Download - Structura acizilor

Transcript

Proiect cofinanţat din Fondul Social European prin Programul Operaţional Sectorial Dezvoltarea Resurselor Umane 2007-2013Axa prioritară 1 „Educaţia şi formarea profesională în sprijinul creşterii economice şi dezvoltării societăţii bazate pe cunoaştere”Domeniul major de intervenţie 1.1 „Acces la educaţie şi formare profesională iniţială de calitate”Titlul proiectului: „TEEN PERFORM - Program inovator de îmbunătăţire a rezultatelor şcolare în învăţământul liceal”Contract număr: POSDRU/153/1.1/S/136612Beneficiar: Inspectoratul Şcolar Judeţean Suceava

DISCIPLINA BIOLOGIEFISA DE LUCRU

Tema: GENETICĂ MOLECULARĂ –Structura si funcțile acizilor nucleiciExpert educație-prof Dan Gheorghe Colegiul,,Alexandru cel Bun,, Gura Humorului, jud.Suceava

COMPOZIȚIA CHIMICĂ A ACIZILOR NUCLEICIAcizii nucleici = substanțe macromoleculare alcătuite din 3 tipuri de substanțe chimice: 1) baze azotate (B.A) - purinice

- pirimidinice2) pentoze – glucide 3) radical fosforicPrincipalele baze azotate din molecula acizilor nucleici (ADN+ARN) sunt:

1. Purinice- adenina (A) - guanina (G)2. Pirimidinice - în ARN - citozina (C)și uracil (U)

- în ADN - citozina (C) și timină (T

Pentoza din - ARN este reprezentată de riboză - ADN este reprezentată de dezoxiriboză

Nucleotida este elementul structural al unui acid nucleic alcătuit din: o bază azotată (purinică/ pirimidinică), o pentoză (glucid) și un radical fosfat.

Baze azotatePentoză RadicalPurinice Pirimidinice

ADN

A, G C, T dezoxiriboză Acid fosforic

ARN A, G C, U riboză Acid fosforic

Schema unei nucleotide

PO4

B.A. 3 Pentoză

5Lanțul polinucleotidic se realizeazăprin legăturile fosfodiesterice careunesc carbonul 5 al unei pentozecu carbonul 3 al pentozei următoare.

Structuraprimarășisecundarăa ADN

ADN se prezintăca o macromolecularăalcatuită din doualanțuripolinucleotidice. La ADN distingemdouăstructuri: 1. structuraprimarăeste o structuramonocatenarășirezultă in urmapolimerizariinucleotidelor. Doua nucleotide alăturate se leagăprinintermediulunui radical fosfatlegăturilesuntfosfodiesterice (5'-3' si, respectiv, 3'-5'), rezultand o catena/lanțnucleotidic. 2. structurasecundarăesteformată din douăcatenepolinucleotidicerăsucite in spiralăuna in jurulceleilalte, formand un dublu helix ce face un turcomplet de 360 grade la fiecare 10 perechi de nucleotide. Dublul helix prezintă o răsucirespredrapta, fiindușorasimetric. Celedouăcatene ale ADN-ului, sunt: - antiparalele(legăturilefosfatsuntîntre 5'-3' și, respectiv, 3'-5') au directiediferită de inaintare.

- complementare(o bazăpurinică se leagă de unapirimidinicăși invers) - legate prinpunti de hidrogende naturaelectrostaticădubleintreadeninasitiminași triple intreguaninășicitozină.

