Informație

Această diagramă genică de bază este corect etichetată?


Văd în continuare această diagramă genetică și nu sunt sigur cum să o interpretez. Nu știu cum se numește această diagramă sau unde a fost descrisă prima dată, dar în a doua imagine, am etichetat-o ​​cu ceea ce cred că sunt regiunile corecte.

Fără etichetă

Etichetat

  • Dacă etichetele sunt corecte, înseamnă că un cadru de lectură deschis (și, în consecință, CDS) nu trebuie să înceapă de la exonul 1?

  • Dacă etichetele nu sunt corecte, ați putea face câteva sugestii despre cum să remediați greșelile sau să mă îndreptați către o resursă pentru interpretarea acestei diagrame?


Profesorul meu a revenit la mine și a spus că diagrama mea este corectă - și asta îmi permite să răspund la a doua întrebare: un ORF nu trebuie să înceapă în primul exon.

(Browserul UCSC Genome folosește un format similar pentru a afișa genele.)


17.1: Fluxul de informații genetice

În bacterii, arhee și eucariote, rolul principal al ADN-ului este de a stoca informații ereditare care codifică setul de instrucțiuni necesare pentru crearea organismului în cauză. Deși ne-am îmbunătățit mult la citirea rapidă a compoziției chimice (secvența nucleotidelor dintr-un genom și unele dintre modificările chimice care sunt aduse acestuia), încă nu știm cum să decodăm în mod fiabil toate informațiile din interior și toate a mecanismelor prin care este citit și în cele din urmă exprimat.

Există, totuși, câteva principii și mecanisme de bază asociate cu citirea și exprimarea codului genetic ale cărui etape de bază sunt înțelese și care trebuie să facă parte din setul de instrumente conceptuale pentru toți biologii. Două dintre aceste procese sunt transcripția și traducerea, care sunt copierea unor părți ale codului genetic scrise în ADN în molecule ale ARN-ului polimeric înrudit și citirea și codificarea codului ARN în proteine, respectiv.

În BIS2A, ne concentrăm în mare măsură pe dezvoltarea unei înțelegeri a proces a transcrierii (reamintim că o poveste energetică este pur și simplu o rubrică pentru descrierea unui proces) și rolul său în exprimarea informațiilor genetice. Ne motivăm discuția despre transcriere concentrându-ne pe problemele funcționale (aducând părți din rubrica noastră de rezolvare a problemelor / provocare de proiectare) care trebuie rezolvate pe parcursul procesului care va avea loc. Apoi vom descrie modul în care procesul este utilizat de către Natură pentru a crea o varietate de molecule funcționale de ARN (care pot avea diferite roluri structurale, catalitice sau de reglare), inclusiv așa-numitele molecule de ARN mesager (ARNm) care transportă informațiile necesare pentru sintetizarea proteinelor . De asemenea, ne concentrăm pe provocări și întrebări asociate cu procesul de traducere, procesul prin care ribozomii sintetizează proteinele.

Fluxul de bază al informațiilor genetice din sistemele biologice este adesea descris într-o schemă cunoscută sub numele de "calma dogma centrală" (a se vedea figura de mai jos). Această schemă afirmă că informațiile codificate în ADN curg în ARN prin transcripție și în cele din urmă către proteine ​​prin traducere. Procese precum transcrierea inversă (crearea de ADN din și șablonul ARN) și replicarea reprezintă, de asemenea, mecanisme pentru propagarea informațiilor în diferite forme. Cu toate acestea, această schemă nu spune nimic în sine despre modul în care informațiile sunt codificate sau despre mecanismele prin care semnalele de reglementare se mișcă între diferitele straturi de tipuri de molecule descrise în model. Prin urmare, deși schema de mai jos este o parte aproape necesară a lexicului oricărui biolog, poate rămas din vechea tradiție, studenții ar trebui să fie, de asemenea, conștienți de faptul că mecanismele fluxului de informații sunt mai complexe (vom afla despre unele pe măsură ce mergem și că & calma dogma centrală & quot reprezintă doar câteva căi de bază).

figura 1. Fluxul de informații genetice.
Atribuire: Marc T. Facciotti (lucrare originală)

Genotip la fenotip

Un concept important în următoarele secțiuni este relația dintre informațiile genetice, genotip, și rezultatul exprimării acestuia, fenotip. Acești doi termeni și mecanismele care leagă cei doi vor fi discutați în mod repetat în următoarele câteva săptămâni și mdashstart va deveni mai priceput în utilizarea acestui vocabular.

Figura 2. Informațiile stocate în ADN sunt în secvența nucleotidelor individuale atunci când sunt citite din direcția 5 'la 3'. Conversia informațiilor din ADN în ARN (un proces numit transcripție) produce a doua formă pe care o ia informația în celulă. ARNm este utilizat ca model pentru crearea secvenței de aminoacizi a proteinelor (în traducere). Aici sunt prezentate două seturi diferite de informații. Secvența ADN este ușor diferită, rezultând două ARNm diferite produse, urmate de două proteine ​​diferite și, în cele din urmă, două culori diferite de acoperire pentru șoareci.

