כרומטין:

• תגלית של וולטר פלמינג, שמצא שמהלך חלוקת התאים, הכרומטין יוצר גופים דמויי חוט. הוא גם שיער שהכרומוזומים מתפצלים לשני תאים שונים.

• הכרומטין הוא קומפלקס של דנ"א וחלבון שקשור אליו (שליש דנ"א, שליש היסטונים ושליש חומרים אחרים).

• היסטונים:

  • הדנ"א מתלפף סביב ההיסטונים והדחיסה הזו מקטינה אותו ביחס של 1:10000 לגודלו המקורי.
  • ההיסטונים מורכבים מ-4 חלבונים שונים: H2A H2B H3 H4 כאשר כל חלבון מופיע פעמיים. ההרכב נקרא גם אוקטומר.
  • ניתן לראות את חשיבות ההיסטונים דרך כך שהם שמורים אבולוציונית ונמצאים בכמות גדולה בתא.
  • ההיסטונים טעונים חיובית כדי שיוכלו להימשך לדנא שהוא טעון שלילי (קשירה אלקטרוסטטית הפיכה).

• נוקלאוזום:

  • המבנה הבסיסי של הכרומטין, אשר מורכב מדנ"א דו גדילי שעוטף את שמונת חלבוני ההיסטון.
  • הדנ"א בין הנוקלאוזומים נקרא linker DNA
  • סלאוניד: ספירלה נוספת אשר מתלפפת סביב הקומפלקס דנ"א היסטון.

• כרומוזומים:

  • הצורה הדחוסה ביותר של מבנה הדנ"א + היסטונים.
  • רוב התאים מכילים 2 עותקים של כל כרומוזום, אחד מהאב ואחד מהאם.
  • הכרומוזומים נושאים את הגנים. הם מכילים אזורים אשר מקודדים לחלבונים (codeing regions) וחלבונים שאינם מקודדים אך חיונים לשליטה נכונה על ביטוי גנים (non coding regions).
  • קריוטייפינג:
    • זיווג וסידור של הכרומוזומים של אורגניזם, כי לקבל תמונת מצב כללית של הגנום.
    • הקריוטיפים יכולים לחשוף שינויים במספר הכרומוזומים, אך גם שינויים מבניים עדינים יותר כמו מחיקות של חלקי כרומוזומים, כפילויות ועוד.
    • הם מקור לאבחון למומים מולדים, הפרעות גנטיות ואפילו סרטן.

• חשיבות הדחיסות:

  • דחיסות הדנ"א תשפיע באופן קריטי על ביטוי הגנים.
  • ככל שהדנ"א יותר דחוס, לא יתבצע שעתוק.
  • האזור הדחוס נקרא הטרוכרומטין, כאשר האזור הפחות דחוס שפנוי לשעתוק נקרא U כרומטין.

דנ"א ורנ"א:

• אזורים חשובים בדנ"א:

  • הטלומר: מסמן את סוף הכרומוזום ונמצא בקצהו.
  • הצנטרומר: יודע להיקשר לסיבי הקישור במיטוזה.
  • אזור origin of replication: האזור שאחראי על הרפליקציה של הכרומוזום.

• מרכיבי הדנ"א והרנ"א:

  • גילוי של פיבוס לווין
  • גילה את שלושת המרכיבים העיקריים של הנוקלאוטיד (בסיס - פוספסט - סוכר). עשרים שנה לאחר מכן הוא גילה את הדנא.
  • הנוקלאוטידים קשורים זה לזה בקשר פוספו די אסטרי (קשר בין פחמן לחמצן), פחמן 3 של הסוכר נקשר לחמצן של קבוצת הפוספט מהנוקלאוטיד הבא, שהוא קשור לפחמן 5 של הסוכר מאותו נוקלאוטיד.

• ההבדלים בין דנ"א לרנ"א:

• 

• כרומוטוגרפיית נייר (ארווין צ'ארגף):

  • מערבבים דנ"א עם חומצה ששוברת את הקשרים הקובלנטים ומפרידה בין הנוקלאוטידים.
  • ההישג שלו היה להראות באמצעות השיטה שבדנ"א יש מספר שווה של גוואנין וציטוזין, ומספר שווה של אדנין ותימין. מכך הוא הסיק שיש בין הזוגות קשר.
  • היום אנחנו יודעים שיש ארבעה בסיסים חנקניים שמתחלקים למשפחות:
    • פורינים: דו טבעתיים.
    • פרימידינים: חד טבעתיים.
  • ברנ"א יש בסיס נוסף - אורציל, אשר מחליף את תימין.

• המבנה התלת מימדי של הדנ"א:

  • גילוי של רוזילנד פרנקלין.
  • הצליחה באמצעות מכשיר x-ray (דיפרקציה - איך הקרניים נשברות במעבר דרך חומר) להראות את מבנה הדנ"א הדו גדילי ממבט מעלה.

