מדנ"א לחלבון

1. מדנ"א לחלבון

2. תפקידים של דנ"א • העברת המידע האצור בו מתא אם לתאי הבת, מאורגניזם לצאצאיו. בחלוקת התא מתקבלים שני תאים זהים מבחינת מידע תורשתי לתא אם. • קשרים כימיים חזקים בין נוקלאוטידים בגדיל של דנ"א מאפשרים שמירה על המידע התורשתי לאורך דורות. • קשרים כימיים חלשים בין גדילי הדנ"א מאפשרים את הפרדתם לצורך שכפול הדנ"א • ביטוי המידע האצור בו בתא. בגנים מקודדת אינפורמציה על מבנה החלבונים הפועלים בתא. פעילות החלבונים קובעת את תפקוד התא.

3. הדוגמה המרכזית דנ”א שכפול תיעתוק חלבון רנ”א תרגום

4. הקשר בין דנ”א לבין חלבונים • “הוראות הייצור” של כל אחד מהחלבונים נמצא בגנים. • רצף הבסיסים במולקולת הדנ”א מהווה את התוכנה ליצירת חלבונים ונקרא “הקוד הגנטי”. • גן - זהו קטע ממולקולת הדנ”א המכיל את המידע ליצירת חלבון אחד.

5. החלבונים • החלבונים הם מולקולות גדולות המורכבות מחומצות אמיניות. • החלבונים מבצעים את התהליכים הרבים המתרחשים בתאים ובגוף היצורים החיים. • החלבונים מביאים לידי ביטוי את התכונות השונות: צבע עיניים, צורה חיצונית וכו’.

6. מבנה ראשוני מבנה שניוני החומצה האמינית היא המונומר של מולקולת החלבון מבנה שלישוני מבנה רביעוני

7. היכן מתבצעים התהליכים בתא? תהליך התעתוק – מתבצע בתוך גרעין התא תהליך התרגום – מתבצע בציטופלסמה, מחוץ לגרעין התא.

8. חומצת אמינו רנ"א-מוביל חלבון רנ"א-שליח ריבוזום

9. שלבי התיעתוק • פתיחת קטע של דנ”א המכיל תבנית בניה של חלבון. • התקשרות רנ”אפולימראזל”אתרההתחל”. • תיעתוק גדיל רנ”א על גבי גדיל דנ”א המשמש לו כתבנית. • התיעתוק נעשה על פי הכלל של יחסים משלימים בין זוגות הבסיסים החנקניים. • שחרור הרנ”אפולימראזמהדנ”א וסיום התיעתוק. http://www.fed.cuhk.edu.hk/~johnson/teaching/genetics/animations/transcription.htm

10. ת ה ל י ך ת ע ת ו ק • רצף נוקלאוטידים מאחד הגדילים של דנ"א מועתק לרצף נוקלאוטידים במולקולת רנ"א-שליח. ה אנזים רנ"א-פולימרז מפעיל את התהליך בועת התעתוק אנזים שליח הגדיל המתועתק

11. סליל הDNA נפתח ומתחיל להיווצר הmRNA.

12. mRNAהולך ומתארך.

14. טרם יציאת mRNA לציטופלסמה היא עוברת תהליך שחבור – תהליך עיבוד בו מוספים קטעים ומושמטים קטעים. קטעי RNA שמורחקים נקראים אינטרונים ואלו שנשארים – אקסונים. אורך ממוצע של גן באדם 16.000 בסיסים אורך ממוצע של mRNA בציטופלסמה רק 2.200 בממוצע בכל גן באדם 7 אקסונים בגנים שונים גם 60 אקסונים

15. שחבור עם סיום התעתוק ה mRNA יוצא דרך נקבוביות בתוך קרום הגרעין אל תוך הציטופלסמה בו מתבצע שלב התרגום.

16. http://vector.cshl.org./dnaftb/21/concept/index.html מהם ההבדלים בין DNA ל- RNA ? • מהם שלושת סוגי ה-RNA בתא ומהם תפקידיהם? • לפניך קטע ממולקולת DNA: • ---------ACGTTTAACCGGCGA--------------------- • -----------TGCAAATTGGCCGCT------------------- • עליך לבנות RNA – שליח (mRNA) מהגדיל התחתון

17. הבדל בין DNA ל- RNA

18. טיפוסי רנ"א רנ”א ריבוזומלי rRNA רנ”א מעביר tRNA רנ”א שליח m RNA

19. כיצד רצף הבסיסים בדנ”א מתורגם ליצירת חלבון? • רצף של שלושה נוקלאוטידים מהווים צופן (קוד) לחומצה אמינית מסוימת. • סדר שלשות הנוקלאוטידים בדנ”א קובע את סדר החומצות האמיניות בחלבון. • כל סדר שונה של נוקלאוטידים יתורגם לרצף שונה של חומצות אמיניות ויווצר חלבון שונה. • ישנם 64 קודונים: 61 מקודדים לחומצות אמיניות 3 מסמנים סיום תהליך התרגום • לרוב חומצות אמיניות יש יותר מקודון אחד. • קוד גנטי הוא אוניברסלי – אצל כל יצורים חיים אותן חומצות אמיניות מקודדות על ידי אותם קודונים.

20. תהליך התרגום מקשר בין מולקולות רנ"א, המאופיינות על ידי 4סוגי בסיסים לבין מולקולות חלבונים המורכבות מ - 20 חומצות אמיניות. בתהליך זה לפולימר הקיים ולפולימר הנבנה עליו יש יחידות חוזרות שונות לחלוטין.

