ΑΝΤΙΓΡΑΦΗ

ΤΡΟΠΟΙ ΑΝΤΙΓΡΑΦΗΣ

πατήστε για μεγένθυση

Κατά τον ημισυντηρητικό τρόπο αντιγραφής τα δύο νέα μόρια που δημιουργούνται έχουν ένα κλώνο από το μητρικό μόριο και ένα νεοσυντηθόμενο κλώνο. Έτσι, στο πείραμα με το ραδιενεργό άζωτο θα δούμε μία ζώνη πυκνή και μία πιο αραιή. Στο παρακάτω βίντεο αναλύεται ο τρόπος με τον οποίο οι επιστήμονες κατάλαβαν πως αντιγράφεται το DNA των οργανισμών.

ΠΡΟΚΑΡΥΩΤΙΚΟΙ

πατήστε για μεγένθυση

Στους προκαρυωρικούς οργανισμούς όπου το μόριο είναι κυκλικό, η αντιγραφή ξεκινά από μία θέση έναρξης της αντιγραφής. Στο παρακάτω βίντεο αναλύεται πλήρως ο μηχανισμός αντιγραφής του DNA των προκαρυωτικών οργανισμών

ΕΥΚΑΡΥΩΤΙΚΟΙ

ΕΝΖΥΜΑΤΟΛΟΓΙΑ

DNA ελικάση: αναγνωρίζει τη ΘΕΑ, δεσμεύεται στη ΘΕΑ, διασπά δεσμούς υδρογόνου,κινείται προς τη κατεύθυνση αντιγραφής

Πριμόσωμα : σύμπλεγμα ενζύμων, πολυμερίζει ριβονουκλεοτίδια, δημιουργεί ένα π.τ. στην οδηγό αλυσίδα και αρκετά π.τ. στη συνοδό σε κάθε διχάλα αντιγραφής, μπορεί και τοποθετεί το πρώτο ριβονουκλεοτίδιο

DNA πολυμεράση : πολυμερίζει δεοξυριβονουκλεοτίδια με κατεύθυνση 5-3, αντικαθιστά τα π.τ. με δεοξυριβονουκλεοτίδια, επιδιορθώνει, έχει δράση ενδονουκλεάσης και έξωνουκλεάσης, καταλύει και το σπάσιμο και τη δημιουργία φ.δ.

DNA δεσμάση : καταλύει την δημιουργία φ.δ. , ενώνει τα τμήματα DNA που προκύπτουν κατά την αντιγραφή

Επιδιορθωτικά ένζυμα : καταλύουν και το σπάσιμο και τη δημιουργία φ.δ. , επιδιορθώνουν λάθος τοποθετημένα νουκλεοτίδια

ΚΕΝΤΡΙΚΟ ΔΟΓΜΑ - RNAs

ΜΕΤΑΓΡΑΦΗ

Παρουσίαση μεταγραφής

Video μεταγραφής

Video ωρίμανσης

ΜΕΤΑΦΡΑΣΗ

Παρουσίαση μετάφρασης (1)

Παρουσίαση μετάφρασης (2)

Video μετάφρασης

Ρύθμιση της έκφρασης της γενετικής πληροφορίας

Στη παρακάτω παρουσίαση μπορείτε να δείτε όλους εκείνους τους τρόπους με τους οποίους οι οργανισμοί ρυθμίζουν την έκφραση της γενετικής τους πληροφορίας. Επίσης αναφέρονται και οι λόγοι για τους οποίους συμβαίνει αυτό σε προκαρυωτικούς και ευκαρυωτικούς οργανισμούς

VIDEO με το οπερόνιο της λακτόζης

ΟΡΙΣΜΟΙ

ΑΛΛΗΛΟΥΧΙΕΣ ΛΗΞΗΣ ΤΗΣ ΜΕΤΑΓΡΑΦΗΣ: Ειδικές αλληλουχίες του DNA που έχουν διατηρηθεί σχεδόν ίδιες στην πάροδο της εξέλιξης. Βρίσκονται στο τέλος του κάθε γονιδίου ή οπερονίου και επιτρέπουν την απελευθέρωση του συντιθεμένου RNA και της RNA πολυμεράσης, τερματίζοντας τη μεταγραφή. Δύο μηχανισμοί τερματισμού της μεταγραφής είναι γνωστοί στο E.coli, ενώ για τους ευκαρυωτικούς οργανισμούς λιγότερα πράγματα είναι γνωστά.