Genotip se referă la informațiile stocate în ADN-ul organismului, secvența nucleotidelor și compilarea genelor sale. Fenotip se referă la orice caracteristică fizică pe care o puteți măsura, cum ar fi înălțimea, greutatea, cantitatea de ATP produsă, capacitatea de a metaboliza lactoza, răspunsul la stimulii de mediu etc. selecţie. Figura de mai sus descrie această idee. De asemenea, rețineți că, în timp ce discuțiile clasice despre relațiile genotip și fenotip sunt discutate în contextul organismelor multicelulare, această nomenclatură și conceptele de bază se aplică tuturor organismelor, chiar și organismelor unicelulare, cum ar fi bacteriile și archaea.

Poate fi considerat un fenotip ceva ce nu poți vedea „prin ochi”?

Pot organismele unicelulare să aibă mai multe fenotipuri simultane? Dacă da, puteți propune un exemplu? Dacă nu, de ce?


Raportul examinatorilor

Majoritatea candidaților au răspuns corect la această întrebare cu diagrame bine realizate și etichetate corespunzător.

Mulți candidați au răspuns bine la această întrebare, majoritatea candidaților nu au menționat că probele de ADN sunt prelevate de la locul crimei, victimele și suspecții, însă aceștia au menționat doar suspecții. Mulți dintre candidați nu erau pe deplin familiarizați cu tehnica reală implicată în profilarea ADN, aceasta ar putea fi din cauza lipsei expunerii studenților la laboratorul care lucrează cu pași implicați în profilarea ADN.

Aceasta a fost una dintre întrebările dificile pentru majoritatea candidaților, deoarece candidații au crezut că „o singură genă o polipeptidă” a fost până la explicarea ADN-gen-codon-polipeptidă, majoritatea studenților nu au menționat implicarea transcrierii și traducerii și excepții de la o genă o ipoteză polipeptidică. În alte cazuri, candidații au intrat în detaliu pentru a explica transcrierea și traducerea (ceea ce nu a fost solicitat) și au uitat complet de scopul întrebării.


Transcriere (de bază)

Transcrierea este procesul prin care informațiile din ADN sunt copiate în ARN mesager (ARNm) pentru producerea de proteine. Transcrierea începe cu un pachet de factori care se asamblează la secvența promotorului pe ADN (în roșu). Aici, doi factori de transcripție sunt deja legați de promotor. Sosesc și alte proteine, care transportă enzima ARN polimerază (în albastru). Pentru a iniția transcripția, aceste proteine ​​asamblate necesită contactul cu proteine ​​activatoare care se leagă de secvențe specifice de ADN cunoscute sub numele de regiuni amplificatoare. Odată ce contactul este făcut, ARN-polimeraza curge de-a lungul ADN-ului pentru a transcrie gena.

Durata: 1 minut, 52 secunde

Ceea ce sunteți pe cale să vedeți este cel mai extraordinar secret al ADN-ului și cum un cod simplu este transformat în carne și oase. Începe cu un pachet de factori care se asamblează la începutul unei gene. O genă este pur și simplu o lungime de instrucțiuni ADN care se întind spre stânga. Factorii asamblați declanșează prima fază a procesului, citind informațiile care vor fi necesare pentru a produce proteina. Totul este gata să ruleze: trei, doi, unul, GO! Molecula albastră care curge de-a lungul ADN-ului citește gena. Se dezarhivează dubla helix și se copiază una dintre cele două fire. Lanțul galben care șerpuiește din partea de sus este o copie a mesajului genetic și este format dintr-un verișor chimic apropiat de ADN numit ARN. Blocurile de construcție pentru a face ARN-ul să intre printr-o gaură de admisie. Acestea sunt potrivite cu ADN - literă cu literă - pentru a copia As, Cs, Ts și Gs ale genei. Singura diferență este că în copia ARN, litera T este înlocuită cu un bloc de construcție strâns legat, cunoscut sub numele de „U”. Urmăriți acest proces - numit transcriere - în timp real. Se întâmplă chiar acum în aproape fiecare celulă din corpul tău.

ARN polimerază, instrucțiuni ADN, AR mesager, dogmă centrală, verișoară chimică, orificiu de admisie, mesaj genetic, dublu helix, factori de transcripție, carne și sânge, cod de localizare, narațiune, blocuri, moleculă, fire, proteine, animație, timp real


Expresia genelor

Pentru ca o celulă să funcționeze corect, proteinele necesare trebuie sintetizate la momentul potrivit. Toate celulele controlează sau reglează sinteza proteinelor din informațiile codificate în ADN-ul lor. Se numește procesul de pornire a unei gene pentru a produce ARN și proteine expresia genelor. Fie că se află într-un organism unicelular simplu sau într-un organism multi-celular complex, fiecare celulă controlează când și cum sunt exprimate genele sale. Pentru ca acest lucru să se întâmple, trebuie să existe un mecanism pentru a controla când se exprimă o genă pentru a produce ARN și proteine, cât din proteine ​​este produsă și când este timpul să încetați să faceți acea proteină, deoarece nu mai este necesară.

