Replicarea, transcripţia, translaţia
Replicarea ADN este cheia eredităţii, deoarece prin intermediul ei se asigură transmiterea informaţiei ereditare de-a lungul generaţiilor.
ADN-ul posedă o capacitate unică de a se „multiplica". Această multiplicare nu reprezintă o diviziune, ci o replicare (autodublare), un proces „semiconservativ", în care cele două catene ale moleculei de ADN, sub acţiunea enzimelor, în inter- faza celulară (perioada S), se separă, fiecare servind drept matrice pentru sintetizarea catenelor noi din nucleotide libere, în strictă conformitate cu principiul complementarităţii.
Ca urmare, se formează două molecule de ADN identice informaţional între ele şi cu molecula iniţială, fiecare fiind alcătuită dintr-o catenă veche şi o catenă nou sintetizată.
Astfel, prin reduplicarea moleculei de ADN se asigură transmiterea informaţiei ereditare de la celula-mamă la celulele-fiice.
Transcripţia constă în copierea informaţiei codificate din structura moleculei de ADN în moleculele de ARNm. Ea se desfăşoară asemănător replicării ADN-ului, diferenţ i indu-se în câteva etape:
- molecula de ADN este parţial despiralizată în 2 catene liniare;
- în faţa nucleotidelor libere de ADN se grupează nucleotide de ARNm, pe baza regulilor de complementaritate. Astfel ia naştere o nouă catenă de ARNm. Acest proces se realizează cu ajutorul unei enzime (ARN polimeraza);
- molecula de ARNm se desprinde de ADN, se maturizează (prin ex- cizia intronilor şi unirea exonilor) şi părăseşte nucleul, ieşind prin porii membranei nucleare în citoplasmă (membrana este impermeabilă pentru ADN).
Astfel, conţinutul informaţional al unei părţi de ADN este copiat în molecula de ARNm. Sinteza ARNm se realizează de pe o singură catenă de ADN - catena anticodogenă 3'- 5'.
La sfârşitul transcripţiei, molecula de ADN se restabileşte din nou.
Translaţia este un proces prin care se realizează sinteza proteinelor. Ea constă în traducerea informaţiei genetice codificate în structura ARNm în ordinea aminoacizilor din molecula de proteină. Acest proces se bazează pe codul genetic.
Codul genetic reprezintă un sistem de cifrare (codificare) a informaţiei genetice despre succesivitatea aminoacizilor în molecula proteică sub forma unei succesiuni de nucleotide din molecula de ADN (sau ARN viral).
1. Bazele geneticii 9
Succesiunea aminoacizilor în molecula de proteină este determinată de bazele azotate din molecula de ADN, aranjate câte 3 (triplet), numite codoni. Fiecărui codon îi corespunde un anumit aminoacid.
Se cunosc circa 20 de aminoacizi, iar numărul combinaţiilor posibile din 4 baze azotate a câte 3 este egal cu 64 (43= 64). Prin urmare, numărul tripletelor de baze azotate este mai mult decât suficient pentru codificarea tuturor aminoacizilor.
Actualmente, se consideră că a treia bază azotată este cel mai puţin importantă, putând fi înlocuită fără să se schimbe sensul codonului.
Codul genetic
Prima bază
A doua bază
A treia bază
Unul şi acelaşi aminoacid poate fi codificat de mai multe triplete. Această proprietate a codului genetic se numeşte degenerare.
O altă proprietate esenţială a codului genetic este universalitatea lui, adică unele şi aceleaşi triplete codifică unii şi aceiaşi aminoacizi la toate organismele (bacterii, plante, animale etc.).
Codul genetic nu se suprapune: fiecare grupă din 3 baze azotate succesive formează un triplet. în molecula de ADN, tripletele sunt aşezate liniar. Codul genetic nu conţine pauze; în timpul sintezei proteinei, informaţia genetică este citită triplet cu triplet de la codonul de START până la codonul de STOP Codonul de iniţiere (START) este reprezentat printr-un singur triplet AUG, iar cel de finalizare (STOP) - prin 3 triplete: UAA, UGA, UAG.
Translaţia are loc la nivelul ribozomilor.
