Bιοσύνθεση μακρομορίων - ρύθμιση γονιδιακής έκφρασης

Μπαλατσός Νίκος, Λεωνίδας Δημήτριος

Περιγραφή

Οι Watson και Crick στην εργασία τους όπου περιγράφουν τη δομή του DNA, τη διπλή έλικα, κάνουν μια εκπληκτική πρόγνωση το ειδικό ζευγάρωμα των βάσεων υποδηλώνει ένα μηχανισμό αντιγραφής του γενετικού υλικού και των πληροφοριών του. Η αντιγραφή του DNA είναι το πρώτο βήμα στην κατανόηση της αντιγραφής και της αποθήκευσης της γενετικής πληροφορίας. Ακολούθως ένα τμήμα του DNA, το γονίδιο, μεταγράφεται σε RNA και μεταφράζεται σε πρωτεΐνη, σχηματοποιώντας τη ροή της γενετικής πληροφορίας στα βιολογικά συστήματα. Πως όμως ένα γονίδιο «γνωρίζει» πότε να εκφραστεί; Ακόμη, πως τα κύτταρα διαφορετικών ιστών ενός οργανισμού γνωρίζουν ποιά ρυθμιστικά RNAs και ποιές πρωτεΐνες να συνθέσουν, πότε και για πόσο χρόνο; Και τι επιπτώσεις έχει στον οργανισμό η απορύθμιση της γονιδιακής έκφρασης; Τα παραπάνω αποτελούν θέματα που εξετάζονται στο μάθημα «Σύνθεση βιομορίων και γονιδιακή έκφραση». Το πρώτο μέρος εστιάζεται στη σύνθεση των νουκλεοτιδίων, των αμινοξέων και των λιπιδίων, δηλαδή των δομικών λίθων

Περισσότερα  
Κωδικός: SEYC165
Κατηγορία: Βιοχημείας και Βιοτεχνολογίας » Προπτυχιακό
CC - Αναφορά Δημιουργού
CC - Αναφορά Δημιουργού

Θεματικές Ενότητες

 

Η βιοσύνθεση (συχνά αναφέρεται και ως βιογένεση ή αναβολισμός) είναι μια πολυ-σταδιακή διαδικασία που καταλύεται απο ένζυμα όπου τα υποστρώματα μετατρέπονται σε πιο σύνθετα προϊόντα στους ζωντανούς οργανισμούς. Στη βιοσύνθεση, τα απλά μορια τροποποιούνται και μετατρέπονται σε άλλα μόρια ή συνενώνονται ώστε να σχηματίσουν μακρομόρια. Κάποια απο τα βιοσυνθετικά μονοπάτια εντοπίζονται σε ένα μόνο κυτταρικό οργανίδιο ενω άλλα απαιτούν τη συνεργασία ενζύμων που βρίσκονται σε πολλαπλά κυτταρικά οργανίδια. Παραδείγματα βιοσυνθετικών μονοπατιών αποτελούν η παραγωγή των λιπιδιακών στοιχείων των μεμβρανών και των νκουκλεοτιδίων.

Τα προαπαιτούμενα στοιχεία για τη βιοσύνθεση περιλαμβάνουν : πρόδρομα μόρια, χημική ενέργεια, τα ένζυμα τα οποιά μπορεί να χρειάζονται τη δράση συνενζύμων για να δράσουν. Αυτα τα στοιχεία δημιουργούν τα μονομερή, τα οποία με τη σειρά τους δημιουργούν τα μακρομόρια. Κάποια σημαντικά βιολογικά μακρομόρια είναι : οι πρωτεΐνες που αποτελούνται απο αμινοέα και τα μόρια DNA που δημιουργούνται απο τη συνένωση ,με φωσφοδιεστικό δεσμό, των νουκλεοτιδίων

Το Κεντρικό δόγμα της Μοριακής Βιολογίας είναι μια αναπαράσταση των πιθανών τρόπων ροής της γενετικής πληροφορίας. Ο όρος προτάθηκε για πρώτη φορά το 1958 από τον Φράνσις Κρικ.

Τα πρώτα χρόνια χρήσης του όρου, οι ερευνητές γνώριζαν τους εξής πιθανούς τρόπους ροής της γενετικής πληροφορίας:

    Αντιγραφή του DNA.
    Μεταγραφή, μεταφορά δηλαδή της γενετικής πληροφορίας από μορφή DNA σε μορφή αγγελιοφόρου RNA (mRNA).
    Μετάφραση, έκφραση δηλαδή της πληροφορίας στη γλώσσα των αμινοξέων (πρωτεϊνες), με βάση το γενετικό κώδικα.

Στις μέρες μας, οι ερευνητές της Βιολογίας γνωρίζουν ότι υπάρχουν επιπλέον τρόποι ροής της γενετικής πληροφορίας. Πιο συγκεκριμένα, έχουν εντοπιστεί ορισμένοι ιοί που έχουν ως γενετικό υλικό RNA και χρησιμοποιούν ένα ειδικό ένζυμο, την αντίστροφη μεταγραφάση, προκειμένου να χρησιμοποιήσουν αυτό το RNA και να συνθέσουν DNA. Επίσης, έχει διαπιστωθεί ότι σε κάποιους ιούς το RNA μπορεί να αυτοδιπλασιάζεται.

Η Ρύθμιση της γονιδιακής έκφρασης περιλαμβάνει ένα ευρύ φάσμα  μηχανισμών που χρησιμοποιούνται από τα κύτταρα για να αυξήσουν ή να μειώσουν την παραγωγή  γονιδιακών προϊόντων (πρωτεΐνη ή RNA). Ουσιαστικά οποιοδήποτε στάδιο της γονιδιακής έκφρασης μπορεί να διαμορφωθεί, από την έναρξη της μεταγραφής, την επεξεργασία του RNA, καθώς και στην μετα-μεταφραστική τροποποίηση της πρωτεΐνης.
Η Γονιδιακή ρύθμιση είναι απαραίτητη για ιούς, προκαρυωτικά και ευκαρυωτικά κύτταρα, καθώς αυξάνει την ευελιξία και την προσαρμοστικότητα ενός οργανισμού, επιτρέποντας στο κύτταρο να εκφράσει την πρωτεΐνη όταν χρειάζεται.
Επιπλέον, σε πολυκύτταρους οργανισμούς, γονιδιακή ρύθμιση οδηγεί τις διαδικασίες της κυτταρικής διαφοροποίησης και της μορφογένεσης, που οδηγεί στη δημιουργία διαφορετικών τύπων κυττάρων που διαθέτουν διαφορετικά προφίλ γονιδιακής έκφρασης, και ως εκ τούτου παράγουν διαφορετικές πρωτεΐνες / έχουν διαφορετικές υπερδομές που τουςείναι απαραίτητας ώστε να επιτελέσος τις λειτουργίες τους

Ανοικτό Ακαδ. Μάθημα

Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα
Επίπεδο: A-

Αρ. Επισκέψεων :  3241
Αρ. Προβολών :  7939

Ημερολόγιο

Ανακοινώσεις

  • - Δεν υπάρχουν ανακοινώσεις -