Reglarea expresiei genelor conservă energia și spațiul. Ar fi nevoie de o cantitate semnificativă de energie pentru ca un organism să exprime fiecare genă în orice moment, deci este mai eficient din punct de vedere energetic să porniți genele numai atunci când acestea sunt necesare. În plus, doar exprimarea unui subset de gene în fiecare celulă economisește spațiu, deoarece ADN-ul trebuie derulat din structura sa strâns înfășurată pentru a transcrie și a traduce ADN-ul. Celulele ar trebui să fie enorme dacă fiecare proteină ar fi exprimată tot timpul în fiecare celulă.

Controlul expresiei genelor este extrem de complex. Defecțiunile din acest proces sunt dăunătoare celulei și pot duce la dezvoltarea multor boli, inclusiv a cancerului.

Reglarea genelor face ca celulele să fie diferite

Reglarea genelor este modul în care o celulă controlează care gene, din numeroasele gene din genomul său, sunt & # 8220 pornite & # 8221 (exprimate). Datorită reglării genelor, fiecare tip de celulă din corpul tău are un set diferit de gene active - în ciuda faptului că aproape toate celulele corpului tău conțin exact același ADN. Aceste modele diferite de exprimare a genei determină diferitele tipuri de celule să aibă seturi diferite de proteine, făcând fiecare tip de celulă să fie specializat în mod unic pentru a-și face treaba.

De exemplu, una dintre sarcinile ficatului este eliminarea substanțelor toxice precum alcoolul din sânge. Pentru a face acest lucru, celulele hepatice exprimă gene care codifică subunități (bucăți) ale unei enzime numite alcool dehidrogenază. Această enzimă descompune alcoolul într-o moleculă non-toxică. Neuronii din creierul unei persoane nu elimină toxinele din corp, așa că păstrează aceste gene neexprimate sau „oprite”. În mod similar, celulele ficatului nu trimit semnale folosind neurotransmițători, așa că mențin genele neurotransmițătorului dezactivate (Figura 1).

Figura 1. Diferite celule au gene diferite & # 8220 pornite. & # 8221

Există multe alte gene care sunt exprimate diferit între celulele hepatice și neuroni (sau oricare două tipuri de celule dintr-un organism multicelular ca tine).

Cum decid celulele și # 8220 ce gene să activeze?

Acum există o întrebare complicată! Mulți factori care pot afecta ce gene exprimă o celulă. Diferite tipuri de celule exprimă seturi diferite de gene, așa cum am văzut mai sus. Cu toate acestea, două celule diferite de același tip pot avea, de asemenea, modele diferite de exprimare a genelor în funcție de mediul lor și de starea internă.

În linii mari, putem spune că un model de expresie genică a celulei este determinat de informații atât din interiorul cât și din exteriorul celulei.

  • Exemple de informații din interior celula: proteinele pe care le-a moștenit de la celula mamă, dacă ADN-ul său este deteriorat și cât de mult ATP are.
  • Exemple de informații din in afara celula: semnale chimice de la alte celule, semnale mecanice de la matricea extracelulară și niveluri de nutrienți.

Cum ajută aceste indicii o celulă și să decidă ce genă să exprime? Celulele nu iau decizii în sensul în care ar fi tu sau eu. În schimb, au căi moleculare care transformă informațiile - cum ar fi legarea unui semnal chimic de receptorul său - într-o schimbare a expresiei genice.

De exemplu, să luăm în considerare modul în care celulele răspund la factorii de creștere. Un factor de creștere este un semnal chimic de la o celulă vecină care instruiește o celulă țintă să crească și să se divizeze. Am putea spune că celula & # 8220 observă & # 8221 factorul de creștere și & # 8220 decide & # 8221 să se împartă, dar cum au loc aceste procese?

Figura 2. Factorul de creștere care determină diviziunea celulară

  • Celula detectează factorul de creștere prin legarea fizică a factorului de creștere la o proteină receptoră de pe suprafața celulei.
  • Legarea factorului de creștere determină schimbarea formei receptorului, declanșând o serie de evenimente chimice în celulă care activează proteinele numite factori de transcripție.
  • Factorii de transcripție se leagă de anumite secvențe de ADN din nucleu și determină transcrierea genelor legate de diviziunea celulară.
  • Produsele acestor gene sunt diferite tipuri de proteine ​​care fac ca celula să se divizeze (stimulează creșterea celulară și / sau împinge celula înainte în ciclul celular).

Acesta este doar un exemplu al modului în care o celulă poate converti o sursă de informații într-o schimbare a expresiei genice. Există multe altele, iar înțelegerea logicii reglării genelor este astăzi un domeniu de cercetare în curs de desfășurare în biologie.

Semnalizarea factorului de creștere este complexă și implică activarea unei varietăți de ținte, incluzând atât factorii de transcripție, cât și proteinele factorului de non-transcripție.

