DNA replication in Prokaryotes End Eukaryotes

DNA replication in Prokaryotes End EukaryotesEndah WulandariBiokimia Farmasi/Genap 2014

The E. Coli genome includes approximately 4,000 geneskromosomUntai DNA yang mengandung semua gen dari organisme yang dibutuhkan untuk bertahan dan memperbanyak ChromosomesGen Bagian DNA yang menentukan bagaimana membuat protein gen dapat menentukan lebih dari satu protein pada eukariota Peta kromosom yang digunakan Untuk menunjukkan lokus (lokasi) Gen pada kromosom

Variasi genetik Variasi fenotipik antara organisme adalah karena variasi genotip (perbedaan urutan basa DNA mereka) Ada perbedaan antara spesies dan dalam spesies Gen yang berbeda (genom) protein yang berbeda (proteomes) Jenis yang berbeda dari gen yang sama (alel)Perbedaan dalam ekspresi gen (Epigenetik)

Chromosomes

Genom prokariotik: sebuah lingkaran DNA tunggal = sebuah replicon tunggal; Replikasi dua arah dari replicon bakteri melingkar; Semua kromosom prokariotik dan banyak molekul DNA bakteriofag dan virus yang circlular dan terdiri replikan tunggal. Ada sebuah situs terminasi tunggal kira-kira 180o berlawanan dengan asal yng khasMolecular BiologyMolekul DNA virus Linear biasanya memiliki asal tunggal, rincian replikasi

Dalam semua kasus, asal merupakan daerah yang kompleks di mana inisiasi dari replikasi DNA dan kontrol dari siklus pertumbuhan organisme diatur dan terkoordinasiReplikasi dna eukariotSeperti E. coli, tetapi lebih kompleks Sel manusia: 6 miliar pasangan basa DNA untuk menyalin Beberapa asal replikasi: 1 per 3-300 kbp Beberapa polimerase DNA hewan yang dikenal DNA polymerase alpha - empat subunit, polimerase (processivity = 200) tapi tidak ada 3'-exonuclease DNA polimerase beta - mirip dengan alpha14Eukaryotic DNA ReplicationKromosom eukariotik memiliki beberapa asal replikasi pada setiap kromosom Ada 6 polimerase DNA eukariotik yang berbeda a, d, and e adalah penting untuk replikasi b and z yang terlibat dalam perbaikan g hanya aktif dalam replikasi DNA mitokondria

7Eukaryotic DNA ReplicationKromosom eukariotik linear, tidak melingkar seperti kromosom prokariotik Ujung kromosom eukariotik dibentuk oleh enzim yang disebut telomerase Telomerase menambahkan mengulangi dari TTGGGG ke 3 'ujung kromosom eukariotik Mengulangi lipat lebih menjadi "hairpin" struktur, menyediakan primer untuk menyelesaikan akhir (telomer) struktur8Eukaryotic DNA ReplicationDalam kebanyakan sel somatik eukariotik, aktivitas telomerase berhenti tak lama setelah sel membedakan. Setelah ini, kromosom secara bertahap mempersingkat dengan masing-masing divisi Hilangnya aktivitas telomerase merupakan faktor utama dalam penuaan sel9

Review of NUCLEIC ACIDS DNAMaterial genetikDalam nukleusDouble strandedA,TC,GRNAMembawa informasi dari nukleus ke tempat dimana protein dibuatSingle strandedA,UC,G

http://www.scq.ubc.ca/wp-content/dna.gif

http://tigger.uic.edu/classes/phys/phys461/phys450/ANJUM04/RNA_sstrand.jpg

12There are two types of nucleic acids. DNA is the genetic material, found in the nucleus. It is a double helix, which means that it contains two strands that are spiraled around each other. The nitrogen containing bases in DNA are A,T, C, and G. A on one strand is always next on T on the opposite, or complementary, strand. C on one strand will always be paired with G on the complementary strand.

RNA is the other nucleic acid. Its role is mainly to carry information from the nucleus to the ribosomes where proteins are made. RNA has only one strand. RNA contains the bases A,U, C, and G.

DNA is found in the nucleusChromosomes are made of DNAHumans have 23 pairs of chromosomes

http://games.goadrich.com/images/find-dna.jpg

13Humans have 23 pairs of chromosomes. Your chromosomes are found in the nuclei of your cells, and each chromosome is made of DNA with associated proteins. Recall that DNA is made of nucleotides, which contain ribose (a sugar), a phosphate, and nitrogen-containing bases. pembelahan sel (mitosis) Sel harus menyalin kromosom mereka (sintesis DNA) sebelum mereka membagi sehingga setiap sel anak akan memiliki salinan Sebuah wilayah kromosom tetap tidak disalin (sentromer) untuk menahan kromatid sister bersama-sama Menyimpan kromatid dilakukan untuk membantu memastikan setiap sel anak mendapat tepat satu salinan Non pemisahan adalah ketika sisiter kromatid tidak memisah dengan benar dan satu sel berakhir dengan kedua salinan sementara sel lain berakhir dengan tidak ada

DNA Replication

Sintesis DNA Basa DNA pada setiap untai bertindak sebagai template untuk mensintesis untai komplementer Ingat bahwa Adenin (A) berpasangan dengan timin (T) Dan guanin (G) berpasangan dengan sitosin (C) Proses ini semikonservatif karena setiap DNA beruntai ganda baru berisi satu untai lama (template) dan satu baru disintesis untai komplementerDNA Replication

