
ARNARN
MATRITA
ADN-catena 3’ – 5’
GENETICA MD CURS 3 - A nu se copia sau distribui fara copyright
PURTATOR DE MESAJ PURTATOR DE MESAJ PURTATOR DE MESAJ PURTATOR DE MESAJ GENETIC :GENETIC :GENETIC :GENETIC :
---- esteesteesteeste prelucratprelucratprelucratprelucrat
ARNmARNm--acidulacidul ribonucleic ribonucleic mesagermesager
---- ((((transportatransportatransportatransportainformatiainformatiainformatiainformatiageneticageneticageneticagenetica))))
---- se se se se sintetizeazasintetizeazasintetizeazasintetizeazain in in in nucleunucleunucleunucleu sub sub sub sub forma forma forma forma ARNhnARNhnARNhnARNhn....
---- esteesteesteeste prelucratprelucratprelucratprelucratpostpostpostpost----
transcriptional, transcriptional, transcriptional, transcriptional, MATISARE.MATISARE.MATISARE.MATISARE.
---- se se se se formeazaformeazaformeazaformeazaARNmARNmARNmARNm maturmaturmaturmatur
---- trecetrecetrecetrece din din din din nucleunucleunucleunucleuin in in in citoplasmacitoplasmacitoplasmacitoplasma
undeundeundeunde participaparticipaparticipaparticipa la la la la sintezasintezasintezasinteza proteicaproteicaproteicaproteica....
18GENETICA MD CURS 3 - A nu se copia sau distribui fara copyright
MonocatenarMonocatenarMonocatenarMonocatenar, cu , cu , cu , cu regiuniregiuniregiuniregiuni bicatenarebicatenarebicatenarebicatenare. . . .
LocalizatLocalizatLocalizatLocalizat in in in in nucleolnucleolnucleolnucleol((((locullocullocullocul de de de de sintezasintezasintezasinteza sisisisi
Punti de hidrogen
ARNrARNr--acidulacidul ribonucleic ribonucleic ribozomalribozomal
((((locullocullocullocul de de de de sintezasintezasintezasinteza sisisisiasamblareasamblareasamblareasamblare al al al al subunitatilorsubunitatilorsubunitatilorsubunitatilor ).).).).
RolRolRolRol in in in in translatietranslatietranslatietranslatie. . . .
19
Coloana fosfoglucidica
Baze azotate
GENETICA MD CURS 3 - A nu se copia sau distribui fara copyright
ARNr proteine subunitateRibozomiasamblati
PROCARIOT
EUCARIOTE
TE
20GENETICA MD CURS 3 - A nu se copia sau distribui fara copyright
----
---- micropolimermicropolimermicropolimermicropolimer,,,,
monocatenarmonocatenarmonocatenarmonocatenar, cu , cu , cu , cu regiuniregiuniregiuniregiuni bicatenarebicatenarebicatenarebicatenare, , , , adoptaadoptaadoptaadopta forma forma forma forma litereilitereilitereiliterei
alpha.alpha.alpha.alpha.
---- CCA CCA CCA CCA –––– loc de loc de loc de loc de legarelegarelegarelegare al al al al
aminoaciziloraminoaciziloraminoaciziloraminoacizilor....
---- anticodonanticodonanticodonanticodon: : : : complemcomplemcomplemcomplem. . . . unuiunuiunuiunui
ModelulModelulModelulModelul molecular molecular molecular molecular 3D al 3D al 3D al 3D al ARNtARNtARNtARNt
DiagramaDiagramaDiagramaDiagrama structuriistructuriistructuriistructurii ARNtARNtARNtARNt
Loc de legareal aac.
ARNtARNt--acidulacidul ribonucleic de transferribonucleic de transfer
complemcomplemcomplemcomplem. . . . unuiunuiunuiunuicodoncodoncodoncodon ARNmARNmARNmARNm, , , , rolrolrolrol in in in in translatietranslatietranslatietranslatie....
