Manual biologie clasa 10 scribd

Out of these cookies, the cookies that are categorized as necessary are stored on your browser as they are as essential for the working of basic functionalities of the website. We also use third-party cookies that help us analyze and understand how you use this website. These cookies will be stored in your browser only with your consent.

You also have the option to opt-out of these cookies. But opting out of some of these cookies may have an effect on your browsing experience. Necessary cookies are absolutely essential for the website to function properly.

This category only includes cookies that ensures basic functionalities and security features of the website. These cookies do not store any personal information.

GB PDF. Previous Story Next Story. This website uses cookies to improve your experience. We'll assume you're ok with this, but you can opt-out if you wish. Privacy Overview This website uses cookies to improve your experience while you navigate through the website. Upcoming SlideShare. Manual anatomie. Embed Size px. Start on. Show related SlideShares at end. WordPress Shortcode. Share Email. Top clipped slide.

Download Now Download Download to read offline. Cosmin Ivan Follow. Teste Admitere. What to Upload to SlideShare. A few thoughts on work life-balance. Is vc still a thing final.

The GaryVee Content Model. Fiecare enzim a catalizeaza o anum ita reactie biochimica. Aceste reactii lanturi metabolice. Codul genetic Informatia necesara sintezei proteinelor, care detin un limbaj de 20 de semne aminoacizi este depozitata in m oleculele de ADN care detin un limbaj de 4 sem ne baze azotate.

Pentru traducerea limbajului de 4 sem ne al nucleotidelor in limbajul de 20 dc semne al am inoacizilor este nevoie de un "di. El reprezinta un sistem biochimic prin care se stabileste relatia nuelodNd. Din cei 64 codoni ai codului genetic : - 61 codoni codifica diferitii am inoacizi codoni s e n s ; - 3 sunt codoni nonsens, care nu specifica vreun am inoacid, dar joaca un rol im portant in citirea mesajului genetic purtat de ARNm , intrucat ci marcheaza sfarsitul acestui mesaj genetic.

Din cei 61 codoni sens, 2 c o d o n i: AUG si GUG care codifica m etionina respectiv valina sunt si codoni cu sem nificatia de inceput de sinteza". Codul genetic are urmatoarele caracteristici esentiale: - este nesuprapus - doi codoni succesivi vecini nu-si im prum uta nucleotide, adica nu au nucleotide comune; - Qsic fard virgule - intre doi codoni succesivi nu exista semne de punctuatie biochim ica reprezentate de nucleotide fara sens, citirea informatiei genetice realizandu-se continuu; - este degenerat redundant - fiind mai multi codoni decat aminoacizi, acelasi am inoacid poate fi codificat de mai multi codoni; exemplu: serina poate fi codificata de 6 codoni numiti sinonimi : - este universal - in toata lumea vie aceiasi codoni codifica acelasi aminoacid; exem plu: codonul UUU codifica fenilalanina atat la procariote cat si la eucariote.

Geneticienii au deseoperit unele mici exceptii de la universalitatea codului genetic, datorate :robabil unor mutatii. Astfel, codonul UGA are rolul de in genomul nuclear, dar in mitocondrii codifica aminoacidul triptofan. Codonul AU A care codifica aminoacidul izoleucina in genomul nuclear, a mitocondrii codifica aminoacidul metionina. Etapele sintezei proteice Pe baza codului genetic are loc sinteza proteinelor in 2 faze: transcriptia - copierea mesajului genetic din moleculele de ADN in moleculele dc ARNm; - translatia - utilizarea mesajului genetic pentru sinteza proteinelor pe baza codului genetic.

Transcriptia transcrierea O celula poate produce mii de proteine diferite. In aeeasta prima faza, sub actiunea enzimei ARN. Procesul de transcriere cuprinde trei faze: a. La procariote se copiaza informatia genetica a mai multor gene succesive, iar ARNm codifica mai multe proteine de care cclula are nevoie in momentul respectiv. La eucariote se copiaza dc regula inform atia geneticS a unei singure gene rezultand ARNm precursor.

Apoi anum ite enzim e sectioneaza m olecula ARNm precursor, separand secventele informationale exoni de secventele noninform ationale ititroni. Alte enzime leaga exonii intre ci si rezulta ARNm m atur care va ajunge la ribozom i prin difuziune fig. Translatia traducerea Are loc la nivelul ribozomilor. Este meritul lui George Emit Palade de a fi deseoperit ribozomii ca organite celulare, la nivelul carora se face asam blarea aminoacizilor.

