Exam 2 Notes.docx

13 Pages
Unlock Document

University of Missouri - Columbia
Biological Sciences
BIO_SC 1500

Exam 2 2/14 The Molecules of Heredity: DNA & RNA 1. DNA/RNA are linear polymers of nucleotides a. Nucleotide has a nitrogenous base, a 5­carbon sugar, & a phosphate group  b. DNA uses nucleobases Adenine, Thymine, Cytosine, and Guanine c. RNA uses the same except Uracil instead of Thymine d. & a ribose sugar instead of deoxyribose  2. DNA forms long double­stranded mols a. Each strand runs in opposite direction=antiparallel 3. RNA forms shorter single­stranded mols 4. The sugar & phosphate groups form the strands 5. The bases form the crosslinks  6. C, U, T are pyrimidines, A, G are purines  7. 2 ring bases pair with 1 ring bases 8. In DNA, A pairs with T; C pairs with G a. Pair because they form hydrogen bond 9. In the RNA copy, U pairs with A; C with G 10. Chromosomes are composed of 40% DNA & 60% histones (a family of proteins) 11. DNA runs length of chromosome unbroken a. Is highly coiled & supercoiled to fit in nucleus  b. Histones cause part of DNA coiling by forming ball­like structures called  nucleosomes  12. Gene is unit of DNA that tells how to build m, r, or tRNA or regulate transcription a. For protein synthesis, each sequence of 3 nucleotides codes for 1 amino acid  (AA) 1. Some tell when to start or stop reading instructions  2. Proteins are polymers of AAs built 1 AA at a time DNA Duplication Occurs in S phase 1. The 2 DNA strands are complementary mirror images 2. They are unzipped & new complementary strand of each original strand is  constructed  a. The 2 new double­stranded DNAs have 1 old & 1 new strand  (semiconservative replication) 3. Helicase uses ATP to untwist DNA & separate double­strands a.  Forming a replication fork & bubble in DNA 4. DNA polymerase makes new strands  a. Uses each single strand as a template to make a mirror image complementary  strand b. By adding the correct nucleotides to a new strand c. A T C G G C C T T A G C C G G A d. DNA polymerase proofreads work as it progresses 1. Corrects mistakes by comparing template with new strand (mismatch  repair) 5. DNA polymerase synthesizes new strand from 5’  ▯3’ a. DNA poly synthesizes leading strand continuously toward fork b. DNA poly synthesizes lagging strand in opposite direction away from fork 1. Then has to move back to fork 2. Called discontinuous replication 6. DNA is duplicated at 100s­1000s of replication forks 2/17 Telomeres 1. Telomeres are stretches of non­coding DNA at the ends of eukaryotic  chromosomes a. Sequence is the same in all vertebrates: repetitions of TTAGGG 2. Telomeres are molecular clocks that encode potential lifespan a. In humans, ~16 blocks of TTAGGG are lost each time a cell divides 1. Because DNA polymerase cannot copy the last several hundred bases at  the end of chromosome b. When length of telomeres gets short, mitosis slows them down 1. Cell goes into senescence  Evidence that Telomeres are involved in Aging 1. Immortal cells have telomerase which adds TTAGGGs during each S phase &  telomeres never shorten a. Includes stem cells and cancer cells 2. Progeria a. Kids age at an extremely accelerated rate b. Most die at about 13 years of age from old age diseases ­­ heart & cancer c. At birth have telomeres of 80 year olds Gene Expression (Transcription) 1. Transcription is production of mRNA copies of a gene a. Begins when RNA polymerase binds to promoter sequence on DNA 1. RNA polymerase separates DNA strands 2. TATA box (actually TATAAA) is a common sight of promoter location in  Euks a. Located at leading edge of gene        b. Only a template strand is transcribed  1. RNA polymerase moves along it reading each DNA  nucleotide & forming a complementary mRNA chain a. Except uses U instead of T b. DNA is read from 3’  ▯5’ and RNA is created from   5’  ▯ 3’ 2. At end of gene is a stop