ΕΦΑΡΜΟΣΜΕΝΗ ΜΟΡΙΑΚΗ ΒΙΟΛΟΓΙΑ ΜΑΘΗΜΑ 1&2 ΘΕΟΔΩΡΟΣ ΡΑΜΠΙΑΣ PhD ΜΟΡΙΑΚΟΣ ΒΙΟΛΟΓΟΣ ΤΕΙ ΑΘΗΝΑΣ

ΘΕΟΔΩΡΟΣ ΡΑΜΠΙΑΣ PhD Μοριακός Βιολόγος Μεταδιδακτορικός υπότροφος Ιατροβιολογικό Ίδρυμα Ακαδημίας Αθηνών Email: rampias@gmail.com

ΕΦΑΡΜΟΣΜΕΝΗ ΜΟΡΙΑΚΗ ΒΙΟΛΟΓΙΑ Μοριακή Βιολογία ειναι ο κλάδος της Βιολογίας που μελετά την γονιδιακή δομή και λειτουργία σε μοριακό επίπεδο. Το πεδίο της μοριακής βιολογίας επικαλύπτεται απο άλλους κλάδους της βιολογίας όπως η γενετική και η βιοχημεία. Το πεδίο της εφαρμοσμένης μοριακής βιολογίας επικεντρώνεται σε εφαρμογές της μοριακής βιολογίας σε διάφορους τομείς, όπως στην υγεία, την βιοτεχνολογία, την μικροβιολογία, την κλινική διαγνωστική κ.τ.λ

ΜΑΘΗΜΑ 1&2 ΣΥΝΤΟΜΗ ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΟ ΚΕΝΤΡΙΚΟ ΔΟΓΜΑ ΤΗΣ ΜΟΡΙΑΚΗΣ ΒΙΟΛΟΓΙΑΣ Η ΓΕΝΕΤΙΚΗ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΑ ΔΟΜΗ ΚΑΙ ΟΡΓΑΝΩΣΗ ΤΟΥ ΓΕΝΕΤΙΚΟΥ ΥΛΙΚΟΥ ΣΕ ΠΡΟΚΑΡΥΩΤΙΚΟΥΣ/ΕΥΚΑΡΥΩΤΙΚΟΥΣ ΑΝΤΙΓΡΑΦΗ DNA ΚΥΤΤΑΡΙΚΗ ΔΙΑΙΡΕΣΗ ΜΕΤΑΓΡΑΦΗ ΡΥΘΜΙΣΗ ΓΟΝΙΔΙΑΚΗΣ ΕΚΦΡΑΣΗΣ ΜΕΤΑΦΡΑΣΗ

Η ΡΟΗΣ ΤΗΣ ΓΕΝΕΤΙΚΗΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΑΣ ΕΙΝΑΙ ΚΟΙΝΗ ΣΕ ΟΛΟΥΣ ΤΟΥΣ ΟΡΓΑΝΙΣΜΟΥΣ

Κεντρικό δόγμα Βιολογίας (F.Crick, 1958) ΤΟ ΚΕΝΤΡΙΚΟ ΔΟΓΜΑ ΤΗΣ ΒΙΟΛΟΓΙΑΣ ΚΑΙ ΟΙ ΠΑΡΑΛΛΑΓΕΣ ΤΟΥ Κεντρικό δόγμα Βιολογίας (F.Crick, 1958) DNA → RNA → πρωτεΐνες Σήμερα λόγω: 1) ύπαρξης ιών με γενετικό υλικό RNA 2) του ενζύμου αντίστροφη μεταγραφάση που χρησιμοποιεί ως καλούπι το RNA για να συνθέσει DNA 3) ύπαρξης ορισμένων ιών στους οποίους το RNA αυτοδιπλασιάζεται Το κεντρικό δόγμα της Βιολογίας γίνεται: DNA ⇄ RNA → πρωτεΐνες Νουκλεϊκά οξέα → πρωτεΐνες

Αντιγραφή → διαιώνιση γενετικής πληροφορίας Μεταγραφή καθορίζει: ποια γονίδια θα εκφραστούν σε ποιους ιστούς σε ποιο στάδιο ανάπτυξης Μετάφραση: χρησιμοποιεί την πληροφορία → σύνθεση πολυπεπτιδίου Δύο κατηγορίες γονιδίων Γονίδια που μεταγράφονται σε mRNA και μεταφράζονται σε πρωτεΐνες Γονίδια που μεταγράφονται και παράγουν tRNA, rRNA και snRNA

