szerepe alapvetően eltér a szénhidriítok és a lipl- dck anyagcseréjétől. Am íg az utóbbiak elsősor ban energiaszolgáltatók és a sejtek felépítésében vesznek részt, addig a nukleinsavak és a fehéijék az információtiuolásban és -továbbításban játsza nak elsődleges szerepet, amit specifikus szerke zetük tesz lehetővé.
A (lc/oxírihoiiukk‘íiisaviiak a fehérjeszinté zis közvetett iiányítúsa mellett alapvető feladata a szííporodás és az öröklődés biztosítása. Saját szaporodásainak iiányítása a sejtosztódiís során, a sejt genetikai inform ációjának továbbadása a DNS megkettőződésével, hioszinlézisévei való sul meg.
A sejtben D N S tárolja a genetikai Ínfonn<iciót, és azzal, hogy a róla képződő R N S másolását
(HNS-hiosziniézis) megszabja, felelős a tulajdon- siígok kialakulásának közvetett - az R N S közve títésével történő - irányítilsáéil is.
A ríl> oiuiklcíiisavak a fe h érje s^ n lé zis köz vetlen irányítói és enzimekkel együtt a végrehaj tói. A fehéijeszintézis színhelyére, a riboszóma- RNS-ekből és fehéijékből felépülő riboszómára a D N S inform ációtartalm át a h írvivő R N S , az aminosavakat pedig a szállító R N S juttatja.
A C E N T R Á L IS D O G M A . A G É N É S A Z A L L É L F O G A L M A
A sejtek, az élőlények működése, a tulajdons<igaik a feh érjék térszerkezflével függenek össze. Pél dául: az enzimek aktív centruma a polipeptidlánc elrendeződése miatt köti meg a szubsztrátot. az izom összehúzódása a fehéijék lánckonformá- ciójánitk megváltoziísával jön létre, mint ahogy a sejtek aktív transzportja is ilyen változásnak
köszönhető. A szemünk színét is az oda beépülő fehéijemolekulák alakítji'ik ki.
A fehérjék térszerkezetéi a molekulák ami- nosavsorrendje szabja meg. A z am inosavak sonendjének kialakulását közvetve a D NS ixizis- sorremlje határozza ineg. A z ömkítőanyag négy féle bázisa és a fehéijék 20-féle aminosava között egy közvetítő molekula, az RN S tait kapcsolatot úgy, hogy nukleolidlám w tak sorrendjével meg szabja a fehérjék elsődleges szerkezetét, ezzel a molekula téi'szeilcezetét. vagyis az adott tulaj donságot. (74.1.)
A DN,S infonruk:iótait(űm<i. iizaz biizissonendje a nukleotidok bázispárosodási szabályának érvé nyesülésével keiül ál a képződő RNS-molekulába (transzkripció). Az RNS-moIekulák irányításával, illetve működésével kerül sor a fehéijeszintézisie (transzláció). Ez a centrális dogma.
A ccntiális dogma minden ina ismert élőben érvé nyes. csak egyes. RNS-tartalmú vírusok gazda- sejten belüli folyamatában van ettől eltérés. Az RNS-vírusok képesek RNS-iól DNS*t képez- tctni. amit egy. a sejtbe <i nukieinsavval egyült be kerülő enzim (revciz-transzkriptiíz) képes egyedül állóan kiitaliziílni. Ha a vírusinfonn<»ciót tai
1
<tlm;tzó DNS elkészült, akkor miír a centrális dogma sze rint Zajlik a tulajdonságok meghcititi02uísii. kiala kítása.A sejtek DNS-tiulalmu a genotípus, mely a tu lajdonságok kialakítását egy-egy szakaszának működésén keresztül valósítja meg. Egy fehéije szintézisét biztosító DNS-sz«ikasza^»é^/í. A génnek lehetnek v«iltozataÍ. melyeket alléloknak ne\'czuvk.
A gének szabiilyozott működésével és a kömyezet befolyásoló hatásának eredményeként alakul ki a fenoíípus, az élőlény megjelenő tulajdonságai nak összessége.
