Post on 01-Mar-2018
7/26/2019 curs 2_2011
1/146
BAZELE MOLECULARE ALEEREDITII
7/26/2019 curs 2_2011
2/146
Acizii nucleici =macromolecule n care estestocat i care exprim ntrega informaie geneticnecesar pentru apariia i meninerea vieii. Cromozomii = ADN + proteine1950- acceptarea ipotezei c molecula de ADN estedeintoarea informaiei ereditare (ers!e" i #!ase$%
- &r'in #!argaff1962- atson i #ric) au o*tinut premiul No*eldeoarece au sta*ilit configuraia moleculei de ADN -structur !elicoidal - in 1953
7/26/2019 curs 2_2011
3/146
7/26/2019 curs 2_2011
4/146
+,,-+,,
S!ucu!" #i $!%"niz"!e"AD&'ului
- codificarea informatiei ereditare
=/ sinteza proteinelor - lungimea i greutatea sa molecularsunt uriae
AD& - 0 1- nucleu - +1- mitocondrial - fiecare molecul2 liniar3
neramificat
- unitile structurale - nucle$i(e
7/26/2019 curs 2_2011
5/146
+,,-+,,
S!ucu!" #i $!%"niz"!e"AD&'ului
glucid(dezoxiri*oza- pentoza$
&ucle$i(ul o baz azotato grupare fosfat
purinice2 - adenina (A$B"zele "z$"e - guanina (4$
pirimidinice2 - citozina (#$ - timina (5$
&ucle$zi(ul= *az azotat 6 glucid
&ucle$i(ul= nucleozid 6 gruparea fosfat
7/26/2019 curs 2_2011
6/146
7/26/2019 curs 2_2011
7/146
S!ucu!" #i $!%"niz"!e"AD&'ului
7ecvenializarea nucleotidelorntr-o caten de ADN reprezint)!ucu!" *!i+"!,a moleculei3
i n acelai timp in-$!+".i"e!e(i"!, c$(i-ic",/
7/26/2019 curs 2_2011
8/146
S!ucu!" #i $!%"niz"!e"AD&'ului
*icatenar2 - + catene polinucleotidice legatentre ele prin legturi de !idrogensituate intre *azele azotate
(A=5% #84$ catenele2 - complementareM$lecul" - antiparalele (sens 9: - ;:3 ;: - 9
7/26/2019 curs 2_2011
9/146+,,-+,,
S!ucu!" #i $!%"niz"!e"AD&'ului
S!ucu!" )ecun("!, "+$leculei (e AD& configuraiaspaial *icatenar3 !elicoidal
a celor dou catene
7/26/2019 curs 2_2011
10/146
7/26/2019 curs 2_2011
11/146
S!ucu!" #i $!%"niz"!e"AD&'ului
)!ucu!, e!.i"!, organizarea tridimensional realizatde du*lul !elix n a*sena legrii de proteine
)!ucu!" u"e!n"!, ' plicaturarea !elixului legat deproteine
Forme helicoidale de ADN
- triplu-!elicoidale (triplex ADN3 forma 4$.
7/26/2019 curs 2_2011
12/146
7/26/2019 curs 2_2011
13/146
$li+$!-i)+ul +$leculei (eAD&
In funcie de conformaia glucidului i
de orientarea bazelor azotate fade glucid, ei!t " forme ale
moleculei de ADN#
7/26/2019 curs 2_2011
14/146+,,-+,,
$li+$!-i)+ul +$leculei (eAD&
$!+" B
ce " +"i -!ec7en, -$!+,1/ *l"nul 8"zel$! "z$"e e)e *e!*en(icul"! *e "ul :eliului2/ 2 incizu!i l"e!"le +";$!, #i +in$!,3/10 *e!ec:i (e nucle$i(e *e! *") )*i!"l,5
@/ Interaciunile dintre ADN i proteine apar iniial 'n incizurama(or
)% *tructura moleculei de ADN e!te dinamic
10/ Du8lul :elipoate fi denaturat !au renaturat "n"liz,+$lecul"!, S$u:e!n 8l$in%> CR> )ec7en.i"liz"!e" AD&'ului>
cl$n"!e"
7/26/2019 curs 2_2011
15/146+,,-+,,
$li+$!-i)+ul +$leculei (eAD&
$!+" Z
1/n !e%iunile n c"!e AD&'ul e)e 8$%" n 'C2/:eliul e)e !$i )*!e )n%"
3/8"zele "z$"e )e %,)e)c )*!e ee!i$!> -iin( +"ie*u)e l" -"c$!ii (e +e(iu
7/26/2019 curs 2_2011
16/146+,,-+,,
$li+$!-i)+ul+$leculei (e AD&
$!+"A
1/n c$n(i.ii (e :i(!""!e )c,zu,2/11 nucle$i(eF*") )*i!"l, #i ($u, incizu!i
3/"*"!e n(e$)e8i n (u*leu!ile AR&'AD& ")-el -$!+" B *$"e!ece !e7e!)i8il n -$!+" A )"u n -$!+" Z/
7/26/2019 curs 2_2011
17/146
U&IERSITATEA DE MEDICI& JI ARMACIEK/ BABEJH TIMIJOARA
eneic" +e(ic"l" C$n-/ D!/ M"!i" uiu
e-mail: maria_puiu@umft.ro
+,,-+,,
2.3 Polimorfismulmoleculei de ADN
7/26/2019 curs 2_2011
18/146
O!%"niz"!e" AD&'uluinucle"!
%en, "*!$ 10/000'20/000 *e!ec:i (e BA
AD& %en$+ic "*!$/ 3 +ili"!(e BA%en$+ul u+"n "*!$/ 30/000 %ene c"!ec$(i-ic, *!$eine +"i *uin (e 50N (in c"ni"e" $"l" (e
AD& c$(i-ic" *!$eine
7/26/2019 curs 2_2011
19/146
O!%"niz"!e" AD&'uluinucle"!
Ti*u!i (e $!%"niz"!e " )ec7en.el$! nucle$i(ice(in AD&'ul nucle"!
ADN codant
ADN noncodantADN repetitiADN unic
7/26/2019 curs 2_2011
20/146
O!%"niz"!e" AD&'uluinucle"!
A% ADN codant#
!e*!ezin, "*!$i+"i7 10N (in %en$+c$(i-ic, *!$einele )!ucu!"le #i -unc.i$n"le c"!e)"u l" 8"z" c"!"ce!el$! (in -en$i*
-% ADN noncodant#!e*!ezin, "*!$i+"i7 90N (in %en$+
nu )*eci-ic, un *!$(u) -inie)e c$n.inu n ' *)eu($%ene> -!"%+ene (e %ene>in!$ni> )ec7en.e !e%l"$"!e "le !"n)c!i*.iei
Gle"(e!H #i G!"ile!H/
7/26/2019 curs 2_2011
21/146
O!%"niz"!e" AD&'uluinucle"!
C/ AD& !e*eii7secvente de ADN ce se repeta mai mult de +, de ori in
genom si se gasesc2dispersate n genomdispuse n tandem.
aproximativ 9,1 din ADN-ul non-codant const din secvene deADN repetitiv
?n functie de nr. de repetari 2"/ AD& in"l !e*eii7
8/ AD& +$(e!" !e*eii7
7/26/2019 curs 2_2011
22/146
O!%"niz"!e" AD&'uluinucle"!
"/ AD& n"l !e*eii7
secvene de ADN f scurte3 repetate n tandem milioane de copii per genom aproximativ @,1 din genom &x. A55#4A55#4A55#4 = (A55#4$;
n funcie de mrimea acestor repetri3 se potdistinge2ADN satelit
ADN minisatelit
ADN microsatelit.
