1

Catedra Biologie moleculară şi Genetică umană

biologiemoleculara.usmf.mdacces: bmgu

2

Cursul Biologie molecularăSemestrul I

Prelegeri – 34 ore

Lucrări practice – 51 ore trei totalizări

teste – evaluări curente pe compartimente

Portofoliu / Proiect

Nota medie – componentă a notei finale de la examen Examen (NF = 50% MA + 30% PP + 20% T)

Admiterea studenţilor cu totalizări susţinute

fără absenţe Consultaţii curente - tematice

Recuperarea restantelor

Materiale didactice

Materialele prelegerilor

Conspect

Prezentari

Caiet LP completat personal

Cursul de BM

Internet (p.158)

3

2

4

Tema proiectului

(1) Gena / proteina ?

Caracteristica genei

locus

structura (particularitati, P, E, I….)

functii (niv mol > cel > org)

expresie (particularitati ?? Splicing)

reglarea expresiei (?TAFs)

Proteina

structura / domenii

localizare in celula

locul sintezei

locul/particularitati maturizare

functii

interactiuni

Rol medical

Bibliografie

01.09.2014

Tema proiecturlui

(2) Proces molecular

Definitie / rol biologic

Etape – caracterizate

Responsabili la fiecare etapa

Principii de realizare

Reglare procesului

Rol medical

Bibliografie

6

BIOLOGIA

Biologia

moleculară

Anatomia

CitologiaHistologia

Genetica

Biochimia

ImunologiaEcologia

Patologia

Fiziologia

3

7

CUM???

8

GENA (secventa specifica de ADN)

Secventa specifica de aminoacizi in proteina

Structura proteinei

Localizarea proteinei

Functia proteinei

(structurala sau catalitica sau …..)

Transcriptia pe ARN

Translatia ARN pe ribosomi

Maturizarea proteinei

Proteine solubile – in citosol

Alte Proteine – in membrane

Specializare celulara > tesuturi …..

Celule limfatice – 374

Celule endoteliale – 1031

Glande salivare – 17

Glanda tiroidă – 584

Glande paratiroide – 46

Muşchi netezi – 127

Glande mamare – 696

Pancreas – 1094

Splina – 1094

Suprarenale – 658

Vezica biliară – 788

Intestinul subţire – 297

Placenta – 1290

Muşchi striaţi – 735

Prostata – 1283

Leucocite – 2164

Creier – 3195 gene

Ochi – 547 gene

Oase – 904 gene

Ţesut adipos – 581 gene

Timus – 261 gene

Esofag – 76 gene

Plămâni – 1887 gene

Inima – 1195 gene

Ficatul – 2091 gene

Eritrocite – 8 gene

Trombocite – 22 gene

Intestinul gros – 874 gene

Rinichi – 712 gene

Testicul – 370 gene

Ovar – 504 gene

Uter – 1859 gene

Embrion – 1989 gene

Piele – 620 Tunica sinovială – 813 gene

Gene implicate în dezvoltarea şi

funcţionarea organelor şi

ţesuturilor la om

4

10

Importanţa BM în medicină

Asigură înţelegerea organizării şi funcţionării tuturor organismelor

Stă la baza altor ştiinţe bio-medicale

Genetica

Biochimia

Fiziologia

Fiziopatologia

Farmacologia Asigură înţelegerea mecanismelor de apariţie a maladiilor

Stă la baza metodelor contemporane de diagnostic

Stă la baza elaborării medicamentelor de generaţie nouă

Unităţi de măsură în BM De lungime

1 μm = 10-6 m

1 nm = 10-9m

1 Å = 10-10 m

De greutate 1 Da = 1,66.. X10-24g (1uc)

kDa

Dimensiuni Acizi Nucleici 1 pb = 1pn

1 Kb = 1000 pn

1 Mb = 1 000 000 pn

Coeficient de sedimentare la centrifugare S

12

Unitatea structurală, funcţională a organismului uman - celula

5

13

:

STRUCTURAPROPRIETĂŢILE

FUNCŢIILE celulei

bazate peun substrat molecular

ADN – conţine informaţiaARN – asigură sinteza proteinelorProteinele – asigură vitalitatea

14

Sistem deschis cu schimb permanent cu mediul de: substanţe;

energie;

informaţie.

Sistem caracterizat prin: autoreproducere

autoreglare

autoreînnoire

Sistem ce are un program: codificat în moleculele ADN

realizat prin sinteza ARN şi proteine

Unitatea structurală, funcţională a organismului uman - celula

15

CELULA

Compoziţia chimică

Structura generală

Diversitatea

Proprietăţi

Funcţii

Integralitate

6

16

Compoziţie chimică

17

Setul de componente necesare:Organizarea generală a celulei

Membrana citoplasmatică

Citoplasma cuorganite

Nucleul

Aparatul

metabolic

Sinteză SO

Scindare SO

Detoxifiere

Energetic

Semnalizare

Aparatul

genetic Material genetic

Aparat de

replicare

Aparat de

reparare

Aparat de

transcripţie

Aparatul

superficial

Barieră

Transport

Recepţie

Contacte cel.