ΑΜΕΤΑΦΡΑΣΤΕΣ ΠΕΡΙΟΧΕΣ 5’ ΚΑΙ 3’: Συνιστούν τα δύο ακραία τμήματα ενός mRNA τα οποία δεν μεταφράζονται ωστόσο αν το mRNA προέρχεται από ασυνεχές γονίδιο θεωρείται ότι ανήκουν στα εξώνια. Η 5’ αμετάφραστη περιοχή είναι εκείνο το τμήμα του mRNA που ξεκινά από το 5’ άκρο του και φθάνει μέχρι το κωδικόνιο έναρξης της μετάφρασης (AUG), χωρίς να το περιλαμβάνει. Παίζει καθοριστικό ρόλο στην έναρξη της πρωτεϊνοσύνθεσης, καθώς συνίσταται από καθορισμένες αλληλουχίες οι οποίες είναι συμπληρωματικές προς το rRNA που περιέχεται στη μικρή ριβοσωμική υπομονάδα. Έτσι σχηματίζεται, με την προσθήκη και του tRNA που μεταφέρει τη μεθειονίνη, το σύμπλοκο έναρξης της πρωτεϊνοσύνθεσης. Η 3’ αμετάφραστη περιοχή είναι το τμήμα του mRNA που ξεκινά από το κωδικόνιο λήξης και φθάνει μέχρι το 3’ άκρο του μορίου. Καθώς περιλαμβάνει το κωδικώνιο λήξης, παίρνει μέρος στις διαδικασίες λήξης της πρωτεϊνοσύνθεσης ενώ παίζει σημαντικό ρόλο και στη διάρκεια ζωής του mRNA στο κυτταρόπλασμα. Το τμήμα του mRNA που παρεμβάλλεται μεταξύ της 5’ και 3’ αμετάφραστης περιοχής, δηλαδή αυτό που ξεκινά από το κωδικόνιο έναρξης και φτάνει (χωρίς να το συμπεριλαμβάνει) μέχρι το κωδικόνιο λήξης, ονομάζεται ανοιχτό πλαίσιο ανάγνωσης. Το ανοιχτό πλαίσιο ανάγνωσης είναι το τμήμα ενός mRNA που αποτελεί την κωδική περιοχή του. Οι όροι «5’ και 3’ αμετάφραση περιοχή» καθώς και «ανοιχτό πλαίδιο ανάγνωσης» χρησιμοποιούνται όχι μόνο για το mRNA αλλά και για τις αντίστοιχες περιοχές του γονιδίου, στο DNA.

ΚΥΤΤΑΡΙΚΟ ΕΚΧΥΛΙΣΜΑ: Αν με ήπιο τρόπο καταστρέψουμε τις μεμβράνες ενός πληθυσμού κυττάρων, θα ελευθερώσουμε το κυτταρικό περιεχόμενο διατηρώντας, στις περισσότερες περιπτώσεις, τους βιοχημικούς του παράγοντες σε λειτουργική κατάσταση. Το ετερογενές μείγμα που θα προκύψει, ονομάζεται κυτταρικό εκχύλισμα και περιέχει μεταξύ άλλων ριβοσώματα, αμινοξέα, tRNA και ότι γενικά χρειάζεται για τη διαδικασία της μετάφρασης. Δεδομένου ότι ο γενετικός κώδικας είναι (σχεδόν) καθολικός, το mRNA ενός οποιουδήποτε οργανισμού, αν μεταφραστεί σε κυτταρικό εκχύλισμα προερχόμενο από ζωϊκά, φυτικά ή βακτηριακά κύτταρα, θα καθοδηγήσει τη σύνθεση του ίδιου πάντα πολυπεπτιδίου. Ωστόσο, εάν το mRNA προέρχεται από ευκαρυωτικό κύτταρο και μεταφράζεται σε βακτηριακό εκχύλισμα, θα πρέπει να είναι ώριμο. Αυτό διότι το βακτηριακό κύτταρο δεν διαθέτει τους μηχανισμούς ωρίμανσης του mRNA που συναντάμε στα ευκαρυωτικά κύτταρα.

