Molecular Basics of Inheritance (SAQs)
Botany-2 | 10. Molecular Basics Of Inheritance – SAQs:
Welcome to “SAQs” in “Chapter 10: Molecular Basics Of Inheritance”. This page includes the most important FAQs from previous exams. Each answer is provided in simple English, followed by a Telugu explanation, and then presented in the exam format. This method ensures you’re well-prepared to achieve great results in your final exams.
SAQ-1 : Define transformation in Griffith’s experiment. Discuss how it helps in the identification of DNA as genetic material.
For Backbenchers 😎
Frederick Griffith’s transformation experiments in 1928 with Streptococcus pneumoniae, were crucial in identifying DNA as the carrier of genetic information. His discovery of ‘transformation’ significantly advanced our understanding of genetic material.
Transformation is a process where a cell genetically alters by directly uptaking and incorporating genetic material from its surroundings.
Griffith worked with two strains of Streptococcus pneumoniae: ‘S-type’ (smooth, virulent, capsule-forming) and ‘R-type’ (rough, non-virulent, without a capsule).
Mice infected with S-type bacteria died of pneumonia, whereas those with R-type bacteria survived.
Intriguingly, mice injected with a mixture of heat-killed S-type bacteria and live R-type bacteria also died, and live S-type bacteria were recovered from their bodies.
Griffith’s conclusion was that R-type bacteria were ‘transformed’ into virulent S-type bacteria by a ‘transforming principle’ from the heat-killed S-type bacteria.
Although Griffith did not identify this ‘transforming principle’, subsequent experiments by Avery, McLeod, and McCarty used his findings to demonstrate that DNA is responsible for transformation, thus establishing DNA as the genetic material.
Griffith’s discovery of bacterial transformation thus laid the foundation for the recognition of DNA as the molecule of heredity.
మన తెలుగులో
1928లో స్ట్రెప్టోకోకస్ న్యుమోనియాతో ఫ్రెడరిక్ గ్రిఫిత్ చేసిన పరివర్తన ప్రయోగాలు, జన్యు సమాచారం యొక్క క్యారియర్గా DNAను గుర్తించడంలో కీలకమైనవి. అతని ‘పరివర్తన’ ఆవిష్కరణ జన్యు పదార్ధంపై మన అవగాహనను గణనీయంగా అభివృద్ధి చేసింది.
పరివర్తన అనేది ఒక కణం దాని పరిసరాల నుండి జన్యు పదార్థాన్ని నేరుగా తీసుకోవడం మరియు కలుపుకోవడం ద్వారా జన్యుపరంగా మార్పు చెందే ప్రక్రియ.
గ్రిఫిత్ స్ట్రెప్టోకోకస్ న్యుమోనియా యొక్క రెండు జాతులతో పనిచేశాడు: ‘S-రకం’ (మృదువైన, వైరలెంట్, క్యాప్సూల్-ఫార్మింగ్) మరియు ‘R-రకం’ (రఫ్, నాన్-వైరస్, క్యాప్సూల్ లేకుండా).
ఎస్-టైప్ బ్యాక్టీరియా సోకిన ఎలుకలు న్యుమోనియాతో చనిపోయాయి, అయితే ఆర్-టైప్ బ్యాక్టీరియా ఉన్నవి బతికిపోయాయి.
ఆశ్చర్యకరంగా, వేడి-చంపబడిన S-రకం బ్యాక్టీరియా మరియు ప్రత్యక్ష R-రకం బ్యాక్టీరియా మిశ్రమంతో ఇంజెక్ట్ చేయబడిన ఎలుకలు కూడా చనిపోయాయి మరియు ప్రత్యక్ష S-రకం బ్యాక్టీరియా వారి శరీరాల నుండి తిరిగి పొందబడ్డాయి.
గ్రిఫిత్ యొక్క ముగింపు ఏమిటంటే, R-రకం బ్యాక్టీరియా వేడి-చంపబడిన S-రకం బ్యాక్టీరియా నుండి ‘పరివర్తన సూత్రం’ ద్వారా వైరస్ S-రకం బ్యాక్టీరియాగా ‘రూపాంతరం చెందింది’.
గ్రిఫిత్ ఈ ‘పరివర్తన సూత్రాన్ని’ గుర్తించనప్పటికీ, అవేరీ, మెక్లియోడ్ మరియు మెక్కార్టీ చేసిన తదుపరి ప్రయోగాలు DNA పరివర్తనకు కారణమని నిరూపించడానికి అతని పరిశోధనలను ఉపయోగించాయి, తద్వారా DNA జన్యు పదార్ధంగా స్థాపించబడింది.
గ్రిఫిత్ యొక్క బాక్టీరియా పరివర్తన యొక్క ఆవిష్కరణ DNA ను వారసత్వపు అణువుగా గుర్తించడానికి పునాది వేసింది.