21
Regiunibicatenare
al aac. Brat acceptor
Anticodon
Brat DHU
Bazerare
Brat TψψψψC
GENETICA MD CURS 3 - A nu se copia sau distribui fara copyright
ARNtARNt--acidulacidul ribonucleic de transferribonucleic de transfer
ARNm
22GENETICA MD CURS 3 - A nu se copia sau distribui fara copyright
SinonimeSinonimeSinonimeSinonime: : : :
REPLICAREA REPLICAREA moleculeimoleculei ADNADN
23
DuplicatiaDuplicatiaDuplicatiaDuplicatiaADNADNADNADN
BiosintezaBiosintezaBiosintezaBiosinteza sausausausausintezasintezasintezasinteza ADNADNADNADN
GENETICA MD CURS 3 - A nu se copia sau distribui fara copyright
REPLICAREA REPLICAREA moleculeimoleculei ADNADN
24
DEFINITIE:DEFINITIE:DEFINITIE:DEFINITIE:
ProcesulProcesulProcesulProcesul prinprinprinprin care care care care esteesteesteeste duplicataduplicataduplicataduplicata
moleculamoleculamoleculamolecula de ADN de ADN de ADN de ADN bicatenarabicatenarabicatenarabicatenara....
GENETICA MD CURS 3 - A nu se copia sau distribui fara copyright
MITOZAMITOZAMITOZAMITOZADiviziuneDiviziuneDiviziuneDiviziune celularacelularacelularacelulara
CrestereCrestereCrestereCrestere celularacelularacelularacelularaPregatireaPregatireaPregatireaPregatirea
DIVIZIUNII DIVIZIUNII DIVIZIUNII DIVIZIUNII celularecelularecelularecelulare
2C 2C 2C 2C
ADNADNADNADN
4C 4C 4C 4C
ADNADNADNADN
REPLICAREA ADN REPLICAREA ADN sisi CICLUL CELULARCICLUL CELULAR
25
REPLICAREA ADNREPLICAREA ADNREPLICAREA ADNREPLICAREA ADN
18 18 18 18 ----24 24 24 24
OREOREOREORE
CrestereCrestereCrestereCrestere celularacelularacelularacelularaPregatireaPregatireaPregatireaPregatirea
REPLICARII ADNREPLICARII ADNREPLICARII ADNREPLICARII ADN
4C 4C 4C 4C
ADNADNADNADN
2C 2C 2C 2C
ADNADNADNADN
GENETICA MD CURS 3 - A nu se copia sau distribui fara copyright
ModelulModelulModelulModelulCONSERVATIVCONSERVATIVCONSERVATIVCONSERVATIV
MODELE TEORETICE DE REPLICARE MODELE TEORETICE DE REPLICARE A A MOLECULEIMOLECULEI ADN EK ADN EK
26
ModelulModelulModelulModelulDISPERSIVDISPERSIVDISPERSIVDISPERSIV
ModelulModelulModelulModelulSEMICONSERVATIVSEMICONSERVATIVSEMICONSERVATIVSEMICONSERVATIV
GENETICA MD CURS 3 - A nu se copia sau distribui fara copyright
Molec.ADN Molec.ADN Molec.ADN Molec.ADN inainteinainteinainteinainte de REPLICAREde REPLICAREde REPLICAREde REPLICARE DupaDupaDupaDupa prima REPLICAREprima REPLICAREprima REPLICAREprima REPLICAREModel Model Model Model semiconservativsemiconservativsemiconservativsemiconservativ
Molec.ADN Molec.ADN Molec.ADN Molec.ADN inainteinainteinainteinainte de REPLICAREde REPLICAREde REPLICAREde REPLICARE
IPOTEZE (MODELE TEORETICE) DE REPLICARE A IPOTEZE (MODELE TEORETICE) DE REPLICARE A MOLECULEI ADN MOLECULEI ADN EkEk
27
Model Model Model Model conservativconservativconservativconservativ
Model Model Model Model dispersivdispersivdispersivdispersiv
GENETICA MD CURS 3 - A nu se copia sau distribui fara copyright
Molec.ADN Molec.ADN Molec.ADN Molec.ADN inainteinainteinainteinainte de REPLICAREde REPLICAREde REPLICAREde REPLICARE