ADN – structurasecundarăStructurabicatenara a ADN-uluiprezintăo mare stabilitatefizică,eaesteasiguratăastfel: peverticală

de punțilefosfodiestericeintracatenareiarpeorizontală de punțilede hidrogenintercatenare.Proprietățile ADN:

o denaturarea - prinincălzireauneisolutii din ADN (90 grade) legăturile de

hidrogendintreceledouăcatenecomplementare se rup, rezultand ADN monocatenar, denaturat. Dacăsoluțiaesteracităbruscceledouacatenenu se maireunesc, rezultand ADN monocatenar.

o renaturarea - reprezintăcapacitateacatenelorcomplementare de a reface dublul helix. Procesul

are locprintr-o răciretreptată, care permiterefacereapuntilor de hidrogenșireasociereacatenelor,rezultand ADN bicatenar. Amestecandcatene de AND diferite se pot forma hibrizimoleculari, procentul de renaturarefiind cu atatmai mare cu câtspeciilesuntmaiinrudite genetic.

o replicarea-estefuncțiaautocatalitică a materialului genetic și are loc in timpulfazei de sintezaa

cicluluicelular, candcelula se pregatește de diviziune. Se realizeazădupămodelulsemiconservativși se incheie cu dublareacantității de ADN. Cromozomiidevinastfelbicromatidici, fiindformati din doua macromolecule de ADN.

ReplicareaADN

Structurașitipuri de ARNARN (acid ribonucleic) este o substantămacromolecularăavand

ostructurăprimară,monocatenară, in locultiminei se aflauracilul, iar in loculdezoxiribozei se aflăriboza.

ARN cu câtestemai lung cu atatstabilitateascade;ARN se produce printranscripție de pe o catena de ADNavand la

bazacomplementaritateabazelorazotate;ARN polimerazaesteenzimaceintervineîntranscripție .

Tipuri de ARN:

ARN - celular

ARN-viral :-constituiematerialul genetic al ribovirusurilor;-estemonocatenar,mairarbicatenar;-marimeașimasasuntdependente de cantitatea de informațiegeneticăpe care o posedă.

3.ARN-ribozomal (ARNr):-localizat in ribozomiasociat cu proteinele (80-85%);-estesintetizatprintranscripție de peADN;-ribozomul are 2 subunitatiinegale (una mare șiunamică) care pot citiinformația de peARNm;-aici se recunoasteinceputulmoleculei de ARNm(primul codon)

1.ARN-mesager (ARNm):-se află in celuleleprocarioteșieucariote,estemonocatenar;-arerol in transcripție,procesinitiat de enzima ARN-polimeraza;-lungimeaARNmdiferă infuncție de genacopiată, la sfarsitulsintezeiproteiceestedistrusenzimatic.-reprezintă 5% din total ARN

2.ARN-de transport (ARNt):-transportăaminoacizii la loculsintezeiproteice,are forma de trifoi. fiindalcatuit din 4 brate ,treibuclesi cu porțiunibicatenare; -are 2 polifuncționali ,unul de care se prindeaminoacidulși al doilea de tip anticodon ,care varecunoaste un codon din ARNm; -recunoasterea codon –anticodon are locperibozomi.-reprezintă 10-15%

Funcțiaautocataliticăsiheterocatalitică

Materialul genetic îndeplineștedouăfuncțiiimportante: - autocatalitică: reprezentată de replicația AND-ului - heterocatalitică: reprezentată de biosintezăproteică. Conform dogmeicentrale a geneticiiinformațiagenetică se reproduce prinreplicațieșiestedecodificatăprintranslațieșitranscripție.

FuncțiaautocataliticăConstăînprocesul de replicare a materialului genetic

fideldupămoledulsemiconservativ. Conform acestui model, are locrupereapunților de hidrogen, rezultând ADN monocatenar. Ulterior, fiecarecatenăserveștedreptmatrițăpentrusintezăuneicatenenoi, surori, atrăgândnucleotidele din citoplasmă, care se vorlegacomplementar de catenelevechi, matrița. Astfel, vorrezultadouă molecule de ADN, fiecareavând o catenăvecheșiunanouă. La eucariote, replicareaîncepesimultanîn mai multeregiunisituatede-alungulmoleculuide ADN, numiteorigini de replicare, pecând la virusurisauprocarioteexistă o singură origine de replicare. Înacestproces, intervin mai multeenzime: helicaza, polimerazele, ligazaStudiulcelular a relevant existențauneianumite constante adinamiciicantității de ADN încelule. Astfel, îninterfază- prima fazăacicluluicelular - existătreiperioade:

Perioada G1 - primulgolsintetic, cantitatea de ADN rămâneconstantă, cromozomii au o singurămoleculă de ADN cudouăcatene - 2C

Perioada S - de sinteză: se replică ADN-ulșirezultăcromozomiicudouămolecule de ADN și 4 cromatide(catene) - 4C

Perioada G2 - al doileagolsinteticunde se prezervăcantitatedublă de ADN (4C)

FuncțiaheterocataliticăConstăînfaptulcămaterialulgenetic are capacitatea de a

determinasinteza de proteine ,cu o anumităsecvență de aminoacizi. Calitatiileființelor vii se întemeiazăînultimaanalizăpedouăentități :

peaceeape care biochimiștii o numescproteinășipeaceeape care geneticienii o numescgenă(ADN).Prima este unitatea de execuțiechimică, care conferăstructurăcorpurilor vii iarce-a de a doua este unitateaereditară care dirijează, înegalămăsură, reproducereauneifuncțiișivariațiaei. Una comandă, cealaltărealizează.

CODUL GENETIC Informațiagenetică se găseșteîn ADN codificatăbiochimic, unitățiile de

codificarepurtândnumele de codoni. Totalitateacodonilorformeazăcodulgenetic, care reprezintăcorespundentanucleotidelordin ADN sau ARNm șisecvențaaminoacizilorînmoleculăproteică, aceastăcorespondențapoartănumele de colinearitate.

Codonul este alcătuitdin 3 moleculealăturate, decicodonulgeneticreprezintă 64 de codoni, adicăcele 4 tipuri de baze azotate luatecâte 3( 4 la a 3 a =64 ). Dincei 64 de codoni, doar 61 au informațiegenetică, restulsuntcodoni STOP ce marcheazăsfârșitulunuimesajgenetic (UAA, UGA, UAG).Codul genetic prezintăurmătoarelecaracteristici :1. Este degenerat, adică mai mulțicodonicodificasintezăaceluiașiaminoacid.

Deoarecenumărul de codonicuinformațieeste de 61, iarnumărulde aminoaciziesențialieste de 20. de exeplu, aminoacidulfenilalanină este codificatde UUU ȘI UUC ;

2. Este fărăvirgulă, adicăîntredoicodonivecini nu existăsemne de punctuație, citireainformațieigeneticefăcându-se înmodcontinuu.

3. Este nesuprapus, adicăceidoicodonivecini nu au nucleotidecomune ; 4. Esteuniversal, adică de la cele mai simple organisme până la cele mai

complexe, aceiașicodonicodificasintezăaceluiașiaminoacid ;

5. Este ambiguu, adică un codon determinăincluderea mai multortipuri de aminoaciziînproteine.

CODUL GENETICAplicații1. Comparațireplicația cu transcripția.2. Completaţi tabelul comparativ pentru ceidoiacizinucleici (ADN și ARN).

Caracteristici A.D.N. A.R.N.Radical fosfatZahărBaze puriniceBaze pirimidiniceLocalizareStructurăSintezaRol

3. Completaţi caracteristicile tipurilor de ARN celular în următorul tabel:

Tipul de ARN

Proporţie Localizare Structură Rol

ARN m

ARN r

ARN t

4. Rezolvați următoareaproblemă.O moleculă de ADN conține 782 de nucleotide, iar 182

dintreeleconținbazăazotatăpurinicăceparticipă la formarea de legăturiduble.Stabilițiurmătoarele:- nr. de nucleotide care conțin guanine, din molecule de ADN;- nr. delegăturidubleși triple din ADN.- nr. decodoni din molecula de ARN mesager.


Top Related