New User Special Price Expires in

Let's log you in.

Sign in with Facebook


Don't have a StudySoup account? Create one here!


Create a StudySoup account

Be part of our community, it's free to join!

Sign up with Facebook


Create your account
By creating an account you agree to StudySoup's terms and conditions and privacy policy

Already have a StudySoup account? Login here

Biology 5A Notes Midterm2

by: Akash Patel

Biology 5A Notes Midterm2 Biol 5A

Akash Patel
GPA 3.3

Preview These Notes for FREE

Get a free preview of these Notes, just enter your email below.

Unlock Preview
Unlock Preview

Preview these materials now for free

Why put in your email? Get access to more of this material and other relevant free materials for your school

View Preview

About this Document

These notes cover all the material covered after the 1st midterm and all the material that will be on the 2nd Midterm.
Intro: Cell and Molecular Biology
Sean Cutler
Biology, Bio5A
75 ?




Popular in Intro: Cell and Molecular Biology

Popular in Biology

This 16 page Bundle was uploaded by Akash Patel on Thursday June 16, 2016. The Bundle belongs to Biol 5A at University of California Riverside taught by Sean Cutler in Winter 2016. Since its upload, it has received 17 views. For similar materials see Intro: Cell and Molecular Biology in Biology at University of California Riverside.


Reviews for Biology 5A Notes Midterm2


Report this Material


What is Karma?


Karma is the currency of StudySoup.

You can buy or earn more Karma at anytime and redeem it for class notes, study guides, flashcards, and more!

Date Created: 06/16/16
CELL STRUCTURE:  Nucleus  ● Contains cell DNA in the form of linear chromosomes (Mitochondria and chloroplasts  also have their own DNA)  ● Transcription occurs here and messenger RNAs have to be exported through nuclear  pores to the cytoplasm   ● Synthesized in the cytoplasm:  ○ Protein components of ribosomes  ○ Proteins that are involved in regulation of gene expression  ○ Proteins involved transcription  ● In mitosis, nuclear envelope breaks down, reassembled after chromosomes are  moved to daughter cells  Ribosomes  ● Responsible for carrying out the process of translation (mRNA is translated into a  polypeptide chain)  ● Consists of many different protein and RNA components (rRNA)   ● rRNA and tRNA are RNA molecules that are transcribed from DNA but do not undergo  translation to make a protein   ● Can be found free in the cytosol or bound to the cytosolic face of the ER  Endomembrane System  ● Includes many of the cell’s internal membranes that form part of a dynamic network  where many macromolecules are synthesized, modified, and moved through the cell  using transport vesicles  ● Includes nuclear membrane, ER, golgi apparatus, and plasma membrane, and  vacuoles and lysosomes  ● ER: membrane system continuous with the nuclear envelope and found near the  nucleus  ○ Smooth ER: not bound to ribosomes  ■ carries out metabolic functions (synthesis of lipids and metabolism of  carbohydrates)  ■ processes toxic drugs by modifying them   ■ stores ions like Ca++ so they can be released to trigger other events  ○ Rough ER: bound to ribosomes  ■ where proteins will be secreted are first made  ■ ribosomes are targeted to the ER by specific amino acids in the amino  part of the polypeptide chain  ■ the polypeptide is synthesized so it is delivered into the ER lumen   ■ Many of the proteins are modified by adding carbohydrates to make  glycoproteins   ■ Proteins are then moved to the golgi using transport vesicles   ■ Also where membrane proteins and membranes are made  ○ Golgi Apparatus: system of membranes that is similar to the ER except that  ribosomes don’t bind it and is not continuous with the ER or nuclear membrane  ■ Both ER and Golgi have flattened membrane called cisternae   ■ carbohydrates on proteins can be modified and some macromolecules  are made  ■ “Packaging center”: materials in vesicles enter on the cis face towards  the nucleus, get processed in the Golgi, and shipped out on the trans  face towards the plasma membrane  ■ Products and vesicles that hold them can be tagged to bring them to the  right destination   ■ Proteins that are secreted from a cell, transport vesicles deliver stuff  from the Golgi to plasma membrane, where exocytosis occurs  ○ Lysosomes: vesicles that have enzymes that can digest macromolecules by  hydrolytic enzymes (hydrolases)   ■ internal compartment has a low pH; environment favors digestion  ■ can fuse with vesicles that have food that entered the cell by  phagocytosis  ● brings the lysosomal enzymes and food into the same cellular  compartment   ■ digest and recycle materials in cell (autophagy)  ■ Tay­Sachs disease: results from inherited defect in gene encoding  hexosaminidase A, enzyme that breaks down a type of lipid in  lysosomes  ● it builds up in cells (particularly in the brain); death before age 5  ■ Peroxisomes: type of single­membrane organelle that has enzymes in a  “crystalline core” to break down molecules  ● transfers hydrogens from molecules to oxygen to make O​   2​ 2 (peroxide) to detoxify alcohols and digest fatty acids   ● diseases that affect peroxisomes result in accumulation of lipids  in cells and affects the nervous system and other tissures  ○ Vacuoles: other membrane­enclosed sacs  ■ Plants and fungi have digestive vacuoles similar to animal lysosomes   ■ Protists have contractile vacuole that stores water and salts (important  for osmotic balance)  ■ Plants have a large central vacuole that has cell sap that contains  potassium and chloride ions   ● can absorb water and contribute to regulation of cell size  Mitochondria  ● Convert energy from one form to another   ● Almost all eukaryotic cells have mitochondria   ● Has an inner and outer membrane   ○ inside: matrix  ○ region between membranes: inter­membrane space  ■ has many folds called cristae, increases surface area   Chloroplasts  ● Convert energy from one form to another  ● found in plants and algae  ● Use energy from sunlight to convert C + HO into sugars and organic compounds  2​ 2​ ● Chlorophyll is found in chloroplasts and gives plants the green color   ● Within the Chloroplasts is a system of stacked membranous discs (thylakoids; stacks  are called grana)  ● Inside chloroplasts is the stroma  ○ these regions carry out photosynthesis   The Endosymbiont Theory  ● Chloroplasts and mitochondria are not part of the endomembrane system  ● Similar to bacteria:  ○ contain their own DNA chromosome  ○ have their own transcription and translation, including ribosomes  ○ control their own replication and division  ● Proposes that an ancestor of eukaryotic cells engulfed a prokaryote cell that was  similar to a mitochondrion; the two became dependent on one another. Later, one the  the cells engulfed a photosynthetic prokaryote to become a prototypical plant­like cell  Cytoskeleton  ● Supports the cell and maintains its shape  ● Provides a scaffold for motor proteins to move cellular structures   ● Helps produce cellular motion   ● Made of 3 types of fibers; all function in maintenance of cell shape  ○ Microtubules (25 nm diameter): polymers of alpha and beta­tubulin  ■ function in chromosome movements in mitosis and movement of  organelles  ■ give flagella or cilia their ability to move  ○ Microfilaments (7nm): has 2 intertwined strands of actin polymers   ■ function in changes in cell shape (formation of pseudopods, cell  projection)  ■ forms the cleavage furrow during cytokinesis  ○ Intermediate filaments (8­12 nm): made of proteins such as keratin  ■ anchor the nucleus and other organelles in place   ■ form part of the nuclear lamina     METABOLISM:   ● Processes can be broken down into pathways that have multiple steps which are  catalyzed by enzymes  ● In each step, a small number of covalent bonds or functional groups are changed at a  time  ● Catabolic: pathways that break down larger molecules into smaller ones and release  energy  ● Anabolic: pathways that build larger molecules and consume energy   ○ also called biosynthetic pathways  Thermodynamics:  ● Kinetic Energy: energy in motion  ○ in atoms and molecules, it causes random motion (heat)  ● Light energy is used in photosynthesis  ● Potential Energy: stored energy   ● Chemical Energy: a form of stored energy in life systems (ie. glucose and fats)  ● Thermodynamics: the study of transfer of heat  ○ First law of thermodynamics: energy can neither be created or destroyed, can  only change the form of it  ○ Second law of thermodynamics: every transfer of energy increases the entropy  (disorder) of the universe  ○ Spontaneous processes: processes that occur without an input of energy  ■ energetically favorable (objects falling toward earth, molecules diffusing,  or larger molecules are broken down into smaller ones)  ○ Life systems are ordered but doesn’t violate second law because they increase  the overall entropy of the universe  ■ organisms take molecules from environment, harness energy, and  release smaller molecules and heat  ● Gibbs Equation: change in free energy of a system  ○ ΔG = ΔH ­ TΔS  ■ ΔG: change in free energy, energy that can do work (kcal/mol)  ■ ΔH: the change in enthalpy, total energy of the system (kcal/mol)   ■ ΔS: change in entropy, energy that cannot do work (kcal/mol K)  ■ T: Temperature (K)  ■ ΔG = G​  ­ G​   productsreactants ■ When ΔG is negative: spontaneous reaction; products will have less  free energy than reactants (Exergonic/ exothermic reaction)   ■ When ΔG is positive: non­spontaneous reaction; will absorb free energy  from surroundings (endergonic/ endothermic reaction)  ○ Cellular respiration is spontaneous and releases energy (­686 kcal/mol)  ■ spontaneous doesn’t mean instantly­ there is activation energy to  overcome, bonds to be broken; when products form, compounds have  lower free energy  ● Living organisms are “open” systems   ○ Isolated (closed) system: system will generate energy to do work only until it  reaches equilibrium; no energy is added  ○ Open system: constantly obtaining sources of energy from environment and  releasing heat and more simple compounds  ■ living systems are never at equilibrium   ● With a positive ΔG, cells perform multiple types of work  ○ ie) building polymers (chemical work), transporting substrates up a  concentration gradient (transport work), and movement (mechanical work)   ○ Energy coupling: combine endergonic and exergonic reactions and the overall  process is exergonic  ■ Most in cells use hydrolysis of ATP   ● energy is released when ATP is hydrolyzed to produce ADP + P  because of the high amount of negative charge in this region of  the molecule   ● charges repel and breaking one of the bonds releases energy   ● Hydrolysis of ATP is reversible  ○ cells harness energy from other sources to create ATP  from ADP + P  ■ Example of energy coupling: how cells convert glutamic acid to  glutamine  ● endergonic reaction with ΔG = +3.4 kcal/mol   ● couples with ATP hydrolysis so overall ΔG = ­7.3 +3.4 = ­3.9  ○ exergonic and energetically favorable (spontaneous)  ■ In some reactions, the phosphate released from ATP bonds to one of  the reactants, forming a phosphorylated intermediate  ● intermediate is more unstable than original molecule  Enzymes:  ● Enzymes: macromolecules that act as catalysts that speed up a reaction without being  consumed by it   ● Most are proteins and fold into specific shapes that fit the reactants  ● Reactants interact with an enzyme’s active site in an “induced fit” mechanism  ● When products are formed, products are released  ● Chemical reactions involve breaking old bonds and forming new ones  ○ Energy