Magnus Ehingers undervisning

— Allt du behöver för A i Biologi, Kemi, Bioteknik, Gymnasiearbete med mera.

Arvsanlag

Vi får våra arvsanlag från våra föräldrar.

  • Ibland blir man lik mamma, ibland pappa
  • Ibland blir man lik mormor, morfar eller farmor eller farfar

Hur fungerar arvsanlagen? Och hur fungerar det när de förs vidare till barnen?

Proteinernas roll

Nästan allt som sker i en cell styrs av proteiner

  • Springa
  • Tänka
  • Växa

I en människa: Över 100 000 olika sorters proteiner

I en E. coli-bakterie: Över 4 000 olika proteiner

Nästan allt som finns i vår kropp är tillverkat av proteiner

Det är stor skillnad på uppsättningen proteiner i en jordgubbsplanta och i en människa.

  • Inte så konstigt att vi ser annorlunda ut!

Det är inte så stor skillnad på uppsättningen proteiner i en schimpans och i en människa. Varför är vi ändå så olika?

  • Proteinerna ser lite annorlunda ut
  • Proteinerna tillverkas i lite olika mängd

Det är nästan ingen skillnad alls i uppsättningen proteiner eller hur proteinerna ser ut hos två människor. Varför ser vi då så olika ut?

  • Troligast: Proteinerna tillverkas i olika mängd hos olika människor!

Hur fungerar proteiner?

Proteiner består av långa kedjor av aminosyror Proteiner består av långa kedjor av aminosyror Proteiner är långa kedjor av aminosyror.

  1. Det finns 20 st. olika aminosyror i allt levande
  2. Aminosyrorna har olika kemiska egenskaper
  3. De olika egenskaperna gör att proteinet nystar ihop sig på ett speciellt sätt
  4. "Nystanet" har en speciell form
    • Nystanets form bestämmer proteinets egenskaper

      Jämför handens form och fotens: Vi kan göra vissa saker med en hand, som vi inte alls kan göra med en fot – och vice versa.

Sammanfattningsvis:

Aminosyrasekvensen → Proteinets form → Proteinets funktion

Stereoskopisk bild av en snutt DNA bundet till proteinet BamHI. Proteinet (blå/grönt) har en form som göra att DNA-molekylen (grå, röd och blå) passar perfekt i den. (Korsa ögonen, så ser du det i 3D!) Stereoskopisk bild av en snutt DNA bundet till proteinet BamHI. Proteinet (blå/grönt) har en form som göra att DNA-molekylen (grå, röd och blå) passar perfekt i den. (Korsa ögonen, så ser du det i 3D!)

Genernas roll

Vad är en gen?

Proteiner omsätts

  • Proteiner går sönder, behöver ersättas av nya
  • Vissa proteiner kanske inte längre behövs, medan andra behövs istället

För att kunna göra nya proteiner behöver cellen en "receptsamling", där "receptet" på varje enskilt protein finns.

Varje gen är ett "recept" på ett protein.

"Receptsamlingen" finns lagrad i arvsmassan

En schematisk DNA-molekyl En schematisk DNA-molekyl I våra celler består arvsmassan av DNA.

  1. DNA-molekylen byggs upp av nukleotider.
    • Nukleotiden består av en kvävebas kopplad till en sockergrupp. Till sockergruppen är också kopplade tre st. fosfatgrupper.
    • I DNA kan kvävebaserna vara A(denin), T(ymin), C(ytosin) eller G(uanin).
      1. I RNA finns inte Tymin, istället används U(racil)
    • I DNA är sockergruppen deoxiribos.
      1. I RNA är sockergruppen ribos
  2. DNA-molekylens ryggrad består av omväxlande socker- och fosfatgrupper (S eller P).
  3. Ordningsföljden av kvävebaser (A, T, C och G) kallas för kvävebassekvensen eller DNA-sekvensen

Receptsamlingens "ord"

Genen beskriver alltså ett "recept" på ett protein

Proteinet består av en rad aminosyror

Varje aminosyra beskrivs av ett "ord" i "receptet"

  • "Ordet" består av tre nukleotider. Detta kallas en triplett.
  • Vi skriver om det hela på biologiska:

Varje aminosyra beskrivs av en triplett i genen.

  • Vilken triplett som beskriver vilken aminosyra kallas för den genetiska koden.

Sammanfattningsvis:

DNA-sekvensen → Aminosyrasekvensen → Proteinets form → Proteinets funktion

DNA-molekylens struktur

DNA-molekylen består av två strängar

DNA-molekylens strukturDNA-molekylens struktur Varje sträng består av

  • en ryggrad (med omväxlande socker- och fosfatgrupper)
  • kvävebaser, som sitter på sockergrupperna

Man säger att DNA-molekylen är dubbelsträngad.

Kvävebaserna kan paras ihop med varandra

När en Adenin möter en Tymin, så kan dessa bindas till varandra. Likaså kan en Cytosin binda till en Guanin.

Man säger att

  • A basparar med T
  • C basparar med G

DNA-molekylen är en helixDNA-molekylen är en helix Eftersom ett A alltid sitter mitt emot ett T i dubbelsträngat DNA, och ett C alltid mitt emot ett G, kan den ena strängen alltid fungera som beskrivning av den andra.

  • Man säger att DNA-strängarna är komplementära

DNA-molekylen är en helix

Även om kvävebaserna sitter som "stegpinnar" mellan de två ryggraderna, är DNA-molekylen inte platt.

Istället skruvar den sig i en slags spiral. Denna spiral kallas för helix.

  • Jämför "Helikopter" – av gr. helix = skruv och pter = vinge. Helikoptern är alltså "en skruv-vinge"!

Kromosomer är långa DNA-molekyler

Ormtunga (Ophioglossum vulgatum) Ormtunga (Ophioglossum vulgatum) Bakterier har bara en enda kromosom

Människor har 23 par kromosomer i varje cell

  • Varje kromosom kan vara upp till 3-5 cm lång

Människoapor (Schimans, Gorilla, Gibbon) har 24 par kromosomer

Ormtunga (en bräkenväxt) har omkring 600 par kromosomer

"Skräp-DNA"

Troligen är inte mer än 5 % av människans DNA informationsbärande

  • 1,5 % är gener
  • 2,5 % är DNA-sekvenser som styr genernas aktivitet

Resten: "Skräp-DNA"

Funktion? Osäkert!

  1. Buffert?
    • Om DNA-molekylen skadas, så skadas även cellen och i slutändan organismen.
    • Om det finns mycket DNA som inte har någon särskild funktion, är chansen större att skadan sker i en del där det inte spelar någon roll.
  2. Lekplats?
    • Att ha överskotts-DNA gör att man kan ha plats för flera kopior av samma gen.
    • Den ena kopian kan sedan utvecklas till att få en ny funktion (evolution), samtidigt som den gamla kopian behåller sin ursprungliga funktion.
  3. Underlättar för genbyte?
    • När det ska bildas könsceller, kan långa stycken av två kromosomer byta plats med varandra. Detta kallas för överkorsning.
    • Om överkorsningen sker mitt i "skräp-DNA:t" är risken mindre att någon gen skadas.
  4. Andra förslag...?