Introduction
In 1928, Frederick Griffith conducted a groundbreaking experiment that provided crucial evidence for identifying DNA as the molecule responsible for genetic inheritance. His work with Streptococcus pneumoniae led to the discovery of a process called transformation, which significantly advanced our understanding of genetic material.
Definition of Transformation
Transformation is a process where a cell changes its genetic makeup by taking up and integrating new genetic material from its environment. Imagine a recipe for a special dish—if you add a new ingredient, the recipe changes and creates a new version of the dish. Similarly, when bacteria take in genetic material from their surroundings, they can change their traits.
Details of Griffith’s Experiment
Griffith worked with two different strains of Streptococcus pneumoniae bacteria. The first strain, known as the S-type or smooth strain, had a protective capsule and caused disease (pneumonia) in mice. The second strain, called the R-type or rough strain, lacked the capsule and was harmless.
Griffith made some fascinating observations:
- Mice injected with S-type bacteria developed pneumonia and died, while mice injected with R-type bacteria remained healthy.
- The surprising part came when Griffith mixed heat-killed S-type bacteria (which should have been harmless) with live R-type bacteria and injected this mixture into mice. These mice also developed pneumonia and died, and live S-type bacteria were found in their bodies.
This result was unexpected because the heat-killed S-type bacteria should not have caused disease. Griffith concluded that the R-type bacteria were somehow transformed into the virulent S-type bacteria by a substance from the dead S-type bacteria.
Summary
Griffith’s discovery of transformation was a major step in understanding genetic material. Although he didn’t identify the substance responsible for the transformation, his findings paved the way for future experiments. In the 1940s, scientists like Avery, McLeod, and McCarty further investigated and demonstrated that DNA was the substance responsible for transformation. Their work confirmed that DNA is the genetic material that carries the instructions for traits and inheritance. Griffith’s experiment thus laid the groundwork for recognizing DNA as the key molecule of heredity, shaping our understanding of genetics and molecular biology.
SAQ-2 : How many types of RNA polymerases exist in cells? Write their names and functions.
For Backbenchers 😎
Imagine RNA polymerases as special workers in a factory. Their job is to copy important information from our DNA to make RNA. RNA is like a set of instructions for building things in our cells, especially proteins that our body needs.
Now, we have three types of these workers, and each has its own task.
Worker number one is RNA Polymerase I. It’s like the “rRNA maker.” It mainly makes a type of RNA called ribosomal RNA (rRNA). This rRNA is a crucial part of the protein-making machinery in our cells.
Worker number two is RNA Polymerase II. This one is like the “mRNA maker.” Its job is to make messenger RNA (mRNA). Think of mRNA as a messenger carrying important instructions from our DNA to the place where proteins are built.
Worker number three is RNA Polymerase III. It’s like the “tRNA and helper RNA maker.” This worker makes transfer RNA (tRNA), 5S ribosomal RNA (5SrRNA), and small nuclear RNAs (snRNAs). These molecules play different roles, like helping put together the building blocks for proteins.
So, these workers are like the copy machines in our factory, each making a specific type of copy (RNA) for different jobs. They are essential for building proteins and keeping our cells working properly.
మన తెలుగులో
కర్మాగారంలో ప్రత్యేక కార్మికులుగా RNA పాలిమరేస్లను ఊహించండి. ఆర్ఎన్ఏను తయారు చేయడానికి మన DNA నుండి ముఖ్యమైన సమాచారాన్ని కాపీ చేయడం వారి పని. RNA అనేది మన కణాలలో, ముఖ్యంగా మన శరీరానికి అవసరమైన ప్రోటీన్లను నిర్మించడానికి సూచనల సమితి లాంటిది.
ఇప్పుడు, మనకు మూడు రకాలైన ఈ కార్మికులు ఉన్నారు మరియు ప్రతి దాని స్వంత పని ఉంది.
వర్కర్ నంబర్ వన్ RNA పాలిమరేస్ I. ఇది “rRNA మేకర్” లాంటిది. ఇది ప్రధానంగా రైబోసోమల్ ఆర్ఎన్ఏ (ఆర్ఆర్ఎన్ఎ) అని పిలువబడే ఒక రకమైన ఆర్ఎన్ఎను తయారు చేస్తుంది. ఈ rRNA మన కణాలలో ప్రోటీన్-తయారీ యంత్రాలలో కీలకమైన భాగం.
వర్కర్ నంబర్ టూ RNA పాలిమరేస్ II. ఇది “mRNA మేకర్” లాంటిది. మెసెంజర్ RNA (mRNA)ని తయారు చేయడం దీని పని. ప్రోటీన్లు నిర్మించబడిన ప్రదేశానికి మన DNA నుండి ముఖ్యమైన సూచనలను తీసుకువెళ్ళే దూతగా mRNA గురించి ఆలోచించండి.
