INNHOLD

7A Arvematerialet – cellekjernens hemmeligheter

7B DNA-molekylet – proteinoppskrifter som kan kopiere seg selv

7C Variasjon i arvematerialet – mutasjoner og kjønnet formering

7D Arv – når gener overføres til avkommet

7E Arv og miljø – ikkje enten eller, men både og

 

7A Arvematerialet
- cellekjernens hemmeligheter

Inne i alle cellekjernene ligger arvematerialet med arveanleggene dine. Det er disse som bestemmer om du er gutt eller jente, om du har mørkt eller lyst hår osv. Det kjemiske stoffet arvematerialet består av heter DNA og er en forkortelse for deoksyribonukleinsyre.

 

Kromosom: Et gresk ord som betyr ”farget legeme”. Før en celle skal dele seg er kromosomene synlige i lysmikroskop.

 

I hver cellekjerne har vi 46 kromosomer med hvert sitt DNA-molekyl. Arveanleggene, genene, ligger på rekke og rad på DNA-molekylene. Vi bruker ofte begreper kromosom om et DNA-molekyl.

 

Kromosomer og DNA I cellekjernen ligger arvematerialet som 46 lange DNA-molekyler. Et kromosom er et DNA-molekyl som er nøstet opp på noen spesielle proteiner.

 

Oppbyggingen av DNA-molekylet – ATCG

Når vi skal forklare hvordan disse DNA-molekylene er bygd opp? Vi kan sammenligne DNA-molekylet med en vindeltrapp. Trinnene i trappa kalles nitrogenbaser (inneholder nitrogen og baser). Det er fire ulike nitrogenbaser i DNA: adenin (A), guanin (G), cytosin (C) og tymin (T). Sidene i trappa består av lange kjeder av sukkermolekyler og fosforsyremolekyler. Til hvert sukkermolekyl er det bundet en nitrogenbase.

Nitrogenbasene på den ene siden av vindeltrappa er bundet sammen med nitrogenbasene på den andre kjeden med svake kjemiske bindinger kalt hydrogenbindinger. To nitrogenbaser som er bundet sammen utgjør et trappetrinn i vindeltrappa. Det er ikke tilfeldig hvilke nitrogenbaser som binder seg sammen.

 

Adenin	danner par med	Tymin
Cytosin	danner par med	Guanin

 

 

DNA-molekylet. Denne figuren har egentlig to DNA-molekyler. Den ene er en kopi av den andre. De to kopiene henger sammen i et punkt slik at kromosomet ser ut som en X. En slik form har kromosomet rett før det skal dele seg. De har laget en kopi av seg selv slik at dattercellen skal få en kopi av hvert kromosom.

 

Genene ligger på rekke og rad på de 46 DNA-molekylene i hver eneste celle. Et gen er en oppskrift på stoffer som cellene kan lage. Et av disse celleproduktene er proteiner. Mange av disse proteinene er med på å bygge opp celler, mens andre er enzymer som påskynder og styrer de kjemiske reaksjonene som skjer i cellene. Mennesket har ca. 30 000 gener.

 

DNA-molekylet DNA-molekylet er bygd opp av sukkermolekyler, fosforsyremolekyler og de fire nitrogenbasene adenin, cytosin, gueanin og tymin. Nitrogenbasene danner par: A med T og C med G.

 

DNA-molekylet har gener som bestemmer egenskapene våre
DNA-molekylene inneholder arveanleggene, genene. Genene er oppskrifter på stoffer som cellene kan lage, og som igjen gir oss de egenskapene vi har. Nitrogenbasene i en bestemt, avgrenset del av et DNA-molekyl utgjør et gen.

 

Gen Et gen er en bestemt, avgrenset rekkefølge av nitrogenbaser i et DNA-molekyl. De fleste gener er oppskrifter på proteiner.