• פולימריזציה:

  • פולימריזציה של חומצות גרעין, חלבונים, ופוליסכרידים חולקת תכונות חשובות:
    • כל פולימר גדל על ידי הוספת מונומר לקצה השרשרת הצומחת.
    • אותה תגובה מתבצעת שוב ושוב על ידי אותה מערכת אנזימים.
    • המונורים מתווספים בסדר מדויק, עם רצף מסוים.
  • פולימריזציה של דנא:
    • מתחילים עם נוקלאוזיד מונו פוספט (סוכר+בסיס+פוספט אחד), אליו קושרים עוד 2 פוספטים ליצירת dNTP (תוצר ביניים גבוה באנרגיה). תהליך זה דורש 2 מולקולות ATP.
    • ה - dNTP נקשר אל השרשרת הפולינוקלאוטידית תוך שהוא מאבד את 2 הפוספטים שנוספו.
    • הוא נשאר רק עם הפוספט שהכי קרוב לפחמן חמש, שנקשר אל ההידרוקסיל של פחמן שלוש מהשרשרת.
    • ביצירת הקשר הפוספו די אסטרי יוצאת מולקולת מים.

• החלקים המבניים המאפשרים לשכפל ולהעתיק מידע:

  • מכיוון שכל גדיל בדנ"א מכיל רצף של נוקלאוטידים המשלים בדיוק לרצף נוקלאוטידים של גדיל הפרטנר שלו, כל אחד מהם יכול לשמש לתבנית לסינתזה של גדיל משלים.
  • בחלק הפנימי של הסליל נמצאים הבסיסים החנקניים, והחלק החיצוני הוא הסוכר והפוספסט.
  • בחלק החיצוני של הסליל שפונה לנוזל יש שקעים הנקראים grooves. שקעים בעלי שטח פנים רחב נקראים major grooves, ואלו בעלי שטח מועט נקראיםminor grooves. אליהם נדבקים פקטורי השעתוק.
  • פקטורי השעתוק שעל הדנ"א נקראים cis regulatory factors והחלבונים שמייצרים אינטרקציה איתם נקראים trans regulatory factors.

• שכפול דנ"א:

  • דנ"א חדש מיוצר על ידי אנזימים הנקראים דנ"א פולימרז, הדורשים תבנית ופריימר (סטרטר). הם מסנתזים מכיוון 5' עד 3'.

  • מזלג ההכפלה: האזור בו מופרדים שני הגדילים על ידי הליקאז.

  • כיווניות השכפול:

    • מכיוון שדנ"א פולימרז משכפל רק מכיוון 5' ל - 3' נוצר מצב בו על הגדיל העליון אפשר לרוץ באופן רציף עם כיוון הפתיחה של המזלג, בעוד שעל הגדיל התחתון צריך לרוץ במקטעים (אשר מתחברים על ידי ליגאז).
    • 

  • השכפול עובד לשני הכיוונים, מתחיל מה- origin of replicaton ומתקדם ימינה ושמאלה בו זמנית כדי לקצר את זמן השכפול.

  • כאשר נוצר גדיל משוכפל חדש באזור ה - origin, הוא עדיין אינו יכול לעבור הכפלה (נקרא ללא מתילציות). הוא יוכל לעבור הכפלה רק כאשר יהיו מספיק משאבים בתא עבור השכפול.

  • פרימז:

    • כדי שהפולימרז יעבוד הוא צריך פריימר, שאותו מניח הפרימז.
    • האנזים מניח את הבסיסים הראשונים לשכפול. 10-20 בסיסים מהם הפולימרז יוכל להמשיך
    • הפרימזות מתיישבים על דנ"א חד גדילי ויודעים לחבר נוקלאוטידים ללא הימצאות של נוקלאוטיד אחר.
    • הפרימזות מניחים נוקלאוטידים של רנ"א ולא דנ"א אשר בסופו של דבר מוחלפים בנוקלאוטידים הנכונים. זאת מכיוון שהפרימז הוא אנזים לא מדויק שעושה טעויות בהארכה, ולכן אפשר אחר כך לתקן את הטעות עם דנ"א.
    • נמצא אותם יותר על ה lagging strand, איפה שיש יותר צורך בהתחלות חדשות.

  • רנ"א-אז:

    • מסיר את נוקלאוטיד ה RNA ששם הפרימז, במקומו בא הפולימרז על ידי תבנית הדנ"א שיש לו.

  • ליגאז: מחבר את המקטעים הקטועים ב - lagging strand.

• מוטציות:

  • שינוים ברצף הנוקלאוטידים בדנ"א אשר עלולים לגרום לשינוי בפנוטיפ.
  • מוטציות נקודתיות:
    • מוטציות התמרה - בהן מוחלף נוקלאוטיד אחד באחר.
    • מוטציות שבהן מושמט או מוחדר נוקלאוטיד אחר.
  • מוטציית החלפה (התמרה) יכולה לגרום לשינוי בחומצה אמינית יחידה (missense). השפעה של מוטציה זו תלוי בתכונות חומצות האמינו שהתחלפו ובחשיבותן למבנה ולפקוד החלבון.
  • מוטציות שקטות: מוטציות אשר השינוי לא מורגש.
  • מוטציות סומטיות:
    • מוטציות בתאי גוף ולכן לא עוברות בתורשה לצאצאים, אבל כן עלולות לגרום למחלות.
  • מוטציות המתרחשות בגמטות:
    • מוטציות בתאי המין ולכן עלולות לעבור בירושה.