DOGMA CENTRALA

1
DOGMA CENTRALA
2
(No Transcript)
3
Materialul genetic la eucariote
ARN
ADN
4
Materialul genetic la procariote

• ADN este sub forma circulara cromosomul unic
• ADN plasmidic - plasmidele contin 3 200 gene
  optionale

ADN bacterian

ADN plasmidic
5
Importanta plasmidelor

• Vehicule pentru ADN in tehnologia ADN-ului
  recombinant
• Proteine obtinute
• Interferonii sunt proteine secretate de celule
  infectate de virusuri, eliberate in mediul
  inconjurator apara alte celule de invazia virala
• Insulina umana
• Hormonii de crestere umana
• Proteina antihemofilica
• Eritropoetina
• In plasmide sunt gene care dau rezistenta la
  antibiotice

6
Esenta replicarii ADN

• O gena are intre cateva sute pana la cateva mii
  nucleotide
• Nucleotidul ?

7
rest de acid fosforic
nucleotid
Pentoza (dezoxiriboza)
baza azotata
Purinica - adenina - guanina
Pirimidinica - timina -
citozina
8
(No Transcript)
9
(No Transcript)
10
Molecula de ADN
11
Replicarea ADN
12
(No Transcript)
13
(No Transcript)
14
Replicarea la procariote
15
2. Particularitati ale replicarii la eucariote

• Originea furcilor de replicare apar grupe de 20
  80
• Grupele se numesc
• Unitate de replicare (replicon) repliconii se
  activeaza treptat in faza S a ciclului celular
• ADN polimerazele la eucariote sunt diferite de
  cele de la procariote

16
Particularitati ale replicarii la eucariote
ADN
Ochi de replicare
Originea replicarii
ADN nou
repliconi
Estensia repliconilor
ADN replicat
viteza este de 10x mai mica . replicarea pe
fiecare cromosom incepe simultan în mai multe
puncte de origine ( 100) originea furcilor de
replicare apar grupe de 20 80 (repliconi) ADN
polimerazele la eucariote sunt diferite de cele
de la procariote
17
Replicarea ADN se face paralel cu sinteza de
histone
18
Replicarea este conservativa / semiconservativa
19
Etapele experientei lui Meselson si Stahle

• bacteria crescuta mai multe generatii pe mediu cu
  15N
• bacteria crescuta pe mediu cu 14N
• dupa un singur ciclu celular se extrage ADN si se
  entrifugheaza.
• se constata ca sedimenteaza sub ADN cu 15N si
  deasupra ADN cu 14N.

20
(No Transcript)
21
Mutatiile

• modificarea secventei normale a nucleotidelor din
  ADN.
• apar
• spontan
• sau induse de factori mutagen
• au rol
• pozitiv daca se produc la nivel scazut
• negativ daca se produc peste o anumita limita ?
  moarte sau transformare maligna.

22
Tipuri de mutatii

• Punctiforme
• un nucleotid modificat
• Mutatii punctiforme spontane sunt
• deaminarea citozina prin hidroliza trece în
  purina
• În celulele normale existând 100 mutatii / zi.
• depurinarea pierderea unei baze purinice
• În celulele normale peste 5000 mutatii / zi.

23
Agentii mutageni chimici

• agentii alchilanti
• introduc grupari alchil în ADN (metil, etil)
• sunt cancerigeni
• Celulele maligne deoarece au mecanisme
  reparatorii deficitare sunt mult mai sensibile
• Derivatii de nitrozouree sunt folositi în
  tratamentul leucemiilor

24
Substantele care se intercaleaza între benzile de
ADN

• Stabilesc legaturi între puntile de AND
• Bromura de etidium este fluorescenta în UV
• se foloseste la identificarea benzilor de ADN
  electroforeza acizilor nucleici.
• este carcinogena
• Cofeina cancer de cap de pancreas
• Sarurile de platina (cisplatinul) tratamentul
  cancerului testicular
• Psoralenul în tratamentul psoriazisului
• Pe cale orala ajunge în sânge ? piele se expune
  pielea bolnava la UV ? descoamarea pielii.
• Celulele normale au mecanisme reparatorii
• Absenta lor duce la aparitia de boli genetice
  anemia Fanconi caracterizata prin deficite
  imunitare mari
• Poate sa fie însotita de intârzieri în crestere,
  leucemii, cancere.

