6. 1928. gadā Frederick Griffith nejauši novēroja Streptococcus pneumoniae TRANSFORMĀCIJU
S (“smooth”) – kolonijas izskatās gludas
R (“rough”) – kolonijas raupjas, nelīdzenas
Patogēnās S celma baktērijas Beigtās S celma baktērijas tiek
tiek nogalinātas karsējot sajauktas ar dzīvām R celma baktērijām
Dzīvas patogēnā Dzīvas nepatogēnā
S celma baktērijas R celma baktērijas
Karsēšana
Injekcija Injekcija Injekcija
Injekcija
Pelīte nomirst Pelītei nekas nekaiš Pelītei nekas nekaiš Pelīte nomirst
Asinīs atrodamas dzīvas S celma baktērijas Baktēriju asinīs nav Baktēriju asinīs nav Asinīs atrodamas dzīvas S celma baktērijas
Life The Science of Biology, 7th Edition
7. 1928. gadā Frederick Griffith nejauši novēroja Streptococcus pneumoniae TRANSFORMĀCIJU
(kapsulas gēns) hromosoma
kapsula
karsēšana
šūna un
hromosoma sabrūk
patogēnā
S celma baktērija
rekombinācija
un šūnu dalīšanās
nepatogēnā capS fragments
R celma baktērija nokļūst capR šūnās S celma
baktērija
Molecular Biology of the Gene, 5th Edition
8. Transformējošā viela ir DNS
Oswald Avery, Colin MacLeod un Maclyn McCarty, 1944
S celma baktērijas
RNS proteīni DNS lipīdi ogļhidrāti
R celma baktērijas inkubē ar vielām, kas iegūtas no S celma šūnām
R R S R R
celms celms celms celms celms
Secinājums:
ģenētiskās informācijas nesēja ir
DNS
9. Fāga T2 ģenētiskais materiāls ir DNS
Al Hershey un Martha Chase, 1952
ar 35S iezīmēts proteīnu apvalks
ar 32P iezīmēta DNS
vīrusu pievieno šūnām
ātri un stipri samaisa
ar 35S iezīmētais
proteīnu apvalks
ar 32P iezīmēta DNS
vīrusa DNS replikācija,
jaunu vīrusu veidošanās
jaunās vīrusu
paaudzes atbrīvošanās
Molecular Biology of the Gene, 5th Edition
10. Nukleīnskābes ir veidotas no NUKLEOTĪDIEM
BĀZE
F
CUKURS
FOSFĀTS + CUKURS + BĀZE = NUKLEOTĪDS
Molecular Biology of the Cell, 5th Edition
11. Nukleīnskābes ir veidotas no NUKLEOTĪDIEM
BĀZE
F
CUKURS
FOSFĀTS + CUKURS + BĀZE = NUKLEOTĪDS
BĀZES
adenīns
uracils
citozīns
guanīns
timīns PIRIMIDĪNS PURĪNS
CUKURI
riboze
ribonukleīnskābē
PENTOZE
dezoksiriboze
dezoksiribonukleīnskābē
Molecular Biology of the Cell, 5th Edition
12. Nukleīnskābes ir veidotas no NUKLEOTĪDIEM
BĀZE
F
CUKURS
FOSFĀTS + CUKURS + BĀZE = NUKLEOTĪDS
DNS = cukurs – dezoksiriboze; bāzes – A,G,C, T
RNS = cukurs – riboze; bāzes – A,G,C, U
riboze dezoksiriboze
RNS DNS
uracils timīns
Molecular Biology of the Cell, 5th Edition
13. Nukleīnskābes ir veidotas no NUKLEOTĪDIEM
BĀZE
F
fosfoestera saite glikozīdsaite
CUKURS
FOSFĀTS + CUKURS + BĀZE = NUKLEOTĪDS
CUKURS + BĀZE = NUKLEOZĪDS
FOSFĀTS
dNTF – dezoksiribonukleozīdtrifosfāti
NTF – ribonukleozīdtrifosfāti
piem., AMF – adenozīn(mono)fosfāts
piem., ADF - adenozīndifosfāts
piem., ATF –
adenozīntrifosfāts
fosfāts piešķir nukleotīdiem negatīvu lādiņu
Molecular Biology of the Cell, 5th Edition
14. Polinukleotīdu ķēdēs nukleotīdi saistīti ar fosfodiēstera saišu palīdzību
Nukleīnskābju ķēdēm jeb pavedieniem ir raksturīga ķīmiskā polaritāte
5’gals
bāze
cukurs
bāze
5’ 5’
cukurs
S S
U U
ķēdes 5’ gals bāze
L L
A A
nukleotīds
cukurs 3’ 3’
fosfodiestera
saite
SULA
bāze nevis
ALUS
cukurs
GATC
nevis
ķēdes 3’ gals
3’gals CTAG
Molecular Biology of the Cell, 5th Edition
15. DNS struktūra
nukleozīds: dezoksicitidīns dezoksitimidīns