Pentru aeeasta el a primit prem iul Nobel in Ea atrage cele doua subunitati ale ribozom ului care acum se cupleaza prinzand intre ele capatul m oleculei ARNm. Deei p rim u l am in o acid al m oleculei proteice va fi m etionina care ulterior poate fi inlaturata.

In tre tim p , in c ito p la s m a aminoacizii sunt pregatiti pentru sinteza in 2 faze: a In prim a faza am inoacizii sunt activati prin rcactia cu ATP care le va dona energie 2. S liilc lc iZ t. Ea presupune trecerea ARNm printre subunitatile ribozomului ca o banda m agnetica prin dispozitivul de citire al unui casetofon. In spatiul dintre cele dQua subunitati este loc pentru numai doi codoni ai ARNm.

Ea prezinta un moment din etapa translatiei, cand deja prin ribozomi au treeut primii 5 codoni. Amintiti-va ca informatia din ARNm este codificata in sensul 5 3', deci ordinea nucleotidelor din? Primii trei codoni nu mai apar in desen.

Asa cum stiti primul codon al lantului y. Rilxwom In procesul de translatie este necesarS participarea urmStoarelor proteine: 1. Factori de initiere 2. Factori de elongatie - pentru inceperea translatiei - pentru continuarea traducerii.

Factori de terminalizare - pentru incetarea traducerii si eliberarea lantului peptidic. Cei doi aminoacizi sunt acum foarte aproape unul de altul. In acest moment sub actiunea enzim ei peptid polimeraza, intre ei se form eaza o legatura peptidica. Ca urmare, lantul polipeptidic s-a m arit de la sase la sapte aminoacizi.

In momentul urmator, ribozomul se va deplasa cu un codon spre capatul 3' al ARNm spre stanga. A cesta are atasat am inoacidul AA 8, care asa cum rezulta din tabclul cu codul genetic, este tot arginina. La fel ca in momentul anterior, peptid polim eraza va determ ina formarea legaturii peptidice intre cele doua molecule de arginina, aminoacizii din pozitiile 7 si 8.

Ce aminoacizi sunt in pozitiile 4, 5 si 9? Pe masura ce ARNm este deplasat codon dupa codon, informatia este tradusa din limbajul polinucleotidic in limbajul polipeptidic si lantul de aminoacizi se lungeste. Deplasarea moleculei ARNm continua pana la codonul cu sem nificatia stop care indica sfarsitul sintezei.

Aceeasi molecula de ARNm trece succesiv prin mai multi ribozomi se formeaza poliribozomi si pe baza ei se form eaza mai m ulte exem plare din m olecula proteica respective Producerea unui num ar exagerat de exem plare este prevenita prin distrugerea ARNm utilizat. Dupa ce molecula de ARNm a iesit dintr-un ribozom, cele doua unitati ale ribozomului se despart si se vor reuni in jurul secventei de initiere al altei m olecule de ARNm.

O rganism ele nu transm it urm asilor caracterc ci inform atia necesara pentru constituirea lo r C elula ou contine. Din zigoti dcstul de asem anatori ca infatisarc pot rezulta: un greier. El este codificat sub form a unor lungi siruri de nucleotide din m oleculele de ADN. U nul din procesele prin care program ul genetic este m aterializat in structuri biologice este sinteza proteinelor. Codul genetic. Caracteristici 1. D egenerat 2. Nesuprapus 3.

Fara virgule 4. Arguntetite A. In toata lumea vie aceeasi codoni codifica acelasi aminoacid. Nu exista nucleotide in plus intre codoni C. Doi codoni vecini nu pot avea nucleotide comune D. Acelasi am inoacid poate fi codificat de mai multi codoni sinonimi". Transcriptia II. Tipuri de organisme 1. Se copiaza inform atia genetica a unei singure gene A. Procariote 2. Se copiaza inform atia genetica a m ai multor gene succesive B. Eucariote 3.

A RNm codifica mai m ulte proteine de care celula are nevoie in momentul respectiv 4. ARNm precursor contine secvente inform ationale exoni si secvente noninformationale introni 2. In fazele sintezei proteice actioneaza enzimele: 1. Peptidpolimeraze 2. ARN - polim eraze 3. Aminoacilsintetaze 4.

