Podstawy biologii

(1)

Podstawy biologii

Informacja, struktura i metabolizm.

(2)

Informacje

Kontakt:

Paweł Golik

Instytut Genetyki i Biotechnologii, Pawińskiego 5A pgolik@igib.uw.edu.pl

Informacje, materiały:

http://www.igib.uw.edu.pl/

(3)

Lektury

(4)

Dla zainteresowanych

(5)

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

(6)

Dlaczego ewolucja?

•

Podstawa nauk biologicznych, biomedycznych, itp.

•

Piękno teorii

•

Konsekwencje dla światopoglądu

•

pochodzenie człowieka

•

miejsce człowieka w świecie przyrody

•

konflikt z religiami

•

Kontrowersje

(7)

Kreacjoniści są wśród nas

(8)

Czym jest życie?

•

^Struktura

•

Metabolizm

•

Informacja (replikacja)

(9)

Właściwości emergentne

•

System jako całość ma właściwości nie będące sumą właściwości

elementów składowych

•

Złożoność powstaje z licznych interakcji

prostszych składowych

Henrietta Lacks 1920-1951

(10)

Struktura hierarchiczna i kombinatoryka

•

DNA/RNA – 4 typy nukleotydów

•

Białka – 20 aminokwasów

(11)

Hierarchia w strukturze białek

•

W budowie białek wyróżnić można

“klocki” o

hierarchicznej strukturze

•

Fałdy, motywy, domeny

(12)

Kombinatoryka

Różnorodność pochodzi z kombinacji ograniczonej liczby elementów składowych

(13)

Metabolizm

•

Organizmy żywe są układami otwartymi termodynamicznie

•

Dopływ energii z zewnątrz zapewnia

utrzymanie organizacji

(14)

Metabolizm

http://www.expasy.ch

Złożone szlaki przemiany energii i materii

http://biochemical-pathways.com

(15)

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.

(16)

Mylenie pojęć

(17)

Informacja w biologii

Informacja genetyczna nie jest gotowym opisem, jest przepisem

(18)

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”)

(19)

Podstawowe pojęcia genetyki

•

^Genotyp

•

Informacja genetyczna organizmu w postaci konkretnych alleli wszystkich genów

•

^Fenotyp

•

Zbiór obserwowalnych cech organizmu

•

Produkt interakcji genotypu i środowiska

(20)

Zasadnicze pytanie genetyki

•

Jak genotyp determinuje fenotyp?

(21)

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

(22)

“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)

Organizmy modelowe