pirimidīna bāze: citozīns timīns
F F
cukurs: dezoksiriboze dezoksiriboze
nukleotīds: dezoksicitidīn-5’- fosfāts dezoksitimidīn-5’- fosfāts
nukleozīds: dezoksiadenozīns dezoksiguanozīns
purīna bāze: adenīns guanīns
F F
cukurs: dezoksiriboze dezoksiriboze
nukleotīds: dezoksiadenozīn-5’- fosfāts dezoksiguanozīn-5’- fosfāts
Molecular Biology of the Gene, 6th Edition
16. [Molecular Biology of the Gene, 6th Edition]
Čargaffa likums (Erwin Chargaff, 1949)
PURĪNI = PIRIMIDĪNI
Life The Science of Biology, 7th Edition
17. Life The Science of Biology, 7th Edition
DNS paraugs
rentgenstari
rentgenstaru svina ekrāns fotoplate
avots
Rentgenstruktūranalīze - DNS ir spirāle, kas sastāv no 2 vai 3 ķēdēm
1952. gadā iegūta rentgenstaru difrakcijas aina - Maurice Wilkins un Rosalind Franklin
18. DNS ir dubultspirāle, kas veidota no divām KOMPLEMENTĀRĀM ķēdēm
DNS struktūru 1953. gadā atšifrēja Frānsiss Kriks (Francis Crick) un Džeimss Votsons (James Watson)
19. DNS ir dubultspirāle, kas veidota no divām KOMPLEMENTĀRĀM ķēdēm
Komplementāro bāžu pāri veido
ūdeņraža saites, kas satur kopā
DNS pavedienus
Cukura-fosfāta skelets 3’gals
5’gals 3’gals 5’gals
ķēde
turpinās ķēde
turpinās Bāzes iekšpusē
Ūdeņraža saites
T-A pārim ir 2 Bāžu pāri
ūdeņraža saites
KOMPLEMENTARITĀTE
A-T (T-A)
G-C pārim ir 3 G-C (C-G)
ūdeņraža saites
Ķēdes antiparalēlas
3’gals 5’gals
Konstants diametrs
...
ķēde
turpinās ķēde
DNS pavedieni ir turpinās
antiparalēli 5’gals
3’gals
Life The Science of Biology, 7th Edition
20. Vienas DNS ķēdes secība ir 5’- ATTCCG - 3’
Komplementārās ķēdes secība:
a. 5’- TAAGGC -3’
b. 5’- ATTCCG –3’
c. 5’- ACCTTA -3’
d. 5’- CGGAAT -3’
e. 5’- GCCTTA -3’
21. Vienas DNS ķēdes secība ir 5’- ATTCCG - 3’
3’- TAAGGC – 5’
Komplementārās ķēdes secība:
a. 5’- TAAGGC -3’
b. 5’- ATTCCG –3’
c. 5’- ACCTTA -3’
d. 5’- CGGAAT -3’
e. 5’- GCCTTA -3’
24. Kas redzams attēlā?
Mēs pasaulē nākam ar noteiktu mantojumu,
no saviem vecākiem, senčiem. Šis mantojums
ir dezoksiribonukleīnskābe (DNS), kas kodē
noteiktas aminoskābju secībās un no šīm
aminoskābju secībām ir atkarīgs, kāds būs
proteīns. Piemēram, jebkurš pigments (krāsa
kādai ķermeņa daļai, struktūrai) ir proteīns, un
ja cilvēkam vai kādam citam zvēram ir iedzimta
ģenētiska slimība – albīnisms, tad organismā
vismaz ārējās pazīmēs (mati, acis, āda) nerodas
pigments un šie indivīdi ir vienkārši balti. Šajā
gadījumā neveidojas pigmentu noteicošie
proteīni un tad var apgalvot, ka nenotiek
„pareiza” gēnu ekspresija jeb šajā gadījumā
proteīnu ekspresija.
25. Kā rodas anēmija?
• Šī slimība ir iedzimta un rezultātā eritrocītiem ir
nefunkcionējoša forma, šī slimība rodas, jo hemoglobīna (kas
ir proteīns) vienā no aminoskābju secībām glutamīnskābe
nomainās pret valīnu (to var dēvēt arī par mutāciju).
26. Šūna
• Šūnas galvenās sastāvdaļas, kas ir nozīmīgas
proteīnu ekspresijai ir kodols (tas ir visiem
eikariotiem) un ribosomas.
27. Vēlreiz par DNS uzbūve
• Šūnas kodolā atrodas hromatīns, kas pirms šūnas
dalīšanās sakopojas hromosomās;
• hromatīns sastāv no DNS, kas ir dubultspirālē - savīta
gara makromolekula, kuras sastāvā ir dezoksiriboze,
fosfāts, un 4 dažādas slāpekļa bāzes
• Jāatceras šīs 4 slāpekļa saturošās bāzes, jo tām ir
nozīmīga funkcija proteīnu ekspresijā.
