Εισαγωγή και βασικές έννοιες
Υδατάνθρακες (ή υδατάνθρακες): αυτά είναι σάκχαρα. είναι τριτογενείς ενώσεις (που αποτελούνται μόνο από τρία στοιχεία: άνθρακα, υδρογόνο και οξυγόνο). Αντιπροσωπεύουν ένα ενεργειακό απόθεμα και αποτελούν την αφετηρία για την παραγωγή άλλων οργανικών ενώσεων.
ΛΙΠΙΔΙΑ: ονομάζονται συνήθως λίπη και είναι επίσης εφεδρικές ουσίες και αποτελούν συστατικά των κυτταρικών δομών.
ΠΡΩΤΕINΝΕΣ: αποτελούνται από αμινοξέα. συμβάλλουν στην κατασκευή δομών διαφόρων οργανισμών, αιμοσφαιρίνης, ενζύμων, ορμονών (ρυθμίζουν τον αρμονικό συντονισμό μεταξύ των διαφόρων λειτουργιών των οργανισμών), αντισωμάτων.
ΠΥΡΗΝΙΚΑ ΟΞΕΑ: αποτελούνται από αζωτούχο βάση (κυτοσίνη, συνεσταλμένη, ουρακίλη, αδενίνη και γουανίνη), ομάδες σακχάρου και φωσφορικών.
ΤΟ ΚΥΤΤΑΡΙ: η κυτταρική μεμβράνη έχει πάχος 6-7 × 10 -10μ. η διάμετρος ενός κυττάρου είναι περίπου 15 mm ενώ του πυρήνα περίπου 5 mm.
Τα χαρακτηριστικά στοιχεία ενός κελιού είναι:
- Περιπυρηνική μεμβράνη: οριοθετεί τον πυρήνα.
- Nucleolus: είναι ένα εξειδικευμένο μέρος του πυρήνα.
- Μιτοχόνδριο: είναι το "ενεργειακό κέντρο" του κυττάρου.
- Περοξυσώματα: είναι οργανίδια που ειδικεύονται στις αντιδράσεις οξείδωσης (απελευθερώνουν Η2Ο2) και έχουν μαύρο χρώμα επειδή περιέχουν πολύ σίδηρο.
- Ριβοσώματα: περιέχονται στο ενδοπλασματικό δίκτυο και συνθέτουν πρωτεΐνες.
- Ενδοπλασματικό δίκτυο: είναι τραχύ εάν περιέχει ριβοσώματα και λείο αν δεν περιέχει. Έχει έναν εσωτερικό χώρο (αυλό) στον οποίο συσσωρεύονται οι συνθετικές πρωτεΐνες.
- Συσκευή Golgi: αποτελείται από συστήματα κύστης. Οι πρωτεΐνες, μέσω αυτής της συσκευής, φτάνουν στον προορισμό τους χωρίς σφάλματα.
Η εικόνα έχει ληφθεί από το www.progettogea.com
Ένα θυγατρικό κύτταρο είναι πάντα το ίδιο με ένα μητρικό κύτταρο.
Το ανθρώπινο γονιδίωμα είναι το σύνολο της γενετικής κληρονομιάς ενός ατόμου και αποτελείται από σαράντα έξι χρωμοσώματα (είκοσι τρία ζεύγη) κατά μέσο όρο αποτελούμενα από εβδομήντα εκατομμύρια ζεύγη βάσεων, οπότε ολόκληρο το γονιδίωμα περιέχει (46 × 70 000 000) 3 × 109 ζεύγη βάσεων και κάθε ζεύγος συνεισφέρει περίπου 6-7 × 10-10 m στο μήκος.