of activation A​: reactants absorb enough energy to start the reaction  ○ Enzymes work by lowering the energy of activation for a reaction (does not  change the ΔG)  ● Enzymes have optimal conditions in which they will function because they have to fold  into a specific shape  ○ Temperature, pH, and concentration of other ions affect enzyme function  ● Enzyme activity can be regulated  ○ cells can decide when to actually make enzymes by determining when the  gene for the enzyme is expressed   ○ for most enzymes, makes more sense to keep them around in the cell and to  regulate their activity so they function only when needed  ○ Example: In the synthesis of amino acid isoleucine from threonine, then end  product of the pathway, isoleucine, can bind to the first enzyme, inhibiting it.  The binding occurs in a different region than the active site which binds to  threonine. The enzyme changes shape once binded to isoleucine and cannot  bind to threonine. This is an allosteric change.  ● Allosteric change: change in an enzyme’s shape that results in a change of function  ● Feedback inhibition: regulation of an enzyme by a later product of a pathway in which  it participates   ● Other ways enzymes can be regulated:  ○ Localization of the enzyme to a particular compartment of the cell (enzymes in  cellular respiration are in the mitochondria)  ○ A requirement of the enzyme to bind a particular activator (not a substrate or  product but important for enzyme activity)  ○ Competitive inhibition: presence of an inhibitor molecule that competes with the  substrate for binding to the active site  ○ Non­competitive inhibition: molecule binds to an enzyme away from the active  site    CELLULAR RESPIRATION  Energy Flow in Ecosystems:  ● There is a flow of energy into systems, and a release of waste products and heat  ● Entropy of the universe increases even though life systems are highly ordered  ● In our ecosystem, sunlight is the ultimate energy source  ○ used by plant chloroplasts to fix carbon fro2​nto larger organic molecules  to generate O  2 ● Cellular respiration in mitochondria harvests the energy in organic molecules, returning  the electrons in these molecules to lower energy states and H​O, using some of  2 ​ 2​ the energy to make ATP  ○ Plants have to generate ATP for cellular processes from the organic molecules  they create themselves   Cellular Respiration:  ● Redox reactions involve electrons moving from one reactant to another  ● In cellular respiration, the electrons in larger organic molecules have higher potential  energy than they do in products  ● Oxidized: when electrons are removed from something  ● Reduced: when electrons are added to something   ● Equation of cellular respiration:  ○ C​6​ 12​ 6​O2​→ 6CO​2​+6H2​  ○ Glucose is oxidized into carbon dioxide   ■ lose electrons and carbon skeleton will be broken up and released as  carbon dioxide  ○ Oxygen is reduced into water  ■ accepts electrons from glucose and protons from hydrogen to make  water  ● Overall G is ­686 kcal/mol, so glucose oxidation is spontaneous but it will take some  activation energy to get the process started   ● Electrons are moved in small steps to release their energy, generating ATP when the  electrons reach oxygen in the mitochondria  ● Electron carriers: molecules that are temporarily reduced in order to transfer electrons  from one process to another  ○ NAD+ (nicotinamide adenine dinucleotide) can accept 2 electrons and one  proton to become NADH in its reduced form  ○ FAD (flavin adenine dinucleotide) can accept 2 electrons and 2 protons to  become FADH​ 2  ■ Note: becoming reduced means accepting electrons and usually also  accepting protons; if hydrogens are on a molecule, molecule is in a  reduced state  ○ NADH and FADH​ 2​represent “reducing power”  ■ the ability to donate electrons to other molecules, reducing them,  allowing other processes to take advantage of the energy that can be  released  ● Overview of Cellular  Respiration                            Glycolysis:  ● Glycolysis occurs in nearly all living things  ● Eukaryotes: occurs in cytosol without oxygen   ● Occurs in 2 phases:   ○ 2 ATP are consumed and  phosphates are directly added to glucose which  destabilizes the molecule and gets split into 2  3­carbon molecules each with one phosphate   ○ the 2 3­carbon molecules are both  oxidized to make 2 NADH and a second phosphate  is added to each. The phosphates become  transferred to ADP to create 4 ATP by  substrate­level phosphorylation  ○ End result: 2 3­carbon molecules  called pyruvate (pyruvic acid). Produces some  energy and reducing power but there is a lot of potential energy stored in  pyruvate         Pyruvate Oxidation:  ● In the presence of oxygen,  pyruvate will enter the mitochondria  (without oxygen it will undergo  fermentation)  ● After it is imported by a  transport protein (it is highly polar),  pyruvate will undergo 3 enzymatic  manipulations  1. carboxylic acid group is  removed to release a CO​ 2 2. the 2­carbon compound left is  