Ligazele 3. Codonul UGA: 1. Este codon stop in genomul nuclear 2. Codifica triptofanul in m itocondrii 3. Are sem nificatia inceput de sinteza 11 4. Codifica m etionina. M otcriolul g c iiflic ia virusuri si p recarfo ic M a te ria lu l genetic v ira l V iru su rile sunt entitati infectioase de nivel subcelular ale caror dim ensiuni variaza intre 80 - M a te ria lu l g e n e tic p re z in ta o A. Ele sunt alcatuite dintr-un invelis proteic numit an u m ita o rg a n iz a re Tn fu n ctie dc capsida virald si un m ie z - genomul viral, reprezentat gradul de com plexitate al sistem eior de un acid nucleic.

Un astfel de virus m atur complet b io lo g ic e. Din catcgoria sistem elor citoplasma celulei g a zd a ; acelulare fac p a rte : virusurile. S iste m e le unei celule gazda. Niciodata, in acelasi virus, nu se intalnesc am bele tipuri de acizi nucleici asa cum se intalnesc in oricc sistcm biologic cu organizare cclulara oricat de simplu ar fi el. Este important de retinut faptul ca, la ambele tipuri de virusi, informatia genetica se afla codificata in miezul dc acid nucleic viral care se mai num este crom ozom viral sau genom viral.

M olecula de acid nucleic viral poate fi circular! Pe unicul crom ozom viral pot exista 4 gene fagul M S J sau gene bacteriofagul T4. M olecula de acid nucleic viral are o lungim e variabila de la - nucleotide. Multiplicarea virusurilor. Desi virusurile detin in acizii lor nucleici codifiCate planurile arhitecturale ale formarii de noi particule virale, adica ale multipliearii lor, virusurile nu se multiplica, nu se tnmultesc.

Virusurile sunt multiplicate sunt inmultite de celula gazda, deoarece toate virusurile sunt paraziti absoluti de nivel genetic, dependenti total de o celula gazda fie bacteriana, fie vegetala, fie animala.

Niciodata o particula virala nu provine prin diviziunea unei particule virale preexistente. Virusurile sunt reproduse in celula gazda, oferind doar instructiuni informatia ereditara pentru a fi reproduse, iar celula gazda asigura substantele, echipamentul enzim atic si energia necesare. Genomul viral patruns in celula gazda, determina devierea proceselor de biosinteza caracteristice acesteia, astfel incat celula gazda va efectua sinteze noi dupa modelul furnizat de virionul decapsidat numit virus vegetativ.

Se sintetizeaza acid nucleic viral, proteine virale si apoi are loc asam blarea noilor componentc intr-un num arm are de virioni, dupa care, prin lizarea celulei gazda are loc eliberarea noilor virioni. Replicarea materialuluigenetic viral se realizeaza tot pe baza de complementaritate a bazelor azotate.

La dezoxiribovirusuri catena ADN poate servi ca matrita pentru sinteza alteia. La ribovirusuri catena dc ARN poate servi ca matrita pentru sinteza alteia com plem entare, care la randul ei, devine matrita pentru sinteza ARN initial. Rezulta, in prim a etapa un hibrid m olecular ARN - ADN dupa care ARN este hidrolizat, iar ADN com plem entar este trecut sub form a bicatenara si, sub aeeasta forma, se integreaza intr-unul din crom ozom ii celulelor im plicate in rcalizarea raspunsului imun la om, paralizandu-i activitatea: in acest fel organism ul infectat cu HIV 1 nu mai poate da raspunsuri imune la actiunea celor mai comuni agcnti patogeni.

Chiar daca sunt sistem e supram oleculare, virusurile prezinta variabilitate genetica. In cazul dezoxiribovirusurilor se poate realiza recom binarea genetica prin crossing - over, iar in cazul ribovirusurilor variabilitatea se realizeaza, in special prin mutatie.

Ca urmare apare o variabilitate genetica in cadrul populatiilor virale si respectiv o adaptare a lorm arita la conditiile variabileale mediului. De exemplu virusul gripal cu genom ARN m anifesta o atat de mare variabilitate incat fiecare epidem ic se datoreaza unei alte tulpini virale.

O celula bacteriana este alcatuita din citoplasma, delimitate de membrana plasmatica, protejata la exterior de un perete celular. In celula se distinge o regiune centrala care reprezinta nucleoidul.

Nucleoidul nu este separat fata de citoplasm a printr-o structura m embranara. Corespondentul nucleoidului este cromozom ul bacterian de forma circulara. El reprezinta suportul fizic al unicului grup de inlantuire a genelor aproxim ativ - gene. Ca urmare toate genele de la bacteria mam a se transm it in bloc la bacteriile fiice. Cromozomul are o lungime de de ori mai mare decat diam etrul celulei. In afara crom ozom ului circular bactcrian suportul grupului principal de gene , se pot afla in citoplasm a celulei bacteriene, una sau mai multe structuri ereditare aditionale.