În rezumat: Expresia genelor

  • Reglarea genei este procesul de control al genelor dintr-o celulă și ADN-ul # 8217 sunt exprimate (utilizate pentru a produce un produs funcțional, cum ar fi o proteină).
  • Diferite celule dintr-un organism multicelular pot exprima seturi foarte diferite de gene, chiar dacă acestea conțin același ADN.
  • Setul de gene exprimate într-o celulă determină setul de proteine ​​și ARN-uri funcționale pe care le conține, conferindu-i proprietățile sale unice.
  • La eucariote, cum ar fi oamenii, expresia genelor implică mai multe etape, iar reglarea genelor poate avea loc la oricare dintre aceste etape. Cu toate acestea, multe gene sunt reglementate în primul rând la nivelul transcripției.

Alcool dehidrogenază. (2016, 6 ianuarie). Adus la 26 aprilie 2016 de pe Wikipedia: https://en.wikipedia.org/wiki/Alcohol_dehydrogenase.

Cooper, G. M. (2000). Reglarea transcrierii în eucariote. În Celula: o abordare moleculară. Sunderland, MA: Sinauer Associates. Adus de pe http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK9904/.

Kimball, John W. (2014, 19 aprilie). Genomul uman și cimpanzeul. În Pagini de biologie Kimball & # 8217s. Adus de la http://www.biology-pages.info/H/HominoidClade.html.

Colegiul OpenStax, Biologie. (2016, 23 martie). Reglarea genei transcripției eucariote. În _OpenStax CNX. Adus de la http://cnx.org/contents/[email protected]:[email protected]/Eukaryotic-Transcription-Gene-.

Colegiul OpenStax, Biologie. (2016, 23 martie). Reglarea expresiei genelor. În _OpenStax CNX. Adus de la http://cnx.org/contents/[email protected]:[email protected]/Regulation-of-Gene-Expression

Phillips, T. (2008). Reglarea transcrierii și expresia genelor în eucariote. Educație pentru natură, 1(1), 199. Adus de pe http://www.nature.com/scitable/topicpage/regulation-of-transcription-and-gene-expression-in-1086.

Purves, W. K., Sadava, D. E., Orians, G. H. și Heller, H.C. (2003). Reglarea transcripțională a expresiei genice. În Viața: Știința biologiei (Ediția a 7-a, pp. 290-296). Sunderland, MA: Sinauer Associates.

Reece, J. B., Urry, L. A., Cain, M. L., Wasserman, S. A., Minorsky, P. V. și Jackson, R. B. (2011). Expresia genelor eucariote este reglată în mai multe etape. În Campbell Biology (Ed. A X-a, pp. 365-373). San Francisco, CA: Pearson.


Această diagramă genică de bază este corect etichetată? - Biologie

  1. Represorul se va lega de lactoză atunci când este îndepărtat din operator.
  2. Represorul va lega operatorul în prezența lactozei.
  3. Represorul nu va lega operatorul în prezența lactozei.
  4. Represorul nu va lega operatorul în absența lactozei.
  1. ADN-ul va avea multe molecule de metil.
  2. ADN-ul va avea multe molecule de acetil.
  3. ADN-ul va avea puține grupări metil.
  4. Histonele vor avea multe grupări acetil.
  1. ADN-ul va avea multe molecule de metil.
  2. ADN-ul va avea multe molecule de acetil.
  3. ADN-ul va avea puține grupări metil.
  4. Histonele vor avea puține grupări acetil.
Nivelul transcripției unei gene este testat prin crearea de deleții în genă așa cum se arată în ilustrație. Aceste gene modificate sunt testate pentru nivelul lor de transcripție: (++) niveluri normale de transcripție (+) niveluri mici de transcripție (+++) niveluri ridicate de transcripție. Care ștergere se află într-un potențiator implicat în reglarea genei?

Care ștergere se află într-un represor implicat în reglarea genei?

Diagrama furnizată prezintă diferite regiuni (1-5) ale unei molecule pre-ARNm, o moleculă matură de ARNm și proteina corespunzătoare ARNm. O mutație în care regiune este cel mai probabil să dăuneze celulei? Cu ce ​​corespund regiunile 1 și 5? Care sunt regiunile de la 1 la 5 din diagramă?
  1. 1, 3 și 5 sunt exonii 2 și 4 sunt introni.
  2. 2 și 4 sunt exoni 1,3 și 5 sunt introni.
  3. 1 și 5 sunt exonii 2, 3 și 4 sunt introni.
  4. 2, 3 și 4 sunt exonii 1 și 5 sunt introni.
O mutație are ca rezultat formarea mARN-ului mutant matur, așa cum este indicat în diagramă. Descrieți ce tip de mutație a apărut și care este rezultatul probabil al mutației.
  1. Mutația în siturile GU-AG a intronilor a produs o proteină nefuncțională.
  2. O mutație transversală în introni a dus la îmbinarea alternativă, producând o proteină funcțională.
  3. O mutație transversală în situl GU-AG a mutat acest ARNm, producând o proteină nefuncțională.
  4. Mutațiile de tranziție din introni ar putea produce o proteină funcțională.

