| Referate biologie | Bac 2008 biologie| Recomanda unui prieten

Amestecând monocatene ADN de origini diferite se formează prin renaturare parţială hibrizi moleculari. Pocedeul este folosit de oamenii de stiinţă în studiul relaţiilor filogenetice dintre specii. Speciile înrudite au temperaturi apropiate de denaturare a ADN şi realizează o renaturare rapidă şi de mari proporţii când li se amestecă monocatenele deoarece secvenţele polinucleotidice sunt identice pe mari proporţi.
Ereditate nu presupune doar stocarea informaţiei genetice dar şi transmiterea ei. ADN ca purtător de informaţie are o proprietate care ţine de însăşi esenţa vieţii: se autocopiază!
Replicaţia(autocopierea) ADN are loc atunci când o celulă se pregăteşte de diviziune: cantitatea de ADN dublându-se, celulele fiice vor moşteni în mod egal întreaga informaşie genetică de la celula mamă.
În 1928, bacteriologul J. Griffith comunica la Cambridge o experienţă extrem de ciudată.
Lucra de la un timp cu pneumococi, o specie de microbi care provoacă pneumonii la om şi la animale. El poseda două tipuri de asemenea pneumococi, tipul II şi III, care se deosebesc între ele prin caracteristici biochimice uşor detectabile. De asemenea, avea unele eprubete cu culturi virulente, care provoacă moartea şoarecilor folosiţi în experimente, şi alte eprubete cu culturi de pneumococi „blânzi”, care nu omorau şoarecii. Pe medii de cultură, pneumococii virulenţi formau colonio mici, netede, de forma „S”(„S” de la smooth=neted). Cei nevirulenţi formau colonii zbârcite la suprafaţă, de forma „R”(rough=aspru).
Griffith a făcut două suspensii de microbi:
a) prima conţinea pneumococi II R,nevirulenţi;
b) a doua conţinea pneumococi III S, virulenţi.
El nu dorea să ucidă animalele, ci să prepare un vaccin. Pentru acestea a
omorât prin căldură microbii din buspensia b. Apoi a inoculat ambele suspensii unui lot de şoareci albi de laborator şi a asteptat.
Spre surprinderea lui Griffith, marea majoritate a şoarecilor au murit, deşi prima suspensie le asusese microbi vii dar nepericuloşi, iar a doua numai cadavrele microbilor virulenti.
Contrariat la culme, cercetătorul o repetat experienţa de mai multe ori cu acelaşi rezultat. Pentru a vedea ce microb a omorât soarecii, el a însămânţat pe medii de cultură sânge din cordul şoarecilor morţi. A constatat că pe medii crescuseră şi se inmulţiseră pneumococi de tip III S pe care Griffith îi ştia morţi şi verificase că sunt morti.
Singura explicaţie a fenomenului era că de la cadavrele pneumococilor III S a trecut „ceva” în celulele pneumococilor II R pe care i-a transformat în pneumococi de tip III S.
Acel „ceva” conţinea informaţia ereditară care, odată ajunsă în organism, a funcţionat şi a fost transmisă urmaşilor.

►Descoperirea ADN-ului
In zilele noastre ,toata lumea stie ca ADN-ul ,un acid nucleic ,dirijeaza modul de dez-voltare al celulei. Oamenii de stiinta au aflat toate amanuntele despre ADN in maniera atat de obisnuita stiintei adica pe cai foarte ocolite .In primul rand,descoperirea ADN-lui a necesitat realizarea de progrese in trei domenii complet separate: citologie ,genetica si chimie.
Dupa ce Gregor Mendel a redescoperit legile ereditatii in 1900,s-a nascut un considerabil interes pentru cauzele acesteia .Structurile fundamentale implicate in ereditate –cromozomii-au fost descoperite si studiate de Walter Flemming in anii 1880 ,dar pe vremea aceea nimeni nu stia ca aveau legatura cu ereditatea. Cromozomii nu erau decat niste structuri lungi si subtiri care apareau in timpul diviziunii celulare , devenind vizibile doar in probele colorate.De asemenea Friedrich Miescher a descoperit acizii nucleici din nucleele celulelor inca din 1869,dar n-a gasit nici relatia dintre ei si ereditate, nici pe cea dintre ei si cromozomi-desi Miescher a constatat ulterior ca substanta seminala a somonului este compusa aproape in totalitate din acid nucleic, la care se adauga o proteina simpla ,ceea ce ar fi trebuit sa fie indiciul existentei unei legaturi cu ereditatea.
In 1907,Thomas Hunt Morgan ,oarecum sceptic in ceea ce priveste genetica ,a inceput sa creasca drosofile in scopuri pur experimentale.In scurt timp ,el a constatat ca legile lui Mendel erau valabile ,dar si ca unele caracteristici mostenite par a avea legaturi unele cu altele .Aceste legaturi se comportau ca si cum unitatile ereditatii, adica genele,erau aliniate in siruri lungi.Ori o structura celulara lunga si subtire, care sa fie in concordanta cu observatia lui si care sa poata contine genele ,era cromozomul, asa cum sugera anterior August Weisman, pornind insa de la alte consideratii. In 1911 ,Morgan a reusit sa arate ca gemele insiruite de-a lungul cromozomilor sunt agentii purtatori ai ereditatii.
In timp ce pe frontul geneticii se faceau aceste progrese, si in domeniul chimiei se inregistrau unele realizari. In 1909 ,Phoebus Aaron Theodor Levene a fost primul care a ajuns la concluzia ca acizii nucleici contin o substanta zaharoasa: riboza.Douazeci de ani mai tarziu ,el constata ca alti acizi nucleici contin un alt tip de substanta zaharoasa: dezoxiriboza.Deci ,exista doua feluri de acizi nucleici: acidul ribonucleic (ARN) si acidul dezoxiribonucleic (ADN). De asemenea ,Levene s determinat natura chimica a altor compusi care se gaseau in ARN si ADN. Natura lor chimica a fost cercetata apoi in detaliu ,de Alexander Todd in anii 1930.
Cromozomii ,ca si alte structuri celulare ,contin proteine .De asemenea ,ei contin ADN.Cum despre proteine se stia ca sunt molecule complexe biologic foarte active, toata lumea s-a gandit ca genele trebuie sa fie proteine-pana in 1944, cand Oswald Avery si colaboratorii sai au aratat ca inducerea caracteristicilor ereditare este posibila numai cu ajutorul ADN-lui pur ,fara a fi implicata nici o proteina .Avery a evidentiat faptil ca ,intr-un fel sau altil, genele trebuie sa fie compuse din ADN.
Pe la inceputul anilor 1950 ,cativa savanti din diferite domenii au diferite domenii au abordat problema intelegerii ADN-ului.Printre acestia s-a aflat si Linus Pauling, probabil cel mai bun chimist la vremea aceea .In 1951, Pauling ,care lucra cu B.B Corey, a ajuns la concluzia ca stuctura unei clase de proteine este elicoidala, adica are forma unei spirale tridimensionale.A fost determinata astfel pentru prima data structura fizica a unei molecule biologice de dimensiuni mari.Apoi in jurul aceluiasi an ,Pauling s-a intors la studiul ADN-ului,sperand sa descopere si structura acestuia.


