GENEEN IZAERA KIMIKOA

Geneen izaera kimikoa

Geneen erreplikazioa

1. GENEEN IZAERA KIMIKOA

• Proteinak ala azido nukleikoak?

• DNAren aldeko frogak– Griffith-en esperimentua– Avery, MacLeod eta McCarthy-ren

esperimentua– Bakteriofagoez egindako esperimentuak

Griffith-en esperimentuaGriffith-en esperimentua

Kapsuladun bakterio Kapsuladun bakterio birulentoak (S) bizirikbirulentoak (S) bizirik Sagua hilSagua hil

Kapsularik gabeko bakterio Kapsularik gabeko bakterio ez-birulentoak (R), bizirikez-birulentoak (R), bizirik

Sagua bizirikSagua bizirik

Bakterio birulentoak (S) Bakterio birulentoak (S) beroaz hilikberoaz hilik

Kapsuladun Kapsuladun bakterio birulentoak bakterio birulentoak (S) bizirik(S) bizirik

Sagua bizirikSagua bizirik

berotu

Griffith-en esperimentua(jarraipena)

Bakterio ez-birulentoak (R) bizirik

Bakterio birulentoak (S) beroak hilak bakterio ez-birulentoekin nahasita

Sagua hilik

Beroak hildako bakterio birulentoak (S)

Griffith-en esperimentuaren emaitzak

• Bakterio birulento(S) biziek sagua hiltzen dute• Bakterio ez-birulento(R) biziekin saguak bizirik

dirau• Bakterio birulento(S) hilekin saguak bizirik dirau• Bakterio birulento(S) hilak eta bakterio ez-

birulento (R) biziekin sagua hiltzen da eta bere odolean bakterio birulento(S) biziak aurkitzen dira.

• ONDORIOZ: faktoreren bat zegoen bakterio birulentoetan bakterio ez-birulentoak transformatzeko gai zena. Baina zer zen proteina ala azido nukleikoa?...

Aurretik lipidoak, gluzidoak, proteinak eta RNA ez zirela transformazio faktoreak frogatu zuten

Beraz, transformazioa soilik DNA dagoenean gertatzen denezberak izan behar du material genetikoa

Avery, MacLeod, eta McCarty-ren esperimentua, 1944.

Sagua hilikSagua hilik

Bakterio ez Bakterio ez birulento biziak (R)birulento biziak (R)

Hilik dauden bakterio Hilik dauden bakterio birulentoetatik isolatutako DNAbirulentoetatik isolatutako DNA

Kapsuladun bakterio Kapsuladun bakterio birulentoak (S)birulentoak (S)

TransformazioaTransformazioa

• 1940an: “Fagoaren taldea”: Max Delbrück eta Salvador Luriak erabakitzen dute fagoa eredu biologikotzat hartzea,hauek DNAz eta proteinaz eraturik baitaude.

• Escherichia coli erasotzen duten 7 bakteriofagoetan zentratu ziren.

• Esan daiteke biologia molekularrari hasiera eman ziotela.

• 1969. urtean medikuntzako nobel saria eman zieten

Savador LuriaMax Delbrück

Bakteriofagoez egindako esperimentuak

1865 1952 - Hershey & Chase-ren esperimentua

T2 fagoa

Bakterioa

Proteina erradioaktiboak (35S)

35S erradioaktiboa, bertan hazitako fagoen proteinazko kapsulan aurki daiteke.

Fagoen kapsula proteikoak bakterioaren azaletik bereizten dira.

Zentrifugatu eta erradiaktibitatea neurtzen da gainjalkinan (estalki proteikoak daude bertan) eta sedimentuetan (bakterioak)

Erradioaktibitatea gainjalkinan dago, ez sedimentuetan.

Fagoekbakterioa infektatzen dute

18651952 - Hershey & Chase-ren esperimentua

DNA erradioaktiboa (32P)

Erradioaktibitatea sedimentuetan dago baino ez gainjalkinean

Beraz, birusaren DNA da eta ez proteinak zelula programatzen duena birusaren kopiak egin ditzan.

32P erradioaktiboa bertan hazitako fagoen DNAn dago

2. GENEEN ERREPLIKAZIOA

• DNAren izaera helikoidalaren datuak lortu zuten R.Franklin-ek eta Wilkins-ek

• Chargaff-ek base bikoteen parekotasuna ondorioztatu zuen (A-T ; G-C)

• Watson eta Crick-ek erreplikazioaren eredu erdikontserbakorra proposatu zuten

• Meselson eta Sthal-ek eredu erdi-kontserbakorra frogatu zuten

1865 1953 - Franklin & Wilkins

DNAren izaera helikoidala

X izpien iturria

DNA kristalizatua

Rosalind Franklin

Maurice Wilkins

Film fotografikoa

1865 1947 - Erwin Chargaff

DNAren baseak zenbait arauri jarraituz antolatzen dira

Espezie guztietan

A = T, C = G araua betetzen da

1953 - Watson & Crick1865

Ateratako ondorioak:

R. Franklin-en datuetatik• helize bikoitza• 2 nm-ko zabalera uniformekoa• baseen arteko distantzia 0.34 nm-koa

Chargaff-en datuetatik• adenina timinarekin lotzen daeta zitosina guaninarekin lotzen da

1953 - Watson & Crick1865

• Baseak helizearen barneko aldera eta fosfato eta pentosak kanpoko aldean.

