TOATE REFERATELE - ADAUGA REFERAT

Acizii nucleici - Biologie

              GENETICA este una dintre cele mai tinere ÅŸtiinÅ£e. Actul  ei de naÅŸtere a fost lucrarea lui GREGOR MENDEL “Cercetări asupra hibridări plantelor”.
              GENETICA este o ramură a ÅŸtiinÅ£elor biologice care studiază ereditatea si variabilitatea organismelor vii.
                   
             Rolul ÅŸi structura acizilor nucleici

 

            Misteriosul factor transformator al doctorului GRIFFITH
          
            În 1928, bacteriologul J. Griffith comunica la Cambridge o experienţă extrem de ciudată.
             Lucra de la un timp cu pneumococi, o specie de microbi care provoacă pneumonii la om ÅŸi la animale. El poseda două tipuri de asemenea pneumococi, tipul II ÅŸi III, care se deosebesc între ele prin caracteristici biochimice uÅŸor detectabile. De asemenea, avea unele eprubete cu culturi virulente, care provoacă moartea ÅŸoarecilor folosiÅ£i în experimente, ÅŸi alte eprubete cu culturi de pneumococi „blânzi”, care nu omorau ÅŸoarecii. Pe medii de cultură, pneumococii virulenÅ£i formau colonio mici, netede, de forma „S”(„S” de la smooth=neted). Cei nevirulenÅ£i formau colonii zbârcite la suprafaţă, de forma „R”(rough=aspru).
            Griffith a făcut două suspensii de microbi:
a)    prima conÅ£inea pneumococi II R,nevirulenÅ£i;
b)    a doua conÅ£inea pneumococi III S, virulenÅ£i.
El nu dorea să ucidă animalele, ci să prepare un vaccin. Pentru acestea a
omorât prin căldură microbii din buspensia b. Apoi a inoculat ambele suspensii unui lot de ÅŸoareci albi de laborator ÅŸi a asteptat.
             Spre surprinderea lui Griffith, marea majoritate a ÅŸoarecilor au murit, deÅŸi prima suspensie le asusese microbi vii dar nepericuloÅŸi, iar a doua numai cadavrele microbilor virulenti.
             Contrariat la culme, cercetătorul o repetat experienÅ£a de mai multe ori cu acelaÅŸi rezultat. Pentru a vedea ce microb a omorât soarecii, el a însămânÅ£at pe medii de cultură sânge din cordul ÅŸoarecilor morÅ£i. A constatat că pe medii crescuseră ÅŸi se inmulÅ£iseră pneumococi de tip III S pe care Griffith îi ÅŸtia morÅ£i ÅŸi verificase că sunt morti.
             Singura explicaÅ£ie a fenomenului era că de la cadavrele pneumococilor III S a trecut „ceva” în celulele pneumococilor II R pe care i-a transformat în pneumococi de tip III S.
             Acel „ceva” conÅ£inea informaÅ£ia ereditară care, odată ajunsă în organism, a funcÅ£ionat ÅŸi a fost transmisă urmaÅŸilor.

 

         Acizii nucleici în centrul atenÅ£iei

 

         În 1943 se publică rezultatele unei ezperienÅ£e cruciale în biologie. O.T.Avery,
C.Mc. Leod ÅŸi M.Mc.Carty descoperiseră că ADN extras din pneumococi III S  îi transformă pe pneumococii II R în pneumococi III S, deci, ADN este misteriosul factor transformator al doctorului Griffith.
            Ideea că ADN este purtătorul informaÅ£iei ereditare a fost confirmată de multe alte experienÅ£e de transformare genetică efectuate pe bacterii, plante ÅŸi animale.
            J. Watson ÅŸi F. Crick anunţă în 1953 că au reuÅŸit cu ajutorul razelor Roentgen să descopere structura macromoleculei ADN. Modelul lor este confirmat de M. Wilkins ÅŸi toÅ£i vor fi distinÅŸi cu premiul Nobel pentru medicină ÅŸi biologie(1962).
 
