Εισαγωγή και βασικές έννοιες
ΥΔΡΟΒΕΝΙΚΑ (ή γλυκίδια): αυτά είναι τα σάκχαρα. είναι τριτογενείς ενώσεις (αποτελούνται μόνο από τρία στοιχεία: άνθρακας, υδρογόνο και οξυγόνο). Αποτελούν ένα αποθεματικό ενέργειας και είναι το σημείο εκκίνησης για την παραγωγή άλλων οργανικών ενώσεων.
LIPIDS: Είναι κοινώς ονομάζονται λίπη και είναι επίσης αποθεματικές ουσίες και αποτελούν συστατικά κυτταρικών δομών.
ΠΡΩΤΕΪΝΕΣ: αποτελούνται από αμινοξέα. συμβάλλουν στην κατασκευή δομών διαφόρων οργανισμών, αιμοσφαιρίνης, ενζύμων, ορμονών (ρυθμίζουν τον αρμονικό συντονισμό μεταξύ των διαφόρων λειτουργιών των οργανισμών), αντισώματα.
ΝΟΥΚΛΕΙΚΑ ΟΞΕΑ: σχηματίζονται από μια αζωτούχο βάση (κυτοσίνη, σκιερό, ουρακίλη, αδενίνη και γουανίνη), από μια ζάχαρη και από φωσφορικές ομάδες.
Η κυψέλη: η κυτταρική μεμβράνη έχει πάχος 6-7 × 10-10m. η διάμετρος ενός κυττάρου είναι περίπου 15 mm ενώ αυτή του πυρήνα είναι περίπου 5 mm.
Τα χαρακτηριστικά στοιχεία ενός κελιού είναι:
- Περιπυρηνική μεμβράνη : οριοθετεί τον πυρήνα.
- Nucleolus : είναι ένα εξειδικευμένο τμήμα του πυρήνα.
- Μιτοχόνδρια : είναι το "ενεργειακό κέντρο" του κυττάρου.
- Περοξυσώματα : είναι οργανίδια που εξειδικεύονται σε αντιδράσεις οξειδώσεως (απελευθερώνουν H2O2) και είναι μαύρα επειδή περιέχουν πολύ σίδηρο.
- Ρινοσώματα : περιέχονται στο ενδοπλασματικό δίκτυο και συνθέτουν πρωτεΐνες.
- Ενδοπλασματικό δίκτυο : είναι τραχύ αν περιέχει ριβοσώματα και λεία εάν δεν τα περιέχει. Παρουσιάζει έναν εσωτερικό χώρο (αυλό) στον οποίο συσσωρεύονται οι συντιθέμενες πρωτεΐνες.
- Συσκευή Golgi : αποτελείται από συστήματα ουροδόχου κύστης. Οι πρωτεΐνες, μέσω αυτής της συσκευής, φτάνουν στον προορισμό τους χωρίς λάθη.
Εικόνα από το www.progettogea.com
Ένα θυγατρικό κελί είναι πάντα το ίδιο με ένα μητρικό κύτταρο.
Το ανθρώπινο γονιδίωμα είναι το σύνολο της γενετικής κληρονομιάς ενός ατόμου και σχηματίζεται από σαράντα έξι χρωμοσώματα (είκοσι τρία ζεύγη) κατά μέσο όρο αποτελούμενα από εβδομήντα εκατομμύρια ζεύγη βάσεων, επομένως ολόκληρο το γονιδίωμα περιέχει (46 × 70 000 000) 3 × 109 ζεύγη βάσεων και κάθε ζεύγος συνεισφέρει στο μήκος κατά περίπου 6-7 χ 10-10 μ.
Εάν το DNA του κάθε χρωμοσώματος ξετυλιχθεί και τα σαράντα έξι μόρια που περιέχονται στον πυρήνα σωματικών κυττάρων ευθυγραμμίζονται, φτάνει σε μήκος 2 m (κάθε χρωμόσωμα έχει μήκος περίπου 4 cm). Θεωρώντας λοιπόν ότι ένας άνθρωπος έχει 10.000 χιλιάδες κελιά, το συνολικό DNA φτάνει τα 200.000 εκατομμύρια χιλιόμετρα (η απόσταση μεταξύ του ήλιου και του φεγγαριού είναι 200 εκατομμύρια χιλιόμετρα)
Ένα απλό χρωμόσωμα είναι ένα μακρομόριο με διάμετρο περίπου 2 × 10-9 m και περιέχει ένα μόριο ϋΝΑ. το γονίδιο είναι ένα τμήμα του DNA (δηλαδή ένα τμήμα ενός χρωμοσώματος) που περιέχει πλήρεις και συγκεκριμένες πληροφορίες για μια συγκεκριμένη ιδιότητα. Σήμερα είναι γνωστό ολόκληρο το ανθρώπινο γονιδίωμα, δηλαδή είναι γνωστή η πλήρης διαδοχή των βάσεων στο DNA, αλλά μόνο λίγες μερίδες DNA έχουν δοθεί "ταυτότητα": είναι απαραίτητο να προσδιοριστεί ποιο τμήμα του DNA αντιστοιχεί σε δεδομένη ιδιότητα.