în citoplasma celulară sunt prezente molecule de ARNt. Ele conţin într-o anumită zonă bine determinată un „anticodon" - o succesiune de 3 baze azotate dispuse într-o anumită ordine. La capătul opus al acestei molecule se leagă, conform codului genetic, un anumit ami- noacid, pe care îl va transporta la molecula de ARNm ce se localizează între cele 2 subunităţi ale ribozomului.
Informaţia genetică a ARNm se transmite prin cuplarea temporară a tripletelor ARNt cu tripletele complementare din structura ARNm.
Astfel se determină succesiunea aminoacizilor în molecula de proteină. Ribozomii „alunecă" de-a lungul
10 1. Bazele geneticii
catenei de ARNm. Citirea informaţiei ereditare are loc de la capătul 5' (conţine grupa fosfatică) spre capătul 3' (conţine grupa hidroxil) al ARNm. Aminoacizii individuali, legaţi la moleculele de ARNt, se adaugă lanţului proteic în formare.
în acest fel, o moleculă de proteină este sintetizată corespunzător informaţiei cuprinse în segmentul de ADN.
în procesul de sinteză a proteinelor pot apărea tulburări din cauza unor factori de mediu: radiaţii, substanţe chimice toxice (pesticide, iperită etc.). Aceşti factori generează modificări ale ADN-ului şi, deci, ale unor codoni din ARNm. Pe baza acestor codoni apar proteine cu structura modificată (schimbarea unor aminoacizi cu alţii).
Aşadar, pot să apară o serie de afecţiuni ale sângelui, oaselor etc. Una dintre ele este drepanocitoza, numită şi anemie falciformă, caracterizată prin prezenţa hematiilor în formă de seceră. Aceste hematii modificate transportă doar o jumătate din cantitatea de oxigen pe care o transportă o hematie normală.
Anemia falciformă, ca şi celelalte anemii, se manifestă prin paliditate, slăbiciune generală, ameţeli. Ea se tratează prin administrarea medicamentelor ce conţin fier, vitamine, îndeosebi vitamina B12, prin consumare de alimente bogate în fier.
Un remediu modern este oferit de ingineria genică şi constă în corectarea codonului modificat din ADN, pentru a-i reda capacitatea de a produce hemoglobină normală.
Replicarea ADN este cheia eredităţii, deoarece prin intermediul ei se asigură transmiterea informaţiei ereditare de-a lungul generaţiilor.
ADN-ul posedă o capacitate unică de a se „multiplica". Această multiplicare nu reprezintă o diviziune, ci o replicare (autodublare), un proces „semiconservativ", în care cele două catene ale moleculei de ADN, sub acţiunea enzimelor, în inter- faza celulară (perioada S), se separă, fiecare servind drept matrice pentru sintetizarea catenelor noi din nucleotide libere, în strictă conformitate cu principiul complementarităţii.
Ca urmare, se formează două molecule de ADN identice informaţional între ele şi cu molecula iniţială, fiecare fiind alcătuită dintr-o catenă veche şi o catenă nou sintetizată.
Astfel, prin reduplicarea moleculei de ADN se asigură transmiterea informaţiei ereditare de la celula-mamă la celulele-fiice.
Transcripţia constă în copierea informaţiei codificate din structura moleculei de ADN în moleculele de ARNm. Ea se desfăşoară asemănător replicării ADN-ului, diferenţ i indu-se în câteva etape:
- molecula de ADN este parţial despiralizată în 2 catene liniare;
- în faţa nucleotidelor libere de ADN se grupează nucleotide de ARNm, pe baza regulilor de complementaritate. Astfel ia naştere o nouă catenă de ARNm. Acest proces se realizează cu ajutorul unei enzime (ARN polimeraza);
- molecula de ARNm se desprinde de ADN, se maturizează (prin ex- cizia intronilor şi unirea exonilor) şi părăseşte nucleul, ieşind prin porii membranei nucleare în citoplasmă (membrana este impermeabilă pentru ADN).
Astfel, conţinutul informaţional al unei părţi de ADN este copiat în molecula de ARNm. Sinteza ARNm se realizează de pe o singură catenă de ADN - catena anticodogenă 3'- 5'.
La sfârşitul transcripţiei, molecula de ADN se restabileşte din nou.
Translaţia este un proces prin care se realizează sinteza proteinelor. Ea constă în traducerea informaţiei genetice codificate în structura ARNm în ordinea aminoacizilor din molecula de proteină. Acest proces se bazează pe codul genetic.