Aceste structuri extracrom ozom iale, separate fizic de crom ozom ul principal, au fost denum ite plasmMe. Ea reprezinta un m inicromozom ce poarta 6 - 8 gene P 6 te N fem b ran a calulA r si care se rep lica in d ep en d en t de cro m ozom ul p fc ra m a O c a principal.

Ca exem ple de plasm ide pot fi considerate 'dc tonil de sex factoml F sau factond de rezistenta la antibiotice factond R. Plasmidele pot fi transferate 2. Bude ele pot fi folosite in experiente de inginerie genetica 3.

Superrfisudrl vehiculi cu ajutorul carora pot fi introdusi in celula b a c te ria n a , g en e dc la e u c a rio te. La virusuri, genomul este reprezentat de un singur crom ozom de form a circulara sau lineara pe care sunt dispuse genele intr-o anum ita ordine. Materialulgenetic 1. Crom ozom ce contine ADN 3. Crom ozom ce contine ARN X - - II Caracteristici 1. M ezozom 2. Factorul F 3. Bucle si superrasucuri. Explicati replicarea materialului genetic la retrovirusuri. Explicati procesul de variabilitate la virusuri si bacterii.

Motivati de ce virusurile nu au un metabolism propriu. M aterialul genetic la eucariote Sfi ne reamintim! Eucariotele sunt organisme a caror celule poseda nueleu tipic Tnvelit in membrana nucleara. Materialul genetic la eucariote se afla in nuclcul celular dar si in citoplasma mai precis in mitocondrii, cloroplaste,etc.

La nivelul nucleului materialul ereditar este organizat intr-o substanta numita cromatina. Cromatina este forma interfazica a cromozom ilor. Com ponenta cea mai im portanta a crom ozom ului eucariotic este ADN. El poate fi impartit in doua categorii: secvente unice de nucleotide in care sunt incluse genele si secvente repetitive, reprezentate de una sau mai multe fractii de ADN, in care anumite secvente de nucleotide se repeta de un num ar variabil de ori de la 10 2 - 10 6 ori.

Acest ADN repetitiv este de obicei noninform ational, adica nu contine gene stru c tu ra l, ci indeplineste alte roluri, mai ales in reglajul genetic, diferentierea cclulara si evolutia materialului genetic. In cromozomii eucariotelor, secventele de nucleotide repetitive sunt intercalate cu secvente unice, nonrepetitive.

Ea reprezinta dispuse sub forma a dou3 inele la varful si la baza crom atina care este condensata si in octamerului LegStura dintre doi nucleosomi Proteine histonice interfaza cand apare sub form a de se realizeaza printr-o cesventa HjA. La nivelul ei replicarea de ADN de cateva zeci de nucleotide ADN este intarziata si este inactiva in unite prin interme 5 diul unei proteine tra n s c r ie r e.

D aca e u c ro m a tin a histonice Ht c u p rin d e g e n e le m a jo re , ADN heterocrom atina prezinta mai ales functii reglatoare. Crom atina eucariotelor este un lant flexibil alcatuit din unitati care se Fig.

Legatura dintre doi nucleosomi se realizeaza cu ajutorul unei secvente de cateva zeci de nucleotide care se gasesc unite cu un alt tip de histone H. Nucleii si cromozomii eucariotelor contin asem enea fibre de cromatina al caror diametru este de A. Fiecarui crom ozom eucariot ii corespunde o singura fibra de crom atina nucleohistonica si deci, asem anator crom ozom ului procariot, o singura m olecula dublu catenara de ADN. Crom atina nuclcului in terface ca si crom atina crom ozom ului in diviziune contine si variate proteine nonhistonice.

Nonhistonele sunt foarte heterogene. Ele prezinta specificitate de specie si dc tesut. N onhistonele apar ca activatori specifici ai genelor eucariote. Prin fosforilarea nonhistonelor crestc rata de transcriere. Descoperirea ca atat cromatina interfazica cat si cromozomii in timpul diviziunii, prezinta aceeasi structura nucleosomala fundamentala, demonstreaza continuitatea organizatorica a materialului genetic de-a lungul intregului ciclu celular.

De fapt cromozomii nu dispar in interfaza. Individualizarea lor in profaza diviziunii este un aspect de fenotip crom ozom al realizat in vederea desfasurarii cu mare exactitate a evenimentelor distributive ale ciclului celular, adica repartizarea aceleiasi informatii ereditare in celulele fiice prin distributia unui num ar egal de cromozomi in aceste celule.