IPOTEZE (MODELE TEORETICE) DE REPLICARE A IPOTEZE (MODELE TEORETICE) DE REPLICARE A MOLECULEI ADN MOLECULEI ADN EkEk
Model Model Model Model conservativconservativconservativconservativ Model Model Model Model dispersivdispersivdispersivdispersiv Model Model Model Model semiconservativsemiconservativsemiconservativsemiconservativ
28
prima prima prima prima
REPLICAREREPLICAREREPLICAREREPLICARE
a a a a douadouadouadoua
REPLICAREREPLICAREREPLICAREREPLICARE
GENETICA MD CURS 3 - A nu se copia sau distribui fara copyright
Au Au experimentatexperimentat pepe Escherichia coliEscherichia coli
EXPERIMENTUL LUI EXPERIMENTUL LUI MESELSON & STAHL, 1958MESELSON & STAHL, 1958
29GENETICA MD CURS 3 - A nu se copia sau distribui fara copyright
ETAPE:ETAPE:ETAPE:ETAPE:
Au Au Au Au crescutcrescutcrescutcrescut bacteriilebacteriilebacteriilebacteriile pepepepeun un un un mediumediumediumediu de de de de culturaculturaculturacultura cu cu cu cu NH4Cl in care NH4Cl in care NH4Cl in care NH4Cl in care azotulazotulazotulazotul era era era era marcatmarcatmarcatmarcat cu cu cu cu 15151515N (N (N (N (izotopulizotopulizotopulizotopulgreugreugreugreu sisisisi stabilstabilstabilstabil al al al al azotuluiazotuluiazotuluiazotului).).).).
DupaDupaDupaDupa maimaimaimai multemultemultemulte generatiigeneratiigeneratiigeneratii, , , , bacteriilebacteriilebacteriilebacteriile devindevindevindevin maimaimaimai
dense.dense.dense.dense.
EXPERIMENTUL LUI MESELSON & STAHLEXPERIMENTUL LUI MESELSON & STAHL
30
PrinPrinPrinPrin centrifugarecentrifugarecentrifugarecentrifugare se se se se separaseparaseparasepara 15151515N de N de N de N de 14141414N.N.N.N.
ExtragExtragExtragExtrag ADNADNADNADN----ulululul bacteriilorbacteriilorbacteriilorbacteriilorsisisisi ilililil centrifugheazacentrifugheazacentrifugheazacentrifugheaza....
DupaDupaDupaDupa maimaimaimai multemultemultemulte generatiigeneratiigeneratiigeneratiitrectrectrectrec bacteriilebacteriilebacteriilebacteriile pepepepe un un un un mediumediumediumediu cu cu cu cu azotazotazotazot normal normal normal normal
((((14141414N).N).N).N).
La La La La intervaleintervaleintervaleintervale de de de de timptimptimptimp, 20’, 20’, 20’, 20’----30’, se 30’, se 30’, se 30’, se extrageextrageextrageextrage ADN ADN ADN ADN sisisisi se se se se separaseparaseparasepara prinprinprinprin centrifugarecentrifugarecentrifugarecentrifugare....
GENETICA MD CURS 3 - A nu se copia sau distribui fara copyright
Mediu de cultura
cu 15N
Transfer pe un
mediu cu 14N si
REPLICARE
REPLICARE in
mediu cu 14N
CENTRIFUGARE CENTRIFUGARE CENTRIFUGARE
14N
15N
EXPERIMENTUL LUI MESELSON & STAHLEXPERIMENTUL LUI MESELSON & STAHL
31
15N
ADN initial
Catena
VECHE
Catena
NOUA
INTERPRETAREA REZULTATELOR
GENETICA MD CURS 3 - A nu se copia sau distribui fara copyright
METODA
REZULTATE
Extractie
ADN
Extractie ADN
dupa 20’ dupa 40’
ADN se replica semiconservativ sau prin alte modele?