74.1. A centrális dogma: a tulajdonság meghat<űoz<ísiínak egyirányú menete uz élőben
ONS mRNS
aIcAHIaA^C Fehérbe Tulaidonság
A Z Ö R Ö K I.Ő IH ) INKOKM ÁCIÓ M K (;JK L K N Í«Í:N K K KÍ^:MIAI AI.AI»JAI
7 5
rt-vcr/
tr.ins/kripti'u
75.1. A HIV-vírus fclcpíic.sc. ► Mil>ől(UI a hitnek?
('c n lr á lís dogm a: az éÍ6 rendszerekben a genetikai információ áramlása egyirányú, a D l^S —> R N S —> fe h é r je tulajiU m ság
folyamatban valósul meg.
(icn o típ tis: a D N S (az örökítóanyag) összes sége.
(ic n : a fehérjét meghatározó DNS-sziikasz (tágabb élleiemben: ha.sznosuló RNvS-t megha- táiozó DNS-szakasz).
A liéi: a gén változata.
Fcn<»lí|)iLs: a me^elenó tulajdonságok összes sége, a genotípus és a környezet együttes hatása alakítja ki.
A gén, mint például az ember Aiíí/-vércsopoiiját meghatározó génje, tulajdonságot szi»b meg. Ez a DNS-szakasz az ember 9-cs kromoszómiíjának rövid kiuján tiilálhaló (lokusz; a gén fizikiii helye a DNS-en). Az egyedck vércsoportja különböző lehet, hiszen vércsoportunk génjének három váltó* zatii. itlléljc is kialakult. Az A-s. a /j-s és a 0-s alléi eltérő jelenléte eredményezi <tz emberek különböző vércsopoitját (A, li. 0), az egyednek <i másiktől elütő fenotípusiít.
A gének és a fehérjék (enzimek) kapcsolatára (í. \V. [bídl] és K. L . Tnluni [tetőm] kísér letei inulattiik rá. Bi<^cmíai vÍz.sgálatokból ismeilék. hogy az anyagcseresorban az aiginin aminosav-szÍn- tézise két elővegyület (A*: omitin; y':citrullin)átala- kulilsávai következik be. Azt is tudtiík, hogy az X
itnyag K-ná. és az K argininné ahtkulásiU más-mi'ts en zim katalizi'dja. A kenyéipenész (Neurospoia cntssa) olyan egyedeit fedezték fel. ainelyek a növeke désükhöz a fentiek közül egyes anyagokat igényel tek a táptalajukból. Közös Jellemzőjük volt. hogy az egyes típusoknak mindig csak egy. de más-más plusz lápitnyag kellett. A kö\'ctkezőket tap<isztaltiik:
A táptalajba a szükséges anyagokat helyezve -f
mást nem X anyagot Y anyagot arglnint
Ép gomba feilödik fejlődik fejlődik fejlődik
A v á tto u t nem tolódik nem 1ejlődi( nem tolódik fejlődik
0 változat nem tolódik nem lejlódik fejlődik fejlődik
C változat n em f^lő dik fejlődik fejlődik fejlődik
Bcadle a kísérlet tapasztalataiból jutott arra a következtetésre, hogy a DNS egy szakasza egy polipeptidlánc képzéséért felelős. Ezt hívjuk ..egy gén. egy enzim'* elméletnek.
gén,, gén,.
i i
enzim2 enzim3
•i* •i' 4'
előiuiyag —> köztitermek köztitennck —> tennék
Mi okozhatiü 4kísérletben lapasztsit eltérést az A. BésCgomba
fejlődésél>en? Melyik vállo?atruk voll hibás az X anyag (ornitin) kialakulásai katalizáló enzimjének génje? Milyen gén hibás az
Avállozalt>an?
Az emberi test lO'”* db sejtjének mindegyikében - az iviusejlek kivételével - ugyanaz a 46 DNS- sz^íl található meg. Minden sejt a teljes szeivezet kiaUtkításiihoz és működtetéséhez szükséges gén állományt tiulalmazza.
Hogyan lehet húlOnbs^
í
snivezei Kél sejije között (pl.a
májsejlepét. az idegsejt ingerúietáivívő anyagot teimel. míg a t^aiánt- csíkolt ízomsejt aktint es míozínl hoz létre)?
-l enzim,
E L L E N Ő R IZ D T U D Á S O D !
1. Lchet-e infonnációtároló egy poüszcicharid-molekula. pl. az amilóz? 2. M i miatt képes infonnációt tárolni a D N S?
3. M ilyen szerepet tölt be a D N S. illetve az RN.S a sejtben? 4. M it fejez ki a centrális dogma?