           Structura acizilor nucleici
         
           Acizi nucleici sunt substanÅ£e macromoleculare formate prin înlănÅ£uirea unor molecule de nucleotide. De aceea ei se pot numi ÅŸi polinucleotide.
           Nucleotidele, la rândul lor, sunt alcătuite din:
a)      o bază azotată;
b)      un zahăr;
c)      un radical fosfat;
          Bazele azotate sunt substanÅ£e organice în care atomii de carbon ÅŸi de azot sunt grupaÅ£i în cicluri. Ele sunt de două feluri.
          -bazele purinice au două cicluri condensate, însumând 5 atomi de C ÅŸi 4 de N. Ele sunt: adenina(A) ÅŸi guanina(G), prezente ÅŸi în ADN ÅŸi în ARN
          -bazele primidinice au un singur ciclu cu 4 atomi de C si 2 de N. Ele sunt citozina(C), prezentă ÅŸi în ADN ÅŸi în ARN, timina(T) numai în ADN ÅŸi uracilul(U) numai în ARN.
           Zahărul este un monozaharid cu 5 atomi de C(o pentoză). El dă numele celor două tipuri de acizi nucleici: riboza(R) în ARN ÅŸi dezoxiriboza(D) în ADN.
         Radicalul fosfat(P) formează legături esterice cu pentozele. Legătura se face între al cincelea atom de carbon al unei pentoze ÅŸi al trilea atom de carbon al pentozei următoare legând nucleotidele între ele ÅŸi formând catene(lanÅ£uri) polinucleotidice.
      Cele trei componente se grupează astfel:
                       
                            În ADN:                                       În ARN:
1)   A – D – P                                   1) A – R – P
2)   G – D – P                                   2) G – R - P
3)   C – D – P                                   3)  C – R -P
4)   T – D – P                                   4)  U – R – P

 

   Observăm atunci că există 4 tipuri de nucleotide pentru fiecare tip de
acid nucleic. Ele sunt echivalente cu 4 litere ale unui alfabet. Alinierea lor într-o anumită ordine dă conÅ£inutul informaÅ£iei ereditare. Un alfabet de 4 semne este suficient pentru a stoca o cantitate nelimitată de informaÅ£ie. Se ÅŸtie că limbajul calculatoarelor electronice utilizeaza numai două semne:0 ÅŸi 1. 

 

 

                                    
                                        ADN – spirala vieÅ£ii
      
              Molecula de ADN este formată din două catene polinucleotidice răsucite una în jurul celeilalte în spirală, cu bazele azotate spre interior. Totodată, dacă pe o catenă într-un anumit punct , este adenina, pe catena opusă în dreptul adeninei este timina. Între ele sunt două legături de hidrogen. În dreptul guaninei este citozina, între ele fiind trei legături de de H. Adenina cu timina ÅŸi ganina cu citozina formează perechi, sunt complementare ÅŸi se atrag între ele.
           Privind cu atenÅ£ie schema vieÅ£i veÅ£i observa că legăturile C5’à C3’ au sensuri opuse pe cele două catene(care sunt antiparalele). Acest amănunt este foarte important deoarece informaÅ£ia genetică este lecturată totodată în sensuri C5à C3’.
           În molecula de ADN complementaritatea dintre bazele purinice ÅŸi cele pirimidinice Å£ine cele două catene alăturate, oricât ar fi  ele de lungi. Datorită ei, molecula, este foarte stabilă deÅŸi foarte complexă. De aici rezultă stabilitatea informaÅ£iei eriditare făra de care viaÅ£a ar fi imposibilă. Legăturile de H sunt mai slabe decât cele esterice ÅŸi se rup dacă ADN este încălzit peste 100 grade C(denaturare) rezultând DN monocatenar. Prin răcire treptată, cele două catene se atrag datorită complementarităţii bazelor azotate ÅŸi revin în vechile poziÅ£ii(renaturare). Dacă răcirea este bruscă, ADN rămâne denaturat.
            Amestecând monocatene ADN de origini diferite se formează prin  renaturare parÅ£ială hibrizi moleculari. Pocedeul este folosit de oamenii de stiinţă în studiul relaÅ£iilor filogenetice dintre specii. Speciile înrudite au temperaturi apropiate de denaturare a ADN ÅŸi realizează o renaturare rapidă ÅŸi de mari proporÅ£ii când li se amestecă monocatenele deoarece secvenÅ£ele polinucleotidice sunt identice pe mari proporÅ£i.
               Ereditate nu presupune doar stocarea informaÅ£iei genetice dar ÅŸi transmiterea ei. ADN ca purtător de informaÅ£ie are o proprietate care Å£ine de însăşi esenÅ£a vieÅ£ii: se autocopiază!        
               ReplicaÅ£ia(autocopierea) ADN are loc atunci când o celulă se pregăteÅŸte de diviziune: cantitatea de ADN dublându-se, celulele fiice vor moÅŸteni în mod egal întreaga informaÅŸie genetică de la celula mamă.
             În acest proces intervin mai multe enzime. Una dinte ele este DN polimeraza. Ele acÅ£ionează precum cursorul unui fermoar despărÅ£ind cele două catene. Fiecare catenă atrage acum nucleotide libere care se aflau gata sintetizate în lichidul înconjurător. Datorită complementarităţii, nucleotidele libere se vor organiza formând o catenă nouă pe lânga fiecare din cele două catene vechi(care funcÅ£ionează ca o matriţă). Vor rezulta două molecule bicatenare de ADN, identice cu cea iniÅ£ială, fiecare având o catenă având o catenă veche ÅŸi una nouă sintetizată. Cele două catene ale macromoleculei de ADN nu se separă tot de la începutul replicării. Separarea totală este treptată, pornită fiind din punctul de iniÅ£iere al replicării ÅŸi continuată progresiv spre un punct terminus. Astfel, în plin proces de replicare, macromolecula de ADN capătă forma literei Y. Punctul de ramificare a macromoleculei de ADN se numeÅŸte bifurcaÅ£ie de replicare.
            Înalta fidelitate a replicaÅ£iei ADN asigură transmiterea nealterată a informaÅ£iei genetice de la o genetaÅ£ie de celule la alta, condiÅ£ie esenÅ£ială a continuităţii vieÅ£ii.
                                   