EXPERIMENTUL LUI MESELSON & STAHLEXPERIMENTUL LUI MESELSON & STAHL
32
REZULTATE
INTERPRETARE
Concluzie: ADN se replica SEMICONSERVATIV
ADN original
ADN usor
ADN intermediar
ADN greu
Prima Prima Prima Prima replicarereplicarereplicarereplicare
A A A A douadouadouadouareplicarereplicarereplicarereplicare
GENETICA MD CURS 3 - A nu se copia sau distribui fara copyright
ADN usor
ADN greu
Solutie
(clorura de
cesiu)
EXPERIMENTUL EXPERIMENTUL EXPERIMENTUL EXPERIMENTUL luiluiluiluiMESELSON&STAHL, MESELSON&STAHL, MESELSON&STAHL, MESELSON&STAHL,
1958195819581958
1) 1) 1) 1) PrinPrinPrinPrin centrifugareacentrifugareacentrifugareacentrifugarea in in in in solutiesolutiesolutiesolutiede CsClde CsClde CsClde CsCl2222 a ADN a ADN a ADN a ADN nemarcatnemarcatnemarcatnemarcatse se se se formeazaformeazaformeazaformeaza o o o o bandabandabandabanda
caracteristicacaracteristicacaracteristicacaracteristica la la la la varfulvarfulvarfulvarful tubuluitubuluitubuluitubuluide de de de centrifugacentrifugacentrifugacentrifuga....
2) 2) 2) 2) PrinPrinPrinPrin centrifugareacentrifugareacentrifugareacentrifugarea in in in in solutiesolutiesolutiesolutiede CsClde CsClde CsClde CsCl2222 a ADN a ADN a ADN a ADN marcatmarcatmarcatmarcat cu cu cu cu 15151515N se N se N se N se formeazaformeazaformeazaformeaza o o o o bandabandabandabanda
caracteristicacaracteristicacaracteristicacaracteristica la la la la bazabazabazabaza tubuluitubuluitubuluitubuluide de de de centrifugacentrifugacentrifugacentrifuga....
ADNintermediar
ADN usor
ADNintermediar
SeparareaSeparareaSeparareaSepararea moleculelormoleculelormoleculelormoleculelorADN ADN ADN ADN prinprinprinprin centrifugarecentrifugarecentrifugarecentrifugare in in in in functiefunctiefunctiefunctie de de de de greutateagreutateagreutateagreutatea lorlorlorlor
molecularamolecularamolecularamoleculara....
3) 3) 3) 3) PrinPrinPrinPrin centrifugareacentrifugareacentrifugareacentrifugarea in in in in solutiesolutiesolutiesolutiede CsClde CsClde CsClde CsCl2222 a ADN a ADN a ADN a ADN hibridhibridhibridhibrid (o (o (o (o catanacatanacatanacatana marcatamarcatamarcatamarcata sisisisi unaunaunauna
nemarcatanemarcatanemarcatanemarcata) se ) se ) se ) se formeazaformeazaformeazaformeaza o o o o bandabandabandabanda cu cu cu cu pozitiepozitiepozitiepozitie intermediaraintermediaraintermediaraintermediara, , , ,
la la la la mijloculmijloculmijloculmijlocul tubuluitubuluitubuluitubului de de de de centrifugacentrifugacentrifugacentrifuga....
4) 4) 4) 4) PrinPrinPrinPrin centrifugareacentrifugareacentrifugareacentrifugarea in in in in solutiesolutiesolutiesolutiede CsClde CsClde CsClde CsCl2222 a a a a moleculelormoleculelormoleculelormoleculelor ADN ADN ADN ADN nemarcatenemarcatenemarcatenemarcate sisisisi hibridehibridehibridehibride se se se se formeazaformeazaformeazaformeaza benzibenzibenzibenzi distinctedistinctedistinctedistinctecaracteristicecaracteristicecaracteristicecaracteristice fiecaruifiecaruifiecaruifiecarui tip de tip de tip de tip de
moleculamoleculamoleculamolecula. . . .