sequence causing RNA polymerase to  detach RNA Processing – Cap & Tail 1. A methylated guanine group is added to the 5’ end of mRNA (=5’ cap) a. Inhibits degeneration, promotes translation, & is necessary for export of mRNA 2. At the end of transcription many adenines are added to 3’ end of mRNA  (=poly(A) tail) a. Also important for nuclear export, translation & stability of mRNA 1. Poly (A) tail gradually gets shorter in the cytoplasm  a. mRNAs with shorter tails are translated less & broken down sooner 2/21 RNA Processing – Introns & Exons 1. Bacterial genes contain only coding sequences of DNA 2. Euk genes contain coding & non­coding sequences  3. Non­coding DNA sequences = introns  4. Coding sequences = exons 5. Introns are scattered among coding parts of gene 6. Before 1° mRNA transcript leaves nucleus, introns are cut out a. Exons are spliced together to make the final mRNA tRNA=transfer RNA 1. Translation = turns mRNA nucleotide sequence in amino acid sequence a. Begins as mRNA transcript binds to ribosome b. mRNA is moved through ribosome in increments of 3 nucleotides  (=translocation) from 5’ to 3’ c. Each 3 nucleotides code for an amino acid that the ribosome adds to new  polypeptide chain 1. To make a polypeptide of n amino acids it takes 4n­1 GTPs 2. Amino acids are brought to ribosomes are tRNAs d.   AUG, which codes for methionine, is also the “start” codon e.   When ribosome reaches a “stop” codon, mRNA & new polypeptide are                 released Genetic Code 1. Coding blocks of 3 nucleotides (in DNA or mRNA) are called codons 2. Genetic Code tell which triplet codes for each AA a. With 4 different nucleotides, can make 4  or 64 combinations b. 20 common amino acids are used to make proteins 3. tRNA contains triplets of nucleotides called anticodons that are complementary to  mRNA codons & pair with them a. Each tRNA carries an amino acid specific for its anticodon 4. Polypeptides are made as tRNAs bind 1 after another & add their amino acid to  chain 5. Many tRNAs can recognize more than 1 codon a. Usually 1  two nucleotides in codon are same & tRNA can “wobble” to bind  to a codon b. Therefore there is lots of redundancy in the code c. 2 codons don’t code for amino acids; they are STOP codons (UAA, UGA or  UAG) d. DNA sequence T A C C G A A T C RNA sequence A U G G C U U A G Anticodons       U A C C G A ­   ­   ­ Origin of Animals 1. Oldest fossils of multicellulars are 1.2 billon year old algae 2. The first multicellulars that could move under their own power (=animals)  evolved 3/4s to 1 billion years ago 3. Oldest animal fossil is 760 million years old sponge, Otavia antiqua, that is the  size of a grain of sand 4. A severe ice age covered earth from pole to pole from 750 to 570 million years  ago (snowball Earth hypothesis) a. Fossils show a great radiation of multicellulars occurred as snowball earth  thawed 5. In later Proterozoic (~570 mya) larger, soft­bodied animals appeared  a. These were herbivores (fed on algae), filter feeders, scavengers; none were  carnivores 6. The Cambrian period (~540­485mya) began with an explosion of new animal  species  a. Due to co­evolution of predator & prey species 1. With exoskeletons & better mobility  2. Mutations in Hox genes allowed evolution of new body plans a. These control body plan & appendages b. Most extent animal phyla & body plans evolved in Cambrian         b.   