Μοριακή Βιολογία Νουκλεϊνικών Οξέων

Οι Δαρβίνος και Ουάλλας, αμφισβήτησαν ότι ο άνθρωπος υπήρχε ανέκαθεν και διατύπωσαν την άποψη ότι οι διάφορες μορφές ζωής δεν είναι σταθερές, αλλά μεταβάλλονται με την πάροδο του χρόνου. Τα κατά τι διαφορετικά στοιχεία μεταβιβάζονται στους απογόνους (εξέλιξη). Αυτό σημαίνει ότι η ζωή κάποτε δεν υπήρχε και μια επόμενη χρονική περίοδο εμφανίστηκε. Υπάρχουν πολλές υποθέσεις - θεωρίες για την προέλευση της ζωής. Η επικρατέστερη είναι του RNA. Η ποικιλομορφία των έμβιων όντων απορρέει από τη διαφορετική αλληλουχία των νουκλεοτιδίων του γενετικού τους υλικού. Η αλλαγή της αλληλουχίας είναι αποτέλεσμα μεταλλαξιγένεσης και γενετικού ανασυνδυασμού (φαινόμενα που συζητούνται και περιγράφονται κυρίως στο μοριακό επίπεδο). Η τεχνολογία του ανασυνδυασμένου DNA δίνει συμπληρωματικά στοιχεία για την προσέγγιση και καλύτερη κατανόηση αυτού του αντικειμένου στο μοριακό επίπεδο.

Στόχοι Μαθήματος

Μαθησιακοί στόχοι είναι η κατανόηση της θεωρίας της εξέλιξης των ειδών και των σημαντικών υπαρχουσών απόψεων περί προελεύσεως της ζωής, προσεγγίζοντάς την μέσα από την μοριακή της βάση. Έτσι στο τέλος ο φοιτητής θα έχει σχηματίσει μια στέρεα επιστημονική άποψη δια μέσου της μοριακής βιολογίας και βιοχημείας. Επιπλέον αποκτά σύγχρονες και χρήσιμες γνώσεις με ευρύτητα εφαρμογών στην καθημερινή ζωή.

Προαπαιτούμενες Γνώσεις

Χωρίς τυπικά προαπαιτούμενα. Επιθυμητή η γνώση μέρους του μαθήματος «Βιοχημεία ΙΙ» που αναφέρεται στα νουκλεϊνικά οξέα.

Περιεχόμενα

1. Προέλευση της ζωής – Βιοχημική εξέλιξη 1.1. Τα βασικά μόρια της ζωής 1.2. Η εξέλιξη χρειάζεται αναπαραγωγή, ποικιλομορφία και εξελικτική πίεση 1.3. Ο ρόλος των αμινοξέων στην εξέλιξη 1.4. Το RNA ως αποθήκη της γενετικής πληροφορίας 1.5. Το DNA έναντι της μεταβολής της γενετικής πληροφορίας 1.6. Ενεργειακοί μετασχηματισμοί για τη διατήρηση της ζωής 1.7. Μηχανισμοί προσαρμογής κυττάρων σε νέα περιβάλλοντα 2. Μεταλλαξιγένεση 2.1. Βασικές έννοιες 2.2. Αίτια της μεταλλαξιγένεσης 2.3. Κανόνες για την πρόβλεψη επιτυχούς ζευγαρώματος των βάσεων ή και αναλόγων τους σε DNA β-δομής 2.4. Φυσικά μεταλλαξιγόνα 2.5. Χημικά μεταλλαξιγόνα 2.6. Χημικά μεταλλαξιγόνα που χρησιμοποιούνται στο εργαστήριο 2.7. Κατευθυνόμενη μεταλλαξιγένεση 2.8. Είδη μεταλλάξεων 2.9. Επισκευή μεταλλάξεων 2.10. Άσκηση μεταλλαξιγένεσης με υλικό υπόστρωμα το ζυμομύκητα Schizosaccharomyces pombe 2.10.1. ΓΕΝΙΚΟ ΜΕΡΟΣ 2.10.2. ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΟ ΜΕΡΟΣ 3. Γενετικός ανασυνδυασμός 3.1. Νόμοι του Μέντελ 3.2.Γενικά περί γενετικού ανασυνδυασμού 3.3. Το μοντέλο του ομόλογου γενικού γενετικού ανασυνδυασμού 3.4. Ανασυνδυασμός εξειδικευμένης θέσης, αλληλουχίες εισδοχής 4. Τεχνολογία του ανασυνδυασμένου DNA (ή γενετική μηχανική) 4.1. Σύγχρονες τεχνικές της βιοχημείας 4.1.1. Αποτύπωση κατά Southern 4.1.2. Μικροσυστοιχίες DNA 4.1.3. Γονιδιακή εκμηδένιση 4.2. DNA-λιγάσες 4.2.1. Γενικά περί DNA-λιγασών 4.2.2. Η DNA-λιγάση Τ4 4.3. Το ένζυμο αντίστροφη μεταγραφάση 4.4. Περιοριστικά ένζυμα (ή περιοριστικές ενδονουκλεάσες) 4.5. Οι DNA-πολυμεράσες 4.5.1. Εύρεση της αλληλουχίας μορίου DNA (αλληλούχηση) 4.5.2. Αλυσιδωτή αντίδραση πολυμεράσης (PCR) 4.6. Φορείς DNA 4.6.1. Πλασμίδια 4.6.2. Φάγοι 4.6.2.1 Ο φάγος λ 4.6.2.2. Ο φάγος Μ13 4.6.3. Τεχνητά χρωμοσώματα 4.7. Κλωνοποίηση γονιδίων (κλωνοποίηση DNA) 4.8. Εφαρμογές της τεχνολογίας του ανασυνδυασμένου DNA 4.8.1. Εφαρμογές της PCR 4.8.2. Άλλες εφαρμογές της τεχνολογίας του ανασυνδυασμένου DNA 4.8.2.1. Έκφραση cDNA, προερχόμενο τόσο από προκαρυωτικό όσο και από ευκαρυωτικό mRNA, σε βακτηριακά κύτταρα.