7/26/2019 curs 2_2011
23/146
O!%"niz"!e" AD&'uluinucle"!
.% ADN !atelit
format dintr-un numr mare de repetri n tandem9-@,1 din genompericentromeric i la nivelul telomerelorAD& ')"eli ' su*tip de ADN satelit
= repetri ale unei uniti formate din
@@ perec!i de *aze - ADN de legtur a !eterocromatinei
centromerice.
7/26/2019 curs 2_2011
24/146
O!%"niz"!e" AD&'uluinucle"!
/% ADN mini!atelit(secvenele !ipervaria*ile$repetri ale unui numr de @-@,, BC
la nivelul telomerelor3 polimorfeADN telomeric = repetri n tandem a nucleotide3adugate de o enzim specializat3 telomerazaprote>eaz capetele cromozomilor
au rol n reglarea expresiei genice
7/26/2019 curs 2_2011
25/146
O!%"niz"!e" AD&'uluinucle"!
"% ADN micro!atelit uniti reprezentate de @- nucleotide3 repetate de
aproximativ @,, ,,, oriEgenom !aploid ?nsta*ilitatea factor de progresie n anumite cancere cromozomul F
repetarea aceluiai nucleotid repetrile a + nucleotide (ex. #A#A#AG$ importan clinic deose*it repetrile de ; nucleotide E !inucle$i(ele CA n 8$"l" 4unin%$n
C n )in(!$+ul P' -!"%il/
7/26/2019 curs 2_2011
26/146
O!%"niz"!e" AD&'uluinucle"!
8/ AD& +$(e!" !e*eii7
secvene scurte de ADN (;,,-@,,, p*$ n numr de sute sau mii per genom. H ;91 din genom
se gsete n2elemente scurte intercalareelemente lungi intercalaregenele care codific ARNr i ARNt
7/26/2019 curs 2_2011
27/146
O!%"niz"!e" AD&'uluinucle"!
.% 0lemente !curte intercalare(SINEs) @,,-,, perec!i de *aze @1 din genom n regiunile eucromatice
e *ecenele Alu formeaz @,1 din genom3 nu codific proteine3
nu sunt autonome3 prezente in introni H @ +9, ,,,Egenom !aploid - coninut *ogat n #-4 - pot altera funcia genei3 cauzInd *oala.
0# hipercole!terolemia familial
7/26/2019 curs 2_2011
28/146
O!%"niz"!e" AD&'uluinucle"!
/% 0lemente lungi intercalare(!INEs) +@1 din genom &x2 elementele !" H 99,,,,Egenom !aploid - @1 din genom ; familii2 J?N& @3 J?N& + i J?N& ; localizate n regiunile eucromatice ale cromozomilor umani3
preferenial n zonele *ogate n A5 pot cauza *oli prin disrupia funcionalitii unei gene
consecutiv inseriei lor n cadrul secvenelor nucleotidice dingena respectiv
&x2 !emofilia A3 !emofilia B3 miodistrofia Duc!enne"% 1enele care codific A2Nr i A2Nt
7/26/2019 curs 2_2011
29/146
O!%"niz"!e" AD&'uluinucle"!
Importana repetrilor nucleotidice
'n !tudiile genomice umane#
identificarea persoanelorantropologie i evoluionismstudii populaionale i de filiaiestudii de linca> genicstudii de cartografiere genic.
7/26/2019 curs 2_2011
30/146
O!%"niz"!e" AD&'uluinucle"!
D/ AD& unic ne!e*eii7
secvene de ADN care nu se repet n genomcromozomi localizare2 n *enzile eucromatice
la nivel genic - n exoni (+1$ - n introni - n regiunile care
separ genele
7/26/2019 curs 2_2011
31/146
+,,-+,,
AD& +i$c$n(!i"l
mitocondriile dein un genom
autonomo celul sute de mitocondriio mitocondrie +-+,
molecule de ADN du*lu catenarcircular (ADNmt$aproximativ @ 90 perec!i denucleotide
7/26/2019 curs 2_2011
32/146
AD& +i$c$n(!i"l
ADN mitocondrial, !pre deo!ebire ADN nuclear#
Nu este asociat cu proteineNu conine ADN repetitivNu conine promotori individualizai#onine 0;1 secvene codante care formeaz ; gene
care codific:polipeptide3 AKNt3 AKNrau structur continu (fr introni$ de codoni (codoni eretici$se transmit exclusiv matern
7/26/2019 curs 2_2011
33/146
AD& +i$c$n(!i"l
D"c" in!'$ celul" ei)" - ADNmt cu mutaie 6 ADNmt normal !eteroplasmie - ADNmt !omeoplasmieEe+*le (e 8$li (ee!+in"e (e +u".ii "le %enel$!AD&+
- Neuropatia optic ereditar Je*er- Anomalii ale meta*olismului energetic caracterizate prindistonia muscular3 cu evoluie paroxistic sau progresiv
7/26/2019 curs 2_2011
34/146
+,,-+,,
Re*lic"!e" AD&
!e*!ezin" +uli*lic"!e" unei +$lecule 7ec:i n 2
+$lecule n$imodelul semiconser#ati# $molecula nou de ADN3 careare astfel o caten nou i o caten #ec%e.se desfoar cu aprox. 9, nucleotideEs n timpul
interfazei3 n faza 7.are la *az c$+*le+en"!i"e" 8"zel$! "z$"e/")inc!$ni)+ul !e*lic!ii
7/26/2019 curs 2_2011
35/146
Etapele replicrii
.% De!piralizarea heliului cu a(utorul helicazei
/% *epararea celor / catene ale ADNului n +"i +ule *unce (e$(",> z$ne (enu+ie
!e*lic$ni )cu!"!e" (u!"ei !e*lic"!ii )e -$!+e"z, -u!cile (e !e*lic"!e Q AD& +$n$c"en"! ' +"!i.e *en!u )inez" n$il$!