25
Agentii fizici

• UV leziuni caracteristice dimerului de timina
• Leziunile sunt reparate pe doua cai
• directa printr-o enzima de fotoreactivare când
  zona este recunoscuta, iar enzima desface
  legaturile covalente ? perechile de baze.
• daca dimerul face parte dintr-o zona extinsa
  intervin în ordine
• o endonucleaza taie dimerul
• o exonucleaza - îndeparteaza dimerul
• ADN polimeraza asambleaza un lant nou
• ligaza leaga lantul nou de cel existent
• Daca mecanismele nu functioneaza apare Xeroderma
  Pigmentozum.

26
Radiatiile ionizante (X, ?, ?, ?)

• determina leziuni la nivelul ADN
• ruperea ambelor lanturi
• modificari de baze
• Daca mecanismele sunt deficitare
• Ataxia Teleangiectasia
• boala genetica
• Radiatiile ionizante sunt utilizate în
  tratamentul
• cancerelor
• radioterapie.

27
Inhibitori ai biosintezei ADN

• Antibioticele împiedica dezvoltarea bacteriana
  sau virala
• la nivel molecular
• în doze mici printr-o actiune selectiva
• Ex. inhibitori ai biosintezei ADN
• acidul Nalidixic
• acidul fosfonoacetic inhiba selectiv polimerazele
  ADN viral
• Citostaticele actioneaza pe celula tumorala
• Arabinozincitozina
• Arabinozinadenina
• Neocarcinostatina.

28
Structura ARN
T
29
Structura ARN
30
ADN mARN
31
Fosfor radioactiv
infectare

E-coli
T2
ARN - radioactiv
ADN

ARN
ADN
ARN
ADN
molecula hibrida
32
Trancrierea la procariote
ADN
transcriere
ARN
traducere
proteine
33
Particularitati ale transcrierii la eucariote

• Exista 3 ARN-polimeraze
• ARN-polimeraza II produce toti precursori mARN
• ARN-polimeraza I produce speciile de rARN
• ARN-polimeraza III sintetizeaza
• tARN
• rARN 5S

34
Particularitati ale transcrierii la eucariote -
maturare ARN-ul
exoni
introni
transcriere
5
3
ARN primar
maturarea ARN
7 metilguanozina
100-200 resturi de acid adenilic
mARN
proteine
Genele la eucariote sunt discontinue avand
introni si exoni
35
Transcrierea - aplicatii medicale

• Inhibitori ai transcrierii
• Rifamicina extrasa din Streptomyces
• Rifampicina derivat semisintetic
• Inhiba initierea transcrierii mARN la bacterii
• Actioneaza asupra subunitatii Beta din
  transcriptaza
• Impiedica formarea primei legaturi
  fosfodiesterice
• Actinomicina D
• inhiba in mod specific transcrierea fara a
  inhiba
• replicarea
• biosinteza

36
Traducerea - codul genetic

• Este triplet fiecare aa este codificat de 3
  nucleotide
• codonul este format din 3 nucleotide
• 64 codoni
• 4 elemente (4 baze) luate de 3x (codul genetic
  este triplet)
• 3 codoni au semnificatia de stop sinteza
• 61 codoni codifica 20 aa
• Codul genetic este degenerat
• Un aminoacid este codificat de mai multi codoni
• Codul genetic este universal
• Codonii au aceeasi semnificatie la bacterii,
  plante, om.

