Βιολογία Προσανατολισμού, Γ' Λυκείου, DNA, RNA, Watson & Crick, Hershey, Griffith

1. Κεφάλαιο 1: Το γενετικό υλικό
1ο ΓΕΛ Ν.ΨΥΧΙΚΟΥ
Πέτρος Καραπέτρος
Σχολικό έτος: 2016-2017

2. Πείραμα του Griffith(1928)
 Χρησιμοποίησε δύο στελέχη του βακτηρίου
πνευμονιόκοκκος (Diplococcus pneumoniae).
 Λείο στέλεχος: Είχε κάλυμμα & ήταν παθογόνο (σκότωνε
τα ποντίκια που μόλυνε).
 Αδρό στέλεχος: Δεν είχε κάλυμμα & δεν ήταν παθογόνο.

3. Πείραμα του Griffith(1928)
 Ζωντανά λεία βακτήρια 
Θέρμανση  Νεκρά λεία  ένεση σε
ποντίκια Τα ποντίκια παραμένουν
ζωντανά.
 Μείγμα: νεκρά λεία + ζωντανά αδρά
 ένεση σε ποντίκια Τα ποντίκια
πεθαίνουν + νεκρά λεία στο αίμα.
 Συμπέρασμα: Μερικά αδρά
«μετασχηματίστηκαν» σε λεία
παθογόνα, ύστερα από
αλληλεπίδραση με ζωντανά λεία.
Ο Griffith απέδειξε ότι το DNA είναι το γενετικό υλικό;

4. Πείραμα των Avery, Mac-
Leod & McCarty (1944)
 Τα πειράματά τους αποτελούν την in vitro επανάληψη των
πειραμάτων του Griffith.
 Διαχώρισαν τα συστατικά νεκρών λείων βακτηρίων και
έλεγξαν ποιο έχει την ικανότητα μετασχηματισμού.

5. Βιοχημικά δεδομένα που υποστήριζαν
ότι το DNA είναι το γενετικό υλικό
1. Η ποσότητα του DNA:
α) σε κάθε οργανισμό είναι σταθερή και δε μεταβάλλεται
από αλλαγές στο περιβάλλον.
β) είναι ίδια σε όλα τα είδη (σωματικών) κυττάρων ενός
οργανισμού
2. Οι γαμέτες των ανώτερων ευκαρυωτικών οργανισμών
που είναι απλοειδή κύτταρα, περιέχουν τη μισή
ποσότητα DNA από τα σωματικά κύτταρα του ίδιου
οργανισμού, τα οποία είναι διπλοειδή.
3. Η ποσότητα του DNA είναι κατά κανόνα ανάλογη με
τη πολυπλοκότητα ενός οργανισμού.Όσο πιο
εξελικτικά ανώτερος είναι ένας οργανισμός τόσο
περισσότερο DNA περιέχει, κατά κανόνα, σε κάθε
κύτταρό του.

6. Πείραμα των Hershey &
Chase (1952)
 Μελέτησαν τον κύκλο ζωής του βακτηριοφάγου
(φάγου)Τ2.
Βακτηριοφάγοι ή φάγοι είναι ιοί
που μολύνουν βακτήρια.
Αποτελούνται από μία
πρωτεϊνική συνήθως πολυεδρική
κεφαλή, η οποία συνδέεται με
μία ουρά και καταλήγει σε
νημάτια. Ουρά και νημάτια είναι
πρωτεϊνικής φύσεως. Στο
εσωτερικό της κεφαλής
εντοπίζεται το γενετικό υλικό
του φάγου, ένα μόριο DNA, που
φέρει όλες τις πληροφορίες
για τον πολλαπλασιασμό του.

7. 7
Μελέτη κύκλου ζωής του φάγουΤ2

Ο φάγος προσκολλάται με τα
νημάτια της ουράς του στο
κυτταρικό τοίχωμα του
βακτηρίου του.