AGCTGTCGACAGCTGTCGAC

AGCTGTCGACAGCTGTCGACTCGACAGCTG

DNA ReplicationDNA Polymerase Enzim yang mengkatalisis ikatan kovalen antara fosfat dari satu nukleotida dan deoksiribosa (gula) dari nukleotida berikutnya

DNA Polymerization

Sisi tangga adalah gula dan fosfat; anak tangga tangga adalah basa nitrogen A, T, C, Ghttp://www.mariemontschools.org/halsall/images/dna_molecule.gif

17Recall that DNA is made of two strands wrapped around each other in a spiral called a double helix. Each strand is like a long ribbon made of sugars and phosphates with the nitrogen bases sticking out to the side. The nitrogen bases bond to the nitrogen bases of the opposite strand. In DNA A on one strand is always bonded to T on the opposite strand, and C on one strand is always matched to G on the other strand.

3 'end memiliki bebas deoksiribosa5 'end memiliki bebas fosfat DNA polimerase: hanya dapat membangun untai baru dalam arah 5 'ke 3' Dengan demikian scan untai template arah 3 'ke 5' DNA Replication

inisiasi Primase (sejenis RNA polymerase) membangun sebuah RNA primer (5-10 panjang ribonucleotides) DNA polimerase menempel ke ujung 3 'dari RNA primerDNA Replication

DNA polymeraseelongasiDNA polimerase menggunakan masing-masing untai sebagai template dalam arah 3 'ke 5' untuk membangun sebuah untai komplementer dalam arah 5 'ke 3'DNA Replication

DNA polymerase

elongasi DNA polimerase menggunakan masing-masing untai sebagai template dalam 3 'ke 5' arah untuk membangun sebuah untai komplementer dalam 5 'ke 3' arah hasil dalam Leading strand dan lagging strandDNA Replication

Leading Strand Topisomerase tidak membelit DNA dan kemudian helikase memutuskan ikatan HDNA primase membuat RNA primer tunggal untuk memulai replikasi DNA polimerase meluncur sepanjang leading strand di arah 3 'ke 5 sintesis untai sesuai di arah 5 'ke 3' RNA primer yang terdegradasi oleh RNase H dan diganti dengan nukleotida DNA oleh DNA polimerase, dan kemudian DNA ligase menghubungkan fragmen pada awal untai baru ke ujung untai baru (dalam kromosom melingkar)

DNA ReplicationLagging StrandTopisomerase membuka DNA lalu Helicase melepaskan ikatan hidrogenDNA primase membuat RNA primer dalam spasi intervalDNA polymerase menyelusuri sepanjang leading strand dari arah 3 ke 5 menyintesis pencocokan fragment Okazaki dari arah 5 ke 3 RNA primer didegradasi oleh RNase H dan digantikan dengan nukleotida DNA oleh DNA polimerase.DNA ligase menghubungkan fragmen Okazaki ke yang lain (secara kovalen mengikat fosfat dalam satu nukleotida ke deoksiribosa nukleotida yang berdekatan)

Topoisomerase - membuka DNAHelicase enzim yang melepaskan ikatan H DNA Polymerase enzyme yang mengkatalis koneksi nukleotida menjadi bentuk ikatan DNA komplementer dari arah 5 ke 3(membaca template dari arah 3 ke 5) Leading Strand ditranskripsi secara kontinyu dari arah 5 ke 3Lagging Strand ditranskripsi dalam segmen di arah 5 ke 3 (Okazaki fragments)DNA Primase enzyme yang mengkatalis bentuk dari segmen permulaan RNA (RNA primer)DNA Ligase enzyme yang mengkatalis koneksi pada 2 fragmen Okazaki

Bagaimana cara kerja DNA sebagai Master Control1. DNA dapat membuat kopiannya sendiri = Replikasi

Bagaimana terjadinya replikasi DNA?1. Dua ikatan DNA terpisah2. Basa komplementer ditambahkan pada tiap ikatan yang lama.3. Setiap ikatan DNA double-stranded DNA mengandung satu ikatan lama dan 1 ikatan yang baruBagaimana cara kerja gen?Genes menerima instruksi untuk membuat dan memelihara sebuah individualTapi bagaimana sebuah informasi diterjemahkan menjadi aksiBagaimana sebuah genotipe menentukan fenotipe?

KasusDisiapkan petunjuk pertama menjadi fungsi genalkaptonuria, sebuah penyakit dimana asam homogentisat disekresikan di urine.Di prediksikan bahwa jalur metabolik dalam asam homogentisat acid merupakan sebuah intermediate yang pasti diblok dalam alkaptonurics.Memblok karena kekurangan enzim yang merusak asam homogentisat, menyebabkan penumpukannya.

Kasus

George Beadle dan Edward TatumDikembangkan satu-gen, hipotesis satu-enzim dari kasus- Tiap gen membawa informasi untuk satu protein atau enzim.Melakukan percobaan menggunakan cetakan roti merah Neurospora crassa cetakan- Cetakan iradiasi untuk menciptakan mutanDites apak mereka dapat tumbuh dalam medi yang minimal.Adrian Srb dan Norman Horowitz menguji arginin