37
Traducerea

• Traducerea se efectueaza la nivelul ribosomilor
• 4 baze azotate (patru litere) intr-un limbaj
• 20 amino acizi (douazeci litere)
• Traducerea informatiei genetice codificata in
  gene in lant polipeptidic se face pe baza unui
  cod genetic

38
ribosomii
autasamblareaNomura în 1968
39
Traducerea aplicatii medicale
Antibiotice ce inhiba sinteza proteinelor pot sa
actioneze pe
40
Traducerea aplicatii medicale
Streptomicina interactioneaza cu proteina 12S
determina citirea gresita a mARN Mutatii la
proteina proteina 12S ? rezistenat la
sreptomicina Tetraciclina împiedica legarea
legarea aminoacil-tARN-ului pe ribosom
cloramfenicolul actioneaza pe subunitatea 50 S
(procariote) inhiba peptidiltransferaza
41
Traducerea aplicatii medicale
ciclohexamida actioneaza pe subunitatea 60 S
inhiba peptidiltransferaza
42
Traducerea aplicatii medicale
Puromicina

• structura asemanatoare cu ARNt.
• înseala ribosomul legându-se pe locul A.
• având o legatura NH2 libera activeaza factorul de
  eliberare ? desprinde prematura
• a lantul polipeptidic sub forma de peptidil
  puromicina ? terminare prematura
• a servit la descoperirea locurilor A si B de pe
  ribosomi.

43
Traducerea aplicatii medicale

• Toxina difterica blocheaza faza de elongare la
  eucariote
• Inactiveaza translocaza.

44
Particularitati ale organizarii si exprimarii
materialului genetic la virusuri

• Materialul genetic
• ADN
• ARN depozitar al informatiei genetice (mozaicul
  tutunului)
• Acidul nucleic este imbracat in
• Capsida
• Invelis ce contin lipide si glicoproteine
• Nr de gene este intre 3 si 250

45
Virusurile cu ADN

• Unele virusuri pot avea ADN dublu catenar de
  forma
• lineara
• circulara
• La bacteriofagul lamda forma liniara se schimba
  in forma circulara
• Alte virusuri au lantul de ADN monocatenar (la
  bacteriofagul Ø 174 secventa de ADN este citita
  in doua feluri rezultand 2 proteine)

46
Virusurile cu ARN

• Particularitati de exprimare a materialului
  genetic

47
1. ARN viral functioneaza ca si mARN pt celula
gazda
ARN viral m ARN
traducere
48
2. ARN viral este matrita pentru mARN in celula
gazda
m ARN
transcriere
traducere
ARN
49
3. ARN viral este matrita pentru ADN pentru
celula gazda
50
(No Transcript)
51
Harta genomului virusului HIV
4 proteine mici ce care regleaza
expresia genelor virale
4
1
3
2
3 revers transcriptaza integraza
1 proteinele capsidei
2 proteinele anvelopei
52
Amendamente la docma centrala
53
1.genele îsi pot schimba pozitia pe cromosom
gene
gena transpozabila
54
2.transcriere inversa a informatiei genetice
proteine
ADN
ARN
Aplicatii medicale Dg HVC
55
3.genele de la eucariote sunt discontinue 4.la
eucariote nu exista coliniaritate datorita
înadirii ADN
ADN
ARN imatur
ARN matur
proteine
56
5.la procariote ARNm si polipeptidul este
coliniar
ADN
transcriere
ARN
traducere
polipeptidul
57
6.la procariote ARNm este policistronic o
gena codifica mai multe proteine
ADN
proteine
58
7. doua sau mai multe gene codifica mai multe
proteine
1
2
3
4
5
6
ADN
codifica
proteine
v
59
8. exita gene care nu codifica proteine
proteina
proteina
proteina
proteina
proteina
proteina
60
9. genomul mitocondrial
-nu foloseste acelasi cod genetic
-se transcriu ambele catene
-se cliveaza asimetric
mai multe proteine