Αν ξετυλίξουμε το DNA κάθε χρωμοσώματος και ευθυγραμμίσουμε τα σαράντα έξι μόρια που περιέχονται στον πυρήνα ενός σωματικού κυττάρου, φτάνουμε σε μήκος 2 m (κάθε χρωμόσωμα έχει μήκος περίπου τέσσερα εκατοστά). Λαμβάνοντας υπόψη, λοιπόν, ότι ένας άνθρωπος έχει 10.000 δισεκατομμύρια κύτταρα, το συνολικό DNA φτάνει τα 20.000 εκατομμύρια χιλιόμετρα (η απόσταση μεταξύ του ήλιου και της σελήνης είναι 200 εκατομμύρια χιλιόμετρα)
Ένα μεμονωμένο χρωμόσωμα είναι ένα μακρομόριο με διάμετρο περίπου 2 × 10-9 m και περιέχει ένα μόριο DNA. το γονίδιο είναι ένα τμήμα του DNA (δηλαδή ένα μέρος ενός χρωμοσώματος) που περιέχει μια "πλήρη και συγκεκριμένη πληροφορία για μια συγκεκριμένη ιδιότητα. Σήμερα" είναι γνωστό όλο το ανθρώπινο γονιδίωμα, δηλαδή είναι γνωστή η πλήρης διαδοχή των βάσεων στο DNA , αλλά μόνο σε πολύ λίγα τμήματα DNA έχει δοθεί "ταυτότητα": είναι απαραίτητο να προσδιοριστεί ποιο τμήμα του DNA αντιστοιχεί σε μια συγκεκριμένη ιδιότητα.
Υπάρχουν περίπου τριάντα χιλιάδες γονίδια, αλλά ένα γονίδιο μπορεί να είναι εκφρασμένος με διαφορετικούς τρόπους, οπότε αυτό είναι ενδεικτικό.
ΕΚΦΡΑΣΗ: οι πληροφορίες που περιέχονται σε ένα γονίδιο οδηγούν στη λήψη ενός τελικού προϊόντος (πρωτεϊνική σύνθεση).
ΜΕΤΑΜΟΡΦΩΣΗ: μετατροπή των πληροφοριών που περιέχονται σε ένα γονίδιο σε αλυσίδα αγγελιοφόρου RNA από ένα ενζυματικό σύστημα · το αγγελιοφόρο RNA περνά από τον πυρήνα στο κυτταρόπλασμα στο οποίο περιέχονται τα ριβοσώματα.
ΜΕΤΑΦΡΑΣΗ: τα ριβοσώματα συνθέτουν την πρωτεΐνη που είναι το προϊόν της γενετικής έκφρασης.
ΚΩΔΙΚΟΣ: σημαίνει τη μετάφραση του μηνύματος.
Επομένως, ένα ενζυματικό σύστημα, μέσω της διαδικασίας μεταγραφής, μετατρέπει τις πληροφορίες που μεταφέρονται από ένα γονίδιο σε αλυσίδα αγγελιοφόρου RNA και ξεκινά η μετάφραση.
Η αντιγραφή του DNA σημαίνει αντιγραφή του τμήματος του DNA που ενδιαφέρει στο αγγελιοφόρο RNA.
Οι δύο κύριες διαφορές μεταξύ DNA και RNA:
- Η ριβόζη είναι το σάκχαρο στο RNA, ενώ η δεοξυριβόζη είναι στο DNA.
- Στο DNA οι αζωτούχες βάσεις είναι: αδενίνη, γουανίνη, θυμίνη και κυτοσίνη. ενώ στο RNA η ουρακίλη παίρνει τη θέση της θυμίνης.
Τα γονίδια συνήθως περιέχουν ένα ή περισσότερα τμήματα DNA μέσα τους, τα οποία δεν κωδικοποιούν την πρωτεΐνη. Αυτά τα θραύσματα ονομάζονται εσώνια 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 υπό άλλες συνθήκες, τα ιντρόνια μπορούν να μετατραπούν σε εξόνια και, κατά συνέπεια, να εκφραστούν (δηλαδή μπορούν να κωδικοποιήσουν την πρωτεΐνη).
Ανάλογα με τα διάφορα ιντρόνια που εκφράζονται, υπάρχουν διαφορετικά προϊόντα πρωτεΐνης: ένα γονίδιο, επομένως, 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.
Οι γενετικές πληροφορίες που περιέχονται σε κάθε κύτταρο ενός οργανισμού είναι οι ίδιες. Για παράδειγμα, το DNA ενός ηπατικού κυττάρου (ηπατοκύτταρο) και το DNA που περιέχεται σε ένα μυϊκό κύτταρο (μυοκύτταρο), είναι τα ίδια · η διαφοροποίηση ενός ηπατοκυττάρου από ένα μυοκύτταρο είναι η διαφορετική έκφραση των γονιδίων που περιέχονται στο DNA.Γενικά, ορισμένα γονίδια εκφράζονται σε ένα κύτταρο και σε ένα άλλο κύτταρο, που βρίσκεται σε άλλο μέρος του οργανισμού, άλλα εκφράζονται.
