Einführung und grundlegende Konzepte
KOHLENHYDRATE (oder Kohlenhydrate): Dies sind Zucker; sie sind tertiäre Verbindungen (bestehend aus nur drei Elementen: Kohlenstoff, Wasserstoff und Sauerstoff). Sie stellen eine Energiereserve dar und sind Ausgangspunkt für die Produktion anderer organischer Verbindungen.
LIPIDE: werden gemeinhin als Fette bezeichnet und sind auch Reservestoffe und Bestandteile von Zellstrukturen.
PROTEINE: Sie bestehen aus Aminosäuren; sie tragen zum Aufbau von Strukturen verschiedener Organismen bei, Hämoglobin, Enzyme, Hormone (sie regulieren die harmonische Koordination zwischen den verschiedenen Funktionen der Organismen), Antikörper.
NUKLEINSÄUREN: Sie bestehen aus einer stickstoffhaltigen Base (Cytosin, Schüchtern, Uracil, Adenin und Guanin), einer Zucker- und Phosphatgruppe.
DIE ZELLE: die Zellmembran hat eine Dicke von 6-7 × 10 -10 m; der Durchmesser einer Zelle beträgt etwa 15 mm, der des Zellkerns etwa 5 mm.
Die charakteristischen Elemente einer Zelle sind:
- Perinukleäre Membran: begrenzt den Kern;
- Nukleolus: Es ist ein spezialisierter Teil des Nukleus;
- Mitochondrium: es ist das "Energiezentrum" der Zelle;
- Peroxisomen: Sie sind auf Oxidationsreaktionen spezialisierte Organellen (sie setzen H2O2) frei und haben eine schwarze Farbe, da sie viel Eisen enthalten;
- Ribosomen: Sie sind im endoplasmatischen Retikulum enthalten und synthetisieren Proteine;
- Endoplasmatisches Retikulum: Es ist rau, wenn es Ribosomen enthält, und glatt, wenn es nicht vorhanden ist. Es hat einen Innenraum (Lumen), in dem sich die synthetisierten Proteine ansammeln;
- Golgi-Apparat: besteht aus Blasensystemen. Durch diesen Apparat gelangen die Proteine fehlerfrei an ihr Ziel.
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Eine Tochterzelle ist immer gleich einer Mutterzelle.
Das menschliche Genom ist das gesamte genetische Erbe eines Individuums und besteht aus sechsundvierzig Chromosomen (dreiundzwanzig Paaren) im Durchschnitt aus siebzig Millionen Basenpaaren, also enthält das gesamte Genom (46 × 70 000 000) 3 × 109 Basenpaare und jedes Paar trägt ungefähr 6-7 × 10-10 m zur Länge bei.
Wenn wir die DNA jedes Chromosoms aufrollen und die sechsundvierzig Moleküle ausrichten, die im Kern einer Körperzelle enthalten sind, kommen wir auf eine Länge von 2 m (jedes Chromosom ist etwa vier cm lang). Wenn man bedenkt, dass ein Mensch 10.000 Milliarden Zellen hat, erreicht die gesamte DNA 20.000 Millionen km (die Entfernung zwischen Sonne und Mond beträgt 200 Millionen km).
Ein einzelnes Chromosom ist ein Makromolekül mit einem Durchmesser von ungefähr 2 × 10-9 m und enthält ein DNA-Molekül; das Gen ist ein Teil der DNA (dh ein Teil eines Chromosoms), der eine "vollständige und spezifische Information für eine bestimmte Eigenschaft enthält. Heute" ist das gesamte menschliche Genom bekannt, dh die vollständige Abfolge der Basen in der DNA ist bekannt , aber nur sehr wenigen DNA-Abschnitten wurde "eine" Identität zugesprochen: Es muss festgestellt werden, welcher DNA-Abschnitt einer bestimmten Eigenschaft entspricht.
Es gibt ungefähr dreißigtausend Gene, aber ein Gen kann sein ausgedrückt auf unterschiedliche Weise, so dass dies indikativ ist.
AUSDRUCK: Die in einem Gen enthaltenen Informationen führen zum Erhalt eines Endprodukts (Proteinsynthese).
TRANSKRIPTION: Umwandlung der in einem Gen enthaltenen Informationen in eine Kette von Boten-RNA durch ein enzymatisches System; die Boten-RNA gelangt vom Zellkern in das Zytoplasma, in dem die Ribosomen enthalten sind.
ÜBERSETZUNG: Ribosomen synthetisieren das Protein, das das Produkt der genetischen Expression ist.
ENCODE: bedeutet, die Nachricht zu übersetzen.
Ein enzymatisches System wandelt daher durch den Transkriptionsprozess die von einem Gen getragene Information in eine Kette von Boten-RNA um und die Translation wird gestartet.
DNA zu replizieren bedeutet, den interessierenden Teil der DNA in die Boten-RNA zu kopieren.
Die beiden Hauptunterschiede zwischen DNA und RNA:
- Ribose ist der Zucker in der RNA, während Desoxyribose in der DNA vorkommt;
- In der DNA sind die stickstoffhaltigen Basen: Adenin, Guanin, Thymin und Cytosin; während in der RNA das Uracil an die Stelle des Thymins tritt.
Gene enthalten normalerweise ein oder mehrere DNA-Segmente, die nicht für das Protein kodieren; diese Fragmente werden Introns genannt, während die kodierenden Segmente Exons genannt werden.
Exons stellen den Teil des Gens dar, der exprimiert werden kann, während Introns nicht exprimiert werden.
Unter bestimmten Bedingungen wird das Gen ohne Introns exprimiert, aber unter anderen Bedingungen können Introns in Exons umgewandelt und dementsprechend exprimiert werden (d. h. sie können für das Protein kodieren).
Abhängig von den verschiedenen exprimierten Introns gibt es unterschiedliche Proteinprodukte: Ein Gen kann also auf unterschiedliche Weise exprimiert werden.
Es besteht eine funktionelle Ähnlichkeit zwischen den verschiedenen Produkten desselben Gens; Sie haben jedoch eine andere Struktur und werden daher an verschiedenen Orten verwendet.
Die genetische Information, die in jeder Zelle eines Organismus enthalten ist, ist die gleiche. Zum Beispiel sind die DNA einer Leberzelle (Hepatocyt) und die DNA einer Muskelzelle (Myocyte) gleich; eine Hepatocyte von einer Myocyte zu unterscheiden ist die unterschiedliche Expression der in der DNA enthaltenen Gene Im Allgemeinen werden einige Gene in einer Zelle exprimiert und in einer anderen Zelle, die sich in einem anderen Teil des Organismus befindet, werden andere exprimiert.