Είδη RNA Αγγελιοφόρο RNA (mRNA): μεταφέρει την πληροφορία → σύνθεση πρωτεΐνης Ριβοσωμικό RNA (rRNA): συνδέεται με πρωτεΐνες → σχηματίζει το ριβόσωμα (απαραίτητο για την πρωτεϊνοσύνθεση) Μεταφορικό RNA (tRNA): μεταφέρει συγκεκριμένο αμινοξύ στο σημείο της πρωτεϊνοσύνθεσης Μικρό πυρηνικό RNA (snRNA): συνδέεται με πρωτεΐνες → σχηματίζει μικρά ριβονουκλεοπρωτεϊνικά σύμπλοκα → καταλύει την ωρίμανση του mRNA (μόνο στους ευκαρυωτικούς οργανισμούς)

ΟΡΓΑΝΩΣΗ ΤΟΥ ΓΕΝΕΤΙΚΟΥ ΥΛΙΚΟΥ ΣΤΟ ΚΥΤΤΑΡΟ Α.

ΟΡΓΑΝΩΣΗ ΤΟΥ ΓΕΝΕΤΙΚΟΥ ΥΛΙΚΟΥ ΣΤΟ ΚΥΤΤΑΡΟ Β.

Ο ΟΓΚΟΣ ΤΗΣ ΓΕΝΕΤΙΚΗΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΑΣ ΕΙΝΑΙ ΔΙΑΦΟΡΕΤΙΚΟΣ ΑΝΑΜΕΣΑ ΣΕ ΕΥΚΑΡΥΩΤΙΚΟΥΣ ΚΑΙ ΠΡΟΚΑΡΥΩΤΙΚΟΥΣ

ΤΟ ΜΕΓΕΘΟΣ ΤΟΥ ΓΟΝΙΔΙΩΜΑΤΟΣ ΔΕΝ ΕΙΝΑΙ ΕΥΘΕΩΣ ΑΝΑΛΟΓΟ ΜΕ ΤΟΝ ΑΡΙΘΜΟ ΤΩΝ ΓΟΝΙΔΙΩΝ ΣΤΟΥΣ ΕΥΚΑΡΥΩΤΙΚΟΥΣ

ΔΟΜΗ ΤΗΣ ΧΡΩΜΑΤΙΝΗΣ ΣΤΟ ΕΥΚΑΡΥΣΤΙΚΟ ΚΥΤΤΑΡΟ

ΧΡΩΜΟΣΩΜΑΤΑ ΚΑΡΥΟΤΥΠΟΣ

ΔΟΜΗ ΤΗΣ ΧΡΩΜΑΤΙΝΗΣ ΣΤΟ ΕΥΚΑΡΥΣΤΙΚΟ ΚΥΤΤΑΡΟ

Η ΡΟΗ ΤΗΣ ΓΕΝΕΤΙΚΗΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΑΣ ΕΙΝΑΙ ΔΙΑΜΕΡΙΣΜΑΤΟΠΟΙΗΜΕΝΗ ΣΤΟ ΕΥΚΑΡΥΩΤΙΚΟ ΚΥΤΤΑΡΟ

ΔΟΜΗ ΤΟΥ ΔΕΟΞΥΡΙΒΟΝΟΥΚΛΕΙΚΟΥ ΟΞΕΟΣ (DNA) Α.

ΔΟΜΗ ΤΟΥ ΔΕΟΞΥΡΙΒΟΝΟΥΚΛΕΙΚΟΥ ΟΞΕΟΣ

Ιδιότητες της διπλής έλικας του DNA

Η ΑΝΤΙΓΡΑΦΗ DNA ΕΙΝΑΙ ΣΥΝΔΕΔΕΜΕΝΗ ΜΕ ΤΗΝ ΚΥΤΤΑΡΙΚΗ ΔΙΑΙΡΕΣΗ Η ΑΝΤΙΓΡΑΦΗ DNA ΣΥΜΒΑΙΝΕΙ ΚΑΤΑ ΤΗΝ S ΦΑΣΗ ΤΟΥ ΚΥΤΤΑΡΙΚΟΥ ΚΥΚΛΟΥ Η ΚΥΤΤΑΡΙΚΗ ΔΙΑΙΡΕΣΗ ΕΙΝΑΙ ΑΠΑΡΑΙΤΗΤΗ ΓΙΑ ΤΗΝ ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΤΟΥ ΟΡΓΑΝΙΣΜΟΥ ΚΑΙ ΤΗΝ ΟΜΟΙΟΣΤΑΣΗ ΤΩΝ ΙΣΤΩΝ ΤΟΥ

ΚΥΤΤΑΡΙΚΗ ΔΙΑΙΡΕΣΗ/ΑΝΤΙΓΡΑΦΗ ΓΕΝΟΜΙΚΟΥ DNA.