Pregatirea celulei pentru diviziune presupune atat dublarea cantitatii de ADN cat si a substantelor asociate, adica a Tntregii cantitati de cromatina. Fiecare cromozom este deja dublu la inceputul mitozei Acum d - cromozom acrocentric 3 fiecare crom ozom este format din doua crom atide. Ele 4 sunt identice din punct de vedere al informatiei subtiri, paralele si unite prin tr-o zona num ita centroraer, Cromatidele reprezinta de fapt cromozomii-fii care inca nu s-au despartit.

La inceputul profazei cromozomii devin vizibili la m ie ro s c o p u l o p tic d e o a re c e se s p ira liz e a z a , mgrosandu-se si scurtandu-se. Ei ajung in metafaza la o condensare m axim a. Acum ei au num arul, form a si Fig. Prin distrugerca fusului de diviziune, cromozomii se vor dispersa din planul ecuatorial al celulei putand fi fotografiati la microscop.

Decupand im aginile si ordonandu-le in perechi num erotate in ordinea descrescatoare a marimii se obtine cariotipul speciei respective.

Pozitia centrom erului este un caracter m orfologic constant, un criteriu de elasificare a crom ozom ilor fig. Acest ADN poseda unele insusiri particulare, ADN extranuclear se replica dupa modelul semiconservativ, dar nu in perioada S de sinteza a ciclului celular, ci independent de ADN nuclear.

C om parativ cu ereditatea controlata de genele nucleare ereditatc m endeliana care se caracterizeaza prin aceea ca genele de la cei doi parinti, tata si mama, contribuie in mod egal la formarea constitutiei genetice a urm asilor eredilate biparentala , ereditatea citoplasm atica sau nemendeliana se caracterizeaza mai ales prin transmiterea la descendenti a trasaturilor genetice mateme ereditatc uniparentala - materna.

Acest lucru se datoreaza faptului ca in marca majoritate a cazurilor numai gametul femel poseda atat nucleu cat si citoplasm a, in timp ce gametul mascul poseda in general numai nucleu. I Retineli r! Totalitatea genelor nucleare, num ite cromogene, fonneaza genomul.

Crom ogenele im preuna cu plasm agenele alcatuiesc genotipul. O rganism ele eucariote prezinta diviziune m itotica si meiotica, care asigura reproducerea echilibrata a materialului genetic, precum si posibilitati imense de diversificare aprogram elor genetice si deci de asigurare a variabilitatii genotipice.

Evidentiati principalele caracteristici de superioritate ale cromozomului eucariot prin comparatie cu cel procariot. Care sunt principalele componente ale cromozomului metafazic?

Aft'gctTraspunsurile corectc: a. Asociati notiunile din cele doua coloane : 1. Cvidentiereo cromozomilor uriosi w w lo Drosophila melanogaster Materiale necesare : lame si lam ele m icroscopiee, ac spatulat, solutie carm in-acetica, lampa de spirt, hartie filtru, larve de drosofila in stadiul III inainte de impupare.

M od de lucru. Se folosesc larve de stadiul III, de Drosophila, femele, care sunt mai mari decat cele mascule. Se aplica lamela. Se aplica hartia de filtru. Se preseaza putem ic cu degetul mare pentru etalare. Se inlatura excesul de carmin, Se exam ineaza la microscop.

Cvidenliereo cromozomilor prin metotfo ropidi de colorore cu solutie cormin-ocetlcA Materiale necesare: sticla cu dop rodat si cilindrii gradati de diferite capacitati 00 pana la ml , vase Erlenmeyer, baloane de sticla, palnii de sticla, lampi de spirt, sticle de ceas sau cristalizatoare mici 25 m l , fiole de sticla, lame si lamele m icroscopice, hartie de filtru, pensa, ace spatulate, microscop.

Dintre substante sunt necesare: acid acetic glacial, carmin, acid clorhidric nor mal HC1 82,5 ml la ml apa distilata.

Ca material biologic se pot folosi bulbi de ceapa, seminte de eeapa, cariopse de secara, orz etc. Mod de lucru. Se am esteca intr-un balon de sticla, se lasa sa fiarba circa 30 min. Pregatirea materialului biologic: se pun bulbii de ceapa cu discul tulpina adevarata in pahare cu apa la incoltit sau seminte de ceapa, cariopse de orz, secara etc.

Se incalzeste la flacara unei Prin acest tratament se realizeaza concomitent fixarea omorarea celulelor si pastrarea nealterata a morfologiei constituentilor citoplasm atici , hidroliza inm uierea tesuturilor prin distrugerca partiala a lamelelor celulozopectice dintre celule si colorarea cromozomilor.