ΚΩΔΙΚΟΝΙΑ: Είναι οι 64 διαφορετικές τριπλέτες ριβονουκλεοτιδίων στο ώριμο mRNA ή δεοξυριβονουκλεοτιδίων στο γονίδιο που η καθεμία κωδικοποιεί σύμφωνα με τον γενετικό κώδικα την προσθήκη συγκεκριμένου αμινοξέος (ενός από τα 20 διαφορετικά) ή την λήξη της μετάφρασης κατά τη σύνθεση μιας πολυπεπτιδικής αλυσίδας. Υπάρχουν 61 κωδικόνια που κωδικοποιούν για τα 20 αμινοξέα, συμπεριλαμβανομένου του κωδικονίου έναρξης AUG το οποίο ταυτόχρονα κωδικοποιεί για την μεθειονίνη. Τα κωδικόνια UAG, UGA, UAA δεν αντιστοιχούν σε κανένα αμινοξύ και λειτουργούν ως σήματα που καθορίζουν τον τερματισμό της πρωτεϊνοσύνθεσης. Τα κωδικόνια αναγράφονται πάντα με φορά 5’ → 3’.

ΜΕΤΑΒΟΛΙΚΟ ΜΟΝΟΠΑΤΙ ή ΜΕΤΑΒΟΛΙΚΗ ΟΔΟΣ: Είναι το σύνολο των διαδοχικών βιοχημικών αντιδράσεων, η καθεμία από τις οποίες καταλύεται από ένα διαφορετικό πιθανόν ένζυμο. Οι αντιδράσεις αυτές επιτελούνται από τα κύτταρα προκειμένου να διασπάσει (αποικοδομήσει) μια συγκεκριμένη σύνθετη ένωση σε απλούστερη ή να βιοσυνθέσει μια δεδομένη πολύπλοκη ένωση από απλούστερα μόρια. Ο μεταβολισμός ενός κυττάρου συνίσταται από πολλές διαφορετικές μεταβολικές οδούς.

ΜΕΤΑΓΡΑΦΙΚΟΙ ΠΑΡΑΓΟΝΤΕΣ: Πρωτεϊνες (ένζυμα) που διευκολύνουν την πρόσδεση της RNA πολυμεράσης στον υποκινητή του γονιδίου, ώστε να αρχίσει η μεταγραφή. Οι μεταγραφικοί παράγοντες παρουσιάζουν μεγάλη ποικιλομορφία στους ευκαρυωτικούς οργανισμούς. Μόνο όταν ο σωστός συνδυασμός αυτών προσδεθεί στον υποκινητή του γονιδίου, αρχίζει η RNA πολυμεράση τη μεταγραφή του γονιδίου. Οι μεταγραφικοί παράγοντες ρυθμίζουν μαζί με τους υποκινητές στους οργανισμούς, τη γονιδιακή έκφραση σε επίπεδο μεταγραφής.

ΠΑΡΑΓΟΝΤΑΣ ΑΠΕΛΕΥΘΕΡΩΣΗΣ: Η πρωτεϊνη που τοποθετείται στη θέση Α του ριβοσώματος, μόλις αυτό συναντήσει κωδικόνιο λήξης, προκαλεί την απόσπαση του ολοκληρωμένου πλέον πολυπεπτιδίου από το τελευταίο tRNA και την απελευθέρωσή του στο κυτταρόπλασμα. Παράλληλα, διαχωρίζονται οι δύο ριβοσωμικές υπομονάδες και αποσπώνται από το mRNA.

ΦΟΡΤΙΣΜΕΝΟ RNA: Έτσι χαρακτηρίζεται ένα tRNA, όταν είναι συνδεδεμένο με το αμινοξύ για τη μεταφορά του οποίου προορίζεται.