المرجع الالكتروني للمعلوماتية
المرجع الألكتروني للمعلوماتية

علم الاحياء
عدد المواضيع في هذا القسم 10456 موضوعاً
النبات
الحيوان
الأحياء المجهرية
علم الأمراض
التقانة الإحيائية
التقنية الحياتية النانوية
علم الأجنة
الأحياء الجزيئي
علم وظائف الأعضاء
المضادات الحيوية

Untitled Document
أبحث عن شيء أخر
برامج تربية سلالات دجاج انتاج البيض
2024-05-06
بين ابن ختمة وابن جزي
2024-05-06
بين أبي زيد ابن العافية و ابن العطار القرطبي
2024-05-06
برنامج الاضاءة في بيوت دجاج البيض المفتوحة
2024-05-06
التقدير الضريبي الجزافي
2024-05-06
ثلاثة أدباء لنزهة من مرسية
2024-05-06

الأفعال التي تنصب مفعولين
23-12-2014
صيغ المبالغة
18-02-2015
الجملة الإنشائية وأقسامها
26-03-2015
اولاد الامام الحسين (عليه السلام)
3-04-2015
معاني صيغ الزيادة
17-02-2015
انواع التمور في العراق
27-5-2016

Genetic Information Can Be Provided by DNA or RNA  
  
1794   11:49 صباحاً   date: 25-2-2021
Author : JOCELYN E. KREBS, ELLIOTT S. GOLDSTEIN and STEPHEN T. KILPATRICK
Book or Source : LEWIN’S GENES XII
Page and Part :


Read More
Date: 5-5-2016 2604
Date: 31-12-2015 2008
Date: 28-12-2015 1844

Genetic Information Can Be Provided by DNA or RNA


KEY CONCEPTS
-Cellular genes are DNA, but viruses can have genomes of RNA.
-DNA is converted into RNA by transcription, and RNA can be converted into DNA by reverse transcription.
-The translation of RNA into polypeptide is unidirectional.


The central dogma describing the expression of genetic information from DNA to RNA to polypeptide is the dominant paradigm of molecular biology. Structural genes exist as sequences of nucleic acid but function by being expressed in the form of polypeptides. Replication makes possible the inheritance of genetic information, whereas transcription and translation are responsible for its expression to another form.
FIGURE 1. illustrates the roles of replication, transcription, and translation in the context of the so-called central dogma:


FIGURE 1. The central dogma states that information in nucleic acid can be perpetuated or transferred, but the transfer of information into a polypeptide is irreversible.


Transcription of DNA by a DNA-dependent RNA polymerase generates RNA molecules. mRNAs are translated to polypeptides. Other types of RNA, such as rRNAs and tRNAs, are functional themselves and are not translated.
A genetic system might involve either DNA or RNA as the genetic material. Cells use only DNA. Some viruses use RNA, and replication of viral RNA by an RNA-dependent RNA polymerase occurs in cells infected by these viruses.
The expression of cellular genetic information is usually unidirectional. Transcription of DNA generates RNA molecules; the exception is the reverse transcription of retroviral RNA to DNA that occurs when retroviruses infect cells (discussed shortly). Generally, polypeptides cannot be retrieved for use as genetic information; translation of RNA into polypeptide is always irreversible.
These mechanisms are equally effective for the cellular genetic information of prokaryotes or eukaryotes and for the information carried by viruses. The genomes of all living organisms consist of duplex DNA. Viruses have genomes that consist of DNA or RNA, and there are examples of each type that are double-stranded (dsDNA or dsRNA) or single-stranded (ssDNA or ssRNA). Details of the mechanism used to replicate the nucleic acid vary among viruses, but the principle of replication via synthesis of complementary strands remains the same, as illustrated in FIGURE 2.


FIGURE 2. Double-stranded and single-stranded nucleic acids both replicate by synthesis of complementary strands governed by the rules of base pairing.