Efectuareadepreparatemicroscopice p ro asp ete, prinm etoda squash a strivi, a zdrobi : pe o lama microscopica se aseaza o radiccla de la care se detaseaza numai zona meristematica din varf circa 3 mm cu un ac spatulat. Apoi cu un bat de chibrit se bate usor pentru a etala celulele intre lama si lamela, astfel incat sa fie un strat uniform celular. Se face in acelasi timp o buna etalare a cromozomilor. Observarea preparatelor: - Desenati celule aflate in diferite faze: - Precizati in ce faza se afla cele mai multe celule; - A legeti celulele in care metafaza se vede ce!

Scrieti sub desene cefel de cromozomi sunt, avand in vederepozilia centromerului. AC reamintim! In mod traditional, term enulde genom se refera la setul haploid de crom ozom i din nucleul celular al organism elorpluricelulare. Genomica - obiect de studiu Astazi notiunea de genom s-a extins de la m aterialul nuclear eucariot la aparatul genetic al o rg a n ite lo r celu lare genom ul m ito co n d rial, genomul cloroplastic precum si la cromozomii procariotelor si virusurilor.

Cu studiul genomurilor se ocupa genomica. Genomica este stiinta care se ocupa cu dezvoltarea si aplicarea noilor tehnici si proceduri de carfare, secventiere si analizd computerizatd in studierea genomurilor integrate ale organismelor. Genomica are trei ramuri distincte. Genomica structuralcr. Metode f l tehnici de studiu Tehnicile de prelucrare si analizare a acizilor nucleici si a altor biom olecule au numeroase aplicatii si sunt de m arc viitor.

Ele sunt foarte com plexe si de aceea ne limitam la o prezentare a principiilor pe care se bazeaza cateva dintre ele. Tehnologia A D N - ului recombinat Aeeasta tehnologie grupeaza tehnicile care permit sinteza chimica a genelor sau izolarea genelor unor orgamsme, urmata de insertia transferul acestora in genomul unor celule apartinand altei specii.

Pe aeeasta cale se poate produce gcna pentru orice proteina. Izolarea genelor unor organisme: Pentru aeeasta se utilizcaza enzim e endonucleaze de restrictie extrase de la diferite specii de bacterii unde au fost identificate peste de asemenea enzime.

Fiecare dintre ele recunoaste o anum ita secventa de nucleotide din m olecula de ADN, La acest nivel, enzima num ita si restrictaza actioneaza hidrolizand legatura fosfodicstcrica si taie ADN in asa fel incat lasa niste prelungiri m onocatenare ale fragm entelor de A D N.

Fragmentele de ADN rezultate sub actiunea endonucleazelor de restrictie se mai numesc restricte. Ele sunt supuse electroforezei si ca urmare, vor m igra in campul clectroforetic, dupa Incarcatura lor electrica. Imaginea obtinuta este o electroforegrama, care sta la baza hartilor de restrictie.

Transferul genelor de la o specie la alta. Sinteza unei gene sau izolarea unei gene reprezinta indiscutabil o victorie pe plan stiintific, dar ea ram anc fara ecou practic, daca gena nu este introdusa intr-o celula unde sa functioneze. Gena straina functioneaza numai daca este integrata in materialul genetic al celulci gazda.

In general celulele au mijloace prin care sa recunoasca si sa distruga ADN strain cu ajutorul unor enzim e de restrictie endonucleaze. Deci pentru a transfera o gena, trebuie gasita o calc pentru a 'Insela" vigilenta celulei tinta.

Acest aspect se poate obtine asociind gena cu un vector. Vectorul este o structura genetica pe care celula o recunoaste si o accepta, un fel de cal troianu. Plasm idele si virusurile indeplinesc aeeasta conditie si de aceea sunt folosite ca vectori.

Urma ridfig, 36 si identificatiprincipalele etape ale trunsferului de gene! Se actioneaza cu aceeasi enzim a de restrictie si y 3 ' y asupra vectomlui, care din circular va deveni linear.

Gena si vectorul vor fi amestecate in prezenta enzimei ADN ligaza, sub actiu n ea careia se restabilease legaturile fosfodiesterice taiate de endonucleaza de restrictie. Vectorul si gena form eaza acum o structura genetica noua, un ADN - recombinat, pe care il introducem intr-o cultura de bacterii.