వర్కర్ నంబర్ మూడు RNA పాలిమరేస్ III. ఇది “tRNA మరియు సహాయక RNA మేకర్” లాంటిది. ఈ కార్యకర్త బదిలీ RNA (tRNA), 5S రైబోసోమల్ RNA (5SrRNA) మరియు చిన్న అణు RNAలను (snRNAs) చేస్తుంది. ఈ అణువులు ప్రోటీన్ల కోసం బిల్డింగ్ బ్లాక్లను కలిపి ఉంచడం వంటి విభిన్న పాత్రలను పోషిస్తాయి.
కాబట్టి, ఈ కార్మికులు మా ఫ్యాక్టరీలోని కాపీ మెషీన్ల వలె ఉంటారు, ప్రతి ఒక్కరు వేర్వేరు ఉద్యోగాల కోసం నిర్దిష్ట రకం కాపీని (RNA) తయారు చేస్తారు. ప్రోటీన్లను నిర్మించడానికి మరియు మన కణాలను సరిగ్గా పని చేయడానికి అవి అవసరం.
Introduction
In our cells, RNA polymerases are essential enzymes that help convert DNA instructions into RNA. This process, known as transcription, is vital for creating the proteins that perform countless functions in our bodies. In eukaryotic cells, there are three main types of RNA polymerases, each with a specific role in this process.
Types of RNA Polymerases and Their Functions
- RNA Polymerase I: RNA Polymerase I is like a specialized factory worker focused on a specific job. It’s mainly responsible for producing ribosomal RNA (rRNA), which is a crucial component of the ribosome. Think of the ribosome as a protein-making machine in the cell. RNA Polymerase I transcribes the 28S, 18S, and 5.8S rRNAs—important parts of this machine that ensure it runs smoothly and efficiently to make proteins.
- RNA Polymerase II: RNA Polymerase II plays a central role in the transcription of messenger RNA (mRNA), which acts as a messenger carrying genetic instructions from DNA to the ribosomes. This is like preparing a recipe based on the instructions from a cookbook. RNA Polymerase II transcribes the initial form of mRNA, known as heterogeneous nuclear RNA (hnRNA), which is then processed to produce mature mRNA. This mature mRNA is then used as a blueprint to create proteins.
- RNA Polymerase III: RNA Polymerase III has a diverse range of responsibilities. It transcribes transfer RNA (tRNA), 5S ribosomal RNA (5S rRNA), and small nuclear RNAs (snRNAs). Think of tRNA as a delivery truck that brings the right building blocks (amino acids) to the ribosome for protein assembly. 5S rRNA is another piece of the ribosomal machinery, and snRNAs are involved in splicing—a process that edits mRNA before it can be used to make proteins.
Summary
The three types of RNA polymerases—RNA Polymerase I, RNA Polymerase II, and RNA Polymerase III—each have distinct and essential roles in the cell. RNA Polymerase I makes rRNA for ribosomes, RNA Polymerase II produces mRNA for protein instructions, and RNA Polymerase III synthesizes tRNA, 5S rRNA, and snRNAs. Together, these enzymes ensure that genetic information is accurately transcribed and processed, which is crucial for the proper functioning of cells and ultimately for all life.
SAQ-3 : Draw the schematic/diagrammatic presentation of the lac operon.
![Molecular Basics of Inheritance - SAQs 1 DALL·E 2024 01 18 15.24.15 A detailed scientific illustration of the lac operon a concept in molecular biology. The diagram should include the main components the promoter op 1](https://sreenathacademy.com/wp-content/uploads/2024/01/DALL·E-2024-01-18-15.24.15-A-detailed-scientific-illustration-of-the-lac-operon-a-concept-in-molecular-biology.-The-diagram-should-include-the-main-components_-the-promoter-op-1.png)
SAQ-4 : What are the differences between DNA and RNA
For Backbenchers 😎
DNA (Deoxyribonucleic Acid) and RNA (Ribonucleic Acid) are two crucial molecules found in all living organisms, responsible for storing, transmitting, and expressing genetic information. They share some similarities but have important differences.
DNA, the first molecule, has a double-stranded helical structure that provides stability. It remains stable under alkaline conditions and contains a sugar called deoxyribose. DNA is quite long and can consist of millions of nucleotides. In fact, the human genome, which is our complete set of DNA, has over 3 billion nucleotides. One of its most remarkable features is the ability to self-replicate, a process essential for cell division and inheritance. DNA serves as the primary genetic material, carrying the instructions for an organism’s development and functioning. While it doesn’t directly participate in protein synthesis, it provides the blueprint for it. DNA also comes in only one type in organisms, and its base pairing involves adenine (A) pairing with thymine (T) and guanine (G) pairing with cytosine (C).