Το DNA του φάγου εισέρχεται
στο κυταρόπλασμα του
βακτηρίου, όπου και αρχικά
αντιγράφεται

Τα ιϊκά μόρια DNA που
προκύπτουν από την αντιγραφή,
μεταγράφονται και
μεταφράζονται, οπότε και
σχηματίζονται οι πρωτεΐνες της
κεφαλής, των νηματίων και της
ουράς.

Τα πρωτεϊνικά συστατικά
συνδυάζονται με το DNA και
προκύπτουν τελικά πολλοί νέοι
φάγοι που λύουν (σπάζουν) το
κύτταρο.

8. Πείραμα των Hershey &
Chase (1952)
 Ιχνηθέτηση: Είναι η σήμανση χημικών μορίων με τη
χρήση ραδιενεργών ισοτόπων, φθορίζουσων ουσιών κτλ.
 Ένα ραδιενεργό στοιχείο ενσωματώνεται μόνο σε μόρια
που φυσιολογικά περιέχουν το αντίστοιχο (μη ραδιενεργό)
στοιχείο.
 Πρωτεΐνες: C, N, H, O, S DNA: C, N, H, O,
P
 Ιχνηθέτησαν τους φάγους με ραδιενεργό 35S που
ενσωματώνεται στις πρωτεΐνες και όχι στο DNA, και με
ραδιενεργό 32P, που ενσωματώνεται στο DNA και όχι στις

9. Πείραμα των Hershey &
Chase (1952)

10. http://highered.mheducation.com/olcweb/c
gi/pluginpop.cgi?it=swf::535::535::/sites/dl/f
ree/0072437316/120076/bio21.swf::Hershe
y+and+Chase+Experiment
http://highered.mheducation.com/olcweb/c
gi/pluginpop.cgi?it=swf::535::535::/sites/dl/f
ree/0072437316/120076/bio21.swf::Hershe
y+and+Chase+Experiment
http://highered.mheducation.com/olcweb/c
gi/pluginpop.cgi?it=swf::535::535::/sites/dl/f
ree/0072437316/120076/bio21.swf::Hershe
y+and+Chase+Experiment
http://highered.mheducation.com/olcweb/cgi/pluginpop.cgi?it=swf::535::535::/sites/dl/free/0072437316/120076/
bio21.swf::Hershey+and+Chase+Experiment

11. 11
Συμπεράσματα μελέτης Hersey-Chase
α. Μόνο ο 32Ρ, δηλαδή μόνο το DNA των φάγων,
εισέρχεται στα βακτηριακά κύτταρα και όχι το 35S, δηλαδή
οι πρωτεΐνες.
β. Διαπιστώθηκε ότι γίνεται πολλαπλασιασμός και
παραγωγή νέων φάγων στο εσωτερικό του βακτηρίου μόνο
με την ύπαρξη του DNA που εισήλθε σε αυτό.
γ. Το DNA είναι ικανό «να δώσει από μόνο του τις
απαραίτητες εντολές» για τον πολλαπλασιασμό του ιού.
Έτσι, δόθηκε η οριστική επιβεβαίωση ότι το DNA είναι το
γενετικό υλικό.

12. Σύσταση DNA
 Δομική μονάδα: Νουκλεοτίδια
◦ Πεντόζη (δεοξυριβόζη)
◦ Φωσφορική ομάδα (συνδέεται με τον 5’ C της
δεοξυριβόζης)
◦ Αζωτούχα βάση: Α,Τ, G, C (συνδέεται με τον 1’ C της
δεοξυριβόζης)

13. 3’-5’ Φωσφοδιεστερικός δεσμός
 Δημιουργείται μεταξύ του υδροξυλίου του 3’ C
της πεντόζης του πρώτου νουκλεοτιδίου και της
φωσφορικής ομάδας του 5’ C της πεντόζης του
επόμενου νουκλεοτιδίου.