Diagrama ilustrează rolul p53 ca răspuns la expunerea la UV. Care ar fi rezultatul unei mutații a genei p53 care o inactivează?
  1. Pielea se va dezlipi ca răspuns la expunerea la UV.
  2. Apoptoza va apărea ca răspuns la expunerea la UV.
  3. Nu se vor produce daune ADN ca răspuns la expunerea la UV.
  4. Nu va apărea nicio descuamare a pielii ca răspuns la expunerea la UV.

Ce se întâmplă când este prezent triptofan?

  1. Represorul se leagă de operator, iar sinteza ARN este blocată.
  2. ARN polimeraza se leagă de operator și sinteza ARN este blocată.
  3. Triptofanul se leagă de represor, iar sinteza ARN se desfășoară.
  4. Triptofanul se leagă de ARN polimeraza, iar sinteza ARN se desfășoară.

Ce se întâmplă în absența triptofanului?

  1. ARN polimeraza se leagă de represor
  2. represorul se leagă de promotor
  3. represorul se disociază de operator
  4. ARN polimeraza se disociază de promotor

Anabaena este o cianobacterie fotosintetică multicelulară simplă. În absența azotului fix, anumite celule nou dezvoltate de-a lungul unui filament exprimă gene care codifică enzimele de fixare a azotului și devin heterociste non-fotosintetice. Specializarea este avantajoasă deoarece unele enzime care fixează azotul funcționează cel mai bine în absența oxigenului. Heterocistii nu efectuează fotosinteza, ci furnizează în schimb celulele adiacente cu azot fix și primesc în schimb purtători de carbon fixe și energie redusă. După cum se arată în diagrama de mai sus, atunci când în mediu există un nivel scăzut de azot fix, o creștere a concentrației ionilor de calciu liberi și a 2-oxiglutaratului stimulează expresia genelor care produc doi factori de transcripție (NtcA și HetR) care promovează expresia gene responsabile de dezvoltarea heterocistului. HetR determină, de asemenea, producerea unui semnal, PatS, care împiedică dezvoltarea celulelor adiacente ca heterociste. Pe baza înțelegerii dvs. a modurilor în care transmisia semnalului mediază funcția celulei, care dintre următoarele predicții este cea mai consistentă cu informațiile date mai sus?


Această diagramă genică de bază este corect etichetată? - Biologie

Caracteristicile moștenite, cum ar fi forma nasului, sunt controlate de

Denumiți părțile A și B Etichetate în diagramă
  1. ? A = cromozom, B = citoplasmă
  2. ? A = nucleu, B = citoplasmă
  3. ? A = cromozom, B = nucleu
  4. ? A = citoplasmă, B = genă
  1. ? ADN și proteine
  2. ? proteine ​​și citoplasmă
  3. ? ADN și apă
  4. ? zigote și proteine
  1. ? Spermatozoizii au 46 de cromozomi pe celulă.
  2. ? Oamenii au 23 de perechi de cromozomi în fiecare celulă.
  3. ? Celula sexuală feminină conține 23 de cromozomi.
  4. ? Diferite animale conțin un număr diferit de cromozomi în celulele lor.
Care dintre următoarele afirmații este incorectă?
  1. ? Toți cromozomii sunt la fel.
  2. ? Nucleul controlează celula.
  3. ? Cromozomii și genele locuiesc în nucleu.
  4. ? Culoarea părului este determinată de genele fiecărui părinte.
Helixul dublu descrie forma lui
  1. ? ADN și proteine
  2. ? nucleu și citoplasmă
  3. ? ADN și cromozomi
  4. ? cromozomi și proteine
Ce moleculă are două catene înfășurate împreună sub forma unei spirale duble?
  1. ? controlat de gene
  2. ? sporturi pe care le desfășurăm
  3. ? nu se transmite de la părinți la copii
  4. ? acțiuni pe care le avem din împrejurimile noastre
  1. ? dobândite pe măsură ce ne dezvoltăm
  2. ? culoarea ochilor și a părului
  3. ? controlat de gene
  4. ? trecut din generație în generație

În anumite etape din viața unei celule, structurile asemănătoare firelor care conțin gene pot fi văzute în nucleu.
Cum se numesc aceste structuri asemănătoare firelor?

James Dewey Watson și Francis Crick au descoperit ADN în 1953.
Unde nu ai găsi ADN? Secțiunea ADN care este responsabilă pentru o anumită trăsătură moștenită se numește a Care călugăr austriac este considerat tatăl geneticii pentru studiul plantelor de mazăre în jurul anului 1860?
  1. ? Limba vorbita
  2. ? Sex (bărbat sau femeie)
  3. ? Culoarea ochilor
  4. ? Forma feței
  1. ? Culoarea ochilor
  2. ? Abilitatea de a vorbi o limbă străină
  3. ? Să fii bun la matematică
  4. ? Având o mulțime de prieteni
  1. ? Să fii bun la fotbal
  2. ? Culoarea ochilor
  3. ? Culoarea părului
  4. ? Fiind un super degustator
  1. ? jumătate din cantitatea de informații genetice ca adult
  2. ? de două ori cantitatea de informații genetice ca un adult
  3. ? aceeași cantitate de informații genetice ca un adult
  4. ? o fracțiune din cantitatea de informații genetice ca adult
  1. ? cromozomi, ADN
  2. ? proteine, ADN
  3. ? cromozomi, proteine
  4. ? ADN, cromozomi

Punnett Square: Trăsături dominante și recesive

Fiecare om de pe pământ este o combinație de două seturi de gene: mama ta și rsquos și tatăl tău și rsquos. Aceste gene au creat un plan pentru dvs. și vă fac unic. Genele duc la diferite trăsături, sau caracteristici, cum ar fi ochii căprui sau ochii albaștri. Părinții care își transmit genele descendenților lor sunt numiți ereditate. În termeni genetici, ești un hibrid a ambilor părinți: o combinație a numeroaselor gene diferite ale acestora.