On the other hand, RNA has a typically single-stranded structure, making it less structurally stable than DNA. It is less stable under alkaline conditions and contains a different sugar called ribose. RNA molecules are usually shorter than DNA, often consisting of a few thousand nucleotides or less. Unlike DNA, RNA cannot self-replicate; it is transcribed from DNA. RNA plays a crucial role in gene expression and protein synthesis, directly participating in these processes. There are three primary types of RNA: mRNA, tRNA, and rRNA, each with its specific role in protein synthesis. RNA’s base pairing involves adenine (A) pairing with uracil (U) and guanine (G) pairing with cytosine (C).
In summary, DNA and RNA are chemically similar but functionally distinct. DNA acts as a permanent genetic store, containing the instructions for an organism’s development and functioning, while RNA dynamically converts this genetic information into proteins, facilitating essential life processes. DNA is stable and self-replicates, while RNA is less stable and transcribed from DNA. RNA’s role is direct in protein synthesis, with multiple types specialized for different tasks. Understanding these differences is fundamental to understanding the core of genetics and biology.
మన తెలుగులో
DNA (డియోక్సిరిబోన్యూక్లిక్ యాసిడ్) మరియు RNA (రిబోన్యూక్లియిక్ యాసిడ్) అనేది అన్ని జీవులలో కనిపించే రెండు కీలకమైన అణువులు, ఇవి జన్యు సమాచారాన్ని నిల్వ చేయడానికి, ప్రసారం చేయడానికి మరియు వ్యక్తీకరించడానికి బాధ్యత వహిస్తాయి. వారు కొన్ని సారూప్యతలను పంచుకుంటారు కానీ ముఖ్యమైన తేడాలు ఉన్నాయి.
DNA, మొదటి అణువు, స్థిరత్వాన్ని అందించే డబుల్ స్ట్రాండెడ్ హెలికల్ నిర్మాణాన్ని కలిగి ఉంది. ఇది ఆల్కలీన్ పరిస్థితులలో స్థిరంగా ఉంటుంది మరియు డియోక్సిరైబోస్ అనే చక్కెరను కలిగి ఉంటుంది. DNA చాలా పొడవుగా ఉంటుంది మరియు మిలియన్ల న్యూక్లియోటైడ్లను కలిగి ఉంటుంది. వాస్తవానికి, మన పూర్తి DNA సెట్ అయిన మానవ జన్యువులో 3 బిలియన్లకు పైగా న్యూక్లియోటైడ్లు ఉన్నాయి. కణ విభజన మరియు వారసత్వానికి అవసరమైన ప్రక్రియ స్వీయ-ప్రతిరూపణ సామర్థ్యం దాని యొక్క అత్యంత విశేషమైన లక్షణాలలో ఒకటి. DNA ప్రాథమిక జన్యు పదార్ధంగా పనిచేస్తుంది, జీవి యొక్క అభివృద్ధి మరియు పనితీరు కోసం సూచనలను కలిగి ఉంటుంది. ఇది నేరుగా ప్రోటీన్ సంశ్లేషణలో పాల్గొనకపోయినా, దాని కోసం బ్లూప్రింట్ను అందిస్తుంది. DNA కూడా జీవులలో ఒక రకంగా మాత్రమే వస్తుంది మరియు దాని బేస్ జతలో అడెనిన్ (A) థైమిన్ (T) మరియు గ్వానైన్ (G) సైటోసిన్ (C)తో జత చేయడం వంటివి ఉంటాయి.
మరోవైపు, RNA సాధారణంగా సింగిల్-స్ట్రాండ్ స్ట్రక్చర్ను కలిగి ఉంటుంది, ఇది DNA కంటే తక్కువ నిర్మాణాత్మకంగా స్థిరంగా ఉంటుంది. ఇది ఆల్కలీన్ పరిస్థితులలో తక్కువ స్థిరంగా ఉంటుంది మరియు రైబోస్ అనే విభిన్న చక్కెరను కలిగి ఉంటుంది. RNA అణువులు సాధారణంగా DNA కంటే తక్కువగా ఉంటాయి, తరచుగా కొన్ని వేల న్యూక్లియోటైడ్లు లేదా అంతకంటే తక్కువగా ఉంటాయి. DNA వలె కాకుండా, RNA స్వీయ-ప్రతిరూపం పొందదు; ఇది DNA నుండి లిప్యంతరీకరించబడింది. జన్యు వ్యక్తీకరణ మరియు ప్రోటీన్ సంశ్లేషణలో RNA కీలక పాత్ర పోషిస్తుంది, ఈ ప్రక్రియలలో నేరుగా పాల్గొంటుంది. RNAలో మూడు ప్రాథమిక రకాలు ఉన్నాయి: mRNA, tRNA మరియు rRNA, ప్రతి ఒక్కటి ప్రోటీన్ సంశ్లేషణలో నిర్దిష్ట పాత్రను కలిగి ఉంటాయి. RNA యొక్క బేస్ జతలో యురేసిల్ (U)తో అడెనిన్ (A) జత చేయడం మరియు సైటోసిన్ (C)తో గ్వానైన్ (G) జత చేయడం ఉంటాయి.