Pentru ca nu toate bacteriile "au acceptat cadoulf c incorporand ADN recombinat, se aplica in continuare tehnici de eliminare a c e lu le i necontaminate.

Organismele care au primit gene de la alte specii se numesc organisme transgenice. Procesul de in tro d u c e s in celula bacteriana a unui plasm id recom binat si dc replicare a acestuia in descendenta, cu m entinerea si functionarea genei straine in celula bacteriana, de-a lungul generatiilor celulare, se numeste clonare molecularct. Din randul vehiculelor carausilor genei de interes face parte si "cromozomul artificial dedrojdie M C '- c e l mai util construct molecular pentru transferul de gene um ane in celulele de drojdie.

A ceste celule sunt utilizate preferential ca gazda pentru ca este un eucariot si are toata m asinaria de transcriptie si translatie de tip eucariot.

YAC contine o regiune corespunzatoare centromerului si cele doua capcte ale c ro m o zo m u lu i te lo m e re le. Colectia totala de fragm ente de ADN uman introduse in celulele bacteriene sau de drojdie, constituie o hibliotecd. Rezultatele practice ale transferului de gene nu s-au lasat m ult asteptate. Unul dintre cele mai spectaculoase este obtinerea insulinei prin inginerie g e n e tic a. A c e st h o rm o n se o b tin e a , in m od traditional, din pancreasul de bovine si porcine.

In prezent exista deja bacterii din specia Escherichia coli rcprogramate genetic prin transferul genei pentru insulina umana. Celula bacteriana are ritmuri foarte rapide de diviziune. Odata introdusa gena pentru insulina in mod stabil in celula bacteriana, aeeasta se va replica cu fiecare diviziune a celulei bacteriene. A stfel, intr-o cultura bacteriana aflata intr-un bioreactor vas de cultura in care se realizeaza cresterea in d u strials a bacteriilor num arul de exem plare ale acestei gene poate ajunge la cateva m iliarde.

T ran scrise in m o lecu lele de A RN m purtator de mesaj genetic pentru insulina um an! Insulina umana produsa pe aeeasta cale s-a num it hum ulina. Utilizarea ei are avantajul ca sunt eliminate accidentele imunologice. U lterior s-a reusit tran sferu l in bacteria Escherichia coli a genelor pentru horm onul de crestere fig. T reb u ie su b lin ia t si faptul ca in g in eria genetica a permis sa se obtina date foarte importante despre structura si functia genelor.

Prin reactia polim erizarii in lant putem obtine orice cantitate de ADN pornind chiar de la o singura molecula. Ele trebuie sa form eze h ib riz i m o le c u la ri la c a p e te le moleculei de ADN care urmeaza a fi amplificat. Aici se initiaza activitatca Fig. Se raceste amestecul si ADN ramane denaturat. Primerii se vor atasa, formand hibrizii m oleculari la capetele celor doua catene acum separate.

Sub actiunea ADN- polimerazei fiecare catena serveste ca matrita pentru sinteza catenei complementare. Ca urmare cantitatea de ADN s-a dublat. Se repeta operatiile. La fiecare ciclu, incalzire - racire, cantitatea de ADN se dubleaza fig. Exista aparate care fac aceste operatii autom at Identificarea ADN incepe prin aplicarea unor enzime dc restrictie. Ele vor taia m olecula de ADN in fragmente de diferite dim ensiuni. Se stie ca ADN uman coniine portiuni noninformationalc extrem de variabile, diferite de la o persoana la alta.

Din aeeasta cauza, ADN de origini diferite va produce fragmente de restrictie de lungimi diferite FR. Amestecul de fragmente obtinut este plasat pe o pelicula de gel.

Pelicula este asezata intr-un camp electric. Datorita gruparilor fosfat incarcate negativ, fragmcntele m igreaza prin gel spre anod electroforeza : cele mai mici, mai repede si mai departe, cele mai mari, mai incet si mai aproapc.

Pe pelicula dc gel se formeaza o succesiune de benzi ca In codul de bare de pe marfuri. In gel, benzile sunt invizibile. Pentru a fi puse in evidenta, se im pregneaza pelicula cu coloranli specifici pentru ADN.

De exem plu bromura de etidiu face ca ADN sa devina fluorescent in lumina ultravioleta. Configuratia benzilor ditera de la o persoana la alta, ca o "am prenta ADN. Determinarea succesiunii nucleotidelor din ADN poate fl realizata cu ajutorul sondelorgenetice.