then oxidized to form acetate (CH​ COO­), transferring electrons to NAD+ to make  3​ NADH  3. Coenzyme A will become covalently bonded to the acetate to make Acetyl CoA. This  allows the acetyl group to enter the Citric Acid Cycle for the rest of its oxidation to 2 ​     The Citric Acid Cycle (Krebs Cycle/ Tricarboxylic  Acid Cycle)  ● Cycle: set of reactions that produces products  from reactants and regenerates the starting materials  (which act as coenzymes)  ● Citric acid cycle removes the rest of the high  potential energy electrons from acetyl, making CO​ 2​a  small amount of ATP, and a lot of reducing power  (NADH and FADH​ 2​  ● Takes place mostly in the mitochondrial  matrix  ● Acetyl­CoA enters the pathway, acetyl is  added to oxaloacetate, a 4­carbon compound, to  make citrate (6­carbon)  ● This is converted to the isomer, isocitrate, and  then oxidized to release 1 CO​ 2​nd reduce NAD+ to  NADH  ● The loss of CO​ 2​results in a 5 carbon  compound a­ketoglutarate. This happens again with CoA, to make 4 carbon  compound succinyl­CoA, and making another CO​   2 ● Oxaloacetate is regenerated over the next steps  Oxidative Phosphorylation: Electron  Transport and Chemiosmosis   ● The reducing power from NADH  and FADH​ 2​ will be used to generate  energy to synthesize ATP (2 parts)  1. electrons will be contributed to  complexes of proteins (and other  molecules) found in inner mitochondrial  membrane.   a. Each of the 3 complexes  (I, III, and IV) is more electronegative  than the previous one and when  electrons are transferred to each, energy  released is used to pump a proton (H+) from the matrix into the intermembrane  space.   b. NADH donates electrons to the start of the complex; FADH​ 2​donates electrons  farther down.   c. Oxidized electron carriers return to the citric acid cycle  d. After electrons have almost no energy left, they are finally accepted by oxygen  (addition of protons will complete the reduction of oxygen to water)  2. Chemiosmosis generates ATP  a. Pumping of protons into intermembrane space creates an electrochemical  gradient of protons. Stored charge difference called proton­motive force can be  used to do work  b. Channel protein, ATP synthase, provides a return path for protons to matrix  c. Energy that is released is used to join ADP + P to make ATP  ● ATP synthase is a “motor” : had a large rotor that spins around as protons pass  through it   ○ motion activates catalytic sites that cause generation of ATP from ADP + P​ i ● Oxidative phosphorylation is where most energy from glucose is used to make ATP   ○ Glycolysis makes 2 ATP per glucose, citric acid cycle makes 2 net ATP, 26­28  ATP is make by ET and chemiosmosis   ○ 1 mole of glucose can make about 30­32 moles of ATP                  Fermentation:  ● In order to turn over NAD+ in the  absence of oxygen, cells use fermentation   ● Alcohol fermentation: carried out by  bacteria and yeast  ○ pyruvate is converted to a  2­carbon compound and CO​ 2​and the  2­carbon compound is reduced by NADH to  generate ethanol and NAD+  ○ recycles NAD+ so glycolysis  can continue but generates ethanol and  CO​2  ○ used in beer making   ● Lactic acid fermentation: used by  bacteria, fungi, and animals in the absence  of oxygen  ○ pyruvate is directly reduced  by NADH to generate lactic acid and NAD+  ○ In humans, lactic acid is sent  from muscles to the live, where it is  converted back into pyruvate   Regulation of Cellular Respiration  ● Catabolism is regulated at many steps depending on the energy needed by the cell    PHOTOSYNTHESIS  ● Photosynthesis: process where light energy is converted into chemical energy and  stored in the bonds of organic molecules like glucose  ● Takes place in cells of the mesophyll layer of leaves  ● Equation: 6CO2​+ 6H2​ + light energy → 6​ 12​ 6​ 6O2 ○ Carbon dioxide becomes reduced to glucose   ○ Water becomes oxidized to oxygen   ○ Endergonic and has a positive ΔG, energy comes from light   ● Takes place in 2 stages:   ○ light­dependent reactions (light reactions)   ■ takes place in the thylakoid membrane stacks (grana) of chloroplasts   ○ light­independent reactions  ■ Calvin cycle: synthesize sugars precursors by adding electrons and  protons to CO​  2 ● Energy comes from NADPH and ATP that are made from  NADP+ and ADP + P by the light­dependent reactions using  electrons in water   ● When water is oxidized, oxygen is created   ■ Takes place in the stroma   ● NADPH and NADP+ have the same function except NADPH is found in  photosynthesis and has a phosphate group  Light Reactions  ● Use light energy to help make ATP and NADPH   ● Light energy excites electrons to higher energy states which sends them into orbitals  have have a higher potential energy (Photoelectric effect)  ● Light energy is absorbed by chlorophyll a and b  ○ Chlorophyll a and b have different functional groups and have a different  wavelength of light they absorb   ○ Chlorophyll is a large molecule that had a porphyrin ring with Mg++ in the  center and a long hydrocarbon