14. Προσανατολισμός 5’3’

15. Η ανακάλυψη της διπλής έλικας
του DNA
 Μέχρι το 1953:
◦ Χημική σύσταση: νουκλεοτίδια
◦ Βασική ιδιότητα: αποτελεί γενετικό υλικό
των οργανισμών
 Ανακάλυψη της δομής στον χώρο

16. Η ανακάλυψη της διπλής έλικας
του DNA
 Ανάλυση ποσοστού βάσεων σε διαφορετικά
είδη οργανισμών: Α=Τ & G=C
 Η αναλογία των βάσεων διαφέρει
από είδος σε είδος και σχετίζεται με το είδος
του οργανισμού.
 Αποτελέσματα που αφορούσαν την
απεικόνιση του μορίου του DNA με χρήση
ακτίνων-Χ.
CG 


17. Μοντέλο διπλής έλικας
 Αποτελείται από δύο
πολυνουκλεοτιδικές αλυσίδες
που σχηματίζουν στο χώρο μία
δεξιόστροφη διπλή έλικα.
 Σταθερός σκελετός
αποτελούμενος από
επαναλαμβανόμενα μόρια φ.ο.-
δεοξυριβόζης ενωμένων με
φωσφοδιεστερικό δεσμό.
Εξωτερικά: υδρόφοβος,
Εσωτερικά: Α.Β.  υδρόφιλες
 Δεσμοί υδρογόνου μεταξύ
συμπληρωματικών αζωτούχων
βάσεων. Σταθεροποίηση 2ο
ταγούς δομής.

18. Μοντέλο διπλής έλικας
 Ανάμεσα στην Α και Τ
σχηματίζονται 2 δεσμοί Η ενώ
ανάμεσα σε G και C
σχηματίζονται 3 δεσμοί Η.
 Οι δύο αλυσίδες είναι
συμπληρωματικές: η
αλληλουχία της μίας καθορίζει
την αλληλουχία της άλλης.
Τεράστια σημασία για τον
αυτοδιπλασιασμό.
 Αντιπαράλληλες: το 3’ άκρο της
μίας είναι απέναντι από το 5’
άκρο της άλλης.

19. Λειτουργίες γενετικού υλικού
 Αποθήκευση γενετικής πληροφορίας.
Περιέχει τις γενετικές πληροφορίες για
όλα τα χαρακτηριστικά  γονίδια.
 Διατήρηση & Μεταβίβαση της γενετικής
πληροφορίας.
 Έκφραση των γενετικών πληροφορίων,
που επιτυγχάνεται με τον έλεγχο της
σύνθεσης των πρωτεϊνών.

20. Το γενετικό υλικό προκαρυωτικών
οργανισμών
 Απλοειδή κύτταρα.
 Δίκλωνο κυκλικό μόριο(μήκους 1mm):
αναδίπλωση  1μm.

21. Το γενετικό υλικό προκαρυωτικών
οργανισμών
 Δίκλωνα, κυκλικά μόρια DNA
 Ένα βακτήριο περιέχει: κανένα, ένα ή περισσότερα.
 1-2% βακτηριακού DNA
 Αντιγράφονται ανεξάρτητα από το κύριο μόριο DNA του
βακτηρίου.
 Περιέχουν γονίδια:
◦ Ανθεκτικότητας σε διάφορα αντιβιοτικά
◦ Που σχετίζονται με τη μεταφορά γενετικού υλικού.
 Μπορούν να:
◦ Ανταλλάσουν γενετικό υλικό τόσο μεταξύ τους όσο και με το
κύριο μόριο DNA.
◦ Μεταφέρονται από το ένα βακτήριο στο άλλο.

22. Το γενετικό υλικό των ευκαρυωτικών
οργανισμών έχει πολύπλοκη δομή
 Μεγαλύτερο μήκος από αυτό των προκαρυωτικών
οργανισμών.
 Δεν είναι ένα ενιαίο μόριο: αποτελείται από
πολλά, γραμμικά μόρια DNA.
 Ο αριθμός και το μήκος των μορίων DNA είναι
χαρακτηριστικά για διαφορετικά είδη
οργανισμών.