33GENETICA MD CURS 3 - A nu se copia sau distribui fara copyright
Arthur Arthur Arthur Arthur KORNBERG, KORNBERG, KORNBERG, KORNBERG,
1956195619561956
IzoleazaIzoleazaIzoleazaIzoleaza o o o o enzimaenzimaenzimaenzimanumitanumitanumitanumita
ADN POLIMERAZA:ADN POLIMERAZA:ADN POLIMERAZA:ADN POLIMERAZA:
1) produce 1) produce 1) produce 1) produce elongatiaelongatiaelongatiaelongatia in in in in directiadirectiadirectiadirectia 5’5’5’5’----3’3’3’3’
2) reduce 2) reduce 2) reduce 2) reduce frecventafrecventafrecventafrecventa erorilorerorilorerorilorerorilor
(proofreading)(proofreading)(proofreading)(proofreading)
3) 3) 3) 3) excizeazaexcizeazaexcizeazaexcizeaza primerprimerprimerprimer----ulululul ((((actiuneactiuneactiuneactiune
exonucleazicaexonucleazicaexonucleazicaexonucleazica))))
SINTEZA ENZIMATICA A ACIZILOR NUCLEICI SINTEZA ENZIMATICA A ACIZILOR NUCLEICI “IN VITRO”“IN VITRO”
34
numitanumitanumitanumita
ADN POLIMERAZAADN POLIMERAZAADN POLIMERAZAADN POLIMERAZA
din bacteria din bacteria din bacteria din bacteria E.coliE.coliE.coliE.coli
GENETICA MD CURS 3 - A nu se copia sau distribui fara copyright
FAMILIA ADNFAMILIA ADNFAMILIA ADNFAMILIA ADN –––– polimerazelorpolimerazelorpolimerazelorpolimerazelor ((((PolPolPolPol):):):):
- PolPolPolPol αααα are are are are rolrolrolrol de ARN de ARN de ARN de ARN primazaprimazaprimazaprimaza;;;;
- PolPolPolPol ββββ intervineintervineintervineintervine in in in in repararearepararearepararearepararea ADN;ADN;ADN;ADN;
---- PolPolPolPol δδδδ sisisisi εεεε realizeazarealizeazarealizeazarealizeaza elongatiaelongatiaelongatiaelongatia ADN.ADN.ADN.ADN.
ADN POLIMERAZELE la ADN POLIMERAZELE la EkEk::
- familie de proteine cu activitati diferite:
replicarea, repararea si recombinarea ADN.
35
---- PolPolPolPol δδδδ sisisisi εεεε realizeazarealizeazarealizeazarealizeaza elongatiaelongatiaelongatiaelongatia ADN.ADN.ADN.ADN.
1111. . . . PolimerizareaPolimerizareaPolimerizareaPolimerizarea nucleotidelornucleotidelornucleotidelornucleotidelor extinzandextinzandextinzandextinzand catena ADNcatena ADNcatena ADNcatena ADN dardardardar
nu pot nu pot nu pot nu pot initiainitiainitiainitia sintezasintezasintezasinteza uneiuneiuneiunei catenecatenecatenecatene....
2. Reduce 2. Reduce 2. Reduce 2. Reduce frecventafrecventafrecventafrecventa erorilorerorilorerorilorerorilor de de de de replicarereplicarereplicarereplicare ((((autocorectieautocorectieautocorectieautocorectie sausausausau
proofreading)proofreading)proofreading)proofreading) prinprinprinprin verificareaverificareaverificareaverificarea corectitudiniicorectitudiniicorectitudiniicorectitudinii ultimuluiultimuluiultimuluiultimului
nucleotidnucleotidnucleotidnucleotid inseratinseratinseratinserat in in in in timpultimpultimpultimpul replicariireplicariireplicariireplicarii
( ( ( ( activitateactivitateactivitateactivitate exonucleazicaexonucleazicaexonucleazicaexonucleazica 3’3’3’3’----5’).5’).5’).5’).