Cellular genomes reproduce DNA by the mechanism of semiconservative replication. Double-stranded viral genomes, whether DNA or RNA, also replicate by using the individual strands of the duplex as templates to synthesize complementary strands.
Viruses with single-stranded genomes use the single strand as a template to synthesize a complementary strand; this complementary strand in turn is used to synthesize its complement (which is, of course, identical to the original strand). Replication might involve the formation of stable double-stranded intermediates or use double-stranded nucleic acid only as a transient stage.
The restriction of a unidirectional transfer of information from DNA to RNA in cells is not absolute. The restriction is violated by the retroviruses, which have genomes consisting of a single-stranded RNA molecule. During the retroviral cycle of infection, the RNA is converted into a single-stranded DNA by the process of reverse transcription, which is accomplished by the enzyme reverse transcriptase, an RNA-dependent DNA polymerase. The resulting ssDNA is in turn converted into a dsDNA. This duplex DNA becomes part of the genome of the host cell and is inherited like any other gene. Thus, reverse transcription allows a sequence of RNA to be retrieved and used as DNA in a cell.
The existence of RNA replication and reverse transcription establishes the general principle that information in the form of either type of nucleic acid sequence can be converted into the other type. In the usual course of events, however, the cell relies on the processes of DNA replication (to copy DNA from DNA), transcription (to copy RNA from DNA), and translation (to use mRNA to direct the synthesis of a polypeptide). On rare occasions though (possibly mediated by an RNA virus), information from a cellular RNA is converted into DNA and inserted into the genome.

Although retroviral reverse transcription is not necessary for the regular operations of the cell, it becomes a mechanism of potential importance when we consider the evolution of the genome. The same principles for the perpetuation of genetic information apply to the massive genomes of plants or amphibians as well as the tiny genomes of mycoplasma and the even smaller genomes of DNA or RNA viruses. TABLE 1.1 presents some examples that illustrate the range of genome types and sizes. The reasons for such variation in genome size and gene number are explored in the chapters titled The Content of the Genome and Genome Sequences and Evolution.

TABLE 1.1 The amount of nucleic acid in the genome varies greatly.

Among the various living organisms, with genomes varying in size over a 100,000-fold range, a common principle prevails: The DNA encodes all of the proteins that the cell(s) of the organism must synthesize and the proteins in turn (directly or indirectly) provide the functions needed for survival. A similar principle describes the function of the genetic information of viruses, whether DNA or RNA: The nucleic acid encodes the protein(s) needed to package the genome and for any other functions in addition to those provided by the host cell that are needed to reproduce the virus. (The smallest virus—the satellite tobacco necrosis virus [STNV]—cannot replicate independently. It requires the presence of a “helper” virus—the tobacco necrosis virus [TNV], which is itself a normally infectious virus.)

 




علم الأحياء المجهرية هو العلم الذي يختص بدراسة الأحياء الدقيقة من حيث الحجم والتي لا يمكن مشاهدتها بالعين المجرَّدة. اذ يتعامل مع الأشكال المجهرية من حيث طرق تكاثرها، ووظائف أجزائها ومكوناتها المختلفة، دورها في الطبيعة، والعلاقة المفيدة أو الضارة مع الكائنات الحية - ومنها الإنسان بشكل خاص - كما يدرس استعمالات هذه الكائنات في الصناعة والعلم. وتنقسم هذه الكائنات الدقيقة إلى: بكتيريا وفيروسات وفطريات وطفيليات.



يقوم علم الأحياء الجزيئي بدراسة الأحياء على المستوى الجزيئي، لذلك فهو يتداخل مع كلا من علم الأحياء والكيمياء وبشكل خاص مع علم الكيمياء الحيوية وعلم الوراثة في عدة مناطق وتخصصات. يهتم علم الاحياء الجزيئي بدراسة مختلف العلاقات المتبادلة بين كافة الأنظمة الخلوية وبخاصة العلاقات بين الدنا (DNA) والرنا (RNA) وعملية تصنيع البروتينات إضافة إلى آليات تنظيم هذه العملية وكافة العمليات الحيوية.



علم الوراثة هو أحد فروع علوم الحياة الحديثة الذي يبحث في أسباب التشابه والاختلاف في صفات الأجيال المتعاقبة من الأفراد التي ترتبط فيما بينها بصلة عضوية معينة كما يبحث فيما يؤدي اليه تلك الأسباب من نتائج مع إعطاء تفسير للمسببات ونتائجها. وعلى هذا الأساس فإن دراسة هذا العلم تتطلب الماماً واسعاً وقاعدة راسخة عميقة في شتى مجالات علوم الحياة كعلم الخلية وعلم الهيأة وعلم الأجنة وعلم البيئة والتصنيف والزراعة والطب وعلم البكتريا.




قسم التربية والتعليم ينظّم جلسةً حوارية لملاكه حول تأهيل المعلّمِين الجدد
جامعة العميد تحدّد أهداف إقامة حفل التخرّج لطلبتها
جامعة العميد تحتفي بتخرّج الدفعة الثانية من طلبة كلّية الطبّ
قسم الشؤون الفكريّة يشارك في المؤتمر العلمي الدولي الخامس في النجف الأشرف