Transcript Les 1: DNA - Life Sciences 4 All

Kodering vir Lewe
Inleiding
Nukleïensure is baie spesiale chemiese verbindings in selle
wat inligting vir die volgende funksies bevat ...
• om sellulêre aktiwiteite te beheer, en
• verantwoordelik vir die oordra van oorerflike
kenmerke.
Alle nukleïensure word opgebou deur ‘n reeks eenvoudige,
herhalende eenhede (monomere), aanmekaar gekoppel om
lang kettings te vorm, genoem nukleotiedes.
Kodering vir lewe
Nukleïensure
Daar is twee soorte nukleïensure ...
1 Deoksiribonukleïensuur (DNS/DNA).
Hierdie sentrale nukleïensuur is die hoofkomponent
van chromosome. Word hoofsaaklik in die
selkern/nukleus gevind. ‘n Klein hoeveelheid kom
ook in die mitochondria en chloroplaste voor.
2 Ribonukleïensuur (RNS/RNA).
Is verantwoordelik vir die ‘lees’ van die DNS-/
DNA-inligting. Kom in die selkern/nukleus en
sitoplasma van selle voor.
Algemene bou van nukleotiedes
Nukleotiedes is die boustene (monomere) van die
twee verskillende nukleïensure (RNA en DNA). Die
beste manier om die bou van DNA en RNA te
begryp is om die nukleotiedes te bestudeer. Elke
nukleotiede bestaan uit drie dele:
• ‘n suikermolekuul,
• ‘n fosfaatgroep,
• ‘n stikstofbasis.
Fosfaatgroep
Stikstofbasis
Suiker
Detail van die 3 dele van ‘n nukleïensuur
1. Fosfaatgroep
DNA en RNA het dieselfde fosfaatgroep, wat
aangrensende suikers aanmekaar in ‘n baie
lang ketting bind.
2. Suikers
Deoksiribose suiker kom slegs in DNA voor.
Ribose suiker kom slegs in RNA voor.
DNA = Deoksiribose
RNA = Ribose
3. Stikstofbasisse
Een voorbeeld van ‘n stikstofbasis kom voor in
elke nukleotied. Hierdie basisse dra die
gekodeerde genetiese boodskap.
Twee soorte basisse kom voor, naamlik,
3.1 Purienbasisse:
Purienbasisse het ‘n dubbelring-struktuur, die
langer basis.
G
Twee voorbeelde, naamlik, Adenien en
Guanien.
3.2 Pirimidienbasisse
Pirimidienbasisse bestaan uit ‘n enkelringstruktuur, die korter basisse.
T
Twee voorbeelde vir DNA:
Sitosien en Timien.
Twee voorbeelde vir RNA:
Sitosien en Urasiel.
Vergelyk stikstofbasisse tussen DNA
en RNA
DNA
Adenien
Timien
Sitosien
Guanien
RNA
Adenien
Urasiel
Sitosien
Guanien
In RNA word Timien vervang deur Urasiel
DNA-struktuur
Fosfaatgroep bind
twee suikers
aanmekaar
Deoksiribose suiker
Twee swak
waterstofbindings
Drie swak waterstofbindings
Komplementêre
stikstofbasisse
‘n Vereenvoudigde diagrammatiese voorstelling van ‘n
gedeelte van ‘n DNA-molekuul
Hoe koppel die nukleotiedes in ‘n DNA-molekuul:
Eerste stap: In ‘n enkele string.
Die deoksiribose suiker van een nukleotied verbind met die fosfaatgroep van die
volgende nukleotied. Hierdie nukleotiedes word saamgebind deur ‘n sterk suikerfosfaatbinding.
Fosfaatgroep
koppel twee
suikers saam
Tweede stap: Vorming van ‘n dubbele string.
‘n Enkele string word saamgevoeg aan ‘n ander string deur middel van
komplementêre stikstofbasisse. Hierdie komplementêre basisse word verbind
deur middel van swak waterstofverbindings.
Die fosfaatgroep en die
suikermolekuul vorm die
bene en die
stikstofbasisse die
trappe van die leer.
Die twee stringe
saamgevoeg vorm ‘n
leervormige struktuur.
