ΑΝΤΙΓΡΑΦΗ Flashcards
ΑΝΤΙΓΡΑΦΗ , ΕΚΦΡΑΣΗ ΚΑΙ ΡΥΘΜΙΣΗ ΤΗΣ ΓΕΝΕΤΙΚΗΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΑΣ (19 cards)
Ημισυντηρητικός τρόπος αντιγραφής
Η διπλή έλικα του DNA ξετυλιγεται και καθε αλυσιδα λειτουργει ως καλουπι για τη συνθεση μιας νεας συμπληρωματικης αλυσιδας. Με τον τροπο αυτο, τα δυο θυγατρικα μορια DNA που προκυπτουν ειναι πανομοιοτυπα τοσο μεταξυ τους οσο και με το μητρικο και καθενα αποτελειται απο μια παλια και μια καινουρια αλυσιδα.
Τι χρειαζεται για να πραγματοποιηθει η διαδικασια της αντιγραφης σε ενα κυτταρο (προκαρυωτικο η ευκαρυωτικο)
1) Ενα εξειδικευμενο οπλοστασιο ενζυμων και αλλων πρωτεινων
2) Το αρχικο (μητρικο) μοριο DNA
3) Ριβονουκλεοτιδια και δεοξυριβονουκλεοτιδια
4) Ενεργεια
Που γινεται η αντιγραφη σε ενα κυτταρο (προκαρυωτικο η ευκαρυωτικο)
Σε ενα προκαρυωτικο κυτταρο, η αντιγραφη του κυριου μοριου DNA και των πλασμιδιων γινεται στο κυτταροπλασμα διοτι δεν υπαρχει πυρηνικη μεμβρανη
Σε ενα ευκαρυωτικο κυτταρο, η αντιγραφη του DNA γινεται στον πυρηνα , στα μιτοχονδρια , και αν ειναι φυτικο και στους χλωροπλαστες , δηλαδη οπου υπαρχει DNA
Ποτε και ποσες φορες μπορει να γινει η αντιγραφη του DNA σε ενα κυτταρο
Σε ενα προκαρυωτικο κυτταρο, το κυριο μοριο DNA αντιγραφεται μια φορα πριν απο τη κυτταρικη διαιρεση , ενω τα πλασμιδια αντιγραφονται πολλες φορες ανεξαρτητα απο το κυριο μοριο DNA
Σε ενα ευκαρυωτικο κυτταρο που προκειται να διαιρεθει το DNA του πυρηνα αντιγραφεται μια φορα στο μεσο της μεσοφασης (φαση S) ενω το μιτοχονδριακο και χλωροπλαστικο DNA αντιγραφονται πολλες φορες (αναλογα με τις αναγκες του κυτταρου) ανεξαρτητα απο την αντιγραφη του DNA του πυρηνα , καθολη τη διαρκεια του κυτταρικου κυκλου
Βιολογικη σημασια της αντιγραφης του DNA
Η διατηρηση και η μεταβιβαση της γενετικης πληροφοριας αναλλοίωτης απο κυτταρο σε κυτταρο και απο οργανισμο σε οργανισμο
Η δημιουργια γενετικης ποικιλοτητας λογω των αλλαγων που μπορει να συμβουν κατα τη διαρκεια της αντιγραφης (μεταλλάξεις)
Ενζυμα της αντιγραφης με τη σειρα που συμμετεχουν
DNA ελικασες, πριμοσωμα, DNA πολυμερασες, DNA δεσμαση , επιδιορθωτικα ενζυμα
ΘΕΑ
Ενα καθορισμενο σημειο στο μοριο του DNA απο το οποιο ξεκινα παντα η αντιγραφη
Ποσες ΘΕΑ σε ενα κυτταρο
Σε ενα προκαρυωτικο κυτταρο στο κυριο μοριο DNA η σε ενα πλασμιδιο ειναι παντοτε μια
Σε ενα ευκαρυωτικο κυτταρο σε καθε μοριο DNA του πυρηνα ειναι πολλες
Πως δημιουργειται μια θηλια αντιγραφης σε καθε ΘΕΑ και πως αυτη μπορει να παρατηρηθει