c"ene
7/26/2019 curs 2_2011
36/146
Etapele replicrii
"%Ambele catene !e replic 'n paralelSSB enzi+" c"!e +*ie(ic" cele 2 c"ene ), )e
!eune")c,AD& *$li+e!"z" ' enzi+" e)en.i"l, *en!u *!$ce)ul
!e*lic,!ii' -unc.i$ne"z, nu+"i n (i!ec.i" 5'3
c"enele -iice )ineiz"e (i-e!i
' c$ninuu ' (i)c$ninuu
7/26/2019 curs 2_2011
37/146
Etapele replicrii
AR& *!i+"z" enzima careaeaz primul nucleotid n catenanou
AD& *$li+e!"z"adaug apoinucleotidele pstrInd orientareacorect3 antiparalel
7/26/2019 curs 2_2011
38/146
Etapele replicrii
pe cealalt caten3 replicarea
(putin intarziata$ se face nfragmente mici3 Gfragmente34aza4i5#
-@,,-+,, nucleotide
- sintetizate n direcia 9:-;:- AD& li%"z" leagfragmentele
7/26/2019 curs 2_2011
39/146
Re*lic"!e" AD&
7/26/2019 curs 2_2011
40/146
7/26/2019 curs 2_2011
41/146
U&IERSITATEA DE MEDICI& JI ARMACIE
7/26/2019 curs 2_2011
42/146
U&IERSITATEA DE MEDICI& JI ARMACIEK/ BABEJH TIMIJOARA
eneic" +e(ic"l" !$-/ D!/ M"!i" uiu
e-mail: maria_puiu@umft.ro
Enzi+ele nece)"!e !e*lic,!ii+$leculei (e AD&
$elicaza )e*"!, cele 2 c"ene "le +$leculei
(e AD&!$eine (e !e*lic"!eSSB +en.in c"enele(i)"n."e6opoizomerazele!$l n n-,#u!"!e" #i
(e)-"ce!e" :eliului!i+$)$+!$l n )inez" *!i+e!ului
7/26/2019 curs 2_2011
43/146
Enzi+ele nece)"!e !e*lic,!ii+$leculei (e AD&
ADNpolimerazele "#ez"!e" c$!ec, " nucle$i(el$! #inc"en"!e" l$!/ Ei)" 5 i*u!i
nc"en"!e" nucle$i(el$! n c"en" cu )inez"(i)c$ninu,
!e*"!"!e" AD& nc"en"!e" nucle$i(el$! n c"en" cu )inez"
c$ninu,/V !e*"!"!e" AD&W +i$c$n(!ii
ADNligaza' le"%, -!"%+enele n$u )ineiz"e/
7/26/2019 curs 2_2011
44/146
Re*"!"!e" leziunil$! AD&
ene!"li"i
4enomul uman sufer variate leziuni spontane sau induse
sisteme de recunoatere a leziunilor ADN-ului 6
o gam larg de gene pentru reparare
restitu&ia fidel a structurii ini&iale ' repararea par&ial cu defectonsecin&e2 - mutaii genice (mentinute la nivel$
- *oli asociate cu defecte n repararea ADN-ului i cu creterea suscepti*ilitii la cancer - apoptoza.
7/26/2019 curs 2_2011
45/146
Re*"!"!e" leziunil$! AD&
Tip de leziune AND Principalele mecanisme de reparare
re!a intr-o caten de ADN "eparare cu a#utorul ADN-li$azeiaze imperec%eate $re!it &orectare prin repararea imperec%erilor
$re!ite 'e(cizie )resintez*+racil prezent ,n ADN +racil suprimat cu a#utorul +racil-
$licozilazei
itus apurinic sau apirimidinic istemul de reparare al endonucleazei AP /
Dimeri de pirimidine 'lumina +.0.* "e1ersie enzimatica"e$iuni de ADN lezat "eparare prin e(cizie 'e(cizie si
resintez utiliznd cealalt caten*
"e$iuni de ADN lezat "eparare post- replicati1a 'reparare 1iarecominare*
U&IERSITATEA DE MEDICI& JI ARMACIE
7/26/2019 curs 2_2011
46/146
U&IERSITATEA DE MEDICI& JI ARMACIEK/ BABEJH TIMIJOARA
eneic" +e(ic"l" C$n-/ D!/ M"!i" uiu
e-mail: maria_puiu@umft.ro
Re*"!"!e" leziunil$!AD&'ului
Kepararea erorilor de
mperec!ere se faceprin ecizi"unuisegment ADN de pecatena care conine
*aza greit nserat3urmat de !e*"!"!e"*!in )inez,.
7/26/2019 curs 2_2011
47/146
+ec"ni)+ (e X uli+, #"n), Y *en!u " c$!ec" e!$!ile (incu!)ul !e*lic,!ii#
'ncorporri de nucleotide greit in!erate 'mperecheri eronate ale bazelor azotate
A*!$ 99 N (in e!$!i i+e(i" c$!ec"e *!in $*e!".i" (e !ecii!e" *$li+e!"zei *!inci*"le (in i+*ul !e*lic,!ii
R,+n 10'? i+*e!ec:e!i %!e#ie *e! ciclu (e !e*lic"!e (in c"!e99>9N )un c$!ec"e *!in )i)e+ul (e !e*"!"!e "l i+*e!ec:e!il$!
%!e#ie> -!ec7en." -in"l, " "ce)$!" -iin( 10 '510'210'3 10'10
1. Repararea leziunilor produse prin erori de
imperechere intre bazele azotate (MMR)
7/26/2019 curs 2_2011
48/146
Re*"!"!e" leziunil$! AD&'ului
C"en"care conine *aza greit inserat dela nivelul situsului Lcu eroare de
mperec!ere M )e i(eni-ic" *!in (i-e!en., (e
+eil"!e n!e c"en" n$u )ineiz",(non-metilat$ i c"en" +"!i., (metilat$.
7/26/2019 curs 2_2011
49/146
Re*"!"!e" leziunil$! AD&'ului
7istemul a fost descris prima oar la E/c$li?n etapa de excizie se formeaz o 8!e#" +$n$c"en"!,consecutiv aciunii e$nucle"zeicare degradeaz catena deADN clivat anterior.
Dupa excizie3 AD& *$li+e!"z" !e-"ce 8!e#" utilizInd
catena complementar ca matrice i elimin n consecinnucleotidele eronate.
7/26/2019 curs 2_2011
50/146
2/ Sistemul de reparare alendonucleazei AP
"c.i$ne"z" n )iu)u!ile un(e $ 8"z, *u!inic, )"u*i!i+i(inic, li*)e#e (in )!ucu!" +$leculei (eAD&/
)iu) apurinic)iu)apirimidinic 7A
)iu)u!ile )un !e*"!"e *!in )i)e+ul enzi+"ic (e
!e*"!"!e "l en($nucle"zei X A Y en($nuce"z" A cli7e"z, 8"z" "z$", -,!, %luci(>
l,)n( $ 8!e#, n AD&> 8!e#, c"!e 7" -i !e*"!", (eAD&'*$li+e!"z,/
7/26/2019 curs 2_2011
51/146
Re*"!"!e" leziunil$! AD&'ului
Aciunea endonucleazei A8#
(A) olecula dublu catenar de orgine.
(*) +idroliza spontan a guaninei duce la pierderea ei.
() Endonucleaza A, e-cizeaz dezo-iriboza.
(D) ADN polimeraza reface brea utiliznd ca matrice catena continu.
(E) ADN ligaza restaureaz sec#en&a de origine.
7/26/2019 curs 2_2011
52/146
3/ "epararea prin e(cizie aleziunilor ADN
se realizeaz pentru un nr. mare de leziuni ale ADN-ului. are loc n mai multe etape enzimatice2
- eliminarea unui segment de ADN lezat din molecula du*lucatenar- nlocuirea segmentului eliminat printr-o noua sintez3 n
care se utilizeaz catena nemodificat (catena cu structuranormala$ drept matrice a replicrii (excizie-resintez$.