Care este probabilitatea de a primi o anumită genă? The Piața Punnett este un instrument care vă permite să vedeți diferitele combinații de gene care sunt posibile atunci când doi părinți ai oricărei specii creează descendenți.

Când ne uităm la modelul de moștenire pe care il ilustrează Piața Punnett (denumit Moștenirea mendeliană), observați combinații de dominant alele și recesiv alele. Un alele este o versiune a unei gene (gena culorii ochilor poate consta din alele albastre, maro, verzi, gri și alune). Genele dominante maschează genele recesive. De exemplu, ochii căprui sunt gena dominantă pentru culoarea ochilor, iar ochii albaștri sunt recesivi, astfel încât atunci când genele pentru ochii căprui și albaștri sunt combinate în descendenți, există o șansă de 75% ca descendenții să aibă ochi căprui. Acesta este motivul pentru care majoritatea oamenilor din lume au ochii căprui.

Problemă

Cum funcționează un Punnett Square?

Materiale

  • Rigla
  • Monedă
  • Bandă
  • Bucata de hartie
  • Creion
  • Hârtie
  • Creioane colorate

Procedură

  1. Inventați doi părinți, un bărbat și o femeie, care au caracteristici diferite. De exemplu, faceți ca unul dintre părinți să aibă părul blond și ochii albaștri, iar celălalt să aibă părul brun și ochii căprui. Puteți face un desen cu creioanele dvs. colorate pentru a vă ajuta să urmăriți toate caracteristicile pe care le combinați.
  2. Lăsați și faceți Piața Punnett pentru culoarea ochilor. Dacă tatăl este heterozigot pentru ochii căprui, aceasta înseamnă că are o alelă ochi căprui și o alelă ochi albaștri. Scrie Bb în partea de sus a pătratului. Majuscula B este pentru ochii căprui, iar minuscula b este pentru ochii albaștri. Scrie bb (a homozigot alea ochi albaștri) pe partea pătrată & ndash acestea sunt genele mame și rsquos.
  3. Acum lipiți cu majuscule și minuscule B pe fiecare parte a câte doi bani. Acestea reprezintă gena pe care copilul o primește de la fiecare părinte.
  4. Întoarceți fiecare bănuț. Ce obții? Dacă primești două B & rsquos majuscule, copilul va avea ochii căprui. Dacă primiți două b & rsquos minuscule, copilul va avea ochii albaștri. Îți amintești ce se întâmplă dacă ai o genă B (maro) capitală și o genă b (albastră) cu litere mici?
  5. Cât de probabil este ca copilul să aibă ochii albaștri?
  6. Încercați experimentul și cu alte caracteristici. Puteți crea o întreagă familie fictivă cu diferite combinații de gene.

Rezultate

Piața Punnett vă arată cum diferite combinații de gene duc la diferite caracteristici, cum ar fi culoarea ochilor. În scenariul dat (un părinte este heterozigot pentru alelele ochi căprui și albaștri și unul este homozigot pentru ochii albaștri), copilul lor are 50% șanse să aibă ochi albaștri. Dacă ambii părinți ar avea o alelă de ochi albaștri și o alelă de ochi căprui, copilul lor ar avea 25% șanse să aibă ochi albaștri.

Piața Punnett, numită după geneticianul britanic Reginald C. Punnett, este un instrument bun pentru gândirea la alelele dominante și recesive, dar nu este un model științific perfect. Funcționează numai dacă genele sunt independente unele de altele (situații în care a avea o anumită genă nu schimbă probabilitatea de a avea alta). Există, de asemenea, multe gene diferite care se combină pentru a produce o caracteristică precum culoarea ochilor, nu doar una. De aceea există multe modele și nuanțe diferite de ochi maro, albastru, verde, alun și gri.

Declinarea responsabilității și măsurile de siguranță

Education.com oferă Ideile de proiect Science Science doar în scop informativ. Education.com nu oferă nicio garanție sau reprezentare cu privire la ideile proiectului Science Fair și nu este responsabilă sau răspunzătoare pentru orice pierdere sau daună, directă sau indirectă, cauzată de utilizarea de către dvs. a acestor informații. Accesând Ideile proiectului Science Fair, renunțați și renunțați la orice pretenții împotriva Education.com care apar. În plus, accesul dvs. la site-ul Educației.com și la Ideile proiectului Science Fair este acoperit de Politica de confidențialitate a Educației și de Termenii de utilizare a site-ului, care includ limitări ale răspunderii Educației.com.