• Baseen artean hidrogeno loturak zeudela

•Harizpi antiparaleloak

• Erreplikazioaren eredu erdikontserbakorra iradoki zuten.

1953 - Watson & Crick1865

DNAren egitura tridimentsionalaren deskribapena.

Francis Crick & James Watson

DNAren erreplikaziorako ereduakkontserbakorra Erdi-kontserbakorra sakabanatua

Jatorrizkoa

Lehenengo bikoizketa

F1

BigarrenBikoizketa

F2

Jatorrizko helize bikotza mantentzen da

eta kopia berri osoa da sintetizatzen da

Jatorrizko helizearen bi Harizpiak banandu egiten dira

eta bakoitza eredu bezala jokatzen du

harizpi berria eratzeko

Eratu berri diren helize bikoitzaren harizpietan jatorrizko zatiak

eta zati berriak nahasturik agertuko dira

Meselson eta Stahl, 1958

Erreplikazioa erdikontserbakorra da !•Harizpi bakoitzak sortuko den katea berriaren molde bezala jokatzen du

Erreplikazio kontserbakorra izanez gero...Erreplikazio kontserbakorra izanez gero...

Erreplikazioa sakabanatua izanez gero...Erreplikazioa sakabanatua izanez gero...

• DNA-ren bi harizpiak banatzen dira eta bakoitzaren harizpi osagarria eratuko da base osagarritasunaren legeari jarraituz.

• DNA polimerasak, desoxirribonukleosido 3P-ak 5´3´ zentzuan lotzen dituzte.

(3´5´ harizpia erabiltzen dute molde gisa)

• Harizpi baten erreplikazioa jarraia da eta bestea zatika burutzen da: harizpi atzeratua.

DNA-ren ERREPLIKAZIO-PROZESUADNA-ren ERREPLIKAZIO-PROZESUA

DNA ren erreplikazioa: erreplikazio urkila

ADN-aren ERREPLIKAZIOA• Prozesua ez da berdina prokarioto (bakterio) eta

eukariotoetan. • Bakteriotan:

– Erreplikazio sorleku izeneko nukleotido sekuentzia batek ematen dio hasiera prozesuari.

– Helizea banatzen duten helikasa eta berbiribilketa ekiditen duten topoisomerasa izeneko entzimek parte hartzen dute besteak beste.

Erreplikazio sorlekuaErreplikazio sorlekua

Harizpi aurreratuaHarizpi aurreratua

Harizpi atzeratuaHarizpi atzeratua

Harizpi aurreratuaHarizpi aurreratuaHarizpi atzeratuaHarizpi atzeratua

• Bi harizpietan eta erreplikazioaren sorlekutik hasita, 5´3´norabidean, ARN-zko zatia, zebadorea (40 nukleotido inguru) lotzen ditu ARN polimerasak, jarraian ADN polimerasak ADN-aren nukleotidoak lotuko ditu. Horrela eratzen da harizpi aurreratua edo gidaria.

• Harizpi jarrai bakoitzaren atzean, eta 1000 edo 2000 nukleotidoko distantziara, RNA polimerasak ARN-ko 50 bat nukleotido lotzen ditu. Ondoren ADN III polimerasa arituko da Okazakiren zatiak eratuz. Prozesu hau errepikatuz harizpi atzeratua eratuko da.

• Beste ADN polimerasa batek (DNA1pol)k ARN zatiak kendu eta hutsuneak betetzen ditu.

• ADN ligasa batek zatiak elkarrekin lotuko ditu.

• Eukariotoetan:– ADN-a luzeagoa da eta histonei lotuta dagoenez prozesua oso luze joko luke.– Kate bakoitzean hainbat erreplikazio-burbuila edo erreplikoi eratzen dira.

Erreplikazio-burbuila edo erreplikoia

Erreplikazio-burbuila edo erreplikoia

DNA-ren ERREPLIKAZIO-PROZESUADNA-ren ERREPLIKAZIO-PROZESUA

Erreplikazioa urkilaErreplikazioa urkila

http://highered.mcgraw-hill.com/olcweb/cgi/pluginpop.cgi?it=swf::535::535::/sites/dl/free/0072437316/120076/micro04.swf::DNA%20Replication%20Forkhttp://highered.mcgraw-hill.com/olcweb/cgi/pluginpop.cgi?it=swf::535::535::/sites/dl/free/0072437316/120076/micro04.swf::DNA%20Replication%20Fork

ADN erreplikazio prozesuan. Bertan erreplikazio-burbuilak ikusten dira eta geziek erreplikazio-urkilak adierazten dituzteADN erreplikazio prozesuan. Bertan erreplikazio-burbuilak ikusten dira eta geziek erreplikazio-urkilak adierazten dituzte