72120 -ביוכימיה של התא

חומצות גרעין , נוקלאוטידים–6תרגיל

וגנטיקה

1

תפקידים

(.חומר תורשתי)אבני בניין של חומצות גרעין •

.אנרגיה בתא" מטבע"•

.פקטורים של חלבונים-קו•

.שליחים שניוניים, תפקיד בבקרה על סיגנלים•

.תורמים קבוצות פוספט•

.תפקיד מבני במאקרומולקולות•

(.RNAאנזימי )ריבוזימים •

2

:נוקליאוטידים מורכבים מ

בסיס חנקני1.

פנטוז -סוכר 2.

פוספט3.

3

פורינים ופירימידינים -הבסיסים

4

הסוכר

5

א"אוקסי ריבונוקלאוטידים מרכיבים דנ-דה

6

א"ריבונוקלאוטידים מרכיבים רנ

7

:סוגים נוספים של נוקליאוטידים בחומצות גרעין

8

הבסיסים החנקנים ארומטיים ובעלי בליעה אופיינית באורך גלnm260 -

DNAמשמש לזיהוי וכימות

ספקטרום בליעה

9

James Watson & Francis Crick

DNA-מבנה ה

Chargaff’s rules:

%A = %T

%G = %C

עם זאת היחסים

באורגניזמים שונים

.משתנים

דיפרקציה של קרניX

10

11

5’

3’

קשרים פוספודיאסטרים מחברים

בין נוקליאוטידים עוקבים בחומצות

גרעין

12

:מבנה חומצות גרעין

זיווג בסיסים לפיWatson & Crick

anti–parallelיוצרים זיווג ( complementary)משלימים DNAשני גדילי

A=T

C=G

13

B – form DNA

14

א"מספר מבנים של מוליקולות דנ

המבנה יקבע לפי הרכב הבסיסים והתמיסה.

מבנהB הוא הנפוץ ביותר.

הנתונים מתייחסים לממוצעים של מולקולות

.ארוכות

הזוויות נתונות לשינויים מקומיים.

15

Hoogsteen pairing

G tetraplex

Non-Watson-Crick pairing:

.חשודים כבעלי תפקיד בבקרה על ביטוי גנים, א כרומוזומלי"מופיעים גם בדנ

16

17

רק פושטק עלוב בולע קטשופ קר

. א מגוון תפקידים ויכולת לקבל מבנים תלת מימדיים שונים"לרנ

.א בעלי פעילות קטליטית"קיימים גם רנ

RNA

18

\ DNAבין גדילי ( להפריד)ניתן להתיך RNA על ידי חימום

Tm – מהבסיסים ב 50%הטמפרטורה בה- DNA \ RNA עברו התכה

260מידת ההתכה נמדדת על ידי מדידת העלייה בכמות הבליעה באורך גלnm

19

An

nealin

g

גורמים המשפיעים על טמפרטורת ההתכה

הרכב הבסיסים

אורך המולקולה

החוזק היוני של התמיסה

pH

20

RNAיציבות יותר ממולקולות DNAמולקולות

RNA:של ( בסיסיים)הידרוליזה בתנאים אלקלים

21

DNAסינטזה של גדילי

22

שינויים שחלים על נוקלאוטידים

,כימיקלים, UV)גורמים שונים

יכולים...( רדיקלים חופשיים

מה שעשוי ליצור DNA-לגרום לנזק ב

(.סרטן, זקנה)מוטציות הרסניות

לגוף יש מנגנונים שונים להתמודד עם הגורמים או

.השינויים הללו

שליחים שניונים

מטבע אנרגיה

לא רק חומצות גרעין

נשאי כח מחזר

אנזימים-קו

24

גנטיקה

.התפקיד של חומצות גרעין כחומר התורשתי•

:The Central Dogmaהדוגמה המרכזית •

25

שכפול

•DNA נבנה על בסיסtemplate שהוא בעצמו

DNA.

.מתרחש בכל תא לפני חלוקה•

כל תא מכיל את כל החומר התורשתי של אותו •

~ 2, ביליון בסיסים אצל בני אדם 3)אורגניזם

(.מטר

מה שמגדיר את התא ותפקידו יהיה בדרך כלל •

.הביטוי של הגנים השונים

חייב להיות מאוד מדויק ומכיל DNAשכפול •

proof-reading.

26

שעתוק

•RNA מבוסס עלtemplate שהואDNA.

:נפוצים RNAסוגי •–tRNA

–mRNA

–rRNA

–RNAi

.ועוד–

27

תרגום

תרגום

.גנים רבים מקודדים לחלבונים•

שהוא משמש תכנית mRNA-גן משועתק ל•

.לבניית החלבון

והם מהווים עד , ריבוזומים מסנתזים חלבונים•

.מהמסה היבשה של תאים30%

-ריבוזום מורכב מתת יחידות חלבוניות ומ•

rRNA בעל תפקיד מבני וקטליטי.

.tRNAנשאי חומצות האמינו הם •

28

29

הקוד הגנטי

. נוקלאוטידים 4, חומצות אמינו 20•

בסיסים 3צריך לפחות רצף של

.לכל קודון

אבל לא redundantהקוד הוא •

ambiguous.

-nonהקוד הגנטי הוא •

overlapping.

•tRNA משמש כמתאם בין הקוד

לבין החומצה mRNA-הגנטי על ה

.האמינית המתאימה

30

ריבוזומים

1' שאלה מס

משני זני ( deoxyribonucleic acids)באנליזה של חומצות גרעין

.בהתאמה 15%ו 32%מהווה adenineחיידקים התברר כי

מה הריכוז שלguanine, thymine וcytosine בכל אחד מהחיידקים?

מי מהשניים עונה להגדרה זו, בהינתן שחיידק אחד הוא תרמופילי?

32

1תשובה

32% adenine 32% thymine (100-64) / 2 % =

18% guanine, cytosine

15% adenine 15% thymine (100-30) / 2 % =

35% guanine, cytosine

הגבוה cytosineו guanineהחיידק התרמופילי הוא החיידק בעל ריכוז ה

.יותר

33

2' שאלה מס

10,000שיש בה DNA (B form )מה האורך של מולקולת

?בסיסים

3.4 Å * 10,000 = 34,000 Å = 3.4 µm

?בסיסים 100שיש בה DNA (B form )מה האורך של מולקולת

לא ניתן לחשב בקלות כיוון שהנתונים לגבי אורך

. ההליקסים השונים הינם ממוצעים של מולקולות ארוכות

34

:3' שאלה מס

:קצרה יש את הרצף הבא RNAלשרשרת

5’ ACGUAUGCCAGGAUUG 3’

?כמה קשרים עתירי אנרגיה דרושים לסינטזת האוליגונוקלאוטיד1.

סמן קבוצת פוספאט מסומנת אם הסינטזה נעשתה בנוכחות כל 2.

: אחד מהנוקלאוטידים הבאים [32P]GTP

[32P]ATP

[32P]CTP

35

16 nt

5’ ACGUAUGCCAGGAUUG 3’

2 = (16-1)*2 = 30*(n-1): מספר הקשרים עתירי האנרגיה הוא. 1

2 .[32P]GTP- יש ’5לא יהיה סימון כי בקצהA ולאG

5’ A*CGUAUG*C*CAGGAUUG 3’ [32P]CTP-

[32P]ATP- 5יהיה סימון בקצה’

36