Se avertizează prin prezenta că nu toate ideile de proiect sunt adecvate pentru toți indivizii sau în toate circumstanțele. Implementarea oricărei idei de proiect științific ar trebui să fie întreprinsă numai în condiții adecvate și cu supravegherea adecvată a părinților sau de altă natură. Citirea și respectarea măsurilor de siguranță ale tuturor materialelor utilizate într-un proiect este responsabilitatea exclusivă a fiecărei persoane. Pentru informații suplimentare, consultați manualul statului dumneavoastră privind siguranța științifică.


ADN, cromozomi și gene

ADN-ul este numit planul vieții, deoarece conține instrucțiunile necesare pentru ca un organism să crească, să se dezvolte, să supraviețuiască și să se reproducă. ADN face acest lucru controlând sinteza proteinelor. Proteinele fac cea mai mare parte a lucrului în celule și sunt unitatea de bază a structurii și funcției în celulele organismelor.

Genele sunt unitățile de bază ale eredității și sunt situate pe cromozomi.

Genele sunt secțiuni ale ADN-ului, în timp ce cromozomii sunt structurile în care ADN-ul se pliază înainte de diviziunea celulară. Fiecare celulă somatică umană conține 23 de perechi de cromozomi. Toate genele care codifică crearea, creșterea și dezvoltarea unei persoane umane se găsesc în acești cromozomi. Pe lângă ADN, acești cromozomi conțin proteine ​​histonice care ajută la ambalarea ADN-ului în cromozomi.

În celulele eucariote, cromozomii se găsesc în nucleu, dar în celulele procariote sunt liberi să se miște.

Răspuns:

Acidul dezoxiribonucleic este semnificația acestuia. Este un acid nucleic care este purtătorul informațiilor genetice.

Explicaţie:

ADN sunt literele acidului dezoxiribonucleic.

Toată viața de pe pământ folosește acest acid nucleic ca cod genetic.

Un acid nucleic este o polinucleotidă. O polinucleotidă constă din trei unități de bază: o grupare fosfat, un zahăr cu 5 carbon (pentoză) și o bază azotată. Cele cinci zahăr de carbon sunt deoxiriboză. Deoarece un lanț polinucleotidic, unitățile fosfat și dezoxiriboză sunt repetitive, variația este asigurată de bazele azotate.

Există patru baze: adenină, guanină, citozină și timină.
Atât adenina cât și guanina sunt purine care au o structură dublă inelară. Citozina și timina sunt piramidine care constau dintr-o singură structură inelară.

Molecula de ADN este dublu helix, o scară în formă de spirală. Montantul sau coloana vertebrală a scării este realizată din grupuri de pentoză și fosfat alternante, ținute împreună prin legături covalente. Treptele sau treptele scării constau din baze. Aceste baze sunt unite la zaharurile pentozice cu legături covalente. Adenina se împerechează cu timina folosind două legături de hidrogen și citozina se pereche cu guanină folosind trei hidrogen.

Codul genetic este determinat de secvența liniară a bazelor.

De exemplu, secvența de adenină guanină timină nu poartă același mesaj ca guanina timină adenină.

Codul este aranjat sub formă de triplete care codifică ARN-ul care la rândul său codifică aminoacizii care formează baza proteinelor.


Există trei scheme posibile de replicare a ADN-ului.

a propus 3 modele de replicare a ADN-ului

1- Replicare semiconservatoare

& # 8220Schema de replicare în care se propune ca ambele catene de ADN să se dezlănțuiască și fiecare catena individuală acționează ca un șablon pentru sinteză o altă catena complementară se numește replicare semiconservativă. Aceasta este cea mai acceptată schemă de replicare a ADN-ului & # 8221

Conform acestei scheme, integritatea fiecărei catene este păstrată, dar legăturile de hidrogen dintre catene se rup, permițând celor două catene părinte să fie separate și să ia parte la formarea cadrelor lor complementare respective. Când replicarea este mai mare, se formează două molecule de ADN fiice, care sunt identice una cu cealaltă și sunt o fotocopie a moleculei de ADN părinte. O catenă din fiecare moleculă de ADN fiică este șablon intact (parental), iar cealaltă este o catenă de ADN nou reprodusă intactă.

2- Replicare conservatoare

Este o metodă alternativă de replicare. Conform acestui model, se păstrează dubla helix originală a moleculei de ADN parental. Două fire ale unei spirale duble de ADN rămân unite între ele și lanțuri individuale rămân intacte. Legăturile de hidrogen dintre catenele de ADN rămân stabile, iar helica dublă parentală originală acționează ca un șablon pentru formarea unei molecule de ADN fiică complet noi, în care toate subunitățile de nucleotide sunt complet noi.

