Skip to main content
Global

10: Biokemia ya Jenome

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    174576

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)

    Watoto hurithi sifa fulani kutoka kwa kila mzazi. Ndugu kawaida kuangalia sawa na kila mmoja, lakini si sawa-isipokuwa katika kesi ya mapacha kufanana. Tunawezaje kuelezea matukio haya? Majibu yanalala katika urithi (uhamisho wa sifa kutoka kizazi kimoja hadi kijacho) na genetics (sayansi ya urithi). Kwa sababu binadamu huzaa ngono, asilimia 50 ya jeni za mtoto hutoka kwenye kiini cha yai cha mama na asilimia 50 iliyobaki kutoka kiini cha mbegu za baba. Mbegu na yai huundwa kupitia mchakato wa meiosis, ambapo recombination ya DNA hutokea. Kwa hiyo, hakuna mfano wa kutabirika ambao 50% hutoka kwa mzazi gani. Hivyo, ndugu wana jeni fulani tu, na sifa zao zinazohusiana, kwa pamoja. Mapacha yanayofanana ni ubaguzi, kwa sababu wao ni sawa na maumbile.

    Tofauti za maumbile kati ya microbes zinazohusiana pia zinaamuru wengi waliona tofauti za biochemical na virulence. Kwa mfano, baadhi ya matatizo ya bakteria Escherichia coli ni wanachama wasio na hatia wa microbiota ya kawaida katika njia ya utumbo wa binadamu. Matatizo mengine ya spishi hiyohiyo yana jeni zinazowapa uwezo wa kusababisha ugonjwa. Katika bakteria, jeni hizo hazirithiwa kupitia uzazi wa kijinsia, kama ilivyo kwa wanadamu. Mara nyingi, huhamishwa kupitia plasmidi, vipande vidogo vya mviringo vya DNA mbili-stranded ambazo zinaweza kubadilishana kati ya prokaryotes.

    Picha ya mapacha. Micrograph ya kiini cha mviringo na makadirio mengi.
    Kielelezo\(\PageIndex{1}\): Ndugu ndani ya familia kushiriki baadhi jeni na kila mmoja na kwa kila mzazi. Mapacha yanayofanana, hata hivyo, yanafanana na maumbile. Bakteria kama Escherichia coli inaweza kupata jeni encoding sababu virulence, kuwabadili katika matatizo ya pathogenic, kama hii uropathogenic E. coli. (Mikopo kushoto: Jeshi mapacha, Myrtle Beach, S.C/US Army; Umma Domain; haki ya mikopo: mabadiliko ya kazi na American Society kwa Microbiology)

    • 10.1: Kutumia Microbiology kugundua Siri za Maisha
      DNA iligunduliwa na sifa muda mrefu kabla ya jukumu lake katika urithi kueleweka. Wataalamu wa mikrobiolojia walicheza majukumu muhimu katika kuonyesha kwamba DNA ni habari ya urithi inayopatikana ndani ya seli. Katika miaka ya 1850 na 1860, Gregor Mendel alijaribu na mbaazi za bustani za kuzaliana kweli ili kuonyesha urithi wa sifa maalum zinazoonekana. Mnamo mwaka wa 1869, Friedrich Miescher alitenga na kutakasa kiwanja kilicho tajiri katika fosforasi kutoka kwenye kiini cha seli nyeupe za damu; aliita jina la kiwanja.
    • 10.2: Muundo na Kazi ya DNA
      Asidi ya nucleic hujumuisha nucleotides, ambayo kila mmoja ina sukari ya pentose, kikundi cha phosphate, na msingi wa nitrojeni. Deoxyribonucleotidi ndani ya DNA zina deoxyribose kama sukari ya pentose. DNA ina pyrimidines cytosine na thymine, na purines adenine na guanine. Nucleotides zinaunganishwa pamoja na vifungo vya phosphodiester kati ya kundi la 5phosphate la nucleotide moja na kikundi cha 3hydroxyl cha mwingine.
    • 10.3: Muundo na Kazi ya RNA
      Asidi Ribonucleic (RNA) ni kawaida moja stranded na ina ribose kama sukari yake pentose na pyrimidine uracil badala ya thymine. Nguvu ya RNA inaweza kupitia pairing muhimu ya msingi ya intramolecular ili kuchukua muundo wa tatu-dimensional. Kuna aina tatu kuu za RNA, zote zinazohusika katika awali ya protini. Mtume RNA (mRNA) hutumika kama mpatanishi kati ya DNA na awali ya bidhaa za protini wakati wa tafsiri.
    • 10.4: Muundo na Kazi ya Genomes za mkononi
      Maudhui yote ya maumbile ya kiini ni genome yake. Msimbo wa jeni kwa protini, au molekuli imara ya RNA, ambayo kila mmoja hufanya kazi maalum katika seli. Ingawa genotype ambayo seli inayo bado inabakia mara kwa mara, usemi wa jeni unategemea hali ya mazingira. Fenotype ni sifa zinazoonekana za seli (au kiumbe) katika hatua fulani kwa wakati na matokeo kutoka kwa msaidizi wa jeni zinazotumiwa sasa.
    • 10.E: Biochemistry ya Genome (Mazoezi)

    Thumbnail: Katika maabara, helix mara mbili inaweza kubadilishwa kwa DNA moja-stranded kupitia yatokanayo na joto au kemikali, na kisha kubadilishwa kwa njia ya baridi au kuondolewa kwa denaturants kemikali kuruhusu DNA kuachwa reanneal. (mikopo: mabadiliko ya kazi na Hernández-Lemus E, Nicasio-Collazo LA, Castañeda-Priego R)