Ele contin nucleotide m arcate radioaetiv sau chim ie. M arcarea fadioaetiva se realizeaza prin incorporarea unor izotopi radioactivi n P sau tritiu 3H in anumite nucleotide. Sonda genetica se aplica peste un filtru care a absorbit ADN denaturat din benzile separate prin electroforeza. Peste filtru se aplica la intuneric, un film fotografic. Daca ADN cercetat contine secventa com plem entara sondei, se form eaza un hibrid m olecular la nivelul uneia din benzi: pe radiogratie va aparea in dreptul benzii respective o linie; astfel se poate afla daca ADN cercetat contine sau nu o anumita secventa fig.

Cu ajutorul sondelor genetice pot fi diagnosticate mutatii, infectii virale incipiente, cancer in stadiu incipient etc. De asem enea devine posibila stabilirea loeusului diferitelor gene in cromozomi.

R ctin e ti! Anul a deschis era Genomicii cu proiecte sim ple de descifrare a secventei de nucleotide a unor sistem e prim itive precum virusurile, apoi la b a c te rii, p e n tru ca u lte rio r, sa se tre a c a la descifrarea si fm alizarea in 1 1 februarie 2 0 0 1 a celui mai am bitios p ro iect stiin tific al lum ii contcm porane - Proiectul genomului uman.

Descrieti succesiunea operatiilorprin care, pomind de la un fir dc par gasit la locul unei fapte penale, poate fi identi ficata persoana care a comis-o. O celula contine mai multe tipuri de ARNm, in funetie de sintezele proteice aflate in curs.

Cum poate fi identificat si extras un anum it ARNm din acest amestec cu ajutorul unei sonde genetice? De exem plu in celula bacteriei Escherichia coli, se gasesc intre si de substante chimice diferite.

Toate aceste substante sunt produse de celula bacteriana exact in cantitatile de care are nevoie la momentul respectiv si cu consum minim de energie. Aeeasta inseamna ca nu toate cele de gene ale bacteriei functioneaza concomitent, ci ele intra in activitate sau isi intremp functionarea in corelatie cu necesitatile celulei. Aeeasta inseamna ca activitatea celulelor este autoreglata genetic.

G eneticienii francezi Jacob si Jaques Monod de la Institutul Pasteur din Paris au elaborat in teoria reglajului genetic al activitatii celulare pe baza cercetarilor efectuate la organismele procariote. Pentru aeeasta realizare ei au fost distinsi cu premiul Nobel. Teoria reglajului genetic al sintezei proteinice la bacterii este cunoscuta si sub denum irea de teoria operonului.

Aeeasta teorie pom este de la premisa ea in cromozomul bacterian exista un operonunitate de transcriptie alcatuita din gene structurale , operator si promoter,dispusc in nemijlocita continuitate, pe un acelasi segment crom ozom al.

Genele structurale contin inform atia genetica pentru sinteza unor proteine sau a altor biomolecule necesare realizarii structuri lor si functionarii celulei. Jacob si Monod au dat num ele de operator unui asemenea sector din crom ozom ul bacterian deoarece de el depinde functionarea sau nefunctionarea genelor structurale. Promotorul este situat inaintea genei operatoare si are rolul de a initia transcrierea genelor structurale prin asociere cu ARN polim eraza.

Jacob si M onod au evidentiat ca functionarea normala a operonului este c o n d itio n a l si de un alt elem ent genetic gena reglatoare. A eeasta este situata in crom ozom ul bacterian la o anumita distanta fata de regiunea crom ozom iala a operonului. In secventa sa de nucleotide gena reglatoare contine inform atia genetica care dirijeaza sinteza unei proteine num ita represor. Represorul are 2 conformatii reversibile care ii dau posibilitatea sa fie activ sau inactiv, blocand sau permitand operonului sa functioneze prin asocierea sa cu operatorul.

De aceea reglajul genetic este de doua tipuri: inductibil si represibii j. Sistemul inductibil In sistemul inductibil represorul este sintetizat in forma activa. Reglajul inductibil intervine in sinteza enzim elor catabolice, Putem evidentia ca exemplu operonul lactozei. Lactoza reprezinta substanta carc trebuie catabolizata. Pentru catabolizarea ei sunt necesare 3 enzime care sa tatalizeze etapele intermediare, succesive ale acestui lant metabolic.

Daca in mediul de cultura nu exista lactoza, bacteria nu are nevoie de enzimele care sa transforme acest substrat. Rp In absenta substratului substanta A.. Cand In mediu apare substratul substanta A represorul este inactivat Rp. Daca in mediu apare substanta care trebuie catabolizata lactoza , interaetioneaza cu represorul activ si il inactiveaza.