 

Kromosomer og gener finnes i par
Vi har fått 23 kromosomer fra mor og 23 fra far.
To og to kromosomer hører sammen i kromosompar. Det ene kromosomet har du fått fra mor, det andre fra far. Fordi kromosomene kommer i par, danner også genene par. De to genene o et genpar har oppskrifter for de samme egenskapene, for eksempel øyenfarge. Antall kromosomer varierer fra art til art.
Husket alt?
1. Hvor i cellene finnes arvematerialet vårt?
Svar: I cellekjernen
2. Hva er et kromosom?
Svar: Et DNA-molekyl som er nøstet opp på noen spesielle proteiner.
3. Hva er et gen?
Svar: en bestemt, avgrenset rekkefølge av nitrogenbaser i et DNA-molekyl.

 

 

7B DNA-molekylet
- proteinoppskrifter som kan kopiere seg selv

DNA-molekylene har to viktige oppgaver i cellene:
1) Genene fungerer som oppskrifter og styrer produksjonen av proteiner i cellene.
2) DNA-molekylene kopierer seg selv før en celle skal dele seg.

 

DNA-molekylet kopierer seg selv – DNA-syntesen

Før hver celledeling kopieres DNA-molekylene slik at dattercellene får nøyaktige kopier av alle DNA-molekylene til mor-cellen.

 

1) Det første som skjer er at et enzym bryter hydrogenbindingene mellom nitrogenbasene i baseparene og åpner DNA-molekylet på langs slik at det blir to lange DNA-deler.

2) Ved hjelp av et annet enzym blir hver DNA-halvdel bygd opp igjen til et helt nytt DNA-molekyl. Byggesteinene ved denne prossessen er et sukkermolekyl som har festet et forsforsyrekmolekyl og en nitrogenbase til seg. Det finnes fire forskjellige byggesteiner, en til hver nitrogenbase. De to nye molekylene kalles også kromosomkopier.

 

 

Kromosomkopier og kromosompar er ikke det samme
Et kromosomprar er to kromosomer med gener for de samme egenskapene. Kromosomkopiene er to identiske molekyler som henger sammen i et punkt og som sammen utgjør et kromosom. Når en celle deler seg, får de to dattercellene hver sin kopi. Navnet kromosom blir brukt både om de to kromosomkopiene som henger sammen, og om de enkelte kromosomkopiene når de har skilt lag.

 

DNA styrer dannelsen av proteiner – proteinsyntesen

 

Proteiner er avgjørende for egenskapene våre
Genene er oppskrifter på proteiner, og det er proteinene som bestemmer hvilke egenskaper du har, proteinene bestemmer også til en viss grad om du har forutsetning til å bli god til å løse likninger eller spille piano.

 

Grunnen til at proteinene er avgjørende for nesten alle egenskapene og funksjonene til en organisme, er for det første at de er med på å bygge opp cellene. I tillegg er mange proteiner enzymer, og det er enzymene som får de kjemiske reaksjonene i kroppen til å skje. Andre proteiner transporterer stoffer, slik som hemoglobinet i blodet. Noen inngår i immunsystemet som antistoffer, andre er hormoner, muskelproteiner eller styrkefiber i hud og sener.

 

DNA har koder for alle proteiner
Proteiner består av en eller flere lange kjeder av aminosyrer. Hver kjede kan inneholde flere hundre aminosyrer, men det er bare 20 forskjellige aminosyrer som bygger opp proteinene. Egenskapene til et protein bestemmes ikke bare av hvilke aminosyrer den inneholder, men også rekkefølgen på disse aminosyrene. Rekkefølgen av aminosyrene bestemmer hvordan proteinmolekylet folder seg opp i en spesiell tredimensjonal struktur. Og det er den formen som bestemmer hvilke egenskaper den har.

 

Forskerne har funnet ut at de fire nitrogenbasene på DNA-molekylene leses i grupper på tre (tripletter). Hvis tyre nitrogenbaser er kode for en aminosyre, får vi 64 mulige kombinasjoner.