సారాంశంలో, DNA మరియు RNA రసాయనికంగా ఒకేలా ఉంటాయి కానీ క్రియాత్మకంగా విభిన్నంగా ఉంటాయి. DNA శాశ్వత జన్యు నిల్వగా పనిచేస్తుంది, ఇది జీవి యొక్క అభివృద్ధి మరియు పనితీరు కోసం సూచనలను కలిగి ఉంటుంది, అయితే RNA డైనమిక్గా ఈ జన్యు సమాచారాన్ని ప్రోటీన్లుగా మారుస్తుంది, అవసరమైన జీవిత ప్రక్రియలను సులభతరం చేస్తుంది. DNA స్థిరంగా ఉంటుంది మరియు స్వీయ-ప్రతిరూపాలను కలిగి ఉంటుంది, అయితే RNA తక్కువ స్థిరంగా ఉంటుంది మరియు DNA నుండి లిప్యంతరీకరించబడుతుంది. ప్రోటీన్ సంశ్లేషణలో RNA పాత్ర ప్రత్యక్షంగా ఉంటుంది, వివిధ రకాల పనుల కోసం ప్రత్యేకించబడిన బహుళ రకాలు. ఈ తేడాలను అర్థం చేసుకోవడం జన్యుశాస్త్రం మరియు జీవశాస్త్రం యొక్క కోర్ని అర్థం చేసుకోవడానికి ప్రాథమికమైనది.
Introduction
DNA (Deoxyribonucleic Acid) and RNA (Ribonucleic Acid) are like the key players in the genetic orchestra of living organisms. They both handle genetic information, but they do so in different ways. Understanding how they differ helps us grasp how our cells work and how genetic information is passed on.
Comparison of DNA and RNA
DNA
DNA is often compared to a book that holds the comprehensive instructions for life. It’s structured as a double-stranded helix, much like a twisted ladder, which provides it with stability. This structure helps DNA stay intact under various conditions, especially alkaline ones. The sugar component in DNA is deoxyribose, and its strands can be incredibly long, stretching to millions of nucleotides. For instance, the human genome, which is all the DNA in our cells, contains over 3 billion nucleotides!
One of DNA’s key features is its ability to self-replicate. This means that before a cell divides, DNA makes a copy of itself, ensuring that the new cells have the same genetic instructions. DNA serves as the primary genetic material, containing all the instructions needed for the development and functioning of an organism. However, it doesn’t directly make proteins but rather provides the blueprint for RNA to carry out that task. There is only one main type of DNA in organisms. In terms of base pairing, adenine (A) pairs with thymine (T), and guanine (G) pairs with cytosine (C).
RNA
RNA, on the other hand, is like the worker bees that take the genetic instructions from DNA and put them into action. It’s usually single-stranded, which makes it less stable compared to the double-stranded DNA. RNA contains ribose sugar, making it distinct from DNA’s deoxyribose. RNA molecules are generally shorter, often only a few thousand nucleotides long.
Unlike DNA, RNA does not replicate on its own. Instead, it is transcribed from DNA. RNA plays a crucial role in gene expression and protein synthesis. There are several types of RNA, each with a specific job: mRNA (messenger RNA) carries genetic information from DNA to the ribosomes, tRNA (transfer RNA) helps in assembling amino acids into proteins, and rRNA (ribosomal RNA) is a part of the ribosome machinery. For base pairing, adenine (A) pairs with uracil (U) in RNA, rather than thymine, while guanine (G) still pairs with cytosine (C).
Summary
In summary, while both DNA and RNA are essential for genetic functions, they differ significantly in structure and role. DNA acts as the permanent storage of genetic information, providing a stable blueprint for life. RNA, however, is more dynamic, translating that genetic information into proteins and performing various tasks crucial for life’s functions. Understanding these differences helps us appreciate how life operates at the molecular level and how genetic information flows within cells.
SAQ-5 : Write the important features of Genetic code?
For Backbenchers 😎
Imagine DNA like a recipe book for making proteins in our bodies. The genetic code is like the special language that tells our cells how to follow the recipes.
In this code, DNA is read in groups of three letters, called codons. Each codon tells our cells which building block (amino acid) to use for making a protein. It’s like a recipe instruction that says, “Use this ingredient next.”
The cool thing is that each codon has a specific job and never gets mixed up. For example, the codon UUU always means “use phenylalanine.” So, it’s like a super clear recipe book.
But here’s a twist: some codons can do the same job. It’s like having different words for the same thing. For instance, “happy” can also be “joyful” or “cheerful.” Similarly, some codons can mean the same amino acid.
The code doesn’t skip or go back when reading DNA. It starts at the beginning and reads three letters at a time, like reading a story from the first page to the last, no skipping.
What’s amazing is that this genetic code is almost the same in all living things. It’s like using the same recipe book in kitchens all over the world. This shows that all living creatures are somehow connected.
Lastly, there are special codons, like “AUG,” which not only means “start” but also codes for an amino acid called methionine. And there are “stop” codons like “UAA,” “UAG,” and “UGA,” which tell our cells that the recipe is finished.
In short, the genetic code is like a language for cells to read DNA and make proteins. It’s used by nearly all living things and helps us understand how life works. It’s the secret code of life’s recipes!
మన తెలుగులో
మన శరీరంలో ప్రొటీన్ల తయారీకి సంబంధించిన డిఎన్ఎను రెసిపీ పుస్తకంలా ఊహించుకోండి. జన్యు సంకేతం అనేది మన కణాలకు వంటకాలను ఎలా అనుసరించాలో చెప్పే ప్రత్యేక భాష లాంటిది.
ఈ కోడ్లో, DNA కోడన్లు అని పిలువబడే మూడు అక్షరాల సమూహాలలో చదవబడుతుంది. ప్రతి కోడాన్ ప్రోటీన్ తయారీకి ఏ బిల్డింగ్ బ్లాక్ (అమినో యాసిడ్) ఉపయోగించాలో మన కణాలకు చెబుతుంది. ఇది “తర్వాత ఈ పదార్ధాన్ని ఉపయోగించండి” అని చెప్పే రెసిపీ సూచన లాంటిది.
మంచి విషయమేమిటంటే, ప్రతి కోడాన్కు ఒక నిర్దిష్ట పని ఉంటుంది మరియు ఎప్పుడూ కలసిపోదు. ఉదాహరణకు, UUU అనే కోడాన్ ఎల్లప్పుడూ “ఫెనిలాలనైన్ ఉపయోగించండి” అని అర్థం. కాబట్టి, ఇది సూపర్ క్లియర్ రెసిపీ పుస్తకం లాంటిది.
కానీ ఇక్కడ ఒక ట్విస్ట్ ఉంది: కొన్ని కోడన్లు అదే పనిని చేయగలవు. ఒకే విషయానికి భిన్నమైన పదాలు ఉన్నట్లే. ఉదాహరణకు, “సంతోషం” అనేది “సంతోషంగా” లేదా “ఉల్లాసంగా” కూడా ఉంటుంది. అదేవిధంగా, కొన్ని కోడన్లు ఒకే అమైనో ఆమ్లాన్ని సూచిస్తాయి.
DNA చదివేటప్పుడు కోడ్ దాటదు లేదా వెనక్కి వెళ్లదు. ఇది మొదటి పేజీ నుండి చివరి పేజీ వరకు కథను చదవడం, స్కిప్పింగ్ చేయనటువంటి మొదటి నుండి మొదలై ఒకేసారి మూడు అక్షరాలు చదువుతుంది.
ఆశ్చర్యకరమైన విషయమేమిటంటే, ఈ జన్యు సంకేతం అన్ని జీవులలో దాదాపు ఒకే విధంగా ఉంటుంది. ఇది ప్రపంచవ్యాప్తంగా ఉన్న వంటశాలలలో ఒకే రెసిపీ పుస్తకాన్ని ఉపయోగించడం లాంటిది. అన్ని జీవులు ఏదో ఒకవిధంగా అనుసంధానించబడి ఉన్నాయని ఇది చూపిస్తుంది.
చివరగా, “AUG” వంటి ప్రత్యేక కోడన్లు ఉన్నాయి, దీని అర్థం “ప్రారంభం” మాత్రమే కాకుండా మెథియోనిన్ అనే అమైనో ఆమ్లం కోసం సంకేతాలు కూడా ఉన్నాయి. మరియు “UAA,” “UAG,” మరియు “UGA” వంటి “స్టాప్” కోడన్లు ఉన్నాయి, ఇవి రెసిపీ పూర్తయిందని మా సెల్లకు తెలియజేస్తాయి.
సంక్షిప్తంగా, జన్యు సంకేతం DNA ను చదవడానికి మరియు ప్రోటీన్లను తయారు చేయడానికి కణాలకు ఒక భాష లాంటిది. ఇది దాదాపు అన్ని జీవులచే ఉపయోగించబడుతుంది మరియు జీవితం ఎలా పనిచేస్తుందో అర్థం చేసుకోవడంలో మాకు సహాయపడుతుంది. ఇది జీవిత వంటకాల రహస్య కోడ్!
Introduction
The genetic code is like the instruction manual for building proteins, which are essential for nearly every function in a living organism. This code converts the four-letter language of DNA into the 20-letter language of amino acids, which are the building blocks of proteins. What makes this code so fascinating is that it is almost universal, meaning that it works similarly in almost all living organisms, from bacteria to humans.
Key Features of the Genetic Code
- Triplet Code: The genetic code is read in groups of three nucleotides, known as codons. Imagine these codons as words in a sentence where each word stands for a specific amino acid or a signal to start or stop protein synthesis. For example, the codon UUU always translates to the amino acid phenylalanine. This specificity ensures that each codon directs exactly one amino acid, much like a precise recipe where each ingredient has a specific role.