tail   ○ Chlorophyll a directly participates in the light reactions   ○ Chlorophyll b and other pigments called carotenoids, play an accessory role by  protecting leaves from wavelengths of light that are harmful and extending  wavelengths that can be used in photosynthesis   ○ Chlorophyll does not absorb green which is why they reflect green light giving  the plant a green color  ○ When chlorophyll is isolated, energy that is absorbed is given off as heat   ● Photosystems: a complex of organic molecules and proteins that chlorophyll must be a  part of for the excited electrons to be used   ○ Two types within the thylakoid membrane   ○ In a photosystem, chlorophyll molecules are embedded in a light­harvesting  complex   ○ Light energy will excite the electrons and travel around the photosystem until  they reach the reaction­center complex and then the primary electron acceptor    ● When light hits the  light­harvesting complex in  photosystem II, electrons are excited  to higher energy states   ○ the electrons travel  around until they reach 2 special  chlorophyll molecules in the  reaction­center complex called P680  (680 nm is the optimal wavelength of  light that the electrons absorb   ○ Electrons travel from  the P680 chlorophyll molecules to  the primary electron acceptor (just chlorophyll without the Mg++ ion)  ■ Low energy electrons from water replace the electrons lost from P680  ■ An enzyme catalyzes the splitting of water that produces oxygen and  protons   ○ From the primary electron acceptor, electrons travel down an electron transport  chain, making energy that is used to pump protons into the thylakoid space  ■ Using the proton motive force, ATP synthase makes ATP by  chemiosmosis   ○ Light hits photosystem 1 and the electrons go to P700 (chlorophyll at the  reaction center complex of photosystem I)   ■ Here electrons move to a different primary electron acceptor and down  a short electron transport chain where NADP+ reductase reduces  NADP+ and adds a proton to make NADPH   ● Light reactions use the energy from sunlight to make ATP from ADP + P ro make  NADPH from NADP+ and H+, and split water to make O​ 2  Similarities of ETC in Photosystem II and Cellular Respiration  ● In chemiosmosis in mitochondrias and chloroplasts  ○ both use energy released in multiple redox reactions (ETCs) to pump protons  into a different compartment  ○ stored energy is used by ATP synthase that allows the protons to diffuse down  the electrochemical gradient and make ATP from ADP +P  ○ Difference: cellular respiration gets electrons from glucose; photosynthesis the  electrons are from water but are excited to a higher energy by light  Calvin Cycle:  ● Uses ATP and NADPH from the light reactions to reduce CO2​and make sugars   ● CO​2​is brought into the Calvin cycle  ● Energy from ATP and NADP will make sugars  ○ **End product isn’t glucose: glyceraldehyde­3­phosphate (G3P), a 3­carbon  compound used to make sugars (also an intermediate in glycolysis)  ● Carbon fixation: reduction of 2​o make sugars  ● 3 Phases in the Calvin cycle   ● Each turn of the cycle brings in  a single CO2​but 3 turns in the cycle  produces  a single G3P  ○ 3 starting molecules that  produce G3P:Ribulose bisphosphate  (RuBP)  ○ Phase 1: Carbon  fixation  ■ each of the 5  carbon RuBP becomes covalently  joined to a C2​  ■ begins the cycle  and carbon is joined to a larger  skeleton  ■ ribulose  bisphosphate carboxylase oxygenase  (RuBisCo): enzyme that catalyzes this step. (has several polypeptides  and one of the most abundant proteins on earth)  ○ Phase 2: Reduction  ■ the 6 carbon intermediate splits into 2   ■ each of the 3 carbon molecules get a phosphate  from 3 ATP and then gets reduced   ■ protons and electrons are added from NADPH to  make 6 of the 3 carbon compound G3P  ■ 3 carbons have gone into the cycle so only one  G3P remains and leaves the cycle as a product  ○ Phase 3: Regeneration of the C2​acceptor (RuBP)  ■ the rest of the calvin cycle uses energy from ATP  to take the remaining 5 G3P (5 x 3 carbon) and  rearranges them into 3 5 carbon RuBP (3 x 5  carbon) at the beginning of the cycle  ● Calvin cycle fixes 2​into sugar precursors using electrons from NADPH and energy  from ATP   ● Regenerates NADP+ and ADP + P for use in light reactions   ● Does not require light (dark reactions)    DNA  Nucleic Acids  ● First isolated as a material in the nucleus by Meicher in the late 19th century   ● Two types of nucleic acids:  ○ Ribonucleic acids (RNA)   ■ short lived intermediate that is used during gene expression   ○ Deoxyribonucleic acid (DNA)  ■ carries genetic information that is passed from generation to generation  ■ undergoes transcription that make mRNA that undergoes translation to  make proteins   ● Central Dogma: flow of information from DNA to protein   ● Nucleotide: building block of nucleic acid   ○ Has 3 parts:  ■ Ribose sugar (deoxyribose in DNA)  ● Pentose in a ring structure  ● Carbons are numbered 1’ (one prime) and so on; 5’ is where the  phosphate group is joined   ● In RNA, a hydroxyl group is on the 2’ carbon but in DNA it is only  a hydrogen   ■ Nitrogenous base  ● 5 bases: adenine (A), cytosine (C), guanine (G), thymine (T), and  uracil (U)  ● A and G are purines and have 2 rings  ● C, T, and U are pyrimidines and have 1 ring   ● T is only in DNA, U is only in RNA  ■ Phosphate group  ■ Sugar + nitrogenous base is a nucleoside  ● Deoxynucleoside Triphosphates (dNTPs): building blocks for DNA synthesis inside the  cell  ○ contains high­energy bonds that can be used to make chemical bonds  ● Nucleotides are joined by phosphodiester bonds  ○ backbone consists of alternating sugars and phosphates with nitrogenous base  attached to the sugar  ● Polymerase: enzymes that synthesize DNA or RNA  ○ uses nucleoside triphosphates (NTPs or dNTPs) as building blocks and  pre­existing DNA molecules as a template  ● Order of bases along a single DNA chain is the primary structure (or sequence)   ○ Secondary structure: the way the single chains interact with each other  ● DNA and RNA store genetic information as the order of the bases along the length of  the molecules  ● Why do cells need 2 systems with different bases?  ○ DNA is better for long term information storage than RNA  ○ believed that first living organisms used RNA as their genetic material and DNA  displaced it because their backbone is more stable and thymine is more  resistant to mutation than uracil  ● Properties of genetic material:  ○ Carries information  ○ Capable of being copied  ○ Capable of undergoing change over time   The Griffith Experiment (1928)  ● Federick Griffith studied Streptococcus pneumoniae in mice (bacteria that causes  pneumonia)  ○ work with 2 strains of the bacteria: smooth and rough  ■ Smooth: encased in polysaccharide capsule that allows them to infect  and kill  ■ Rough: no capsule, mouse can kill off bacteria and survive  ■ Heat­killed smooth: heat destroys the ability smooth bacteria has to  infect  ■ Heat­killed smooth mixed with rough: injection of this combo causes the  mice to die of pneumonia   ○ Mice were infected with the combination of the 2 and found that they carried  living smooth bacteria   ■ called this transformation: the dead smooth bacteria transformed the  rough, non­lethal bacteria into lethal ones  Avery, MacLeod, and McCarty (1944)  ● Purified the “active principle” which had all the properties of DNA known at the time  ● Added the purified material to different enzymes that destroy RNA, proteins, or DNA  (RNAses, proteases, DNAses) to prove it was DNA   ○ Exposed the resulting mixtures to rough bacteria  ○ Resulted in only DNAses destroyed the ability of the purified material to  transform rough cells  ■ DNA was the transforming principle   The Hershey­Chase Experiment (1952)  ● Bacteriophage T2: virus that infects the bacterium E. coli  ○ consists of DNA in a protective coat  ○ adheres to the outside of an E. coli bacterium   ○ within 30 minutes E. coli cells produce large amounts of virus particles  themselves  ● Questioned “What part of the bacteriophage is responsible for transferring the  information needed to make more T2?”  ○ used radioactive atoms to label either proteins or nucleic acids in phage T2  ○ performed infection of E. coli   ○ asked what type of molecule (protein or nucleic acid) was getting into the E. coli  ● *Recall Isotopes*   ○ Some isotopes are unstable and undergo radioactive decay to make energy  and/or a subatomic particle in the process  ○ Energy from the radioactive decay can be detected   ○ Extra neutrons make large macromolecules heavier  ● Hershey and Chase grew T2 phage particles on bacteria that had radioactive nutrients  with P (to label DNA) orS (to label proteins)  ○ Infected E. Coli with phages that had either labeled DNA or labeled proteins  ○ Used a blender to separate the phage particles from the cell  ○ Cells and phage were put into centrifuge tubes and spun allowing heavier  material to stay in the supernatant  ○ Looked where the radioactivity went and found that DNA was what was getting  into the E. coli allowing them to become “T2 factories”  Structure of DNA  ● 1953: Francis Crick and James Watson published their model of DNA based on  X­ray  diffraction (from Rosalind and Maurice Wilkins)  ○ double stranded, right handed helix  ○ 2 pair in antiparallel orientation   ○ nitrogenous base A pairs with T and form 2 hydrogen bonds due to functional  groups  ■ G and C form 3 hydrogen bonds   ■ Specific pairing of base pairs explains Chargaff’s rules  ■ Chargaff’s rules” the % of A bases is equal to the % or T bases (like %G  to %C)  ● Physical Properties of DNA:  ○ sugar phosphate backbone  ○ 10 base pairs per helical turn  ○ 3.4 nm per helical turn  ○ 0.34 nm per base pair  ○ antiparallel pairing of strands  ○ A=T, G­=C  ○ Molecule is aboue 2 nm thinck  ● Human genome is 3 billion base pairs long per haploid copy   ● Human DNA would be about 1 meter long but cells are microscopic  ● DNA is associated with proteins (complex called chromatin) and packed into  chromosomes  