Υπάρχουν περίπου τριάντα χιλιάδες γονίδια, αλλά ένα γονίδιο μπορεί να εκφραστεί με διαφορετικούς τρόπους, επομένως αυτό είναι ενδεικτικό.
ΕΚΦΡΑΣΗ: οι πληροφορίες που περιέχονται σε ένα γονίδιο οδηγούν στην απόκτηση ενός τελικού προϊόντος (σύνθεση πρωτεϊνών).
TRANSCRIPTION: μετατροπή των πληροφοριών που περιέχονται σε ένα γονίδιο, σε μια αλυσίδα αγγελιοφόρου RNA από ένα ενζυμικό σύστημα. το αγγελιαφόρο RNA από τον πυρήνα περνά στο κυτταρόπλασμα στο οποίο περιέχονται τα ριβοσώματα.
ΜΕΤΑΦΡΑΣΗ: τα ριβοσώματα συνθέτουν την πρωτεΐνη που είναι προϊόν της γενετικής έκφρασης.
CODIFY: σημαίνει μετάφραση του μηνύματος.
Ένα σύστημα ενζύμου, συνεπώς, μέσω της μεταγραφικής διαδικασίας, μετατρέπει τις πληροφορίες που μεταφέρονται από ένα γονίδιο σε μια αλυσίδα του αγγελιαφόρου RNA και ξεκινά τη μετάφραση.
Η αναπαραγωγή του DNA σημαίνει αντιγραφή του τμήματος του DNA που σας ενδιαφέρει στο αγγελιοφόρο RNA.
Οι δύο κύριες διαφορές μεταξύ DNA και RNA:
- Στο RNA ως ζάχαρη υπάρχει ριβόζη, ενώ στο DNA η δεοξυριβόζη.
- Στο DNA, οι αζωτούχες βάσεις είναι: αδενίνη, γουανίνη, θυμίνη και κυτοσίνη. ενώ στο RNA η ουρακίλη αντικαθιστά την θυμίνη.
Τα γονίδια συνήθως περιέχουν ένα ή περισσότερα τμήματα DNA εντός αυτών, τα οποία δεν κωδικοποιούν την πρωτεΐνη. αυτά τα θραύσματα ονομάζονται ιντρόνια, ενώ τα τμήματα κωδικοποίησης ονομάζονται εξόνια .
Τα εξόνια αντιπροσωπεύουν το τμήμα του γονιδίου που μπορεί να εκφραστεί, ενώ τα ιντρόνια δεν εκφράζονται.
Υπό ορισμένες συνθήκες, το γονίδιο εκφράζεται χωρίς ιντρόνια, αλλά σε άλλες συνθήκες, τα ιντρόνια μπορούν να μετασχηματιστούν σε εξόνια και, κατά συνέπεια, να εκφράζονται (δηλαδή μπορούν να κωδικοποιήσουν την πρωτεΐνη).
Ανάλογα με τα διάφορα εκφρασμένα ιντρόνια, παράγονται διαφορετικά πρωτεϊνικά προϊόντα: συνεπώς, ένα γονίδιο μπορεί να εκφραστεί με διαφορετικούς τρόπους.
Υπάρχει μια λειτουργική ομοιότητα μεταξύ των διαφόρων προϊόντων του ίδιου γονιδίου. Ωστόσο, έχουν διαφορετική δομή και για το λόγο αυτό χρησιμοποιούνται σε διαφορετικά μέρη.
Η γενετική πληροφορία που περιέχεται σε κάθε κύτταρο ενός οργανισμού είναι η ίδια. Για παράδειγμα, το DNA ενός ηπατικού κυττάρου (ηπατοκυττάρου) και του ϋΝΑ που περιέχεται σε ένα μυϊκό κύτταρο (μυοκύτταρο), είναι το ίδιο. η διαφοροποίηση ενός ηπατοκυττάρου από ένα μυοκύτταρο είναι η διαφορετική έκφραση γονιδίων που περιέχονται στο DNA. Γενικά, σε ένα κύτταρο εκφράζονται κάποια γονίδια και σε άλλο κύτταρο, τοποθετούνται σε ένα άλλο μέρος του οργανισμού, άλλα εκφράζονται.