3. 3. 3. 3. CorectareaCorectareaCorectareaCorectarea bazelorbazelorbazelorbazelor modificatemodificatemodificatemodificate sausausausau alteratealteratealteratealterate dupadupadupadupa
replicarereplicarereplicarereplicare prinprinprinprin activitateactivitateactivitateactivitate exonucleazicaexonucleazicaexonucleazicaexonucleazica 5’5’5’5’----3’.3’.3’.3’.
GENETICA MD CURS 3 - A nu se copia sau distribui fara copyright
REPLICAREA ADN “IN VITRO” REPLICAREA ADN “IN VITRO” ––Kornberg,1956Kornberg,1956
36
FolosesteFolosesteFolosesteFoloseste un “un “un “un “sistemsistemsistemsistem celularcelularcelularcelular liberliberliberliber” format din:” format din:” format din:” format din:
1.1.1.1. Catena Catena Catena Catena matritamatritamatritamatrita ((((amorsaamorsaamorsaamorsa) ADN;) ADN;) ADN;) ADN;
2.2.2.2. toatetoatetoatetoate celecelecelecele 4 4 4 4 dezoxiribonucleozidedezoxiribonucleozidedezoxiribonucleozidedezoxiribonucleozide trifosfatetrifosfatetrifosfatetrifosfate ((((dATPdATPdATPdATP, , , , dTTPdTTPdTTPdTTP, , , , dGTPdGTPdGTPdGTP, , , , dCTPdCTPdCTPdCTP););););
3.3.3.3. enzimaenzimaenzimaenzima ADN POLIMERAZA.ADN POLIMERAZA.ADN POLIMERAZA.ADN POLIMERAZA.
GENETICA MD CURS 3 - A nu se copia sau distribui fara copyright
1) 1) 1) 1) EnzimaEnzimaEnzimaEnzima ADN ADN ADN ADN
Reiji si Tsunako OKAZAKI
SINTEZA ADN “ in vivo” SINTEZA ADN “ in vivo” ModelulModelul OKAZAKI (OKAZAKI (1968) 1968) folosestefoloseste E.coliE.coli
37
2) ADN 2) ADN 2) ADN 2) ADN polimerazapolimerazapolimerazapolimerazapermitepermitepermitepermite
polimerizareapolimerizareapolimerizareapolimerizareanucleotidelornucleotidelornucleotidelornucleotidelor numainumainumainumaiin in in in directiadirectiadirectiadirectia 5’ 5’ 5’ 5’ –––– 3’.3’.3’.3’.