Buy Material

Are you sure you want to buy this material for

75 Karma

Buy Material

BOOM! Enjoy Your Free Notes!

We've added these Notes to your profile, click here to view them now.


You're already Subscribed!

Looks like you've already subscribed to StudySoup, you won't need to purchase another subscription to get this material. To access this material simply click 'View Full Document'

Why people love StudySoup

Bentley McCaw University of Florida

"I was shooting for a perfect 4.0 GPA this semester. Having StudySoup as a study aid was critical to helping me achieve my goal...and I nailed it!"

Allison Fischer University of Alabama

"I signed up to be an Elite Notetaker with 2 of my sorority sisters this semester. We just posted our notes weekly and were each making over $600 per month. I LOVE StudySoup!"

Bentley McCaw University of Florida

"I was shooting for a perfect 4.0 GPA this semester. Having StudySoup as a study aid was critical to helping me achieve my goal...and I nailed it!"

Parker Thompson 500 Startups

"It's a great way for students to improve their educational experience and it seemed like a product that everybody wants, so all the people participating are winning."

Become an Elite Notetaker and start selling your notes online!

Refund Policy


All subscriptions to StudySoup are paid in full at the time of subscribing. To change your credit card information or to cancel your subscription, go to "Edit Settings". All credit card information will be available there. If you should decide to cancel your subscription, it will continue to be valid until the next payment period, as all payments for the current period were made in advance. For special circumstances, please email


StudySoup has more than 1 million course-specific study resources to help students study smarter. If you’re having trouble finding what you’re looking for, our customer support team can help you find what you need! Feel free to contact them here:

Recurring Subscriptions: If you have canceled your recurring subscription on the day of renewal and have not downloaded any documents, you may request a refund by submitting an email to

Satisfaction Guarantee: If you’re not satisfied with your subscription, you can contact us for further help. Contact must be made within 3 business days of your subscription purchase and your refund request will be subject for review.

Please Note: Refunds can never be provided more than 30 days after the initial purchase date regardless of your activity on the site.