3- Replicare dispersivă

În această schemă de replicare, două fire de moleculă ADN parentală se dezintegrează total. Nu numai legăturile de hidrogen dintre două catene se rup și separă două catene, ci legătura fosfodiesterică între nucleotidele fiecărei catene se rup și nucleotidele individuale se dispersează în mediu. Din nucleotidele parentale și noii precursori, se formează două molecule de ADN fiice. Molecula fiică este formată din partea șirului parental șablon și parte a ADN-ului nou sintetizat.

PROCEDURA DE REPLICARE ADN

Replicarea ADN este semi-conservatoare. Înainte de modelul lui Watson și Crick, se credea că molecula de ADN suferă autoduplicare sau replicare, dar procedura exactă nu era cunoscută. Modelul Watson și Crick & # 8217s a oferit o bază pentru procedura de replicare. Watson și Crick propun un posibil mecanism de replicare a ADN-ului. Sugestia lor s-a bazat pe principiul complementarității.

model semiconservativ de replicare a ADN-ului

Etape de replicare semiconservatoare

  1. Pe măsură ce primul pas de replicare a legăturilor de hidrogen între basele de azot din două catene complementare ale moleculei de ADN se dezintegrează și două catene se separă una de cealaltă. Enzima ADN Helicase desfășoară firele de ADN și dizolvă legăturile de hidrogen.
  2. Fiecare fir își menține integritatea și nu se descompune în continuare.
  3. Fiecare fir acționează ca un șablon (un ghid sau plan) sau model pentru formarea unui nou fir, care este complementar acestuia.
  4. Catenele complementare pentru fiecare catenă șablon parentală sunt sintetizate din noi molecule precursoare din mediu.
  5. Pe măsură ce coloana vertebrală zahăr-fosfat a unei noi fire este asamblată, basele de azot din firul părintesc original o atrag pe cea complementară. de exemplu. T în catena originală va atrage o bază de azot pentru a fi atașată cu catena nou asamblată și se formează legături de hidrogen între aceste două.
  6. This complementary attraction by bases in original parental strand results in the formation of two new strands, each complementary to the original old ones.
  7. This whole process of replication is carried out by a DNA polymerase enzyme.

Frequently asked questions about DNA replication

1- What causes DNA to replicate? sau How did DNA learn to replicate itself?

DNA is not living itself, nor it has conscious control over its multiplication within the cell. It can be replicated in a lab but within cell, it must have to receive messages from the cell in the form of various proteins which stimulates it to replicate itself. Replication of DNA occurs during the S phase of interphase and it further pushes the cell towards cell division (Mitotic phase). Dozens enzymes and cofactors, acting precisely in an accurate amount carry on very specific roles for initiating replication process.

2- How does DNA replication work?

“DNA replication is the process of production of two identical copies of DNA from one parental DNA molecule”

DNA is composed of a double helix of two complementary strands. These strands are separated, during replication. Every single strand of the original parent DNA molecule serves as a template for the production of its complementary strand, a process called semiconservative replication.

3- What are the enzymes involved in DNA replication?

DNA replication is carried out by several enzymes listed below along with their role.

  1. DNA POLYMERASE: This enzyme carried out the process of DNA replication in all organisms. It catalyzes the DNA replication in 5′ to 3′ direction.
  2. TOPOISOMERASE: This enzyme carries out overwinding or underwinding of DNA.
  3. HELICASE: These are used to separate strands of a DNA Double helix by using the energy from ATP hydrolysis.
  4. DNA GYRASE: It is a specific type of topoisomerase which relieves the strain of unwinding by DNA helicase.
  5. DNA LIGASE It re-anneals the semi-conservative strands and joins OKAZAKI FRAGMENT of the lagging DNA strand.
  6. PRIMASE: It catalyzes the synthesis of a short RNA segment called a “primer” complementary to an ssDNA template.

4- What is the trombone model of DNA replication?

Trombone model of DNA replication in eukaryotic cell

During this type of DNA replication, the double-stranded DNA opens into a ‘leading’ și ‘lagging’ șuviță. The leading strand is complemented by the usual base pairing. However, in the lagging strand, RNA primers are attached to initiate joining pf complementary DNA deoxyribonucleotides in the 3′-5’direction hence form Okazaki fragments. Later the RNA primers are replaced by DNA.

So, DNA replication occurs within a fork-like structure in which the lagging strand loops around in a proposed “trombone model” to orient the replication enzymes for repeated synthesis and joining. It is considered that this mechanism helps to maintain the integrity of DNA during the replication cycles.

5- What is the theta model of DNA replication?

Theta model of DNA replication

The theta mode is adopted by the prokaryotes to replicate their DNA. Their circular DNA has only a single point of origin for replication, unlike the eukaryotic DNA which has multiple origin points to make the process faster.

The action of helicase enzyme literally unzips the strands of the parental DNA, by breaking the bonds. Then DNA polymerase enzyme comes into action and starts replication in the 5′ to 3′ direction. Once the replication is done, ligase enzyme joins the loose ends together and so, two daughter DNA strands are formed.

As during the action of the helicase enzyme, the circular DNA forms the Greek symbol ‘θ’ like structure, this model is named theta model of DNA replication.


Priveste filmarea: Nicolae Hancu despre etichetarea alimentelor (Ianuarie 2022).