1) 1) 1) 1) EnzimaEnzimaEnzimaEnzima ADN ADN ADN ADN polimerazapolimerazapolimerazapolimeraza NUNUNUNU poatepoatepoatepoate
initiainitiainitiainitia sintezasintezasintezasinteza;;;;
ModelulModelulModelulModelul are in are in are in are in vederevederevederevederecaracteristicilecaracteristicilecaracteristicilecaracteristicile
ADN POLIMERAZEI:ADN POLIMERAZEI:ADN POLIMERAZEI:ADN POLIMERAZEI:
GENETICA MD CURS 3 - A nu se copia sau distribui fara copyright
De la ORI De la ORI De la ORI De la ORI celecelecelecele douadouadouadouacatenecatenecatenecatene se se se se separaseparaseparasepara
formandformandformandformand o o o o structurastructurastructurastructura in in in in forma de Y forma de Y forma de Y forma de Y sausausausau
De la ORI De la ORI De la ORI De la ORI replicareareplicareareplicareareplicareaprogreseazaprogreseazaprogreseazaprogreseaza in in in in
ambeleambeleambeleambele directiidirectiidirectiidirectii panapanapanapanacandcandcandcand ADN ADN ADN ADN esteesteesteestecompletcompletcompletcomplet duplicatduplicatduplicatduplicat;;;;
La La La La nivelulnivelulnivelulnivelul ORI se ORI se ORI se ORI se fixeazafixeazafixeazafixeaza pepepepe ADN ADN ADN ADN
proteineleproteineleproteineleproteinele de de de de initiereinitiereinitiereinitierea a a a replicariireplicariireplicariireplicarii;;;;
ReplicareaReplicareaReplicareaReplicarea esteesteesteeste initiatainitiatainitiatainitiataprinprinprinprin aparitiaaparitiaaparitiaaparitia unuiunuiunuiunui
PRIMER;PRIMER;PRIMER;PRIMER;
MECANISMUL MOLECULAR AL REPLICARII ADNMECANISMUL MOLECULAR AL REPLICARII ADN
38
REPLICAREA REPLICAREA REPLICAREA REPLICAREA
ADNADNADNADN
“in vivo”“in vivo”“in vivo”“in vivo”
ProcesulProcesulProcesulProcesul de de de de replicarereplicarereplicarereplicare incepeincepeincepeincepedin din din din punctelepunctelepunctelepunctele de de de de origineorigineorigineorigine a a a a replicariireplicariireplicariireplicarii numitenumitenumitenumite ORI;ORI;ORI;ORI;
forma de Y forma de Y forma de Y forma de Y sausausausaufurculitafurculitafurculitafurculita de de de de replicarereplicarereplicarereplicare;;;;
PRIMER;PRIMER;PRIMER;PRIMER;
ADN ADN ADN ADN polimerazapolimerazapolimerazapolimeraza adaugaadaugaadaugaadauganucleotide la nucleotide la nucleotide la nucleotide la extremitateaextremitateaextremitateaextremitatea3’ OH a primer3’ OH a primer3’ OH a primer3’ OH a primer----uluiuluiuluiului. . . .
GENETICA MD CURS 3 - A nu se copia sau distribui fara copyright
FURCA DE REPLICAREFURCA DE REPLICAREFURCA DE REPLICAREFURCA DE REPLICARE
CATENA ADN CATENA ADN CATENA ADN CATENA ADN
AMORSAAMORSAAMORSAAMORSA
MODELUL REPLICARII ADNMODELUL REPLICARII ADN
39
FRAGMENTE OKAZAKIFRAGMENTE OKAZAKIFRAGMENTE OKAZAKIFRAGMENTE OKAZAKI
formateformateformateformate pepepepe CATENA INTARZIATACATENA INTARZIATACATENA INTARZIATACATENA INTARZIATA
CATENA AVANSATACATENA AVANSATACATENA AVANSATACATENA AVANSATA
DIRECTIA REPLICARII ADNDIRECTIA REPLICARII ADNDIRECTIA REPLICARII ADNDIRECTIA REPLICARII ADN
CATENA ADN CATENA ADN CATENA ADN CATENA ADN
AMORSAAMORSAAMORSAAMORSA
GENETICA MD CURS 3 - A nu se copia sau distribui fara copyright
( la ( la ( la ( la EkEkEkEk are are are are intreintreintreintre 100 100 100 100 ––––200 nucleotide 200 nucleotide 200 nucleotide 200 nucleotide fiindfiindfiindfiind ---- scurtascurtascurtascurta secventasecventasecventasecventa ADN ADN ADN ADN sintetizatasintetizatasintetizatasintetizata
FRAGMENT (FRAGMENT (piesapiesa) OKAZAKI) OKAZAKI
40
200 nucleotide 200 nucleotide 200 nucleotide 200 nucleotide fiindfiindfiindfiindde 10X de 10X de 10X de 10X maimaimaimai scurtascurtascurtascurtacomparativcomparativcomparativcomparativ cu cu cu cu piesapiesapiesapiesaOkazaki de la Okazaki de la Okazaki de la Okazaki de la PkPkPkPk).).).).