Με τη βοηθεια ειδικων ενζυμων που ονομαζονται DNA ελικασες σπαζουν αρχικα οι δεσμοι υδρογονου αναμεσα στις 2 αλυσιδες στη ΘΕΑ . Με το τροπο αυτο δημιουργειται μια μικρη θηλια στην αρχη η οποια στην συνεχεια με τις DNA ελικασες αυξανεται ταυτοχρονα και προς τις 2 κατευθυνσεις. Η θηλια μπορει να παρατηρηθει με ηλεκτρονικο μικροσκοπιο
Το DNA των ανωτερων ευκαρυωτικων οργανισμων αντιγραφεται πολυ γρηγορα παροτι ειναι περιπου 1000 φορες μεγαλυτερο απο εκεινο των προκαρυωτικων
Το DNA καθε χρωμοσώματος είναι ένα μακρύ γραμμικό μόριο, το οποίο έχει πολυάριθμες θέσεις έναρξης της αντιγραφής. Έτσι το DNA των ευκαρυωτικών κυττάρων αντιγράφεται ταυτόχρονα από εκατοντάδες σημεία σε όλο το μήκος του και στη συνέχεια τα τμήματα που δημιουργούνται ενώνονται μεταξύ τους. Με αυτό τον τρόπο το DNA των ανώτερων ευκαρυωτικών οργανισμών, παρ’ ότι είναι περίπου 1.000 φορές μεγαλύτερο από των προκαρυωτικών, αντιγράφεται πολύ γρήγορα.
Πως διασφαλιζεται η εκπληκτικη ακριβεια (πιστοτητα) με την οποια αντιγραφεται το DNA
Με την συμπληρωματικοτητα
Με τον επιδιορθωτικο ρολο που εχουν οι DNA πολυμερασες. Τα ενζυμα αυτα επιδιορθωνουν λαθη που συμβαινουν κατα τη διαρκεια της αντιγραφης. Δηλαδη μπορουν να βλεπουν και να απομακρυνουν νουκλεοτιδια που οι ιδιες τοποθετουν κατα παραβαση του κανονα της συμπληρωματικοτητας και να τοποθετουν τα σωστα. Αυτο εχει ως αποτελεσμα μονο ενα νουκλεοτιδιο στα 100.000 να μπορει να ενσωματωθει λαθος.(1 στα 10^5 λαθη)
Με την δραση αλλων ειδικων επιδιορθωτικων ενζυμων. Αυτα μπορουν να επιδιορθωσουν σε μεγαλο ποσοστο τυχον λαθη που δεν επιδιορθωθηκαν απο τις DNA πολυμερασες. Ετσι ο αριθμος των λαθων περιοριζεται στους ευκαρυωτικους οργανισμους στο 1 στα 10^10 !
Πρωταρχικα τμηματα .
Που συντιθενται
Μικρα τμηματα RNA που ειναι συμπληρωματικα προς τις μητρικες αλυσιδες DNA και συντιθενται στις ΘΕΑ.
Ενζυμο υπευθυνο για την συνθεση των πρωταρχικων τμηματων
Το πριμοσωμα , ενα ειδικο συμπλοκο που αποτελειται απο πολλα ενζυμα
Τι εξυπηρετει η συνθεση των πρωταρχικων τμηματων
Την εναρξη της αντιγραφης , διοτι οι DNA πολυμερασες που ειναι τα κυρια ενζυμα της αντιγραφης δεν μπορουν απο μονες τους να την ξεκινησουν αν δεν υπαρχει ελευθερο υδροξυλιο συνδεδεμενο στον 3’ ανθρακα και αλυσιδα καλουπι.
Πως επιμηκυνονται τα πρωταρχικα τμηματα
Με τη δραση των DNA πολυμερασων οι οποιες τοποθετουν και συνδεουν μεταξυ τους με 3’ - 5’ φωσφοδιεστερικο δεσμο συμπληρωματικα δεοξυριβονουκλεοτιδια απεναντι απο τις μητρικες αλυσιδες.