23. Επίπεδα οργάνωσης του ευκαρυωτικού DNA

24. Επίπεδα οργάνωσης του ευκαρυωτικού
DNA
 1ο επίπεδο οργάνωσης: Η διπλή έλικά του DNA συνδέεται με
τις ιστόνες (πρωτεΐνες), σχηματίζοντας τα νουκλεοσώματα.
 2ο επίπεδο οργάνωσης: Τα νουκλεοσώματα αναδιπλώνονται
με αποτέλεσμα σχηματίζοντας ινίδια χρωματίνης. Στην
αναδίπλωση συμμετέχουν και άλλα είδη πρωτεϊνών.
 3ο επίπεδο οργάνωσης: Κατά την κυτταρική διαίρεση, τα
ινίδια χρωματίνης συσπειρώνονται σχηματίζοντας τα
μεταφασικά χρωμοσώματα.

26. Νουκλεόσωμα
 Βασική μονάδα οργάνωσης της χρωματίνης.
 Ηλεκτρονικό μικροσκόπιο: κομπολόγι με χάντρες.
 Αποτελείται από: 8 μόρια πρωτεϊνών (ιστόνες) γύρω από
τις οποίες τυλίγεται DNA μήκους 146 ζευγών βάσεων.

27. 27
G1
S
G2
Mίτωση
τελόφαση
ανάφαση
μετάφαση
πρόφαση
Μεσόφαση
Κυτταρικός κύκλος
Είναι η πορεία ζωής ενός κυττάρου, από τη στιγμή της δημιουργίας
του από ένα προϋπάρχον κύτταρο μέχρι τη στιγμή που θα διαιρεθεί
και πάλι προκειμένου να σχηματιστούν δύο θυγατρικά κύτταρα.

28. Μίτωση
 Διακρίνεται σε 4 φάσεις: πρόφαση, μετάφαση, ανάφαση, τελόφαση
 Πραγματοποιείται:
◦ Στα σωματικά κύτταρα πολυκύτταρων οργανισμών ( ανάπτυξη,
αντικατάσταση νεκρών ή γηρασμένων κυττάρων)
◦ Μονογονική αναπαραγωγή βακτηρίων, πρωτοζώων κ.ά.
 Από ένα κύτταρο, παράγονται δύο θυγατρικά κύτταρα
πανομοιότυπα, τόσο μεταξύ τους όσο και με το μητρικό κύτταρο.
 Διατηρείται το ποσό και το είδος της γενετικής πληροφορίας.
 Πριν από τη μίτωση, γίνεται η αντιγραφή (αυτοδιπλασιασμός) του
γενετικού υλικού, ώστε να μοιραστεί στη συνέχεια στα 2 θυγατρικά.
 Κατά τη μίτωση διαχωρίζονται οι αδερφές χρωματίδες κάθε
χρωμοσώματος. Έτσι, κάθε θυγατρικό κύτταρο έχει την μία από τις δύο
«πρώην» αδελφές χρωματίδες.