---- scurtascurtascurtascurta secventasecventasecventasecventa ADN ADN ADN ADN sintetizatasintetizatasintetizatasintetizatapepepepe catena catena catena catena intarziataintarziataintarziataintarziata in in in in timpultimpultimpultimpul
replicariireplicariireplicariireplicarii ADN. ADN. ADN. ADN.
GENETICA MD CURS 3 - A nu se copia sau distribui fara copyright
Pentru ilusrarea experimentelor si a mecanismelormoleculare prezentate s-au preluat imagini din domeniul public (internet).
SURSEhttp://images.google.comwww.google.comhttp://www.juliantrubin.com/bigten/dnaexperiments.htmlhttp://www.juliantrubin.com/bigten/dnaexperiments.htmlhttp://www.juliantrubin.com/bigten/dnaexperiments.htmlhttp://www.juliantrubin.com/bigten/dnaexperiments.html
http://nucleus.cshl.org/CSHLlib/DNAinNY/Case5/Case_5.htmhttp://nucleus.cshl.org/CSHLlib/DNAinNY/Case5/Case_5.htmhttp://nucleus.cshl.org/CSHLlib/DNAinNY/Case5/Case_5.htmhttp://nucleus.cshl.org/CSHLlib/DNAinNY/Case5/Case_5.htm
http://www.allometric.com/tom/courses/bil255/bil255goods/09_dna.htmlhttp://www.allometric.com/tom/courses/bil255/bil255goods/09_dna.htmlhttp://www.allometric.com/tom/courses/bil255/bil255goods/09_dna.htmlhttp://www.allometric.com/tom/courses/bil255/bil255goods/09_dna.html
https://wikispaces.psu.edu/display/230/DNA+and+Chromosomeshttps://wikispaces.psu.edu/display/230/DNA+and+Chromosomeshttps://wikispaces.psu.edu/display/230/DNA+and+Chromosomeshttps://wikispaces.psu.edu/display/230/DNA+and+Chromosomes
https://deltawire.delta.ncsu.edu/aroundhttps://deltawire.delta.ncsu.edu/aroundhttps://deltawire.delta.ncsu.edu/aroundhttps://deltawire.delta.ncsu.edu/around----campus/makingcampus/makingcampus/makingcampus/making----metabolismmetabolismmetabolismmetabolism----easiereasiereasiereasier----totototo----digest/digest/digest/digest/
REFERINTE ELECTRONICE REFERINTE ELECTRONICE
https://deltawire.delta.ncsu.edu/aroundhttps://deltawire.delta.ncsu.edu/aroundhttps://deltawire.delta.ncsu.edu/aroundhttps://deltawire.delta.ncsu.edu/around----campus/makingcampus/makingcampus/makingcampus/making----metabolismmetabolismmetabolismmetabolism----easiereasiereasiereasier----totototo----digest/digest/digest/digest/
http://www.mun.ca/biology/desmid/brian/BIOL2060/BIOL2060http://www.mun.ca/biology/desmid/brian/BIOL2060/BIOL2060http://www.mun.ca/biology/desmid/brian/BIOL2060/BIOL2060http://www.mun.ca/biology/desmid/brian/BIOL2060/BIOL2060----19/CB19.html19/CB19.html19/CB19.html19/CB19.html
Pentru clarificarea unor probleme legate de tematica predata la curs se pot trimite intrebarila adresa:
41
http://www.stolaf.edu/people/giannini/flashanimat/molgenetics/transcription.swf
GENETICA MD CURS 3 - A nu se copia sau distribui fara copyright
NE REVEDEM SAPTAMANA NE REVEDEM SAPTAMANA VIITOARE !VIITOARE !
NE REVEDEM SAPTAMANA NE REVEDEM SAPTAMANA VIITOARE !VIITOARE !VIITOARE !VIITOARE !VIITOARE !VIITOARE !
Luni
11 mar tie