DNA ως Γενετικό Υλικό

Το DNA ως Γενετικό Υλικό

• Το DNA ανακαλύφθηκε το 1869, αλλά η αναγνώρισή του ως γενετικού υλικού έγινε το 1944.
• Αρχικά, πίστευαν ότι οι πρωτεΐνες ήταν το γενετικό υλικό, λόγω της μεγαλύτερης ποικιλομορφίας τους.
• Το 1928, ο Griffith παρατήρησε μετασχηματισμό βακτηρίων.
• Τα πειράματα του Avery, MacLeod και McCarty το 1944 έδειξαν ότι το DNA είναι το γενετικό υλικό.
• Η ποσότητα DNA παραμένει σταθερή σε όλους τους οργανισμούς και τους ιστούς.
• Οι γαμέτες έχουν μισή ποσότητα DNA από τα σωματικά κύτταρα.
• Η ποσότητα DNA είναι ανάλογη με την πολυπλοκότητα του οργανισμού.
• Το 1952, τα πειράματα των Hershey και Chase επιβεβαίωσαν ότι το DNA των φάγων εισέρχεται στα βακτηριακά κύτταρα και είναι υπεύθυνο για την αναπαραγωγή.

Σύνθεση και Δομή του DNA

• Το DNA αποτελείται από νουκλεοτίδια.
• Κάθε νουκλεοτίδιο περιέχει: πεντόζη (δεοξυριβόζη), φωσφορική ομάδα και αζωτούχο βάση (αδενίνη, γουανίνη, κυτοσίνη, θυμίνη).
• Τα νουκλεοτίδια συνδέονται με φωσφοδιεστερικούς δεσμούς.
• Η δομή του DNA είναι διπλή έλικα.
• Οι δύο αλυσίδες είναι αντιπαράλληλες (5'->3' και 3'->5').
• Οι βάσεις των δύο αλυσίδων συνδέονται με δεσμούς υδρογόνου (A με T, G με C).
• Ο σκελετός (φωσφορική ομάδα-δεοξυριβόζη) είναι υδρόφιλος και βρίσκεται στο εξωτερικό.
• Οι βάσεις είναι υδρόφοβες και βρίσκονται στο εσωτερικό της διπλής έλικας.

Η Ανακάλυψη της Διπλής Έλικας

• Η δομή του DNA ανακαλύφθηκε το 1953 από τους Watson και Crick.
• Η ανακάλυψη βασίστηκε σε έρευνες και δεδομένα από άλλες ομάδες ερευνητών, συμπεριλαμβανομένων των Wilkins και Franklin.

Το Γενετικό Υλικό Ελέγχει τις Λειτουργίες του Κύτταρου

• Το DNA περιέχει πληροφορίες για όλα τα χαρακτηριστικά ενός οργανισμού.
• Η πληροφορία αυτή είναι οργανωμένη σε γονίδια.
• Αποθηκεύει, διατηρεί και μεταβιβάζει γενετική πληροφορία μέσω αυτοδιπλασιασμού
• Εκφράζει την γενετική πληροφορία με τον έλεγχο της σύνθεσης πρωτεϊνών.

Το Γενετικό Υλικό των Προκαρυωτικών Κυττάρων

• Τα προκαρυωτικά κύτταρα έχουν ένα κυκλικό μόριο DNA.
• Εκτός από το κύριο DNA, υπάρχουν πλασμίδια (απλά κυκλικά DNA).
• Τα πλασμίδια περιέχουν γονίδια για προσαρμογή στο περιβάλλον, συχνά περιέχουν γονίδια ανθεκτικότητας στα αντιβιοτικά και στην ανταλλαγή γενετικού υλικού.

Το Γενετικό Υλικό των Ευκαρυωτικών Κυττάρων

• Τα ευκαρυωτικά κύτταρα έχουν πολλαπλά γραμμικά μόρια DNA.
• Τα μόρια DNA συσπειρώνονται σε χρωμοσώματα.
• Τα χρωμοσώματα έχουν κεντρομερίδιο (που χωρίζει τα χρωμοσώματα σε βραχίονες).
• Τα χρωμοσώματα μελετώνται στο στάδιο της μεταφάσης με την τεχνική του καρυοτύπου.
• Τα μιτοχόνδρια και οι χλωροπλάστες έχουν δικό τους DNA.

Μιτοχονδριακές Ασθένειες και Γήρανση

• Οι μεταλλάξεις στο μιτοχονδριακό DNA μπορούν να προκαλέσουν σοβαρές ασθένειες.
• Η συσσώρευση βλαβών στο μιτοχονδριακό DNA σχετίζεται με τη γήρανση.