7/26/2019 curs 2_2011
53/146
7/26/2019 curs 2_2011
54/146
7/26/2019 curs 2_2011
55/146
Diverse enzime pot recunoate i catalizareversia direct a unei leziuni ADN cauzat deradiaiile O
e# dimeri de pirimidin2O rup legturile
dintre pirimidine n cadrul dimerilor
4. Re7e!)i" enzi+"ic,
7/26/2019 curs 2_2011
56/146
5/ "epararea post- replicati1 a leziunilorADN
proces care are loc atunci cInd leziunile ADN persist
pentru a minimaliza efectele nefaste este necesarrepararea po!treplicati prin recombinare
&x2 repararea rupturilor aprute n molecula de ADN*icatenar su* aciunea radiaiilor gama este realizatprin intervenia a trei proteine codificate de genele2- ATM (ataxia telangiectazia$- BCRA1> #i BCRA2 (predispoziia ereditar pentru
cancer de sIn$
7/26/2019 curs 2_2011
57/146
+,,-+,,
7A9:olecula de ADN care
conine o leziune 'n catena ;
e!te 'n cur! de replicare%
7-9 2einiierea !intezei pornind
de la leziune la! o bre 'n
catena "%
7C9
7/26/2019 curs 2_2011
58/146
6/ "epararea leziunilor la ni1elul ADN-uluimitocondrial
!"" +u".iil$! l" AD&'ul +i$c$n(!i"l ' (e 10 AD&'ul
nucle"! mecanismele de reparare sunt similare cu cele de la nivel
nuclear cu mici excepii ex. lipsa mecanismului de excizie reparare a unui
nucleotid e-icien." +"i )c"zu, " !e*"!,!ii l" "ce) ni7el (ee!+in"' 'mbtrnire precoce apariia unor boli degeneratie
U&IERSITATEA DE MEDICI& JI ARMACIE
7/26/2019 curs 2_2011
59/146
K/ BABEJH TIMIJOARA eneic" +e(ic"l"
*!$-/ D!/ M"!i" uiu e-mail: maria_puiu@umft.ro
Acizii !i8$nucleici
AR&= polimeri care ve!iculeaza si exprima informatia ereditara
Dup mrime3 localizare i funcie3 exista ; clase de AKN2" AR& +e)"%e!(AR&+$
- copie a secvenei codante a unei gene- servete ca matri pentru sinteza proteinei.
8 AR& !i8$z$+"l(AR&!$c AR& (e !"n)*$!(AR&$am*ele furnizeaz structurile i instrumentele
necesare pentru ca mesa>ul adus de AKNm spoat fi structurat su* forma unei proteine.
7/26/2019 curs 2_2011
60/146
Acizii !i8$nucleici
B"ze u!"cil U nl$cuie)c TRi8$z" inl$cuie)e (ez$i!i8$z,/+$n$c"en"!iAR& +e)"%e! ' )!ucu!, lini"!,
AR&! #i AR& ' l"n. *li" *!in
+*e!ec:e!e" un$! 8"ze "z$"e' 8ucle #i *$!.iuni (!e*e c"!e )e")$ci"z, cu *!$eine )*eci-ice/
7/26/2019 curs 2_2011
61/146
Acizii !i8$nucleici
Ti*u!i (e AR&
" AR& +e)"%e! AR&+' -$!+e
AR&+ comune pentru multe celule' *!$einele:$u)e[ee*in% e/ enzi+ele *en!u %lic$liz"
AR&+ mici diferite
AR&+ !pecifice($"! *en!u unele i*u!i (e celule e/ AR&+ *en!u :e+$%l$8in" in *!ecu!)$!ii
e!i!$ciel$!
7/26/2019 curs 2_2011
62/146
Acizii !i8$nucleici
Ti*u!i (e AR&
8 AR& !i8$z$+"l AR&!
7" in!" in c$n)iui" !i8$z$+ului c"!e )e!7e#e )inezei*!$einel$! n u!+" *!$ce)ului (e !"n)l".ie "l AR&+
l" euc"!i$e ei), < i*u!i (i-e!en.i"e (u*, !"" (e
cen!i-u%"!e l" ul!"ceni-u%, ' AR&! 1@S ' )u8uni"e" +ic, " !i8$z$+ului/ ' AR&! 2@S> 5/@S #i 5S/ ' )u8uni"e" +"!e " !i8$z$+ului/
7/26/2019 curs 2_2011
63/146
7/26/2019 curs 2_2011
64/146
Acizii !i8$nucleici
AR&
7/26/2019 curs 2_2011
65/146
Acizii !i8$nucleici
c AR& (e !"n)*$! AR&
*$"!, AA c"!e 7$! -$!+" l"n.ul *$li*e*i(ic
E\ ' "/ de tipuri de A2Nt 7produ!ul unor gene !eparate9
!e%iunile ne*e!ec:e -$!+e"z, 3 8ucle D> T #i " "nic$($nului -iec"!e (in!e AR& le"%, l" c"*"ul 3] unul (in cei 20 AA
l" un" (in!e 8ucle> 3 8"ze "z$"e ne*e!ec:e "nic$($n "nic$($n ^ c$($nul c$+*le+en"! (e *e AR&+
le%"!e" AA *$!i7i (in l"n.ul *$li*e*i(ic n -$!+"!e/
7/26/2019 curs 2_2011
66/146
Acizii !i8$nucleici
7/26/2019 curs 2_2011
67/146
( AR& +ic nucle"! )+"ll nucle"! ' )n R&A$
!"n)c!i*.i" AD& +$lecule *!ecu!)$"!e lun%i !"n)c!i**!i+"! *!$ce)"e n nucleu +$lecule -unc.i$n"le c"!e *$
-i e*$!"e n ci$)$l> *"#i +e(i".i (e AR&'u!ile +ici nucle"!e AR&)n "u (i-e!ie !$lu!i in *!$ce)"!e" "l$! cl")e (e AR& ' *$ -i *"!e " !pliceozomului
' *"!ici*" l" conertirea preA2Nm in A2Nm ecizi" in!$nil$!
)i "!"n;"!e" e$nil$! ' inproce!area >tran!criptului primar> *en!u " (e7eni $
+$lecul, -unc.i$n"l,
Acizii !i8$nucleici
7/26/2019 curs 2_2011
68/146
Acizii !i8$nucleici
e AR& +ic nucle$l"! )+"ll nucle$l"! R&A) ' )n$ R&A
in ine!i$!ul nucle$lului l" 7e!e8!"e "ce)e AR& )un c$(i-ic"e (e in!$nii n(e*"!".i
in i+*ul *!$ce)"!ii AR& )un !e)*$n)"8ili (e
' -$!+"!e" !i8$z$+ului ";u"n( l" ,ie!e" +"!elui AR&!'*!ecu!)$! in )u8uni"ile 2@S> 1@S> )i 5/@S/' c" i*"! *en!u )inez" el$+e!el$!
