background image

GENETICS

DR:  BUSHRA  JABBAR

LECTURE   1----- 2 (PART 1)


background image

Genetics

. It is the science of heredity. This includes the study of 

genes, and the inheritance of variation and traits of living 
organisms.

DNA and RNA Structure

DNA contains the sugar deoxyribose, while RNA contains the sugar 
ribose. The only difference between ribose and deoxyribose is that 
ribose has one more -OH group than deoxyribose, which has -H 
attached to the second (2') carbon in the ring.

DNA is a double stranded molecule while RNA is a single stranded 
molecule

-DNA is stable under alkaline conditions while RNA is not stable.


background image

DNA and RNA perform different functions in humans. DNA 
is responsible for storing and transferring genetic 
information while RNA directly codes for amino acids and 
as acts as a messenger between DNA and ribosomes to 
make proteins.

DNA and RNA base pairing is slightly different, since DNA 
uses the bases adenine, thymine, cytosine, and guanine; 
RNA uses adenine, uracil, cytosine, and guanine. Uracil 
differs from thymine in that it lacks a methyl group on its 
ring.


background image

background image

Composition of Bases and Sugars

DNA :deoxyribose sugar
phosphate backbone
adenine, guanine, cytosine, thymine bases

RNA :ribose sugar
phosphate backbone
adenine, guanine, cytosine, uracil bases

Propagation

DNA is self-replicating.

RNA is synthesized from DNA on an as-needed basis.


background image

DNA :

The C-H bonds in DNA make it fairly stable, plus the 
body destroys enzymes that would attack DNA. The 
small grooves in the helix also serve as protection, 
providing minimal space for enzymes to attach.

RNA

:The O-H bond in the ribose of RNA makes the 

molecule more reactive, compared with DNA. RNA is 
not stable under alkaline conditions, plus the large 
grooves in the molecule make it susceptible to enzyme 
attack. RNA is constantly produced, used, degraded, 
and recycled.


background image

DNA REPLICATION

THE IMPORTANT ENZYMES

. 1- DNA Helicase :Also known as helix destabilizing enzyme. Unwinds 
the DNA double helix at the Replication Fork

2- DNA Polymerase :Builds a new duplex DNA strand by adding 
nucleotides in the 5' to 3' direction. Also performs proof-reading and 
error correction..

3- Topoisomerase

: Relaxes the DNA from its super-coiled nature.

4- DNA Gyrase

: Relieves strain of unwinding by DNA helicase; this is a 

specific type of topoisomerase.

5- DNA Ligase

: Re-anneals the semi-conservative strands and joins 

Okazaki Fragments of the lagging strand.

6- Primase

: Provides a starting point of RNA (or DNA) for DNA 

polymerase to begin synthesis of the new DNA strand.


background image

7- Telomerase

Lengthens telomeric DNA by adding repetitive nucleotide 
sequences to the ends of eukaryotic chromosomes .

8- DNA clamp

A protein which prevents elongating DNA polymerases from 
dissociating from the DNA parent strand. parent strand.

9- Single-Strand Binding (SSBP) Proteins

Bind to ssDNA and prevent the DNA double helix from re-
annealing after DNA helicase unwinds it, thus maintaining the 
strand separation, and facilitating the synthesis of the nascent 
strand.


background image

Steps of DNA Replication 

1 - The first major step for the DNA Replication to take place is the breaking of 
hydrogen bonds between bases of the two antiparallel strands. The 
unwounding of the two strands is the starting point. The splitting happens in 
places of the chains which are rich in A-T. That is because there are only two 
bonds between Adenin and Thymine .Helicase is the enzyme that splits the 
two strands. The initiation point where the splitting starts is called origin of 
replication. "Replication Fork".


background image


background image

2- One of the most important steps of DNA Replication is 
the binding of RNA Primase in the the initiation point of 
the 3'-5' parent chain. RNA Primase can attract RNA 
nucleotides which bind to the DNA nucleotides of the 3'-5' 
strand due to the hydrogen bonds between the bases. 
RNA nucleotides are the primers (starters) for the binding 
of DNA nucleotides. 


background image

background image

3- The elongation process is different for the 5'-3' and 3'-5' 
template.

a

: 5'-3' Template: The 3'-5' proceeding daughter strand -that uses a 

5'-3' template-

is called leading strand because DNA Polymerase ä 

can "read" the template and continuously adds nucleotides 
(complementary to the nucleotides of the template, for example 
Adenine opposite to Thymine etc). 

b

:  3'-5'Template: The 3'-5' template cannot be "read" by DNA 

Polymerase ä. The replication of this template is complicated and 
the new strand is called lagging strand. In the lagging strand the 
RNA Primase

adds more RNA Primers. DNA polymerase å reads the 

template and lengthens the bursts. The gap between two RNA 
primers is called "Okazaki Fragments". 

The RNA Primers are necessary for DNA Polymerase å to bind 
Nucleotides to the 3' end of them. The daughter strand is elongated 
with the binding of more DNA nucleotides. 


background image

background image

4: In the lagging strand the DNA Pol I -exonuclease-
reads the fragments and removes the RNA Primers. The 
gaps are closed with the action of DNA Polymerase (adds 
complementary nucleotides to the gaps) and DNA Ligase 
(adds phosphate in the remaining gaps of the phosphate 
- sugar backbone). 


background image

5- The last step of DNA Replication is the 
Termination. This process happens when the DNA 
Polymerase reaches to an end of the strands. We 
can easily understand that in the last section of the 
lagging strand, when the RNA primer is removed, it 
is not possible for the DNA Polymerase to seal the 
gap (because there is no primer). So, the end of the 
parental strand where the last primer binds isn't 
replicated. These ends of linear (chromosomal) DNA 
consists of noncoding DNA that contains repeat 
sequences and are called telomeres. 


background image

background image

6:  The DNA Replication is not completed before a mechanism of 
repair fixes possible errors caused during the replication. Enzymes 
like nucleases remove the wrong nucleotides and the DNA 
Polymerase fills the gaps.


background image



رفعت المحاضرة من قبل: علي الشبري
المشاهدات: لقد قام 7 أعضاء و 115 زائراً بقراءة هذه المحاضرة








تسجيل دخول

أو
عبر الحساب الاعتيادي
الرجاء كتابة البريد الالكتروني بشكل صحيح
الرجاء كتابة كلمة المرور
لست عضواً في موقع محاضراتي؟
اضغط هنا للتسجيل