שיעור מס' 6

1. מבוא לביולוגיה כללית שיעור מס' 6

2. מבנה ה- DNA (חזרה) הקשר בין קבוצת הפוספט מנוקלאוטיד אחד לבין קבוצת ה- OHבריבוז של הנוקלאוטיד הסמוך יוצרים של שלד ה-DNA. הקשרים היוצרים את שלד ה-DNAנקראים קשרים פוספודיאסאטרים (Phosphodiester). הקשרים בין הבסיסים המחברים את שני גדילי ה-DNAהם קשרי מימן.

3. OH OH גדיל אחד של DNA קשר בין קבוצת OHשל ציטוזין עם קבוצת פוספט של גואנין קשרים בין בסיסי ה-DNAהמחברים בין שני הגדילים קבוצת פוספט קבוצת ריבוז המכילה OH בסיס G

4. OH OH מבנה ה-DNA מולקולת ה- DNA מורכבת משני גדילים במבנה הקרוי Double helix, (הליקס – צורת ליפוף דמויית קפיץ) במבנה זה הנוקלאוטידים בגדיל אחד משלימים את אלו בגדיל השני. לכל גדיל DNA שני קצוות: • קצה '5 ובו קבוצת פוספט. • קצה '3 ובו קבוצת OH. ' – הוא הסימון לקצה הגדיל ונקרא פריים (Prime). שני גדילי ה-DNA מלופפים זה סביב זה במרחב. למעשה ישנן שתי צורות עיקריות למבנה מרחבי זה.

5. DNA במרחב • ל-DNA כמה צורות במרחב. • השכיחה ביותר נקראת צורת B (B form) ובה כמה מאפיינים: • א. זוגות הבסיסים מאונכים לציר דמיוני העובר במרכז שני הגדילים. • ב. המרחק בין שני בסיסים סמוכים הינו 3.4 Ao( Ao, אנגסטרם =m (10-10 • ג. ניתן להבחין בפיתול המאפיין צורה מרחבית זו ובו: • פיתול גדול – Major Groove. • פיתול קטן – Minor Groove. • ד. בכל פיתול יש 10 זוגות בסיסים ואורכו 34 Ao.

6. B form צורה נוספת נקראת צורת Z (Z form) ובה כמה מאפיינים: א. זוגות הבסיסים ניצבים באלכסון לציר דמיוני העובר במרכז שני הגדילים ולא יוצרים זוית של 90oכלפי הציר. ב. בפיתול המאפיין צורה מרחבית זו אין Major / Minor Groove. ג. בכל פיתול יש 12 זוגות בסיסים. ד. צורת זיג זג. Z form א. יכול להופיע במקטעי DNA נורמלי. ב. מבנה זה נוצר ברצף DNA העשיר ב- G-C. ג. מבנה דחוס אשר לא יפתח בקלות. ד. מבנה שאינו קבוע כלומר יכול להפוך ל- B form. Z form

7. מ – DNA לחלבון תהליך היצירה של חלבונים קרוי תרגום(Translation). בתהליך זה (המתחיל בגרעין), מועבר המידע מה-DNA, דרך מספר שלבי ביניים עד ליצירת החלבון. ה DNA הוא מעין "ספר מתכונים" המתאר כיצד יש לבנות את מולקולת החלבון, כלומר ה DNA מכתיב את סדר חומצות האמינו, גודל החלבון ועוד. האזורים ב-DNA שמכילים את המידע ליצירת חלבון קרויים גנים (אזורים מקודדים).

8. המידע לסינתזת חלבון נמצא על גדיל אחד של DNA. מהו השלב הראשון שיש לבצע על מנת לחלץ את המידע? בתחילה מופרדים שני הגדילים בקטע המקודד לחלבון לאחר מכן בעזרת אנזים, נבנית מולקולת RNA על הגדיל המקודד. ה-RNA יוצא לציטופלסמה ומוצמד לאחד מהריבוזומים שעל גביו מתחילה סינתזת החלבון. סינתזת חלבון

9. RNA - Ribonucleic acid כמו בדנ"א, גם ברנ"א, אבני הבנין הם נוקלאוטידים. בניגוד ל־ DNAה־RNA מורכב מסליל אחד בלבד. המבנה הזה מאפשר לו להשתתף בתרגוםהמידע הגלום בו לחומצות אמינוהמרכיבות חלבונים. מולקולת RNA מהווה מולקולת ביניים המעבירה את המידע על החלבון מה-DNA בגרעין אל אתר בניית החלבון ב-ER שבציטופלסמה. חשוב לזכור כי מולקולת ה-RNA הינה מולקולה בעלת אורך חיים קצר, המפורקת בתום מילוי תפקידה, בשונה מה-DNA הנשמר בתא כל הזמן.

10. RNA RNA הינה מולקולה חד גדיליתהמכילה את שלושת הבסיסים A, C, G אך במקום Tמשתתף נוקלאוטיד אורציל (U) אשר יהיה מול אדנין (A). T U

12. DNA לעומת RNA

13. קבוצת זרחן בסיס ה-DNA סוכר Deoxyribose קבוצת זרחן בסיס ה-RNA סוכר Ribose OH

14. יצור מולקולת ה RNA • סליל ה DNA נפתח באיזור ספציפי- בגן. • כעת נבנית מולקולת ה RNA על גבי אחד הגדילים. ה-RNA נבנה ע"י חיבור של נוקלאוטידים של RNA זה לזה וכגדיל משלים לגדיל ה-DNA המקודד לחלבון. גדיל DNA A A C G T U U G C A גדיל RNA

15. סוגי RNA ישנם שלושה סוגי RNAהשונים זה מזה במבנה ובתפקיד. א.RNAשליח = mRNA- היחיד שמייצר חלבונים. ב.RNAריבוסומלי = rRNA. ג.RNAמעביר = tRNA. מולקולת RNA מסונתזת לפי תבנית ה-DNA בתהליך הנקרא שעתוק(טרנסקריפציה).

16. תרגול יחידה 6 • למערכת ניסוי הוסיפו חומר המעכב פירוק RNA א. איזה גרף מתאר שעתוק RNA מ-DNA ואיזה גרף מתאר מערכת ניסוי שבה הוסיפו מעכב פירוק? ב. למה יגרום חומר המעכב פירוק RNA בתא? 2. א. מדוע אורך החיים של RNA קצר? ב. מדוע אורך החיים של RNA קצר מזה של DNA? 3. לפנייך גרף המתאר סינתזת RNA וחלבון. א. איזו עמודה מתארת סינתזת RNA ואיזו חלבון? ב. הסבר את המתרחש במערכת הניסוי בשלושת הזמנים הבאים: 45, 60, 120 min. RNA כמות זמן כמות

17. C A G A A G OH 4. מה תהיה השפעת הוספת חומר המעכב סינתזת RNA? התייחסו לשינויים שיחולו בכמויות החלבון, DNA ו- RNA בתא. 5. מה תהיה השפעת הוספת חומר המעכב סינתזת DNA? התייחסו לשינויים שיחולו בכמויות החלבון, DNA ו- RNA בתא. 6. א. השלימו את גדיל ה-DNA שלפניכם ב. ציינו קצה 5' וקצה 3' בשני הגדילים. ג. כתבו את מולקולת ה-RNA המתקבלת מכל אחד מן הגדילים