Apărare

18

Organizarea generală a celulei

7

19

Diversitatea celulelororganismului uman

•Organismul uman –~200 tipuri celule

•Celulele conţin material genetic identic

•Celulele au structură asemănătoare, dar formă

diferită

•Celulele au proprietăţi şi funcţii diferite, determinate

de expresia diferenţiată a informaţiei genetice

20

Relaţiile macromoleculelor în celulă

ADN ARN Proteine

Hidraţi de carbon

Lipide

Transcripţie Translaţie

Cataliză - sinteză

ARNm ARNr ARNt

Transcripţie

Processing

1 2 3

8

ADN(46 mol., 30000 perechi gene)

22

ARN(m,t,r – Nr.depinde de necesitatile celulei)

proteine(tipul si Nr. depinde de necesitatile celulei)

23

Funcţiile principale ale macromoleculelor

ADN ?

ARN ?

Proteine ?

Hidraţii de carbon (glucide) ?

Lipide ?

Complexe supramoleculare

ADN + proteine = DNP (dezoxiribonucleoproteide)

ex.: cromosomii

ARN + proteine = RNP (ribonucleoproteide)

ex.: ribosomii

Lipide + proteine = lipoproteide

ex.: membrana plasmatică

Glucide + proteine = glicoproteide

ex.: acidul glucuronic

9

Localizarea macromoleculelor în celulele umane

ADN

Localizat ….

Sintetizat ….

ARN

Localizat …..

Sintetizat ……

Proteine

Localizate …..

Sintetizate ……

Lipide

Localizate …..

Sintetizate …..

Glucide

Localizate …..

Sintetizate …..

26

Structura macromoleculelor

Structura primară lanţ de mai mulţi monomeri

uniţi prin legături covalente

Structura secundară Plicaturarea lanţului polimeric

legături de hidrogen

Structura terţiară Configuraţia tridimensională funcţională

legături de hidrogen, ionice, electrostatice

Structura cuaternară, supramoleculară Combinaţia mai multor polimeri

legături de hidrogen, ionice, electrostatice

27

Monomer Dimer Trimer

Tetramer Pentamer

Polimer

10

dN

N

a.a.

dN dNdN

dN dNdN

dN

N NN

NN N

N

a.a. a.a.a.a. a.a. a.a.

a.a. a.a.

dezoxiribonucleotid

ribonucleotid

aminoacid

MONOMER POLIMER

Catenă ADN

Catenă ARN

Catenă polipeptid =

proteină

Structura macromoleculelor Monomeri

ADN: 4 tipuri de

dezoxiribonucleotide

(dNTP→dNMP)

dATP sau dAMP

dGTP sau dGMP

dCTP sau dCMP

dTTP sau dTMP

MonomeriARN : 4 tipuri de

ribonucleotide (NTP→NMP)

ATP sau AMP

GTP sau GMP

CTP sau CMP

UTP sau UMP

Monomeri ai proteinelor 20 tipuri de

aminoacizi

Ala

Val

Ser.

His

Pro

....

11

Structura macromoleculelor Structura primară ADN

Catena polinucleotidică nucleotidele polimerizează prin legături covalente fosfodiesterice;

ordinea nucleotidelor este aleatorie = codul genetic;

5' AGTGCATACGTACGGACATT ... 3‘

Structura primară ARN Catena polinucleotidică

nucleotidele polimerizează prin legături covalente fosfodiesterice;

ordinea nucleotidelor este copia ADNului;

5' AGUGCAUACGUACGGACAUU ... 3‘

Structura primară a proteinelor

Lanţ polipeptidic Aminoacizii polimerizează prin legături covalente peptidice

Ordinea aminoacizilor este determinată de ordinea codonilor în ARNm (copia unei secvenţe din ADN)

....Ser-Ala-Tyr-Val-Arg-Thr...

Structura macromoleculelor Structura secundară ADN

Două catene unite prin punţi de H: Complementare – AT şi G C;

Antiparalele;

Dubluspiralate;

Structura secundară ARN Plierea catenei poliribonucleotidice:

bucle prin unirea (punţi de H) complementară a b.a. (AU şi G C)

Fiecare buclă = situs funcţional:

Conformaţia buclelor, numărul lor este specifică fiecărui ARN în parte.

Structura secundară a proteinelor Plierea catenei polipeptidice (punţi de H)

-spirale

-structuri

5' A T G C A T A C G T A C G A T 3‘

3‘ T A C G T A T G C A T G C T A 5'

12

Structura macromoleculelor Structura terţiară a ADN

ADN+proteine histone+proteine non-histone

Cromatina

cromozomul

Structura terţiară a ARN

ARN+proteine

ARNr+proteine ribozomale ???

ARNt+proteine

ARNm+proteine

Structura terţiară a proteinelor

Plierea -spiralelor şi -structurilor prin punţi biS

Forma globulară

13

Structura macromoleculelor Structura cuaternară a proteinelor

Combinarea funcţională a mai multor polipeptide

Ex:

2 -globine + 2 -globine = Hb

2 -peptide + 2 -peptide = receptor insulinic

2 catene L (light) + 2 catene H (heavy) = Ig (Ac)

(-tubulia + -tubulina)n = microtubuli

…..