ADN si ARN

1. ADN si ARN DESCOPERIRI

2. Importanţa biomedicalăa acizilor nucleici:baza chimică a eredităţii • Un călugăr din secolul XIX pe nume Gregor Mendel a introdus pentru prima oară noţiunea de genă: unitate de bazăresponsabilă pentru deţinerea şi transmiterea a unei caracteristici unice. • Iniţial s-a crezut că proteinele cară informaţia genetică, pînă la mijlocul secolului XX, cînd s-a descoperit că ADN-ul este baza eredităţii, datorită faptului că este capabil de auto-replicare.

3. Acizii nucleicisuntADN-ul şi ARN-ul ADN • Sediul principal al localizării ADN-ului estenucleulcelulelor. Sedii secundaresunt: mitocondriile şi cloroplastele(în celula vegetală). ARN • Diferitele tipuri de ARNsunt localizate în nucleu, citoplasmă, mitocondrii,ribozomi.

4. DNA RNA Protein Dogma Centrală a geneticii moleculare Propusăde către Francis Crick în 1958 pentru a descrie fluxul informaţiei genetice în celulă. Informaţiadepozitată în ADN este transferată ARN-ului, care mai departe o transferă proteinelor. Dogma Centrală propusă de Crick a suferit numeroase revizii în ultimii 47 de ani. Acid dezoxiribonucleic Acid ribonucleic

5. Dogma Centrală a Geneticii • ADNARNproteine • transcrierea= transferul informaţiei genetice de la ADNla ARN(sinteză de ARN pe matriţă de ADN) • traducerea= transferulinformaţiei genetice de la ARN la proteinele functionale, a căror secvenţă deaminoacizieste codificată în structuraADN-ului. • replicarea= transferulinformaţiei geneticede la celula mamă la celulele-fiice prin copierea ADN-ului parental cu formarea a două molecule de ADNcu structură identică ADN-ului parental

6. Recombination Mutation/Repair Dogma Centrală Revizuită • Recombinarea= reaaranjareamaterialului genetic • Mutaţii/Reparare= lezareaADN cu alterareainformaţiei genetice/ corectarealeziunilor ADN • Revers-transcrierea= transferulinformaţiei genetice de la ARNla ADN

7. Ce sunt acizii nucleici(ADN and ARN)? • Acizii nucleicisuntpolinucleotide(produşi de policondensarea aunor unităţi denumite nucleotide). • Nucleotidele reprezintă unitatea monomerică a acizilor nucleicişi sunt compuse din: - o bază azotată heterociclică: - purine: adenină (A) şiguanină (G) - pirimidine:citozină(C) şitimină(T) pentru ADN citozină (C) şiuracil (U) pentru ARN - o pentoză: - dezoxiriboza (este prezentăîn ADN) - riboza (este prezentăîn ARN) - fosfat

8. Structura pentozelor din acizii nucleici.

9. Pentoze • Atomii de carbon ai pentozelor sunt numerotaţi de la 1’ la 5’. • Pentoza din ADN estedezoxiriboza, căruia îi lipseşte gruparea hidroxil 2’-OH. • Pentoza din ARN esteriboza. 5’ 4’ 1’ 2’ 3’ lipseşte 2’-OH

10. STRUCTURA ADN1. structura primară2. structura secundară3. structura terţiară

11. James Watson Francis Crick1962 Nobel Prize

12. Lanţul polinucleotidic al ADN(structura primară/covalentă) 1’ • ADN este un polidezoxiribonucleotid în care gruparea 3’OH a unui dezoxiriobonucleotid este legată la gruparea 5’OH a dezoxiriobonu-cleotidului vecin printr-o legătură fosfat diesterică. • Lanţul polinucleotidic este polar:prezintă două capete distincte. • Capătul 3’este cel cu gruparea 3’-OH liberă. • Capătul 5’este cel cu gruparea 5’-OH liberă sau fosforilată. • Lanţul polinucleotidic al ADN este încărcat negativ la pH-ul fiziologic. 3’linkage 5’linkage

13. Reprezentare simplificată a lanţului ADN OH Pentoza: linie orizontală Baza: litera corespondentă Leg. fosfodiesterică: linie oblică şi P la mijloc 5’ 3’ G P 5’ 3’ C P P 5’ 3’ T OH

14. Structura secundara a ADN Dublu Helixul ADN • Watson şi Crick au decoperit că structura secundară a ADN este undublu helix–formată din două catene de ADN asociate prin împerecherea bazelor • Inelele glucidice legate prin resturi fosfat constituie scheletul extern al dublu helixului, în timp ce bazele azotate hidrofobe sunt orientate spre interior şi perpendicular pe axa helixului. • ADN-ul uman conţineaproximativ 3,5 x 109“perechi de baze”.

15. Dublul helix al ADN ( structura secundară) Stabilitatea ADNdc este asigurată de: - interacţiunile hidrofobe dintre bazele azotate suprapuse (stivuite) de pe aceeaşi catenă - legăturile de hidrogen ce se stabilesc între bazele azotate de pe o catenă şi cele complementare de pe cealaltă catenă. Cele două catene de ADN sunt antiparalele.

16. Structura tertiara a ADN Polinucleozomul • In eucariote ADN-ul este stocat în nucleu. Deoarece nu este suficient sapţiu iar molecula ADN-ului esteextrem de mare (lungimea ADN de la o singură celulaă umană e 2m!!!), ADN-ul trebuie compactat. • Existăcincinivelede compactare a ADN careconduce la o scădere de 10.000 de orilungimii ADN.

17. Nivelele de compactare a ADN în nucleu-Primulnivel- r • Dublul helix de ADN se înfăşoară în jurul unui octamer proteic format din histone- fiecare unitate de ADN spiralată de 1,75 ori în jurul unui compelx histonic se numeştenucleozom. • Histonele sunt proteine bazice cu masă moleculară mică (max. 20.000), bogate în aa bazici (Arg pt.H2A, H2B şi, Lys pt H3, H4).

18. Mărgele de ametist

19. r Aparenţa de “mărgele pe aţă ” a ADN

20. Nivelele de compactare a ADN în nucleu-al doileanivel- • Polinucleozomul se superspiralează pentru a forma structura desolenoid. • Solenoidul conţine 6-7 nucleozomipertur.Pasul e de 10nm, diametrul de 30 nm. • Solenoidul formeazăfibrele de cromatină de 30 nm.

21. r Nivelele de compactare a ADN în nucleu-nivelele 3,4 şi 5- - Fibrele de cromatină se compactează şi mai mult formdomenii în formă de buclă. - Aceste domenii în buclă sunt superspiralizate şi organizate în structuri distincte numitecromozomi. - ADN -ul uman nuclear ( genomul)constă în 23 perechi decromozomi.

22. Realizator:Barbieru Remus cls a-11 a c