Geno veikla ir genomas

Geno veikla ir genomas

• DNR yra chromosomų sudedamoji dalis ir genetinės informacijos nešėjas, kaupia, saugo ir perduoda genetinę informaciją iš kartos į kartą.
• Genas yra genetinės informacijos vienetas ir DNR atkarpa, kurioje yra informacija, reikalinga atitinkamam baltymui sintetinti.
• Genai koduoja baltymus, kuriuose aminorūgščių seka yra užkoduota genetiniu kodu.
• Genetinis kodas yra universalus visiems gyviesiems organizmams.
• Trys nukleotidai (tripletas/kodonas) DNR molekulėje koduoja vieną aminorūgštį. Ši informacija perrašoma į iRNR, pagal kurią ribosomose aminorūgštys jungiamos į baltymo grandinę.
• Genetinis kodas yra tripletinis, kiekvienas kodonas turi tik vieną reikšmę, o nukleotidų seka nuskaitoma viena kryptimi.
• Daugumą aminorūgščių koduoja daugiau nei vienas tripletas/kodonas, todėl genetinis kodas laikomas išsigimusiu, o tai padeda patikimiau perduoti genetinę informaciją ir apsaugo nuo mutacijų.
• Yra vienas baltymo sintezės pradžios (pradmės) kodonas (AUG), kuris žymi baltymo sintezės pradžią ir koduoja aminorūgštį metioniną.
• Taip pat yra trys baigmės kodonai (UAA, UGA, UAG), kurie žymi baltymo sintezės pabaigą ir nekoduoja jokios aminorūgšties.

Baltymų sintezė

• DNR molekulė koduoja genetinę informaciją, o RNR ją realizuoja.
• Baltymų sintezės procesai vyksta tokia seka: DNR → transkripcija → iRNR → transliacija → susintetintas baltymas iš aminorūgščių.
• Transkripcija yra procesas, kurio metu nuo DNR grandinės komplementarumo principu informacija nurašoma į iRNR.
• Transkripcijos metu eukariotinėje ląstelėje branduolyje fermentas RNR polimerazė išskiria DNR vijas ir jungia iRNR laisvuosius nukleotidus komplementarumo principu.
• Transliacija yra baltymo molekulės sintezė ribosomose pagal iRNR genetinę informaciją.
• Transliacijos procese dalyvauja tRNR, kuri atneša į ribosomas koduojamas aminorūgštis iš citoplazmos.
• tRNR turi antikodoną, kuris jungiasi su iRNR kodonu komplementarumo principu.
• Transliaciją sudaro trys etapai:
  • Prie mažojo ribosomos subvieneto prisijungia iRNR ir tRNR su aminorūgštimi metioninu (Met).
  • Didysis ribosomos subvienetas prisijungia prie mažojo, susiformuoja ribosoma su P (peptido) ir A (aminorūgšties) centrais.
  • Aminorūgštys jungiamos į baltymo grandinę, ribosoma pasislenka per vieną iRNR kodoną, kol pasiekiamas baigmės kodonas.
• Baltymo sintezė baigiasi, kai ribosoma pasiekia iRNR baigmės kodoną, prisitvirtina fermentas (atsipalaidavimo veiksnys), kuris suardo visą kompleksą, o ribosoma suskyla į subvienetus.

Mutacijos – genetinės medžiagos pakitimai

• Mutacija yra organizmo genetinės medžiagos pakitimas, lemiantis naujų organizmo požymių atsiradimą.
• Mutacijos atsiradimo procesas vadinamas mutageneze, kuri gali būti gamtinė (spontaninė) arba dirbtinė (sukelta žmogaus).
• Pagal genotipo pokyčius mutacijos skirstomos į genų (taškines), chromosomų (pakinta chromosomų sandara) ir genomo (pasikeičia chromosomų rinkinys) mutacijas.
• Lytinėse ląstelėse įvykusios mutacijos yra paveldimos, o somatinėse (nelytinėse) – nepaveldimos.
• Mutagenai yra aplinkos veiksniai, kurie gali pakeisti DNR struktūrą ir sukelti mutacijas.
• Mutagenų rūšys:
  • Fiziniai (pvz., Rentgeno spinduliai, UV spinduliai, karštis).
  • Cheminiai (pvz., nitrozaminai, pesticidai, benzpirenas).
  • Biologiniai (pvz., virusai, antikūnai).

Mutacijų įvairovė

• Genų (taškinės) mutacijos pakeičia DNR arba iRNR nukleotidų seką, o tai gali pasireikšti arba ne.
• Chromosomų mutacijos keičia chromosomų sandarą (inversija, translokacija, iškrita/delecija, dvigubėjimas/duplikacija).
• Genomo mutacijos keičia chromosomų skaičių ląstelės branduolyje (poliploidija, aneuploidija).
• Poliploidija būna tada, kai organizmo chromosomų skaičius kinta ištisais kartotiniais.
• Aneuploidija – kai lytinėse ląstelėse susidaro viena chromosoma per daug arba per mažai.

Genomas

• Genomas yra gyvybės kodas – genų rinkinio visumas, būdingas visai biologinei rūšiai.
• Kiekvienas organizmas turi genomą, kuriame yra visa jo gyvybinėms funkcijoms suformuoti ir palaikyti reikalinga biologinė informacija.
• Genomas yra haploidinis (viengubasis) genų rinkinys, būdingas tai rūšiai.
• Kiekvienos biologinės rūšies genomas skiriasi savo dydžiu (nukleotidų skaičiumi DNR molekulėse).