Paring van stikstofbasisse in ‘n DNAmolekuul (komplementêre basispare)
• ‘n Purienbasis (lang) en ‘n pirimidienbasis (kort)
paar met mekaar. Hoekom? Wat is die rede?
(Verseker dat die spasie/wydte tussen die twee bene van
die leer dieselfde bly)
• Timien (kort) paar altyd met Adenien (lang).
• Sitosien (kort) paar altyd met Guanien (lang).
Paring van stikstofbasisse
Adenien
paar met
timien
Guanien
paar met
Sitosien
Die totale lengte van DNA in soogdierselle is ±
2 meters – in jou liggaam ±10 miljard km.
Getal stikstofbasisse in ‘n DNA-molekuul
Omdat die stikstofbasisse altyd in ‘n spesifieke manier in ‘n DNAmolekuul paar, is die volgende afleidings belangrik:
Die aantal sitosienbasisse in ‘n spesifieke DNA-molekuul is gelyk aan?
Die aantal guanienbasisse.
• In ‘n spesifieke DNA-molekuul is die aantal Adenienbasisse = ?
Die aantal timienbasisse.
Opsomming: Timien (T) = Adenien (A)
Guanien (C) = Sitosien (C)
In die sel is die DNA molekuul nie ‘n plat, leervormige struktuur nie. Dit
is gekronkel/gedraai en vorm ‘n dubbele heliks. Bestudeer die twee
onderstaande diagramme.
Doel van DNA-replisering
• Voordat ‘n sel kan verdeel, moet die sel ‘n
eksakte kopie van sy genetiese materiaal
maak sodat daar ‘n volledige stel genetiese
materiaal vir die nuwe dogterselle kan
wees wat gevorm gaan word.
• Die proses waartydens die eksakte kopieë van
die oorspronklike DNA-molekuul
gemaak word, word DNA-replisering
genoem. Prosesse word beheer deur ensieme.
Proses van DNA-replisering
1. Die dubbelheliks draai los en vorm ‘n plat,
leervormige struktuur.
2. Die twee stringe skei deurdat die swak
waterstofbindinge deur middel van ensieme
tussen die komplementêre basispare breuk.
3. Elke enkelstring dien nou as ‘n templaat vir
die vorming van ‘n komplementêre DNAstring.
4. Uit die poel van vrye nukleotiedes in die
kernplasma bind die nukleotiedes vir die
nuwe DNA-stringe
Proses van DNA-replisering (vervolg)
5. Komplementêre basispare word so
saamgevoeg dat adenien van die templaat met
timien van die nuwe string sal bind. Asook die
omgekeerde timien met adenien.
6. Sitosien van die templaat sal met guanien van
die nuwe string bind. Sowel as guanien met
sitosien deur middel van waterstofbindings.
7. Suikermolekuul vorm ‘n suikerfosfaatverbinding met die aanliggende fosfaat-groep.
8. Twee indentiese DNA-molekules word so gevorm.
Skematiese voorstelling van DNA-replisering
Dubbelheliks
draai los en
vorm plat,
leervormige
struktuur
Waterstofverbindings breek
templaat
templaat
DNA replisering
vervolg
Vrye
nukleotiedes in
nukleoplasma
Nuwe
stikstofbasisse
heg hulself in
die korrekte
plek van elke
templaat
Twee identiese DNA-molekules word
gevorm.
Deel van DNA-molekuul 1
Deel van DNA-molekuul 2
Elke DNA-molekule vorm nou ‘n dubbelheliks.
Eienskappe van ‘n DNA-molekuul
• Is ‘n baie lang molekuul
• Het ‘n dubbele heliks-vorm
• Volgorde waarin basispare kan voorkom is
bykans onbeperk.
• Daar is eweveel sitosienbasisse as guanienbasisse en eweveel adenienbasisse as
timienbasisse in ‘n spesifieke DNA-molekuul.
Funksies van DNA
• DNA dra die kode vir alle oorerflike eienskappe
• Dieselfde genetiese inligting word deur DNAreplisering en seldeling van een sel na ‘n ander
en van een geslag na die volgende oorgedra
• DNA beheer die struktuur en funksionering van
‘n sel.
• Proteïene word vervaardig volgens die volgorde
van basisse in die DNA-molekuul