1. Η χθμικι ςφςταςθ και θ δομι των
νουκλεϊκών οξζων
• Σα νουκλεϊκά οξζα ςυνίςτανται από τα χθμικά ςτοιχεία C, H, O, N, P.
• Αποτελοφν πολυμερι των οποίων τα μονομερι είναι τα νουκλεοτίδια.
• Κάκε νουκλεοτίδιο αποτελείται από:
– Μια πεντόηθ (δεςοξυριβόηθ ςτθν περίπτωςθ του
DNA, ριβόηθ ςτθν περίπτωςθ του RNA)
– Μια αηωτοφχο βάςθ (A, T, G, C για το DNA, A, U,
G, C για το RNA)
– Μια (για τα ενταγμζνα ςε πολυνουκλεοτιδικζσ αλυςίδεσ
νουκλεοτίδια) ωσ τρεισ φωςφορικζσ ομάδεσ
1
Θάνοσ Καψάλθσ

2. Οι χθμικζσ ομάδεσ που ςυμμετζχουν
ςτθ δθμιουργία ενόσ νουκλεοτιδίου
2
Θάνοσ Καψάλθσ

3. Ο Φωςφοεςτερικόσ δεςμόσ
3
Θάνοσ Καψάλθσ

4. Ο 3΄-5΄Φωςφοδιεςτερικόσ δεςμόσ
4
Θάνοσ Καψάλθσ

5. Η τριςδιάςτατθ δομι του DNA
Η ανακάλυψθ τθσ τριςδιάςτατθσ δομισ του DNA ιταν το Nobel
αποτζλεςμα τθσ αξιοποίθςθσ από τουσ Watson και Crick 1962
των εργαςιϊν 3 κυρίωσ επιςτθμόνων.
• Tου Erwin Chargaff ο οποίοσ απεκάλυψε το 1950, τισ ποςο-
τικζσ ςχζςεισ που υπάρχουν ανάμεςα ςτισ αηωτοφχεσ βάςεισ
ςτο μόριο του DNA.
• Σθσ Rosalind Franklin και του Maurice Wilkins οι οποίοι
ςτισ αρχζσ τθσ δεκαετίασ του 50 εκτελϊντασ πειράματα περί-
κλαςθσ ακτίνων Χ απεκάλυψαν κρίςιμα χαρακτθριςτικά τθσ
καταςκευισ του μορίου Nobel
1962
5
Θάνοσ Καψάλθσ

6. Η εργαςία του Chargaff
O Chargaff επθρεαςμζνοσ από τθν επιβεβαίωςθ, με τθν εργαςία των Avery,
Μac Leod, McCarty το 1944, ότι το DNA είναι το γενετικό υλικό, ςτράφθκε
ςτθ μελζτθ του, πραγματοποιϊντασ πειράματα χρωματογραφίασ ςε μόρια
DNA από διαφορετικά είδθ οργανιςμϊν.
Mε τα πειράματα αυτά διαπιςτϊκθκε ότι:
A G
• Ο λόγοσ T C
EΚΑΤΟΣΤΙΑΙΑ ΣΥΣΤΑΣΗ ΑΖΩΤΟΥΧΩΝ ΒΑΣΕΩΝ ΣΕ ΔΙΑΦΟΡΑ ΜOΡΙΑ DNA
είναι περίπου ίςοσ OΡΓΑΝΙΣΜΟΣ A T G C (A+T)/(G+C)
με 1. Ε. coli 26 23,9 24,9 25,2 1
A T
• Ο λόγοσ G C
Streptococcus pneumoniae 29,8 31,6 20,5 18 1,59
Ποικίλει ςτα Mycobacterium tuberculosis 15,1 14,6 34,9 35,4 0,42
διαφορετικά είδθ Zφμθ 31,3 32,9 18,7 17,1 1,79
οργανιςμϊν. Αχινόσ 32,8 32,1 17,7 18,4 1,85
Ρζγγα 27,8 27,5 22,2 22,6 1,23
Ποντικόσ 28,6 28,4 21,4 21,5 1,33
Άνκρωποσ 30,9 29,4 19,9 19,8 1,52
6
Θάνοσ Καψάλθσ

7. Η εργαςία τθσ Rozalind Franklin
H R. Franklin διεξιγαγε πειράματα κρυςταλ-
λογραφίασ με ακτίνεσ Χ. Οι «φωτογραφίεσ»
του μορίου του DNA που πιρε ςτισ αρχζσ τθσ
δεκαετίασ του 50 με τθν τεχνικι αυτι, απε-
κάλυψαν μερικζσ «κανονικότθτεσ» ςτθν
καταςκευι του μορίου, όπωσ ότι:
• Σο πλάτοσ του είναι 2 nm
• To μόριο ολοκλθρϊνει μια πλιρθ ςτροφι ςε
3,4 nm.
• Και επίςθσ ότι το μόριο εξωτερικά φζρει
ζναν ςκελετό από εναλλαςςόμενεσ πεντόηεσ
και φωςφορικζσ ομάδεσ.
Από τθν αξιοποίθςθ αυτϊν των δεδομζνων οι
Watson και Crick κατζλθξαν ςτθ διατφπωςθ
τθσ δομισ του μορίου του DNA.
7
Θάνοσ Καψάλθσ