ΑΝΑΠΤΥΞΗ, ΓΗΡΑΝΣΗ Α C Β

ΚΑΡΚΙΝΟΣ

ΕΠΑΓΩΓΗ ΤΗΣ ΚΥΤΤΑΡΙΚΗΣ ΔΙΑΙΡΕΣΗΣ ΑΥΞΗΤΙΚΟΙ ΠΑΡΑΓΟΝΤΕΣ

Ημισυντηρητικός μηχανισμός διπλασιασμού του DNA

Η ΑΝΤΙΓΡΑΦΗ ΤΟΥ DNA ΠΡΟΥΠΟΘΕΤΕΙ ΤΗΝ ΣΥΝΕΡΓΑΣΙΑ ΠΟΛΛΩΝ ΔΙΑΦΟΡΕΤΙΚΩΝ ΕΝΖΥΜΩΝ ΚΑΙ ΠΡΩΤΕΙΝΩΝ

Η ΣΥΝΘΕΣΗ ΤΗΣ ΣΥΜΠΛΗΡΩΜΑΤΙΚΗΣ ΑΛΥΣΙΔΑΣ ΓΙΝΕΤΑΙ ΠΑΝΤΑ ΣΤΗΝ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗ 5’ -> 3’

ΑΝΤΙΓΡΑΦΗ ΤΟΥ DNA Γίνεται μόνο μια φορά πριν την κυτταρική διαίρεση, στη διάρκεια της μεσόφασης Ευκαρυωτικά κύτταρα: πυρήνας, μιτοχόνδρια, χλωροπλάστες Προκαρυωτικά κύτταρα: κυτταρόπλασμα Ιοί: εσωτερικό του κυττάρου ξενιστή Ημισυντηρητικός μηχανισμός διπλασιασμού του DNA: 2 θυγατρικά μόρια, πανομοιότυπα με το μητρικό Αποτελούνται από 1 παλιά και 1 καινούργια αλυσίδα

ΜΕΤΑΓΡΑΦΗ RNA ΜΕΤΑΦΡΑΣΗ

ΣΤΟΥΣ ΠΡΟΚΑΡΥΩΤΙΚΟΥΣ ΟΡΓΑΝΙΣΜΟΥΣ Η ΜΕΤΑΓΡΑΦΗ ΕΙΝΑΙ ΣΥΖΕΥΓΜΕΝΗ ΜΕ ΤΗΝ ΜΕΤΑΦΡΑΣΗ

RNA

ΥΠΑΡΧΟΥΝ ΠΟΛΛΑ ΔΙΑΦΟΡΕΤΙΚΑ ΕΙΔΗ RNA ΤΑ ΟΠΟΙΑ ΠΡΟΚΥΠΤΟΥΝ ΑΠΟ ΜΕΤΑΓΡΑΦΗ

Η ΣΥΝΘΕΣΗ ΤΟΥ RNA ΑΚΟΛΟΥΘΕΙ ΤΟΝ ΚΑΝΟΝΑ ΤΗΣ ΣΥΜΠΛΗΡΩΜΑΤΙΚΟΤΗΤΑΣ

ΥΠΟΚΙΝΗΤΗΣ ΓΟΝΙΔΙΟΥ-ΕΝΑΡΞΗ ΜΕΤΑΓΡΑΦΗΣ-ΣΙΝΙΑΛΟ ΠΟΛΥΑΔΕΝΥΛΙΩΣΗΣ-ΛΗΞΗ ΜΕΤΑΓΡΑΦΗΣ

ΕΠΙΓΕΝΕΤΙΚΟΣ ΕΛΕΓΧΟΣ ΤΗΣ ΜΕΤΑΓΡΑΦΗΣ

Η ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑ ΩΡΙΜΑΝΣΗΣ RNA ΣΥΜΒΑΙΝΕΙ ΜΟΝΟ ΣΤΟΥΣ ΕΥΚΑΡΥΩΤΙΚΟΥΣ ΟΡΓΑΝΙΣΜΟΥΣ

Πρόδρομο mRNA περιέχει: Εσώνια: αλληλουχίες που δεν μεταφράζονται σε αμινοξέα Εξώνια: αλληλουχίες που μεταφράζονται σε αμινοξέα Διαδικασία ωρίμανσης Γίνεται στον πυρήνα Τα ριβονουκλεοπρωτεϊνικά σύμπλοκα κόβουν τα εσώνια και ενώνουν τα εξώνια → σχηματισμός ώριμου mRNA που έχει τις 5’ και 3’ αμετάφραστες περιοχές

ΜΕΤΑΓΩΓΗ ΣΗΜΑΤΟΣ (CELL SIGNALING) ΚΑΙ ΓΟΝΙΔΙΑΚΗ ΜΕΤΑΓΡΑΦΗ

Εναλλακτική ωρίμανση

ΜΕΤΑΦΡΑΣΗ

ΓΕΝΕΤΙΚΟΣ ΚΩΔΙΚΑΣ