7/26/2019 curs 2_2011
69/146
Acizii !i8$nucleici
- Mic!$ AR& +iAR& - mici molecule de AKN care regleaz expresia
moleculelor de AKNm
% AR& PIST - inactiveaz unul din cei doi cromozomi P lasexul feminin
O!%"niz"!e" %enei
7/26/2019 curs 2_2011
70/146
O!%"niz"!e" %enei)!ucu!"le l" E\
en" "!e $ )!ucu!, +$(ul"!,> -iin( c$n)iui, (inele+enele nece)"!e *en!u
Initiere, de!f!urare !i finalizare a tran!criptiei !i
tran!latiei*pecificarea !ecentializrii AA 'n polipeptidul
!intetizat2eglarea epre!iei genelor
Ele+ene )!ucu!"le "le
7/26/2019 curs 2_2011
71/146
Ele+ene )!ucu!"le "le%enei l" E\
1/!$+$$!ul *uncul )"! "l !"n)c!i*.iei
"*"!e n !e%iune" *!$+$$! " %eneiin-$!+".i" *en!u -unc.i" *!$+$$!ului e -u!niz", (e n),#i
)ec7en." (e AD&/M";$!i"e" *!$+$$!il$! "u
Cui" TATAl$c"liz", l" "*!$/ 25'35*8/ n "+$ne
Gu*)!e"+H (e )iul (e ini.ie!e " !"n)c!i*.iei
Cui" CAAT "-l", l" "*!$/ ?0 *8/ n "+$ne (e )iul (eini.ie!e " !"n)c!i*.ie
2 4 5r$anizarea
7/26/2019 curs 2_2011
72/146
2.4.5r$anizarea$enei structurale la
E6
El l
7/26/2019 curs 2_2011
73/146
2/ Siul (e iniie!e " !"n)c!i*.iei
l$cul (in c"!e *$!ne)e !"n)c!i*.i" AD&'ului n *!e AR&+
)e %,)e)e l" c"*,ul 5_ "l )ec7en.ei c$("ne )i !e*!ezin,
nce*uul *!i+ului e$n"ce"), )ec7en., "("u%, T Gc"*H l" nce*uul AR&+
+"u! *en!u "'l *!$e;" (e "c.iune" 5'e$nucle"zei/
Ele+ene )!ucu!"le"le %enei l" E\
Ele+ene )!ucu!"le "le %enei l"
7/26/2019 curs 2_2011
74/146
Din !itul de initiere a transcrip!iei A"# pn la !itul de
iniiere a tran!laiei, !e ga!e!c !ecenele#
Re%iune" ne!"n)l"", 5_ 5_'UTR nu c$(i-ic, $ *!$ein,
$li*e*i(ul )e+n"l -u!nize"z, )e+n"lul *en!u l$c"liz"!e"celul"!, )"u e!"celul"!, c$!ec,> -iin( n -in"l cli7", #i n(e*,!",
Siul (e ini.ie!e " !"n)l".iei )ec7en." c"!e c$(i-ic, nce*uul
l"n.ului *$li*e*i(ic codific metionina> "(e)e" eli+in",*$)!"n)l".i$n"l -iec"!e AR&+ +"u! "!e c" *!i+ c$($n AU> c"!ec$(i-ic, +ei$nin"
Ele+ene )!ucu!"le "le %enei l"E\
O!%"niz"!e" %enei )!ucu!"le
7/26/2019 curs 2_2011
75/146
O!%"niz"!e" %enei )!ucu!"lel" E\
Cadrul de citire a genei conine#
E$ni)ec7en.e c$("ne "le %enei> !"n)c!i)e #i !"n)l"eIn!$ni )ec7en.e nec$("ne "le %enei> !"n)c!i)e #i
ne!"n)l"e!"ni.ele e$ni'in!$ni -iec"!e in!$n nce*e cu $ )ec7en.,
(enu+i, !it donor 7169 la captul ? #i )e e!+in, cu $ )ec7en.,(enu+i, !it acceptor 7A19 la captul "%
:utaiile la ace!t niel determin !plicing aberant#
hiperplazia congenital adrenalian i betatala!emii.
7/26/2019 curs 2_2011
76/146
U&IERSITATEA DE MEDICI& JI ARMACIEK/ BABEJH TIMIJOARA
7/26/2019 curs 2_2011
77/146
J J eneic" +e(ic"l"
C$n-/ D!/ M"!i" uiu e-mail: maria_puiu@umft.ro
+,,-+,,
O!%"niz"!e" %enei)!ucu!"le l" E\
O!%"niz"!e" %enei )!ucu!"le l"
7/26/2019 curs 2_2011
78/146
odonul stop => semnalul de terminare altranslaiei => unul dintre cei 3 codoni stop.
Regiune semnal de poliadenilare
=> in aval (downstream) de codonul
stop, (3!"R)=> semnal pentru ad#ugarea unei
secvenepoli$ (
coada poli$)
=> stimulea%a iniierea translaiei dareste implicat# &i 'n maturarea, transportul &idegradarea $Rm
% %E\
U&IERSITATEA DE MEDICI& JI ARMACIEK/ BABEJH TIMIJOARA 2.4.5r$anizarea
7/26/2019 curs 2_2011
79/146
eneic" +e(ic"l" C$n-/ D!/ M"!i" uiu
e-mail: maria_puiu@umft.ro
+,,-+,,
2.4.5r$anizarea$enei structurale la
E6
7/26/2019 curs 2_2011
80/146
Re%iune ne!"n)l"", 3_ 3_'UTR
)ec7en." cu*!in), n!e )e+n"lul (e e!+in"!e "!"n)l".iei #i e!+in"!e" !"n)c!i*.iei
i+*lic", n c$n!$lul e*!e)iei %enel$!> %"+e$%enezeil" "+8ele )ee #i " *e!i$"(ei (e nce*u " (ez7$l,!ii e+8!i$n"!e
+u".iile "ce)ei !e%iuni (ee!+in, "-ec.iuni c" di!trofiamiotonic 'n care apar epan!iuni trinucleotidice 'n reg "@
7/26/2019 curs 2_2011
81/146
T!"n)c!i*.i" %enei AD& AR&
$ranscriptia %copierea
in&ormatieicontinut 'ntr-oen (A"#) 'n
secven! de AR#.
Transcrip7ia
7/26/2019 curs 2_2011
82/146
p7$enei: ADNA"N
T!"n)c!i*.i" %enei AD& AR&
7/26/2019 curs 2_2011
83/146
T!"n)c!i*.i" %enei AD& AR&
AR# polimerazaderuleaz si desparte cele 2 catene de ADN
nconjurate helicoidalrecruteaz mononucleotidele din viitorul lant de
ARN si se asambleaz conform complementaritii cubazele azotate din lanul ADN = transcriptia.
A"N polimeraza
7/26/2019 curs 2_2011
84/146
A"N polimeraza
a eucariote e*ist trei tipuri:
$R polimera%a * (+ol *)
transcrie genele pentrusuunit#tile $Rr.
$R polimera%a **
(+ol **)
transcrie gene carecodi-ic# proteine 'n $Rm si gene pentru $R mic
nucleolar.
$R polimera%a *** (+ol ***)
transcrie genelepentru suunitatea / a $Rr si toate genele pentru$Rt .
Transcrip7ia
7/26/2019 curs 2_2011
85/146
7$enei: ADNA"N
Transcrip7ia
7/26/2019 curs 2_2011
86/146
7$enei: ADNA"N
7/26/2019 curs 2_2011
87/146
T!"n)c!i*.i" %enei AD& AR&
0tapele tran!cripiei#
ini.ie!e"
el$n%"!e"
e!+in"!e"
+tapa de ini!iere
7/26/2019 curs 2_2011
88/146
+tapa de ini!iere
!A"N polimeraza se asociaz cu un promotor
"# de proteine diferite = factori de transcrip7ie=lea$ site%urile promotorului de captul "& = transcriptia
enzima A"N polimeraza = se lea$ de un factorproteic specific = factor si$ma = asocierea cupolimeraza = fi'area pe un lan de transcriere = deschiddublul heli' al ADN%ului = bucl de transcripie =apariia nucleotidelor complementare
Transcrip7ia
7/26/2019 curs 2_2011
89/146
$enei: ADNA"N
+lonarea
7/26/2019 curs 2_2011
90/146
+lonarea
*$li+e!iz"!e" nucle$i(el$! in )en) 5_3_
Transcrip7ia
7/26/2019 curs 2_2011
91/146
$enei: ADNA"N
Etapa de terminare
7/26/2019 curs 2_2011
92/146
Etapa de terminare
Interine cnd un !emnal indica !fr!itul genei
)e+n"lul (e e!+in"!e )ec7en., *"lin(!$+ic, 8$%", n #i C)ec7en." (ee!+in, -$!+"!e" unui 8u!ele *e c"en" (e AR&>c"!e *!$7$"c, (i)$cie!e" c$+*leuluipolimerazADNA2N
!"n)c!i*.i" -iin( c$+*le, !"n)c!i*ul e)e eli8e!" (e*$li+e!"z, i"! "ce")" (in AD&/
U&IERSITATEA DE MEDICI& JI ARMACIEK/ BABEJH TIMIJOARA
eneic" +e(ic"l"Transcrip7ia
7/26/2019 curs 2_2011
93/146
eneic" +e(ic"l" C$n-/ D!/ M"!i" uiu
e-mail: maria_puiu@umft.ro $enei: ADNA"N
T!"n)c!i*.i" %enei AD& AR&
7/26/2019 curs 2_2011
94/146
T!"n)c!i*.i" %enei AD& AR&
Ba 8 !"n)c!i*.ie (i!ec n ci$*l")+, ("c,!"n)c!i*.i" e)e e!+in", AR&'ul -$!+" *$"e -i
uiliz" *en!u )inez" *!$einel$!