29. 29
Στην αρχή της μεσόφασης, το DNA περιτυλίγεται γύρω από τα
οκταμερή των ιστονών και σχηματίζει τα νουκλεοσώματα, ενώ
αναδιπλώνεται με τη βοήθεια άλλων πρωτεϊνών και σχηματίζει δίκτυο
ινιδίων χρωματίνης.
1 χρωμόσωμα =
1 ινίδιο χρωματίνης =
1 γραμμικό δίκλωνο μόριο DNA
Κατά την αντιγραφή, κάθε ινίδιο χρωματίνης διπλασιάζεται. Τα δύο
αντίγραφα του κάθε ινιδίου συνδέονται μεταξύ τους στο
κεντρομερίδιο. Τα δύο ινίδια χρωματίνης ονομάζονται αδερφές
χρωματίδες.
1 (διπλασιασμένο) χρωμόσωμα =
2 ινίδια χρωματίνης (αδελφές χρωματίδες) =
2 γραμμικά δίκλωνα μόρια DNA
Κατά το τέλος της μίτωσης οι αδερφές χρωματίδες αποχωρίζονται
πλήρως, προκειμένου το καθένα από τα δύο θυγατρικά κύτταρα να
αποκτήσει μία χρωματίδα από κάθε χρωμόσωμα.
1 χρωμόσωμα =
1 ινίδιο χρωματίνης =
1 γραμμικό δίκλωνο μόριο DNA

30. Μικρός βαθμός
συσπείρωσης. Δίκτυο ινιδίων
χρωματίνης.Τα ινίοδια δεν
είναι ορατά ως μεμονωμένες
δομές
Κάθε ινίδιο χρωματίνης έχει
διπλασιαστεί.Τα δύο αντίγραφα
κάθε ινιδίου συνδέονται στο
κεντρομερίδιο
Μέγιστος βαθμός
συσπείρωσης.Τα
μεταφασικά χρωμοσώματα
ευδιάκριτα στο οπτικό
μικροσκόπιο.

31. Φάση
κυτταρικού
κύκλου
Αριθμός
χρωμοσωμάτων
Αριθμός
μορίων DNA
Ινίδια
χρωματίνης
Αδελφές
χρωματίδες
Αρχή
μεσόφασης
46
μη διπλασιασμένα
46 46 -
Μετά την
αντιγραφή
46 διπλασιασμένα 92 - 92
Μετάφαση
μίτωσης
46 διπλασιασμένα 92 - 92
Τέλος μίτωσης
Από 46
μη διπλασιασμένα
Από 46 46 -

32. Πριν την αντιγραφή
του DNA
… ινίδια χρωματίνης
… χρωμοσώματα
… μόρια DNA
ζεύγη βάσεων
Μετά την αντιγραφή
του DNA
… χρωματίδες
… χρωμοσώματα
… μόρια DNA
… ζεύγη βάσεων
Μετάφαση
Μέγιστος βαθμός
συσπείρωσης
(μεταφασικό χρωμόσωμα)
… χρωματίδες
… χρωμοσώματα
… μόρια DNA
… ζεύγη βάσεων
Σταδιακή αποσυσπείρωση
αδελφών χρωματίδων :
700nm300nm30nm
Συσπείρωση αδελφών
χρωματίδων
Αποχωρισμός αδελφών
χρωματίδων
ΜΟΡΦΕΣ ΤΟΥ ΓΕΝΕΤΙΚΟΥ ΥΛΙΚΟΥ & ΠΟΣΟΤΙΚΑ ΔΕΔΟΜΕΝΑ
ΣΕ ΑΝΘΡΩΠΙΝΟ ΔΙΠΛΟΕΙΔΕΣ ΚΥΤΤΑΡΟ
46
46
46
6x 109
92
46
92
12x109
92
46
92
12x109

33. 33
Μορφή μεταφασικού χρωμοσώματος
● Κάθε μεταφασικό χρωμόσωμα
αποτελείται από δύο αδερφές χρωματίδες,
γενετικώς πανομοιότυπες, οι οποίες
συγκρατούνται ενωμένες στο κεντρομερίδιο.
● Η θέση του κεντρομεριδίου
διαφέρει ανάμεσα στα
χρωμοσώματα ενός κυττάρου.
Το κεντρομερίδιο διαιρεί κάθε
χρωματίδα σε έναν μεγάλο
και έναν μικρό βραχίονα.