• Šīs bāzes DNS molekulā novietojas viena otrai pretī ar
noteiktu nosacījumu:
– Timīnam pretī būs Adenīns un otrādi,
– bet Guanīnam pretī būs Citozīns un otrādi
• Šo likumu sauc par bāžu pāru komplementaritāti
28.
29. Replikācija
• Šūnas dalīšanās laikā DNS dalās uz pusēm, ko
sauc par replikāciju, molekulai daloties, abām
nodalījušajām vienpavediena bāžu pāru
secībai pievienojas tām komplementāras
bāzes.
30. RNS jeb ribonukleīnskābe
• RNS varētu dēvēt kā starpnieku starp DNS
(ieprogrammēto kodu) un proteīniem (iekodētā koda
atšiverējums, sekas).
• Bet kā rodas RNS? Kā tas ietekmē proteīnu ekspresiju?
• RNS ir vairāki veidi: transporta RNS, ko apzīmē kā tRNS,
matricas RNS – mRNS.
• Tātad RNS veidojas no DNS, nolasot DNS kodu un
veidojot komplementāru vienpavediena RNS molekulu.
• RNS ir viena slāpekļa bāze, kas nomaina vienu DNS
bāzi: Timīnu nomaina Uracils,
• Procesu, kad, no DNS rodas RNS, sauc par
Transkripciju.
31.
32. • Replikācija un transkripcija notiek no 3` galu
uz 5` galu, tas ir ļoti būtiski. Kā arī 3` galam
pretī esošai komplementārajai ķēdei būs 5`
gals.
• Piemēram, uzdevums
DNS fragments
5` A – G – T – C – C – T – T – G – A – A 3`
replicējas un kādu komplementāro bāžu secību
iegūs?
33. DNS fragments
5` A – G – T – C – C – T – T – G – A – A 3`
replicējas un kādu komplementāro bāžu secību
iegūs?
• Atbilde :
– 5` T – T –C – A – A – G – G – A – C – T 3`
– 3` T – C – A – G – G – A – A – C – T – T 5`
Abas atbildes būs pareizas, jo ir parādīti gali, ja gali nav norādīti atbilde būs nepareiza.
Jāatceras, ka replikācija notiek no 3` gala un 5` galu.
34. DNS fragments
5` A – G – T – C – C – T – T – G – A – A 3`
transkribējas un kādu komplementāro bāžu secību
iegūs?
• Atbilde :
– 5` U – U –C – A – A – G – G – A – C – U 3`
– 3` U – C – A – G – G – A – A – C – U – U 5`
Šeit arī abas atbildes būs pareizas, ja ir norādīti gali. Taču šeit var smagi kļūdīties, ja
nepamana, ka šeit prasa transkripciju, nevis replikāciju, tātad veidojas RNS molekula un šeit
Uracils nomaina Timīnu.
35. Kā rodas proteīni?
• Vispirms no DNS, transkripcijas rezultātā, izveidojas mRNS, kas
iziet no kodola uz šūnas citoplazmu. Šo mRNS pavedienu
„nolasa” ribosomas, kuru sastāvā ir tRNS, kas sastāv no
komplimentāra antikodona (trīs bāzes, trīs nukleotīdi).
36. • Kodons ir nukleotīdu triplets (sastāv no 3
bāzēm), kas kodē noteiktu aminoskābi, tātad
vienu aminoskābi kodē 3 nukleotīdi, šeit izšķir
starta kodonu, kas sāk veidot aminoskābju
secību un tas vienmēr ir metionīns, ko kodē
šāds kodons AUG.
• Kad kodēšāna apstājas? Tā apstājas pie
kodoniem UAA un UAG, un UGA un šie kodoni
nekodē nevienu aminoskābi.
37.
38. • Antikodons ir kodons, kas atrodas tRNS sastāvā
un tas ir attiecīgais komplementārais triplets
mRNS kodonam, tas piestiprinās pie attiecīgā
mRNS kodona, tas nozīmē, ka mRNS iet cauri
ribosomai un pie mRNS kodoniem piestiprinās
attiecīgie antikodoni ar tRNS jau ar piestiprinātām
aminoskābēm, kas izveido attiecīgo proteīnu.
• Proteīnu veidošana no mRNS sauc par translāciju.
39.
40.
41. Kas 100% jāzina?
• 1.Jāzina perfekti, kā veidojas bāžu pāri replikācijas,
transkripcijas procesos (komplementaritāte, RNS un
DNS uzbūve, 3` un 5` galu nozīmi).
• 2. Translācijas mehānisms, ko dara ribosomas, ko tRNS,
un visbūtiskāk ir jāzina, kas ir kodons, antikodons, un
obligāti jāatceras, starta un stop kodoni un varbūt
kādas aminoskābes tie kodē AUG – metionīns.
• 3. Atkārtojiet šūnas sastāvu: organellas to funkcijas.
• Jāatceras šos te:
