Podstawy biologii - Instytut Genetyki i Biotechnologii

Podstawy biologii
Informacja, struktura i metabolizm.
Informacje
Kontakt:
Paweł Golik
Instytut Genetyki i Biotechnologii, Pawińskiego 5A
[email protected]
Informacje, materiały:
http://www.igib.uw.edu.pl/
Lektury
Dla zainteresowanych
Zaliczenie
• Esej na jeden z zaproponowanych tematów
• Wizje ewolucji w literaturze, sztuce, kulturze.
• Np. K. Vonnegut “Galapagos”, W. Golding “Spadkobiercy” itp.
• Czy nauczanie o ewolucji jest zagrożeniem dla
moralności?
• Inny temat łączący tematykę zajęć z
zainteresowaniami autora - interdyscyplinarny
Dlaczego ewolucja?
• Podstawa nauk biologicznych, biomedycznych, itp.
• Piękno teorii
• Konsekwencje dla światopoglądu
• pochodzenie człowieka
• miejsce człowieka w świecie przyrody
• konflikt z religiami
• Kontrowersje
Kreacjoniści są wśród nas
Czym jest życie?
• Struktura
• Metabolizm
• Informacja (replikacja)
Właściwości emergentne
• System jako całość ma
właściwości nie będące
sumą właściwości
elementów
składowych
• Złożoność powstaje z
licznych interakcji
prostszych składowych
Henrietta Lacks 1920-1951
Struktura hierarchiczna i kombinatoryka
• DNA/RNA – 4 typy nukleotydów
• Białka – 20 aminokwasów
Hierarchia w strukturze białek
• W budowie białek
wyróżnić można
“klocki” o
hierarchicznej
strukturze
• Fałdy, motywy, domeny
Kombinatoryka
Różnorodność pochodzi z kombinacji ograniczonej liczby elementów
składowych
Metabolizm
• Organizmy żywe są
układami otwartymi
termodynamicznie
• Dopływ energii z
zewnątrz zapewnia
utrzymanie organizacji
Metabolizm
Złożone szlaki przemiany energii i materii
http://www.expasy.ch
http://biochemical-pathways.com
Podstawowe pojęcia
• Informacja genetyczna
Przekazywana z podziałem komórki informacja umożliwiająca
odtworzenie całej struktury komórkowej.
• Materiał genetyczny
Nośnik fizyczny informacji genetycznej. W komórkach jest nim
DNA.
• Kod genetyczny
Mechanizm przełożenia informacji genetycznej zapisanej w
sekwencjach DNA i RNA na sekwencję aminokwasową białka.
Zasadniczo taki sam u wszystkich organizmów żywych.
Mylenie pojęć
Informacja w biologii
Informacja genetyczna nie jest gotowym opisem, jest przepisem
Podstawowe pojęcia
• Gen
• Podstawowa jednostka dziedziczności
• “Jeden gen, jedna cecha”?
• “Jeden gen, jeden enzym”?
• “Jeden gen, jeden produkt molekularny (białko/RNA)”?
• Allel
• Konkretny wariant danego genu
• Genom
• Całokształt informacji genetycznej organizmu
• Transkryptom, proteom, metabolom interaktom (i
inne “–omy”)
Podstawowe pojęcia genetyki
• Genotyp
• Informacja genetyczna organizmu w postaci
konkretnych alleli wszystkich genów
• Fenotyp
• Zbiór obserwowalnych cech organizmu
• Produkt interakcji genotypu i środowiska
Zasadnicze pytanie genetyki
• Jak genotyp determinuje fenotyp?
Uniwersalność życia
• Podstawowe mechanizmy są takie same u
wszystkich znanych organizmów
• budowa DNA i RNA
• kod genetyczny
• repertuar aminokwasów budujących białka
• podstawy metabolizmu
• budowa błon komórkowych
• Wyjaśnienie – pochodzą od jednego wspólnego
przodka wszystkich żyjących obecnie organizmów
Organizmy modelowe
“Les éléments vitaux étant de nature semblable
dans tous les êtres vivants, ils sont soumis aux
mêmes lois organiques...”
“Podstawowe jednostki życia, mając u wszystkich
żyjących istot podobną naturę, rządzone są tymi
samymi prawami organicznymi...”
Claude BERNARD (1813-1878)