34. Ομόλογα χρωμοσώματα
 Ομόλογα χρωμοσώματα
ονομάζονται τα ζεύγη
χρωμοσωμάτων με ίδιο
σχήμα, μέγεθος και θέση
κεντρομεριδίου, τα οποία
σημείο προς σημείο
περιέχουν όμοιες γενετικές
θέσεις. Το ένα είναι
μητρικής και το άλλο
πατρικής προέλευσης.

35. Καρυότυπος
 Καρυότυπος ονομάζεται η απεικόνιση των μεταφασικών
χρωμοσωμάτων ενός κυττάρου ανά ζεύγη και κατά ελαττούμενο
μέγεθος, στον οποίο διακρίνεται ο αριθμός και η μορφολογία
τους.
 Ο αριθμός και η μορφολογία των χρωμοσωμάτων είναι
χαρακτηριστικά κάθε είδους.
Γάτα (Felis Domesticus)
2N = 38
Μύγα (Drosophila Melanogaster)
2N = 8
Άνθρωπος
2N = 46

36. Βήματα δημιουργίας καρυότυπου
 Απομόνωση σωματικών κυττάρων, τα οποία πρέπει να
βρίσκονται στη φάση της μίτωσης. Προέρχονται:
◦ είτε από ιστούς που διαιρούνται φυσιολογικά
◦ είτε από καλλιέργειες κυττάρων, στις οποίες επάγεται in vitro
κυτταρική διαίρεση με τη χρήση ουσιών που έχουν μιτογόνο δράση.
 Αναστολή (παύση) της κυτταρικής διαίρεσης στη μετάφαση με
τη χρήση κατάλληλων ουσιών.
 Επώαση των κυττάρων σε υποτονικό διάλυμα ώστε να σπάσει
η κυτταρική μεμβράνη και να ελευθερωθούν τα χρωμοσώματα.
 Μεταφορά των χρωμοσωμάτων σε ειδική γυάλινη πλάκα,
κατάλληλη για παρατήρηση σε μικροσκόπιο.
 Χρώση των χρωμοσωμάτων με ειδικές χρωστικές (ζώνες
Giemsa) και παρατήρησή τους σε οπτικό μικροσκόπιο.

37. Αυτοσωμικά & Φυλετικά χρωμοσώματα
 Φυσιολογικά αρσενικά & θηλυκά
άτομα: 23 ζεύγη χρωμοσωμάτων.
 22 ζεύγη μορφολογικά ίδια σε αρσενικά
& θηλυκά άτομα: αυτοσωμικά
 23 ζεύγος: φυλετικά χρωμοσώματα
◦ Θηλυκά: ΧΧ(μορφολογικά όμοια)
◦ Αρσενικά: ΧΥ (μορφολογικά διαφέρουν)
 Η παρουσία του Υ του χρωμοσώματος
καθορίζει το αρσενικό άτομο, ενώ η
απουσία του το θηλυκό άτομο.

38. DNA μιτοχονδρίων
 Το DNA είναι δίκλωνο κυκλικό
μόριο (σε ορισμένα κατώτερα
πρωτόζωα είναι γραμμικό) σε 2
έως 10 αντίγραφα.
 Περιέχει πληροφορίες σχετικά με
την οξειδωτική φωσφορυλίωση
και κωδικοποιεί μικρό αριθμό
πρωτεϊνών.
 Είναι ημιαυτόνομο οργανίδιο.
 Η προέλευση των
μιτοχονδριακών γονιδίων είναι
μητρική.

39. DNA χλωροπλαστών
 Το DNA είναι δίκλωνο κυκλικό
μόριο μεγαλύτερο του
μιτοχονδριακού.
 Περιέχει πληροφορίες σχετικά
με την φωτοσύνθεση.
 Ο χλωροπλάστης είναι
ημιαυτόνομο οργανίδιο .

40. Οι ιοί έχουν γενετικό υλικό DNA ή RNA
 Γενετικό υλικό: DNA ή RNA.
 Γραμμικό ή κυκλικό.
 Μονόκλωνο ή δίκλωνο.