Codul genetic reprezintă un sistem de cifrare (codificare) a informaţiei genetice despre succesivitatea aminoacizilor în molecula proteică sub forma unei succesiuni de nucleotide din molecula de ADN (sau ARN viral).
1. Bazele geneticii 9
Succesiunea aminoacizilor în molecula de proteină este determinată de bazele azotate din molecula de ADN, aranjate câte 3 (triplet), numite codoni. Fiecărui codon îi corespunde un anumit aminoacid.
Se cunosc circa 20 de aminoacizi, iar numărul combinaţiilor posibile din 4 baze azotate a câte 3 este egal cu 64 (43= 64). Prin urmare, numărul tripletelor de baze azotate este mai mult decât suficient pentru codificarea tuturor aminoacizilor.
Actualmente, se consideră că a treia bază azotată este cel mai puţin importantă, putând fi înlocuită fără să se schimbe sensul codonului.
Codul genetic
Prima bază
A doua bază
A treia bază
Unul şi acelaşi aminoacid poate fi codificat de mai multe triplete. Această proprietate a codului genetic se numeşte degenerare.
O altă proprietate esenţială a codului genetic este universalitatea lui, adică unele şi aceleaşi triplete codifică unii şi aceiaşi aminoacizi la toate organismele (bacterii, plante, animale etc.).
Codul genetic nu se suprapune: fiecare grupă din 3 baze azotate succesive formează un triplet. în molecula de ADN, tripletele sunt aşezate liniar. Codul genetic nu conţine pauze; în timpul sintezei proteinei, informaţia genetică este citită triplet cu triplet de la codonul de START până la codonul de STOP Codonul de iniţiere (START) este reprezentat printr-un singur triplet AUG, iar cel de finalizare (STOP) - prin 3 triplete: UAA, UGA, UAG.
Translaţia are loc la nivelul ribozomilor.
în citoplasma celulară sunt prezente molecule de ARNt. Ele conţin într-o anumită zonă bine determinată un „anticodon" - o succesiune de 3 baze azotate dispuse într-o anumită ordine. La capătul opus al acestei molecule se leagă, conform codului genetic, un anumit ami- noacid, pe care îl va transporta la molecula de ARNm ce se localizează între cele 2 subunităţi ale ribozomului.
Informaţia genetică a ARNm se transmite prin cuplarea temporară a tripletelor ARNt cu tripletele complementare din structura ARNm.
Astfel se determină succesiunea aminoacizilor în molecula de proteină. Ribozomii „alunecă" de-a lungul
10 1. Bazele geneticii
catenei de ARNm. Citirea informaţiei ereditare are loc de la capătul 5' (conţine grupa fosfatică) spre capătul 3' (conţine grupa hidroxil) al ARNm. Aminoacizii individuali, legaţi la moleculele de ARNt, se adaugă lanţului proteic în formare.
în acest fel, o moleculă de proteină este sintetizată corespunzător informaţiei cuprinse în segmentul de ADN.
în procesul de sinteză a proteinelor pot apărea tulburări din cauza unor factori de mediu: radiaţii, substanţe chimice toxice (pesticide, iperită etc.). Aceşti factori generează modificări ale ADN-ului şi, deci, ale unor codoni din ARNm. Pe baza acestor codoni apar proteine cu structura modificată (schimbarea unor aminoacizi cu alţii).
Aşadar, pot să apară o serie de afecţiuni ale sângelui, oaselor etc. Una dintre ele este drepanocitoza, numită şi anemie falciformă, caracterizată prin prezenţa hematiilor în formă de seceră. Aceste hematii modificate transportă doar o jumătate din cantitatea de oxigen pe care o transportă o hematie normală.
Anemia falciformă, ca şi celelalte anemii, se manifestă prin paliditate, slăbiciune generală, ameţeli. Ea se tratează prin administrarea medicamentelor ce conţin fier, vitamine, îndeosebi vitamina B12, prin consumare de alimente bogate în fier.
Un remediu modern este oferit de ingineria genică şi constă în corectarea codonului modificat din ADN, pentru a-i reda capacitatea de a produce hemoglobină normală.
Niciun comentariu:
Trimiteți un comentariu