Knowledge of Cambrian came 1  from Burgess Shale in Canada *Marrella, the most common Burgess Shale fossil 2/24 Invertebrates st 1  animals to evolve; have no backbone 1. Sponges (phylum Porifera) are believed to be 1  animals to evolve a. Have no symmetry, no tissues, and no organs 2. Molecular taxonomy indicates comb jellies (phylum Ctenophora) evolved very  early a. Have radial or biradial symmetry; nerve net 3. Cnidaria = jellyfish; coral builders a. Radial symmetry, epithelium, saclike gut, nerve and net muscle 4. Platyhelminthes = flatworms  a. Simplest organism with bilateral symmetry; have simple organs b. 1  with cephalization & bilateral nerve cord c. Includes tapeworms & Jayhawks 5. Nematodst= roundworms  a. 1  with tube digestive system  b. Includes pinworms, heartworms, Loa loa  6. Mollusca = clams, squids, octopi  st a. 1  with advanced body cavity 7. Annelida = earthworms, leeches a. 1  with segmentation & closed circulatory system 8. Arthropoda = spiders, insects, crustaceans  st a. 1  evolved to speak b. Greatest # of species of any animal (>1 Meg) c. Hard exoskeleton, jointed appendages, separate feeding & reproductive stages d. Insects most successful (>800K species) 9. Chordata – sometime during life cycle all notochord, nerve cord, pharynx & tail a. Our chordate ancestors arose in Cambrian (or just before) 1. Pikaia or Haikouella most likely link b.    Includes 2 invert classes­Tunicates & Lancelets 10. ~500 mya large plants & animals colonized land 2/26 Vertebrates Chordates with backbone & encased brain 1. Seven existing classes of vertebrates  a. Agnatha = jawless fish (lampreys) b. Chondrichthyes = cartilaginous fish (sharks, rays) c. Osteichthyes = bony fishes; most numerous & diverse of the vertebrates  d. Amphibia = amphibians; arose from fisst e. Reptilia = arose from Amphibians; 1  to not be dependent on standing  water 1. Cerebral cortex 1  evolved in reptiles   f. Aves = birds; arose from dinosaurs; only vertebrates with feathers g. Mammalia – evolved from Reptiles 1. Vertebrates with hair & mammary glands  1. Therapsids, ancestors of mammals, diverged from retiles ~200mya (before         dinos) 2. ~65mya an asteroid the size of Mt Everest crashed into earth a. In Gulf of Mexico near Yucatan Peninsula  b. Impact probably caused global broiling  c. Then atmospheric debris may have blocked sunlight for months and cooled  earth d. All land animals bigger than dogs became extinct (mammals survived) e. When dinos disappeared, mammal speciation exploded to fill open niches 3. 3 major lineages of mammals evolved a. Monotremes – egg­laying mammals  b. Marsupials – mammals with a pouch c. Placental mammals – embryonic development is in its uterus  4. A new trait seen in mammals is extended period of care & training of offspring a. Allows flexible behavior to be learned that is appropriate to changing  environment  2/28 Physiology =How organisms maintain homeostasis Nervous System 1. The most ancient NSs were nerve nets – still occur today in see anemone,  jellyfish, Hydra a. A stimulus received by nerve net spreads slowly throughout whole net 2. Central nervous system (CNS) occur in bilaterally symmetrical animals a. Ex: Platyhelminthes  b. Resulted from cephalization = concentration of NS in front end  3. 360 mya the most primitive vertebrates (Agnathans) evolved a brain that has all  the basic components of ours 4. NS composed of 2 broad classes of cells: neurons & glia  a. Neurons=not replaced; glia=replaced and reproduced b. Equal number of both 5. Neuron = functional unit of NS 6. Glia performs most other functions in NS a. Involved in regeneration of cut nerves b. Immune responses of CNS c. Insulation & nutritional support of neurons Specializations of Neurons 1. Neurons evolved to perform fast communication between the parts of anima
More Less

Related notes for BIO_SC 1500

Log In


Don't have an account?

Join OneClass

Access over 10 million pages of study
documents for 1.3 million courses.

Sign up

Join to view


By registering, I agree to the Terms and Privacy Policies
Already have an account?
Just a few more details

So we can recommend you notes for your school.

Reset Password

Please enter below the email address you registered with and we will send you a link to reset your password.

Add your courses

Get notes from the top students in your class.