Μάθημα : Διατήρηση και συνέχεια της ζωής - Γ΄ΓΥΜΝΑΣΙΟΥ

ΑΝΤΙΓΡΑΦΗ ΤΟΥ DNA

• Αντιγραφή του DNA: Η σύνθεση 2 πανομοιότυπων μορίων DNA από ένα αρχικό μόριο DNA

• Πού γίνεται; Αφού χρησιμοποιείται ως καλούπι το DNA, όπου υπάρχει DNA: κυρίως στον πυρήνα, στα μιτοχόνδρια και στους χλωροπλάστες

• Πότε και γιατί γίνεται; Πριν τη διαίρεση του κυττάρου, ώστε κάθε νέο κύτταρο να έχει ένα αντίγραφο από κάθε μόριο DNA του αρχικού κυττάρου

• Πώς γίνεται; Με βάση τον κανόνα της συμπληρωματικότητας και με ημισυντηρητικό τρόπο.

Συγκεκριμένα: 

• Ανοίγει η διπλή έλικα με τη βοήθεια ενζύμων

• Κάθε αλυσίδα χρησιμεύει ως καλούπι για τη σύνθεση μιας συμπληρωματικής αλυσίδας. Ετσι, απέναντι από νουκλεοτίδιο με Αδενίνη θα τοποθετηθεί νουκλεοτίδιο με Θυμίνη κι αντίστροφα, ενώ απέναντι από νουκλεοτίδιο με Γουανίνη θα τοποθετηθεί νουκλεοτίδιο με Κυτοσίνη κι αντίστροφα. ( Α<-->Τ  και G<-->C )

• Κάθε νέο μόριο αποτελείται από μια παλιά και μια νέα αλυσίδα (ημισυντηρητικός τρόπος αντιγραφής)

• Αποτέλεσμα αντιγραφής: Η διατήρηση και μεταβίβαση αναλλοίωτης της γενετικής πληροφορίας

ΜΕΤΑΓΡΑΦΗ ΤΟΥ DNA

• Μεταγραφή του DNA: Η σύνθεση ενός μορίου RNA από ένα γονίδιο του DNA

• Πού γίνεται; Όπου υπάρχει DNA, δηλ. σε πυρήνα (κυρίως), σε μιτοχόνδρια και χλωροπλάστες

• Πότε γίνεται; Όταν το κύτταρο χρειάζεται μια πρωτεΐνη

• Γιατί γίνεται; Γιατί το DNA που περιέχει τις οδηγίες για τη σύνθεση της πρωτεΐνης είναι στον πυρήνα και δε μπορεί να μετακινηθεί, ενώ η σύνθεση της πρωτεΐνης γίνεται στα ριβοσώματα, που είναι στο κυτταρόπλασμα. Ετσι φτιάχνεται ένας μεσάζων, το RNA.

• Πώς γίνεται;  

1. Ανοίγει η διπλή έλικα μόνο κατα μήκος του γονιδίου 
2. Μόνο η μία από τις δυο αλυσίδες του DNA χρησιμεύει ως καλούπι για τη σύνθεση μιας συμπληρωματικής αλυσίδας από ριβονουκλεοτίδια 
3. Απέναντι από δεοξυριβονουκλεοτίδιο με Α τοποθετείται ριβονουκλεοτίδιο με U,  

                                   ''                                    με T                   ''                              A        

                                   ''                                    με G                   ''                              C    

                                   ''                                    με C                    ''                             G  

ΔΗΛΑΔΗ:

    4.  Έτσι δημιουργείται ένα αντίγραφο του γονιδίου που μπορεί να βγει από τον πυρήνα, σε αντίθεση με το DNA.

(Με μεταγραφή δημιουργούνται και τα 3 είδη RNA)

ΜΕΤΑΦΡΑΣΗ

• Μετάφραση: Η σύνθεση μιας πρωτεΐνης, ακριβέστερα μιας αλυσίδας αμινοξέων (= πολυπεπτιδικής αλυσίδας), σύμφωνα με τις οδηγίες ενός μορίου mRNA.

• Πού γίνεται; Στα ριβοσώματα. Ριβοσώματα υπάρχουν ελεύθερα στο κυτταρόπλασμα, πάνω στο αδρό ενδοπλασματικό δίκτυο, στα μιτοχόνδρια και στους χλωροπλάστες.

• Πότε γίνεται; Όταν το κύτταρο χρειαζεται μια πρωτεΐνη.

• Γιατί λέγεται μετάφραση; Γιατί από μια "γλώσσα" 4 γραμμάτων στο RNA (A, U, G, C) περνάμε σε μια "γλώσσα" 20 γραμμάτων (των 20 διαφορετικών αμινοξέων).

• Με ποιο "λεξικό" γίνεται η μετάφραση;  Με τον γενετικό κώδικα, δηλ. έναν κώδικα αντιστοίχισης 3 νουκλεοτιδίων του RNA με 1 αμινοξύ στην παραγόμενη πολυπεπτιδική αλυσίδα.

• Πώς γίνεται η μετάφραση;

1. Το ριβόσωμα προσδένεται στο mRNA και το διαβάζει ανα 3 βάσεις.
2. Κάθε τριάδα νουκλεοτιδίων λέγεται κωδικόνιο και αντιστοιχεί σε ένα αμινοξύ, σύμφωνα με τον γενετικό κώδικα.
3. Το κατάλληλο κάθε φορά αμινοξύ μεταφέρεται στο ριβόσωμα από το κατάλληλο μεταφορικό RNA (tRNA), το οποίο tRNA συνδέεται στο κωδικόνιο με μια συμπληρωματική τριάδα νουκλεοτιδίων, το αντικωδικόνιο (πάντα ως πρώτο μπαίνει το αμινοξύ μεθειονίνη που αντιστοιχεί στο κωδικόνιο έναρξης AUG).
4. Τα αμινοξέα που φτάνουν στο ριβόσωμα συνδέονται μεταξύ τους με ισχυρό δεσμό (πεπτιδικός δεσμός)
5. Όταν το ριβόσωμα φτάσει σε μια τριάδα λήξης (κωδικόνιο λήξης), τότε η διαδικασία ολοκληρώνεται και η παραγόμενη αλυσίδα αμινοξέων απελευθερώνεται. Στο κωδικόνιο λήξης δεν αντιστοιχεί αμινοξύ, άρα ούτε tRNA.

Παρακάτω φαίνονται τα 3 είδη RNA και η λειτουργία τους

καθώς και η συνεργασία των 3 ειδών για τη σύνθεση μιας πρωτεΐνης

Μπορείτε να παρακολουθήσετε κι ένα βίντεο πώς από ένα μόριο DNA καταλήγουμε σε πρωτεΐνη.

(Επιλέξτε από τις ρυθμίσεις -γρανάζι- ελληνικούς υπότιτλους)

Οι διαδικασίες της αντιγραφής, της μεταγραφής και της μετάφρασης γίνονται με τη βοήθεια ειδικών ενζύμων (πρωτεΐνες που διευκολύνουν την πραγματοποίηση χημικών αντιδράσεων) και συνοψίζονται στο Κεντρικό Δόγμα της Βιολογίας.

• Κεντρικό Δόγμα της Βιολογίας: Διάγραμμα που συνοψίζει τις διαδικασίες της αντιγραφής, μεταγραφής και μετάφρασης και στο οποίο τα βέλη δείχνουν τη ροή της γενετικής πληροφορίας.
•