Ba 0 !"n)c!i*.i" "!e l$c n nucleu )un !"n)c!i)e %ene c"!e c$n.in in!$ni in"ine" e*$!ului> AR& nucle"! :ee!$%en
!"n)c!i* *!i+"! )u-e!, +$(i-ic,!i i+*$!"ne
T i .i i AD& AR&
7/26/2019 curs 2_2011
95/146
T!"n)c!i*.i" %enei AD& AR&
8roce!area A2N# preA2Nm A2Nm
-transcriptul primar (pre$Rm) sinteti%at
'n nucleu trece printro procesare
ulterioar# = sinte%a unei molecule de $R
-uncionale
0tape le pr cesarii 1
/inte%a cap
/inte%a poli$
2ndep#rtarea intronilor
Sinteza cap
7/26/2019 curs 2_2011
96/146
la terminarea fazei de iniiere, etremitatea ? a
A2Nm e!te 'nelit de o molecul de 168 7!ecena
cap9#cretere a !tabilitii A2NmQ protecie fa de actiitatea enzimatic aeonucleazelor
Q!emnal de recunoatere pentru proteinele implicate 'nproce!ul ulterior de maturare i tran!laie 'n protein%
Sinteza poli(A)
7/26/2019 curs 2_2011
97/146
p ( )
e'tremitatea () este completat de o secvenpoliadenin *coadpoliA);
in etapa de terminare+ secvena AA,AAA esterecunoscut de enzima 'poliadenil polimeraza*care secioneaz transcriptul primar-fra$mentul poli'A*se ataeaz de captul liber
(/ al unui alt pre%ARNm+ completeaz molecula deARNm
7/26/2019 curs 2_2011
98/146
8ndeprtarea intronilor
)e !e"lize"z" unul ce unul> (in preA2Nm#i legarea capla cap a eonilor rmai
+ec"ni)+ul !plicing )"umati!are
e)e nece)"! (e$"!ece l" E\
Transcrip7iai ADN
7/26/2019 curs 2_2011
99/146
$enei: ADNA"N
9atisarea $enelor
7/26/2019 curs 2_2011
100/146
9atisarea $enelor
Intron = fragmentul de ADN, care va fitranscris n ARN dar nu va fi translat n protein
Exon = fragmentul din ADN care codificaminoacizi n protein
Intronii - mai lungi dect exonii
!rodusul transcrip"iei = lantul ARN sintetizat= transcript primar = negativul secveneicomplete a genei
9atisarea $enelor
7/26/2019 curs 2_2011
101/146
9atisarea $enelor
#aturarea transcriptului primar =$expulzarea secventelor necodante sauintroni (proces de matisare) =$ %ucle deARNm
&nlturarea intronilor si aran'area exonilor erealizata de =$ spliceosome (ARNsn +()*proteine+
9atisarea $enelor
7/26/2019 curs 2_2011
102/146
Pentru majoritatea genelor,modalitile
de matisare difer, n functie de tesut,
stadiul de dezvoltare
statusul fiziologic al celulei
9atisarea $enelor
9atisarea $enelor
7/26/2019 curs 2_2011
103/146
3atisare ,isnuit#
en!u unele %ene +"i)"!e" AR& "!e l$c n!'un )in%u!+$(> n u!+" !"n)l".iei !ezuln( $ )in%u!, *!$ein,/
A)"+8l"!e" e$nil$! )e -"ce n $!(ine" n c"!e "ce#i"e!"u n c"(!ul %enei
9atisarea $enelor
Transcrip7ia$enei ADN
7/26/2019 curs 2_2011
104/146
$enei: ADNA"N
9atisarea $enelor
7/26/2019 curs 2_2011
105/146
3atisarea altern ativ# 1
mecanismul prin care sunt generate mai multeforme de ARNm matur de pe aceeai gen mai
mult de *./ din genele noastre folosesc aceastvariant+
in func"ie de etapa de dezvoltare ontogeneticsau de tipul de "esut cruia i apar"in, celulele iselecteaz alternativ com%ina"iile exonice cele maiadecvate
9atisarea $enelor
9atisarea $enelor
7/26/2019 curs 2_2011
106/146
Matisarea alternativ ,
este un mecanism reglator prin care variaiile'n 'ncorporarea e4onilor 'n $Rm determin#producerea mai multor proteine1
in!u(ie
iz$-$!+e =/ +ec"ni)+ * *!$eine c$+*lee (i-e!ie
9atisarea $enelor
Transcrip7ia$enei: ADN
7/26/2019 curs 2_2011
107/146
$enei: ADNA"N
9atisarea $enelor
7/26/2019 curs 2_2011
108/146
Exemple de proteine izoforme:
0 cele ) tipuri tipuri de %az ale mielinei0 gena fibronectineipoate specifica 1.forme diferite ale proteinei care are rol n
determinarea adezivit"ii, morfologiei siar2itecturii celulare
at sa ea $e e o
9atisarea $enelor
7/26/2019 curs 2_2011
109/146
0emple de proteine diferite #
ena pentru calcitonin este procesat di&erit 'ntiroid si S#. n tiroid produsul este calcitonina iar 'nS# este un peptid 'nrudit cu calcitonina/ cu rol deneurotransmittor.
n unele cazuri/ 'n procesul de maturare/ celula/elimin din AR#m precursor nu numai intronii ci si uniie*oni codanti.
$
9atisarea $enelor
7/26/2019 curs 2_2011
110/146
O "l, +$("li"e (e mati!area alternatie)eame!tecarea eonilor e$n ):u--lin%> 7"!i"n,*$)i8il, ("! !"! -$l$)i,/
$
Editarea A"Nm
7/26/2019 curs 2_2011
111/146
d ta ea
= -$!+" +"i !"!, (e *!$ce)"!e *$)!"n)c!i*.i$n"l,
!e*!ezin, un *!$ce) c"!e c$n(uce l" +$(i-ic,!i*!e(ee!+in"e "le !e%iunii c$("ne " !"n)c!i*ului *!i+"!"ce)e *!$ce)e i+*lic,
in)e!.i">
(ele.i")u8)iu.i" unui nucle$i(/
Editarea A"Nm
7/26/2019 curs 2_2011
112/146
0# A2Nm pentru apolipoproteina -produce
Q'n ficatApo-.,iarQ'n inte!tinul !ubtireApo-;E,care e o protein mai
mic cu o !ecen de AA identic cu prima parte a
Apo-. !i care apare datorit unei !ub!titutii 7C
'nlocuit cu < 'n codonul /.?/9, a!tfel codonul !en!deine codon !top !i !e opre!te tran!latia%
oli $enetice cauzate de perturarea
7/26/2019 curs 2_2011
113/146
+u".ii c"!e c$n)"u n )u8)iu.i" unei )in%u!e *e!ec:i (e8"ze (in c"(!ul )ec7en.el$! (e cli7"!e )"u (in ine!i$!ulin!$nil$!10N (in +u".iile *unci-$!+e (ee!+in, "nul"!e"
"(e7,!"el$! )iu)u!i (e cli7"!e )"u "ci7"!e" un$! )iu)u!ic!i*ice
neine%!"!e" un$! e$ni )"u !een.i" un$! in!$ni n AR&+-in"l c"!e (e7ine ")-el ne-unc.i$n"l/
oli $enetice cauzate de perturareaprocesului de matisare:
7/26/2019 curs 2_2011
114/146
Ee+*le
- 'n betatala!emii = ab!ena lanurilor betaglobinice,/? din cazuri !unt datorate ei!tenei unor mutaii la
nielul !itu!urilor de cliare%
oli $enetice cauzate deperturarea procesului de matisare
6ran!latia
7/26/2019 curs 2_2011
115/146
!$einele = elemente constitutive ale celulei
au o structur complex format din lanuripolipeptidice3 o*inute prin polilmerizarea AA
!"n)l".i" = procesul prin care informaia geneticve!iculat de AKNm se traduce n lanul polipeptidic.