- Specific and Unambiguous: Each codon uniquely codes for a single amino acid, ensuring there is no confusion. This feature of the genetic code makes it highly accurate. For instance, the codon AAA always codes for lysine, guaranteeing that each amino acid is added in the right sequence during protein synthesis.
- Redundancy and Degeneracy: The code is redundant and degenerate, meaning that multiple codons can specify the same amino acid. For example, the amino acid leucine can be coded by six different codons. This redundancy acts as a buffer, reducing the chance of errors during protein synthesis, much like having multiple routes to reach the same destination.
- Non-overlapping: The code is non-overlapping, meaning it is read sequentially from a fixed starting point, three nucleotides at a time, without any overlap. Think of it as reading a book where each word is read one after another, without skipping or combining words.
- Universal: One of the most remarkable aspects of the genetic code is its universality. Nearly every organism, from simple bacteria to complex plants and animals, uses the same genetic code. This universal feature supports the idea that all life shares a common evolutionary ancestor, like different branches of the same family tree.
- Punctuation: The code also includes punctuation with specific start and stop codons. The AUG codon signals the start of protein synthesis and also codes for the amino acid methionine. Stop codons, such as UAA, UAG, and UGA, mark the end of the protein-building process, just like punctuation marks end sentences in a book.
- Continuous: Finally, the genetic code is continuous. There are no spaces or breaks between codons; they are read one after another in a continuous sequence. This uninterrupted reading ensures that proteins are made accurately, similar to how a continuous flow of instructions ensures a project is completed correctly.
Summary
In essence, the genetic code is a fundamental set of instructions that translates the genetic information in DNA into the proteins essential for life. Its features, including being read in triplets, its specificity, redundancy, non-overlapping nature, universality, punctuation, and continuity, make it a precise and adaptable system. This code’s consistency across diverse life forms highlights its critical role in the study of genetics and the functioning of all living organisms.
SAQ-6 : Write briefly on nucleosomes.
For Backbenchers 😎
Imagine that inside the cell nucleus, which is like the control center of a cell, there are tiny structures called nucleosomes. These nucleosomes are like the building blocks of DNA. They are super important because they help organize, copy, and use the DNA’s instructions.
Now, each nucleosome is made up of two main parts: the DNA and a group of eight proteins called histones. Think of the histones as a core or a center, and the DNA as a long string that wraps around this core. It’s like a thread winding around a spool. The histones are special because they have positive charges, kind of like magnets, and the DNA has negative charges. These charges help the DNA to tightly wrap around the histones, making everything stay neatly packed together.
The structure of a nucleosome looks a bit like beads on a string when you see it through a special microscope. This is especially noticeable when the cell is not dividing and the DNA isn’t tightly packed.
Now, here’s the cool part: nucleosomes are like traffic controllers for genes. They decide when a gene’s instructions should be used. Imagine a gene as a recipe, and the nucleosomes as traffic lights. Depending on where the nucleosomes are placed along the DNA, they can either allow the gene to be used (green light) or block it (red light). So, they are really important in deciding when and how genes are used.
In a nutshell, nucleosomes are like the organizers and regulators of DNA in our cells. They help keep everything neat and decide which genes should be active, like turning on and off the switches in your room. Understanding nucleosomes is crucial for knowing how our DNA works and controls our bodies.
మన తెలుగులో
సెల్ యొక్క నియంత్రణ కేంద్రం వంటి సెల్ న్యూక్లియస్ లోపల, న్యూక్లియోజోములు అని పిలువబడే చిన్న నిర్మాణాలు ఉన్నాయని ఊహించండి. ఈ న్యూక్లియోజోమ్లు DNA బిల్డింగ్ బ్లాక్స్ లాంటివి. DNA సూచనలను నిర్వహించడానికి, కాపీ చేయడానికి మరియు ఉపయోగించడానికి అవి చాలా ముఖ్యమైనవి.
ఇప్పుడు, ప్రతి న్యూక్లియోజోమ్ రెండు ప్రధాన భాగాలతో రూపొందించబడింది: DNA మరియు హిస్టోన్స్ అని పిలువబడే ఎనిమిది ప్రోటీన్ల సమూహం. హిస్టోన్లను కోర్ లేదా సెంటర్గా భావించండి మరియు DNA ఈ కోర్ చుట్టూ ఉండే పొడవైన స్ట్రింగ్గా భావించండి. ఇది ఒక స్పూల్ చుట్టూ తిరుగుతున్న దారం లాంటిది. హిస్టోన్లు ప్రత్యేకమైనవి ఎందుకంటే అవి సానుకూల చార్జ్లను కలిగి ఉంటాయి, అయస్కాంతాల మాదిరిగా ఉంటాయి మరియు DNA ప్రతికూల చార్జీలను కలిగి ఉంటాయి. ఈ ఛార్జీలు DNA హిస్టోన్ల చుట్టూ గట్టిగా చుట్టడానికి సహాయపడతాయి, తద్వారా ప్రతిదీ చక్కగా ప్యాక్ చేయబడి ఉంటుంది.