Θεση πρωταρχικων τμηματων στην αλυσιδα που αντιγραφεται συνεχως και στην αλυσιδα που αντιγραφεται ασυνεχως στη ΔΙΧΑΛΑ αντιγραφης
Στη διχαλα αντιγραφης το πρωταρχικο τμημα της αλυσιδας που συντιθεται με συνεχη τροπο ξεκινα ακριβως στη ΘΕΑ ενω το ΠΡΩΤΟ πρωταρχικο τμημα της αλυσιδας που αντιγραφεται με ασυνεχη τροπο δεν ξεκινα ακριβως στη ΘΕΑ αλλα ειναι αυτο που βρισκεται πλησιεστερα σε αυτην.
Ρολος / Δρασεις DNA πολυμερασων στην αντιγραφη του DNA
1) Επιμηκυνουν τα πρωταρχικα τμηματα με κατευθυνση 5’ προς 3’ τοποθετωντας συμπληρωματικα δεοξυριβονουκλεοτιδια απεναντι απο τις μητρικες αλυσιδες του DNA με αποτελεσμα να αρχιζουν να σχηματιζονται τα νεα μορια DNA καθως δημιουργουνται δεσμοι υδρογονου μεταξυ των συμπληρωματικων αζωτουχων βασεων των δεοξυριβονουκλεοτιδιων.
2) Επιδιορθωνουν λαθη που συμβαινουν κατα τη διαρκεια της αντιγραφης αντικαθιστωντας τα λαθος δεοξυριβονουκλεοτιδια που οι ιδιες τοποθετησαν κατα παραβαση του κανονα της συμπληρωματικοτητας , με τα σωστα.
3) Απομακρυνουν τα πρωταρχικα τμηματα RNA και τα αντικαθιστουν με τμηματα DNA διαδικασια που γινεται ΤΑΥΤΟΧΡΟΝΑ με τις δυο προηγουμενες (απομακρυνουν ενα ενα τα ριβονουκλεοτιδια και τα αντικαθιστουν με αντιστοιχα δεοξυριβονουκλεοτιδια)
Γιατι σε καθε διχαλα της θηλιας αντιγραφης η μια αλυσιδα αντιγραφεται συνεχως και η αλλη ασυνεχως
Οι DNA πολυμερασες που ειναι τα κυρια ενζυμα της αντιγραφης, λειτουργουν μονο προς καθορισμενη κατευθυνση και τοποθετουν τα δεοξυριβονουκλεοτιδια στο ελευθερο 3’ υδροξυλικο ακρο της δεοξυριβοζης του τελευταιου νουκλεοτιδιου καθε αναπτυσσομενης αλυσιδας. Δηλαδη η αντιγραφη γινεται παντα με προσανατολισμο 5’ προς 3’ και επομενως καθε ΝΕΟΣΥΝΤΙΘΕΜΕΝΗ αλυσιδα θα εχει προσανατολισμο 5’ προς 3’.
Σε καθε διχαλα αντιγραφης η μητρικη αλυσιδα και η νεοσυντιθεμενη (θυγατρικη) στη διπλη ελικα που σχηματιζεται ειναι μεταξυ τους εκτος απο συμπληρωματικες και αντιπαραλληλες. Για να πραγματοποιηθουν λοιπον τα παραπανω σε ΚΑΘΕ ΔΙΧΑΛΑ αντιγραφης η συνθεση της μιας αλυσιδας γινεται με συνεχη και η συνθεση της αλλης αλυσιδας με ασυνεχη τροπο.
Ρολος DNA δεσμασης στην αντιγραφη του DNA
H DNA δεσμαση συνδεει μεταξυ τους τοσο τα διαδοχικα τμηματα της νεοσυντιθεμενης με ασυνεχη τροπο αλυσιδας , οσο και τα διαφορετικα διαδοχικα τμηματα που προκυπτουν απο τις διαφορετικες ΘΕΑ.