21. גן – קטע DNA הנושא מידע על רצף חומצות אמיניות בחלבון אחד קוד גנטי (קודון) – רצף של שלושה נוקלאוטידים המקודד לחומצה אמינית אחת. ישנם 64 קודונים: 61 מקודדים לחומצות אמיניות 3 מסמנים סיום תהליך התרגום לרוב חומצות אמיניות יש יותר מקודון אחד. קוד גנטי הוא אוניברסלי – אצל כל יצורים חיים אותן חומצות אמיניות מקודדות על ידי אותם קודונים. קוד גנטי הוא בלתי-חפיף – כל נוקלאוטיד שייך לקודון אחד. רנ"א-שליח – העתק מגן אחד

22. בתהליך התרגום נוצרים חלבונים על פי המידע הגנטי שמצוי ברנ"א-שליח

23. דנ"א תעתוק רנ"א-שליח תרגום חלבון המידע הגנטי עובר מ- הדנ"א לחלבון דרך הקוד הגנטי את הנוקלאוטידים קוראים מקצה ה – 5' לקצה ה – 3'

24. הקוד הגנטי והקודונים • הקוד הגנטי הוא אוסף של שלישיות בסיסים על גבי רנ"א-שליח. • כל שלישיית בסיסים קרויה קודון. • לכל אחת מ-20 החומצות האמיניות מתאים קודון אחד או יותר. • ארבעת הבסיסים : אדנין - A, אורציל - U, ציטוזין - C וגואנין – G, מאפשרים יצירה של שלישיות מרובות (בסיס מסוים יכול להופיע יותר מפעם אחת באותה שלישיה).

25. הקוד הגנטי

26. הקוד הגנטיטבלת קודונים וחומצות אמיניות נראה את שלושת קודוני העצירה (STOP), שאינם מקודדים חומצות אמיניות וכמו כן נראה שלכל חומצה אמינית יש יותר מקודון אחד, למעט חומצה אחת - Met. קודון

27. HELP ! על רנ"א-שליח נמצא המידע גנטי לרצף החומצות האמיניות בחלבון. אבל : רנ"א-שליח אינו נקשר ישירות לחומצות האמיניות. ב – 1955 הציע קריק את ההשערה הבאה: "תהליך התרגום מחייב קיום של מולקולה נוספת: מולקולה שנושאת עליה את החומצה האמינית וגם מזהה את הקודון המתאים לחומצה זו על רנ"א שליח". מולקולה זו היא רנ"א-מעביר.

28. חומצה אמינית רנ"א-שליח קודון המולקולה שראה קריק בדמיונו: מצידה האחד נקשרת לחומצה אמינית ומצידה האחר נקשרת לקודון

29. לרנ"א-מעביר יש שני אתרים חשובים

30. אתר הקישור לחומצה האמינית

31. אתר הקישור אל הקודון ברנ"א-שליח. הקשרים בין הקודון לאנטיקודון הם קשרי מימן

32. שני אתרי הקישור של רנ"א-מעביר זמינים מבחינה מרחבית

33. סיכום זמני • המידע הגנטי שבדנ"א הועתק לרנ"א שליח . • המידע הזה הוא אוסף של קודונים. • לכל קודון מתאימה חומצה אמינית. • רנ"א מעביר נקשר לחומצה אמינית ומביא אותה אל הקודון המתאים לה. עכשיו ניתן להתחיל את תהליך התרגום. היכן הוא מתרחש? על גבי מבנה שנקרא ריבוזום.

34. הריבוזום הפעיל מורכב משתי יחידות : יחידה קטנה ויחידה גדולה כל אחת משתי היחידות בנויה משני סוגי מולקולות: רנ"א-ריבוזומלי שמהווה שני שליש ממשקל הריבוזום. חלבון שמהווה שליש ממשקל הריבוזום.

35. מבנה הריבוזום- rRNA.

36. הרכב הריבוזום

37. ריבוזומים ציטופלסמה הריבוזום הוא מבנה שמצוי בציטופלסמה של התא. על גבי הריבוזום מתבצע תהליך התרגום. גרעין התא

38. בתוך הריבוזום יש שלושה אתרים לקשירת tRNA ואתר אחד לקשירת mRNA

39. 4 "שחקנים" משתתפים בתהליך התרגום • ריבוזום –מבנה בציטופלסמה של התא. על גביו מתרחש תהליך התרגום כלומר ייצור החלבון • רנ"א-שליח –מולקולה שנוצרת בגרעין התא על פי תבנית הדנ"א ומכילה את הקוד הגנטי. מולקולה זו מגיעה אל הציטופלסמה ונקשרת לריבוזום. • רנ"א-מעביר – מולקולה הפועלת כמתאמת בין הנוקלאוטידים ברנ"א-השליח לבין החומצות האמיניות בחלבון. • חומצות אמיניות –מונומרים מהם בנויים החלבונים.

40. רנ"א-מעביר טעון בחומצה האמינית מתיונין מתחבר ליחידה הקטנה של הריבוזום, באתר P - רנ"א-מעביר רנ"א-שליח נקשר גם הוא ליחידה הקטנה

41. רנ"א-מעביר נע לאורך הרנ"א השליח עד שהוא מגיע לקודון AUG קודון ההתחלה

42. תת-היחידה הגדולה של הריבוזום מתחברת אל תת-היחידה הקטנה

43. רנ"א-מעביר אחר, שנושא את החומצה האמינית הבאה מתחבר לאתר A

44. נוצר הקשר הפפטידי הראשון(וניתק הקשר בין מתיונין לרנ"א-מעביר)

46. סיום

47. בתום יצירת הפוליפפטיד נפרדים כל מרכיבי המערכת בידידות , מוכנים ליצירת פוליפפטיד חדש

48. כל התהליך:

50. יצירת שרשרת פוליפפטידית