 

 

 

 

 

                             Structura ÅŸi tipurile de ARN

 

               ARN-ul, spre deosebire de ADN, este o macromoleculă alcătuită, de regulă, dintr-o singură catenă polinucleotidică care se formează tot prin legăturile diestericedinte radicalul fosfat ÅŸi pentoză. Moleculele ARN nu pot avea dimensiuni foarte mari deoarece, cu cât creÅŸte numărul nucleotidelor (peste câteva mii ) cu atât stabilitatea moleculei scade.
             Sinteza ARN (transcrierea) se realizează tot pe baza complementarităţii bazelor azotate ca ÅŸi în cazul replicaÅ£iei ARN. Cele două catene ale moleculei ADN se despart pe intervalul care urmează a fi transcris, numai că de data aceasta va acÅ£iona enzima ARN polimeraza. Acum se va transcrie numai una din catene din molecula ADN:catena sens care va servi ca matriţă. Nucleotidele libere care se vor alinia pe baza complementarităţii vor conÅ£ine riboză. În dreptul adeninei de pe catena veche acum se va ataÅŸa uracilul în catena nou sintetizată.
            După formarea catenei, molecula ARN părăseÅŸte locul transcrierii iar catenele ADN revin la poziÅ£ia iniÅ£ială.
          ARN este purtător unic al informaÅ£iei ereditare la virusurile ARN(ribovirusur) ÅŸi la viroizi. AceÅŸtia din urmă au doar o moleculă mică da ARN fără înveliÅŸ proteic. Ei produc unele boli la plante(boala tuberculilor fusiformi la cartofi).
          La restul organismelor, ARN contribuie în diferite moduri la structura si funcÅ£ionarea materialului genetic existând de aceea mai multe tipuri de ARN.
          ARN mesager(ARNm) are rolul de a copia informaÅ£ia genetică dintr-un fragment de ADN ÅŸi de a o aduce, ca pe un mesaj, la locul sintezei proteice. Moleculele sunt todeauna monocatenare ÅŸi au lungimi diferite, în funcÅ£ie de marimea moleculelor care urmează a fi sintetizate.
          ARN ribozomal(ARNr) intră în alcătuirea ribozomilor asociat cu diferite proteine. El este sintetizat tot prin transcrierea din ADN, după care catena ARNn se pliază formând porÅ£iuni bicatenare datorită complementarităţii bazelor azotate. Un ribozom este format din două subunităţi care vor recunoaÅŸte (tot pe baza complementarităţii) ÅŸi vor ataÅŸa într ele nucleotidele de recunoaÅŸtere de la începutul moleculei de ARNm. Ribozomii au fost descoperiÅ£i de savantul George Emil Palade, laureat al premiului Nobel.
         ARN de transfer(ARNt) este specializat pentru aducerea aminoacizilor la locul sintezei proteice. Molecula este formată din 70-90 de nucleotide. Are porÅ£iuni bicatenare care îi dau forma unei frunze de trifoi. Are doi poli funcÅ£ionali:
a)      unul la care se ataÅŸează un anumit aminoacid;
b)       altul care conÅ£ine o secvenţă de 3 nucleotide care recunoaÅŸte o anumită secvenţă a ARNm
unde se ataşează pe baza complementarităţii.
Alte tipuri de ARN intră în constituÅ£ia cromozomilor atât la procariote cât ÅŸi la eucariote

Pentru a vedea tot referatul

CLICK AICI

descarcat de 1170 ori

nota totala 6.16

autor: cmc


Inscriere in newsletter

Referate liceu (1283)

Ultimele cautari