8. Η εργαςία των Watson κ΄Crick
Οι Watson και Crick το 1953 προςπάκθςαν να
καταςκευάςουν μοντζλα για το μόριο του DNA που
να ςυμφωνοφν με τότε γνωςτά δεδομζνα για:
α. Σθ χθμικι ςφςταςι του
β. Σα χαρακτθριςτικά τθσ δομισ του, ςφμφωνα με
τθν εργαςία τθσ R. Franklin.
To μοντζλο ςτο οποίο τελικϊσ κατζλθξαν μεταξφ
άλλων είναι ςυμβατό:
1. Σουσ κανόνεσ του Chargaff
2. Σο πλάτοσ του μορίου, τθν ελικοειδι διάταξθ,
τθν τοποκζτθςθ των αηωτοφχων βάςεων ςτο
εςωτερικό του, και του ςακχαροφωςφορικοφ
ςκελετοφ του, ςτο εξωτερικό του, ςφμφωνα με
τθν εργαςία τθσ R. Franklin.
8
Θάνοσ Καψάλθσ

9. Τα ςυμπεράςματα των Watson κ΄Crick
1. Σο μόριο αποτελείται από δφο
κλϊνουσ που ςχθματίηουν δεξιό-
ςτροφθ ζλικα. Οι εναλλαςςόμενεσ
πεντόηεσ με τισ φωςφορικζσ ομάδεσ
ςτουσ κλϊνουσ ςχθματίηουν τον
εξωτερικό ςκελετό του μορίου. Οι
δφο κλϊνοι είναι
αντιπαράλλθλοι, κακϊσ το 5ο και το
3ο άκρο του ενόσ αντιπαρατίκενται
ςτο 3ο και το 5ο
άκρο, αντιςτοίχωσ, του άλλου.
2. Ο ςκελετόσ του μορίου είναι
υδρόφιλοσ, λόγω του ιοντιςμοφ των
φωςφορικϊν ομάδων. Αντικζτωσ, το
εςωτερικό του μορίου, ςτο οποίο
υπάρχουν οι αηωτοφχεσ βάςεισ είναι
υδρόφοβο.
3. Μεταξφ των κακοριςμζνων
ηευγϊν αηωτοφχων βάςεων κάκε
κλϊνου (Α και Σ, G και C) που
ονομάηονται ςυμπλθρωματικζσ
ςχθματίηονται δεςμοί Η. (2 μεταξφ Α 9
Θάνοσκαι Σ, 3 μεταξφ G και C).
Καψάλθσ

10. Σο μοντζλλο τθσ δίκλωνθσ ζλικασ ΕΞΗΓΕΙ
τισ βιολογικζσ ιδιότθτεσ του μορίου (1)
ΙΔΙΟΣΗΣΕ΢ ΣΟΤ ΓΕΝΕΣΙΚΟΤ ΤΛΙΚΟΤ ΧΑΡΑΚΣΗΡΙ΢ΣΙΚΑ ΣΟΤ ΜΟΡΙΟΤ
΢τθν αλλθλουχία των αηωτοφχων βάςεων
Καταγραφι τθσ γενετικισ πλθροφορίασ ςε κάκε κλϊνο είναι καταγεγραμμζνθ θ
γενετικι πλθροφορία
1. Οι δεςμοί υδρογόνου μεταξφ των
ςυμπλθρωματικϊν αηωτοφχων βάςεων.
΢τακερότθτα του μορίου
2. Ο υδρόφιλοσ εξωτερικά και υδρό-
φοβοσ εςωτερικά χαρακτιρασ του
μορίου, το ςτακεροποιεί.
Αν κάκε κλϊνοσ χρθςιμοποιείται ωσ
Ακριβισ αντιγραφι των γενετικϊν πρότυπο για τθ ςφνκεςθ ενόσ κυγατρι-
πλθροφοριϊν κοφ, τότε προκφπτουν 2 μόρια, όμοια με
το αρχικό.
10
Θάνοσ Καψάλθσ

11. Σο μοντζλλο τθσ δίκλωνθσ ζλικασ ΕΞΗΓΕΙ
τισ βιολογικζσ ιδιότθτεσ του μορίου (2)
ΙΔΙΟΣΗΣΕ΢ ΣΟΤ ΓΕΝΕΣΙΚΟΤ ΤΛΙΚΟΤ ΧΑΡΑΚΣΗΡΙ΢ΣΙΚΑ ΣΟΤ ΜΟΡΙΟΤ
Χάρθ ςτθ ςυμπλθρωματικότθτα το
Κατευκφνει τθν παραγωγι πρωτεϊνϊν. μόριο χρθςιμοποιείται ωσ πρότυπο για
τθν καταςκευι ενόσ μορίου m RNA.
Σα πικανά λάκθ κατά τθν αντιγραφι,
Ποικιλομορφία μποροφν να μεταβιβαςτοφν, ϊςτε να
ςυμβάλλουν ςτθν παραγωγι γενετικισ
ποικιλομορφίασ.
11
Θάνοσ Καψάλθσ