మీరు ప్రత్యేక మైక్రోస్కోప్ ద్వారా చూసినప్పుడు న్యూక్లియోజోమ్ యొక్క నిర్మాణం స్ట్రింగ్పై పూసల వలె కనిపిస్తుంది. సెల్ విభజించబడనప్పుడు మరియు DNA గట్టిగా ప్యాక్ చేయబడనప్పుడు ఇది ప్రత్యేకంగా గమనించవచ్చు.
ఇప్పుడు, ఇక్కడ మంచి భాగం ఉంది: న్యూక్లియోజోమ్లు జన్యువులకు ట్రాఫిక్ కంట్రోలర్ల వంటివి. జన్యువు సూచనలను ఎప్పుడు ఉపయోగించాలో వారు నిర్ణయిస్తారు. ఒక జన్యువును రెసిపీగా మరియు న్యూక్లియోజోమ్లను ట్రాఫిక్ లైట్లుగా ఊహించుకోండి. DNA వెంట న్యూక్లియోజోమ్లు ఎక్కడ ఉంచబడ్డాయనే దానిపై ఆధారపడి, అవి జన్యువును ఉపయోగించడానికి అనుమతించవచ్చు (గ్రీన్ లైట్) లేదా దానిని నిరోధించవచ్చు (ఎరుపు కాంతి). కాబట్టి, జన్యువులను ఎప్పుడు మరియు ఎలా ఉపయోగించాలో నిర్ణయించడంలో అవి చాలా ముఖ్యమైనవి.
క్లుప్తంగా, న్యూక్లియోజోమ్లు మన కణాలలో DNA యొక్క నిర్వాహకులు మరియు నియంత్రకాలు వంటివి. మీ గదిలోని స్విచ్లను ఆన్ మరియు ఆఫ్ చేయడం వంటి ప్రతిదాన్ని చక్కగా ఉంచడంలో మరియు ఏ జన్యువులు సక్రియంగా ఉండాలో నిర్ణయించడంలో అవి సహాయపడతాయి. మన DNA ఎలా పనిచేస్తుందో మరియు మన శరీరాలను ఎలా నియంత్రిస్తుందో తెలుసుకోవడానికి న్యూక్లియోజోమ్లను అర్థం చేసుకోవడం చాలా ముఖ్యం.
Introduction
In the heart of the cell’s nucleus, nucleosomes play a crucial role in organizing and managing DNA. They are like the spools around which our genetic material is wound, making it possible for DNA to fit into the tiny nucleus while still being accessible for important processes like replication and gene expression.
Structure and Composition
A nucleosome is a combination of DNA and proteins. Imagine it as a spool of thread: the DNA wraps around a core made up of histone proteins. This core is known as a histone octamer, consisting of eight histone proteins: two each of H2A, H2B, H3, and H4. The DNA wraps around this core in a manner similar to how a string is wound around a spool, forming a tight, organized structure.
DNA Wrapping
About 146 to 147 base pairs of DNA wrap around the histone core in what’s known as negative superhelical turns. This wrapping occurs in a left-handed coil, which helps in efficiently packing the DNA. Think of it as wrapping a ribbon around a spool; the DNA coils tightly around the histone proteins, compacting it into a manageable form.
Charge Interaction
The histone proteins are positively charged because of certain amino acids like lysine and arginine. This positive charge interacts with the negatively charged phosphate groups of the DNA. This interaction is crucial for holding the DNA tightly around the histone core, much like how static electricity can cause dust particles to stick to a surface.
Structural Significance
Nucleosomes are the basic building blocks of chromatin, which is the complex of DNA and proteins found in the nucleus. By organizing DNA into nucleosomes, the cell can efficiently package long DNA molecules into a compact form. This compacted structure can further fold into higher-order forms and ultimately into chromosomes, which are essential for cell division and genetic stability.
Beads-on-a-String Appearance
Under an electron microscope, nucleosomes have a beads-on-a-string appearance. This term describes how nucleosomes appear like beads strung along a thread of DNA. This structure is most visible during interphase, a phase when DNA is less compact and more accessible for processes like replication and transcription.
Role in Gene Regulation
Nucleosomes are not just structural units; they also play a key role in gene regulation. The way nucleosomes are positioned along the DNA affects how easily the transcription machinery can access the genetic information. This positioning can either promote or inhibit gene expression, similar to how a book’s accessibility is affected by how tightly it is packed on a shelf.
Summary
Nucleosomes are essential for DNA packaging and regulation. They help compact the DNA into the nucleus while also influencing gene activity. Their structure allows DNA to be organized in a way that supports crucial cellular processes like replication and transcription, making them fundamental to the cell’s ability to manage genetic information effectively.