T!"n)l"i"
7/26/2019 curs 2_2011
116/146
AR&+=/ transport informaia genetic de la locul
de stocare la locul de expresie =/ matri pentru sinteza polipeptidului.
AR&=/ legtura ntre nucleotide si AA =/sinteza polipeptidului =/ diferite AKNt ce recunosc acelai AA =isoaceptoare
T!"n)l"i"
7/26/2019 curs 2_2011
117/146
AR&! ele+enele c$n)iui7e *!inci*"le "le!i8$z$+il$!
l$cul (e )inez, "l *!$einel$!
2ibozomii!uport lantul de A2Nm care !erete camatri pentru a!amblarea AA%
0i permit a!ezarea pe baza complementaritii 'ntrecodonii !ecentei de A2Nm !i anticodonii fiecrui A2Nt
care poart un AA,catalizeaz proce!ul de de formare a peptidului
T!"n)l"i"
7/26/2019 curs 2_2011
118/146
Etapele transla7iei:
QiniiereQelongare
Qterminare
8roce!ul nece!it # $ +"!e c"ni"e (e ene!%ie un AR&+ un !i8$z$+ AA +"i +ule AR& nu+e!$#i -"c$!i *!$eici (e !e%l"!e/
Transcrip7ia$enei: ADN
7/26/2019 curs 2_2011
119/146
$enei: ADNA"N
T!"n)l"i"
7/26/2019 curs 2_2011
120/146
Ini.ie!e" formarea compleului de preiniiere 'ntre#
)u8uni"e" +ic, " !i8$z$+ului-"c$! *!$eic )*eci-icAR& inii"$! c"!e *$"!, "+in$"ci(ul +ei$nin,
AR&+e
in dreptul codonului !tart 7A
7/26/2019 curs 2_2011
121/146
Ini.ie!e" )e !e"lize"z"
)u8 c$n!$lul un$! -"c$!i *!$eici> )u8uni"e" +"!e "!i8$z$+ului le%" c$+*leul AR& inii"$! *e )i'ul
un "l AR& c"!e "(uce un "l AA e)e in!$(u) n )i'ul
A *!i+" le%,u!, *e*i(ic, c""liz", (e $ *!$ein,!i8$z$+"l, *e*i(il'!"n)-e!"z"/
T!"n)l"i"
7/26/2019 curs 2_2011
122/146
El$n%"!e"
!i8$z$+ul *"!cu!%e AR&'ul +e)"%e! c$($n (u*, c$($n n)en)ul 5 ' 3`
""#e"z, -iec"!e AA )elec.i$n"> l" e!e+i"e" C'e!+in"l, "*$li*e*i(ului
c$+*leul AR&'AA )e le"%, (e )i'ul A "l !i8$z$+ului "nic$($nul ),u> c$+*le+en"! cu u!+,$!ul c$($n "l AR&+
l" *!$ce) *"!ici*, un -"c$! (e el$n%"!e #i $ +$lecul, (eT
T!"n)l"i"
7/26/2019 curs 2_2011
123/146
! in timpul formrii le$turii peptidice peptidil-transferaza deplaseaz cu totul polipeptidul de A"Ntsituat ,n sit-ul P spre noul AA purtat de A"Nt din sit-ulA 'Transpeptidare*
! le$tura peptidic format ;< riozomul sedeplaseaz spre codonul urmtor
! A"Nt este dezle$at de peptidul su !i este eliminatde pe sit-ul P iar A"Nt purttor de peptid este deplasatdin sit-ul A spre sit-ul P 'Translocare*.
T!"n)l"i"
7/26/2019 curs 2_2011
124/146
T!"n)l"i"
7/26/2019 curs 2_2011
125/146
E"*" (e e!+in"!e
nce*e cn( !i8$z$+ul !ecun$"#e unul (in cei 3 c$($ni )$*
7/26/2019 curs 2_2011
126/146
$liz$+ii
Rai muli ri*ozomi =/ participa la sinteza unuipolipeptid n paralel dar n stadii diferite =/progreseaza n lungul aceluii AKNm.
Acest complex se numete *$liz$+ i segsete li*er n citoplasm unde se poate lega dereticulul endoplasmatic.
T!"n)l"i"
7/26/2019 curs 2_2011
127/146
T!"n)l"i"
7/26/2019 curs 2_2011
128/146
Mu".iile )"u !"n)c!i*.i" %!e)i,pot produce molecule de
AKNm care au2
1/ C$($ni STO *!e+"u!i - !"n)l"i" l$! *!$(uce *!$eine "+*u"e ne-unc.i$n"le
' *!$8le+" ' !ez$l7", (e (e)c$+*une!e" AR&+ ' *$ "*,!e" *!in +u".ii n frame!hift F *!in e!$!i (e*!$ce)"!e " AR&+/
C$n!$lul c"li,.ii !"n)l".iei
T!"n)l"i"
7/26/2019 curs 2_2011
129/146
2. Dispari7ia codonilor T5P% se produc transcripte =nonstop>- prolema - rezol1at de descompunerea continu aA"Nm.
- transcriptele nonstop apar cnd nu mai este codonstop ,n mesa# ;< riozomul nu poate s alea$
factorul elierator necesar pentru a prsi A"Nm-ul- transcriptele nonstop se formeaz ,n timpulprocesrii A"N-urilor a1nd coada de poli'A* a!ezat
,naintea codonului stop.
C$n!$lul c"li,.ii !"n)l".iei
T!"n)l"i"
7/26/2019 curs 2_2011
130/146
Re%l"!e" !"n)l".iei
e*!e)i" +";$!i,.ii %enel$! e)e c$n!$l", l" ni7elul!"n)c!i*.iei l$! ("! *$"e -i une$!i )i l" ni7elul !"n)l"iei/
factorii de tran!cripie *!$eine )e le"%, (epromotori#i
inen)i-ic"$!i "ci7n( )"u (ez"ci7n( %enele *e c"!e le"ci7e"z,
C$n!$lul c"li,.ii !"n)l".iei
T!"n)l"i"
7/26/2019 curs 2_2011
131/146
Ine!-e!en." AR&'ului+$lecule (e AR&+ +ici )e le"%, (e *$!.iune" c$+*le+en"!," AR&+ +*ie(ic, *!$ce)ul (e !"n)l".ie l" ni7elul!i8$z$+il$! )"u (ecl"n#e"z, (i)!u%e!e" lui/
C$n!$lul c"li,.ii !"n)l".iei
C$(ul %eneic
7/26/2019 curs 2_2011
132/146
fiecare AA este desemnat de un triplet de nucleotide
c$($n6< codoni posi*ili ( *aze azotate A35343# deci ;posi*iliti$
- 61de codoni specific (codific$/0 de aminoacizi
- 3 sunt codoni de terminare (codoni 7top$ careopresc translaiac$(ul %eneic =/(e%ene!" F !e(un("n.