►Structura acizilor nucleici

Acizi nucleici sunt substanţe macromoleculare formate prin înlănţuirea unor molecule de nucleotide. De aceea ei se pot numi şi polinucleotide.
Nucleotidele, la rândul lor, sunt alcătuite din:
a) o bază azotată;
b) un zahăr;
c) un radical fosfat;
Bazele azotate sunt substanţe organice în care atomii de carbon şi de azot sunt grupaţi în cicluri. Ele sunt de două feluri.
-bazele purinice au două cicluri condensate, însumând 5 atomi de C şi 4 de N. Ele sunt: adenina(A) şi guanina(G), prezente şi în ADN şi în ARN
-bazele primidinice au un singur ciclu cu 4 atomi de C si 2 de N. Ele sunt citozina(C), prezentă şi în ADN şi în ARN, timina(T) numai în ADN şi uracilul(U) numai în ARN.
Zahărul este un monozaharid cu 5 atomi de C(o pentoză). El dă numele celor două tipuri de acizi nucleici: riboza(R) în ARN şi dezoxiriboza(D) în ADN.
Radicalul fosfat(P) formează legături esterice cu pentozele. Legătura se face între al cincelea atom de carbon al unei pentoze şi al trilea atom de carbon al pentozei următoare legând nucleotidele între ele şi formând catene(lanţuri) polinucleotidice.
Cele trei componente se grupează astfel:

În ADN: În ARN:
1) A – D – P 1) A – R – P
2) G – D – P 2) G – R - P
3) C – D – P 3) C – R -P
4) T – D – P 4) U – R – P

Observăm atunci că există 4 tipuri de nucleotide pentru fiecare tip de
acid nucleic. Ele sunt echivalente cu 4 litere ale unui alfabet. Alinierea lor într-o anumită ordine dă conţinutul informaţiei ereditare. Un alfabet de 4 semne este suficient pentru a stoca o cantitate nelimitată de informaţie. Se ştie că limbajul calculatoarelor electronice utilizeaza numai două semne:0 şi 1.
ADN – spirala vieţii

Molecula de ADN este formată din două catene polinucleotidice răsucite una în jurul celeilalte în spirală, cu bazele azotate spre interior. Totodată, dacă pe o catenă într-un anumit punct , este adenina, pe catena opusă în dreptul adeninei este timina. Între ele sunt două legături de hidrogen. În dreptul guaninei este citozina, între ele fiind trei legături de de H. Adenina cu timina şi ganina cu citozina formează perechi, sunt complementare şi se atrag între ele.
Privind cu atenţie schema vieţi veţi observa că legăturile C5’ C3’ au sensuri opuse pe cele două catene(care sunt antiparalele). Acest amănunt este foarte important deoarece informaţia genetică este lecturată totodată în sensuri C5’ C3’.
În molecula de ADN complementaritatea dintre bazele purinice şi cele pirimidinice ţine cele două catene alăturate, oricât ar fi ele de lungi. Datorită ei, molecula, este foarte stabilă deşi foarte complexă. De aici rezultă stabilitatea informaţiei eriditare făra de care viaţa ar fi imposibilă. Legăturile de H sunt mai slabe decât cele esterice şi se rup dacă ADN este încălzit peste 100 grade C(denaturare) rezultând DN monocatenar. Prin răcire treptată, cele două catene se atrag datorită complementarităţii bazelor azotate şi revin în vechile poziţii(renaturare). Dacă răcirea este bruscă, ADN rămâne denaturat.