 

Proteinsyntesen: Genene i DNA kopieres først til m-RNA, som transporteres ut av cellekjernen og binder seg til ribosomer. Deretter kan aminsyrene settes sammen til proteiner etter oppskrift fra m-RNA. T-RNA binder seg til aminosyrene og frakter dem på riktig plass etter hvert som kodene på m-RNA tråden leses.

 

Proteinsyntesen

Proteiproduksjonen foregår på ribosomene, som er små organeller i cellen. Ribosomene finner vi utenfor kjernen, i cytoplasma. Informasjon om hvordan et protein skal bygges opp, finnes i DNA-molekylene i kjernen. Denne informasjonen må derfor ut i cytoplasmaet før selve proteinproduksjonen kan starte. For lettere å forstå hvordan proteinsyntesen foregår, kan vi dele den inn i fire deler:

 

1) Først lages det en kopi av et gen
Inne i cellekjernen blir den delen av DNA-molekylet som inneholder proteinoppskriften (genet), kopiert.
Kopien er et ”speilbilde” av DNA og kalles m-RNA. RNA likner DNA, men er bygd som en enkelt tråd og har nitrogenbasen uracil i stedet for tymin.

 

2) m-RNA-kopien sendes ut i cytoplasmaet
m-RNA beveger seg gjennom porer i kjernemembranen og legger seg på et ribosom i cytoplasmaet. Tre og tre av nitrogenbasene i m-RNA fungerer nå som en kode på en aminosyre.
På denne måten blir DNA-molekylende værende inne i kjernen, og unngår å bli ødelagt ute i cytoplasmaet.

 

3) Aminosyrer bindes til et transportmolekyl, t-RNA
Det er store mengder aminsyrer i cellen, som blir tilført gjennom maten vi spiser. Disse aminosyrene binder seg til transport-RNA(t-RNA). Det finnes minst en type t-RNA for hver av de 20 aminosyrene.

 

4) t-RNA får aminosyrene på riktig plass
t-RNA-molekylene er speilbilder av m-RNA. På denne måten sørger de for at aminosyrene kobles etter hverandre i den rekkefølgen m-RNA tråden bestemmer. Etter hvert som ribosomet beveger seg bortover m-RNA tråden, vokser kjeden av aminosyrer og det dannes proteiner.

 

I tillegg er det spesielle koder for start og stopp i proteinsyntesen.

 

Proteinproduksjon - Genene i DNA-molekylet inneholder informasjon om hvordan proteiner bygges opp. - Informasjon overføres til et m-RNA-molekyl, som transporteres ut av cellekjernen og binder seg til et ribosom. - Tre og tre nitrogenbaser i m-RNA er en kode for en aminosyre. Aminosyrene bringes inn på riktig plass og i riktig rekkefølge av t-RNA-molekyler etter hvert som m-RNA beveger seg bortover ribosomet.

 

Husket alt?
1. Hvorfor er det så viktig at DNA-molekylene kan kopieres?
Svar: Fordi DNA-molekylene blir ødelagt ute i cytoplasma, men det blir ikke speilbildet, m-RNA.
2. Genene er oppskrifter på proteiner. Forklar kort hvordan en celle kan lage proteiner ut fra disse oppskriftene.
Svar:
1) Det lages en kopi av DNA-avsnittet (genene) som inneholder oppskriften til proteinet. Kopien heter m-RNA.

2) M-RNA går ut igjennom kjerneporene og ut i cytoplasmaet.
3) M-RNA binder seg til ribosomer.
4) Rekkefølgen av basene leses av i tripletter (tre og tre)
5) Transportmolekyler (t-RNA) henter de aminosyrene som passer til hver av kodene.
6) Aminosyrene kobles sammen til et proteinmolekyl, en etter en.
7) Etter at de er ferdig, transporteres de til ulike steder i cellen.