C$(ul %eneic
7/26/2019 curs 2_2011
133/146
+";$!i"e" AA ' c$(i-ic".i (e c$($ni )in$ni+i (i-e!, *!inBA (in *$zi.i" " !ei" " c$($nului
in unele c"zu!i> un )in%u! AR& *$"e !ecun$"#e ($i )"u+"i +ul.i (in "ce#i c$($ni )in$ni+i
e AR& cu "nic$($nul AA> c"!e le"%, -enil"l"nin"!ecun$"#e nu ($"! UUC ("! #i UUU
C$(ul %eneic ' $)cil"nG ' cn( )e c$n)",
nere!pectarea principiului complementaritii pentru al treilea
nucleotid al codonului.
&odul $eneti
7/26/2019 curs 2_2011
134/146
C$($nul AU 'dou funcii apropiate2
ncepe orice mesa> =/ semnalizeaz startultransla&ieiplasInd aminoacidul metioninla captulamino terminal al polipeptidului care tre*uiesintetizat
cInd el apare n cadrul mesa>ului3 orienteazincorporarea metionine
&odul $eneti
7/26/2019 curs 2_2011
135/146
C$($nul AUU ' )*eci-ic, iz$leucin" c$($nul )"! *en!u
\C$($nii UAA> UA )i UA')e+n"le "le e!+in,!ii !"n)l".iei
STO
$8in( \:$!"n" "n( M"!):"ll a &i!en8e!% ' 196@ '!e+iul &$8el *en!u eluci("!e" c$!e)*$n(en.ei n!e c$($ni #i"+in$"cizii (in *!$ein,
De%ene!"!e" c$(ului %eneic
7/26/2019 curs 2_2011
136/146
De%ene!"!e" c$(ului %eneic
($i )"u +"i +ul.i c$($ni c$(i-ic, "cel")i AA
c$($nii (e%ene!".i (i-e!, i*ic n *$zi.i" " !ei"e/ c$($nii AA )i A c$(i-ic, AA "ci( %lu"+ic/
codon de patru ori degenerat ' $!ice nucle$i( e)e n
*$zi.i" " !ei" " c$($nului *en!u un "nu+i AA
codon de dou ori degenerat ' ($"! 2 (in cele < nucle$i(e*$)i8ile un" (in!e *u!ine AF )"u un" (in!e *i!i+i(ine CFT)un n *$zi.i" " !ei" " unui c$($n c"!e )*eci-ic, "cel"#i AA/
&odul $enetic
7/26/2019 curs 2_2011
137/146
-"ce *$)i8il, ei)en." +u".iil$! )ilen.i$")e
e nece)"!, *en!u c, ($"! ("$!i, ei )e *$ *!$(uc)u-icien (e +ul.i c$($ni (i-e!i.i *en!u " c$(i-ic" cei 20 AA *lu)un c$($n )"! #i un c$($n )$* cel *u.in 22 c$($ni )unnece)"!i
($"! ($i AA )un )*eci-ic".i (e un )in%u! c$($n ' +ei$nin" ' c$($nul AU ' c$($n )"! "l !"n)c!i*.iei
' !i*$-"nul' c$($nul U/
De%ene!"!e" c$(ului %eneic
C$(ul %eneic
C ( l ( ii l . i
7/26/2019 curs 2_2011
138/146
Un c$($n e)e (e-ini (e *$zi.i" )"!
e )ec7en." AAACCC> ("c, )e cie#e (e l" *!i+"*$zi.ie c$n.ine c$($nii > AAA #i CCC>
("c, )e cie#e (e l" *$zi.i" " ($u" c$n.ine c$($nii A #iAAC c$($nii *"!.i"li )e i%n$!, i"!
("c, cii+ )"!'ul (e l" *$zi.i" " !ei"> AA #i ACC/
C"(!ul (e cii!e "l )ec7en.ei
C$(ul %eneic
C ( l ( ii l . i
7/26/2019 curs 2_2011
139/146
iec"!e )ec7en., (e AD& *$"e -i cii, n 3 c"(!e (e cii!e>-iec"!e (in!e "ce)e" *!$(uce )ec7en.e (e AA !"(ic"l (i-e!ie
e lb'Lb)'!$> lb'A)*> #i lu'T:!Mu"iile )!ic, c"(!ul (e cii!e e/ in)e!.iile )"u (ele.iile
*en!u un" )"u ($u, nucle$i(e "n$+"lii "le -unc.iei
*!$eineiAce)e" )un e!e+ (e !"! (e)c$*e!ie in 7i7$ (e$"!ece)un le"le/
C"(!ul (e cii!e "l )ec7en.ei
C$(ul %eneic
7/26/2019 curs 2_2011
140/146
C$(ul %eneic
Sn afar de cIteva excepii3 codul genetic folositpentru toate formele de via de pe 5erra este similar.
5eoria evoluiei sugereaz c codul genetic s-asta*ilit foarte devreme n istoria vieii.
7elecia natural determin alinierea codonilor dincodul genetic ceea ce minimalizeaz efectul erorilorgenetice (mutaii$.
Do$ma centrala a $eneticii
7/26/2019 curs 2_2011
141/146
Do$ma centrala a $eneticii
0. 1ric *34"56 emite ipoteza transmiterii unidirecionale a
mesajului informaional $enetic de la ADN la proteine+ prinintermediul ARN%m+ menion7nd c este imposibil transferul de
informaie de la ADN direct la proteine i n sens invers. Aceast afirmaie a devenit unanim acceptat+ fiind supranumit8Dogma central a geneticii moleculare8 i notat sintetic9
Transcrip7ie Transla7ieADN A"Nm Protein
"eplicare semiconser1ati1
Do$ma centrala a $eneticii
7/26/2019 curs 2_2011
142/146
Do$ma centrala a $eneticii
$emin: studiaz mecanismul de onco$enez viral prin retrovirusuri*virusuri cu ARN6 i avanseaz o nou ipotez de transcriere ainformaiei $enetice de la ARN%ul viral la ADN. ;poteza fcea referiridirecte la un posibil mecanism de formare a unui ADN monocatenar+
complementar cu ARN%ul viral i prin care s%ar permite inte$rarearetrovirusurilor n ADN%ul $azdei.
1onfirmarea acestei ipoteze % n 34
7/26/2019 curs 2_2011
143/146
n acelai timp s%a descoperit i e'istena n $enomulretrovirusurilor i a celulelor canceroase a enzimei
re1ers-transcriptaza *sau transcriptaz invers6+care joac rol important n transferul de informaie dela ARN la ADN i n polimerizarea noii catene de
ADN.
Descoperirea transcrierii inverse a dus inerent larevizuirea i reformularea do$mei centrale.
Do$ma centrala a $eneticii
Do$ma centrala a $eneticii
7/26/2019 curs 2_2011
144/146
trans&er special, prezent numai n anumite
circumstane9
A"N ADN A"Nm proteine
Do$ma centrala a $eneticii
Do$ma centrala a $eneticii
7/26/2019 curs 2_2011
145/146
trans&er (mai pu!in cunoscut)de la
protein la ADN+ prin produii de sintez aiunor $ene structurale+ care interacioneazspecific cu ADN%ul n re$lajele $enice9
proteina ADN A"Nm P"5TE?NA
Do$ma centrala a $eneticii
7/26/2019 curs 2_2011
146/146