DIGITÁLNÍ UČEBNÍ MATERIÁL Číslo projektu CZ.1.07/1.5.00/34.0691 Číslo materiálu VY_32_INOVACE_CH19 Název školy Církevní střední odborná škola Bojkovice Husova 537, Bojkovice 68771 Autor RNDr. Anna Priessnitzová Vzdělávací oblast Přírodovědné vzdělávání Vzdělávací obor Základy přírodních věd - chemie Tématický okruh Chemické složení živých organismů Téma Nukleové kyseliny Ročník 2. M Datum tvorby 11.3. 2014 Anotace Prezentace se týká nukleových kyselin, jejich funkce a stavby jejich molekul. Zahrnuje genetický kód, jeho realizaci v organismu, mutace a GMO. Motivuje žáky k zájmu o tuto problematiku. Metodický pokyn Prezentace je určena jako výkladový materiál, lze ji rovněž využít k zopakování a procvičení učiva. Navazuje na ni pracovní list. Pokud není uvedeno jinak, použitý materiál je z vlastních zdrojů autora.

Nukleové kyseliny DNA deoxyribonukleová kyselina RNA

Funkce nukleových kyselin Nukleové kyseliny jsou spolu s bílkovinami nejvýznamnějšími složkami živých organismů. Jsou to makromolekuly, uchovávají a přenášejí genetickou informaci (informace o průběhu všech životních dějů). DNA je pro život nezbytnou látkou, ve své struktuře kóduje a buňkám zadává jejich program a tím předurčuje vývoj a vlastnosti celého organismu. RNA – odpovídá za přenos genetické informace z DNA do pořadí aminokyselin v bílkovinách, který probíhá v ribozomech.

Objev struktury DNA V r. 1953 James D. Watson a Francis Crick V r. 1962 za tento objev obdrželi Nobelovu cenu

Typy DNA 1. Jaderná DNA 2. Mitochondriální DNA -->> - v chromozomech jádra eukaryotických buněk, obsahuje genetickou informaci daného organismu. 2. Mitochondriální DNA -->> - kruhový tvar, dědí se v mateřské linii. 3.Plastidová DNA - obsažena v plastidech.

Stavba DNA Nukleotidy = základní stavební jednotka NK Nukleotid = dusíkatá baze + cukr + kyselina fosforečná Dusíkaté baze : adenin (A) thymin (T) guanin (G) cytosin (C) v RNA - uracil (U - místo T) Cukr : ribóza (v RNA) nebo deoxyribóza (v DNA). Pořadí nukleotidů v NK = sekvence, ke čtení kódu – sekvenátor.

Genetický kód - je dán pořadím nukleotidů (bazí) v NK. Realizace genetické informace : Buněčné jádro -----> DNA ----> chromozomy ----> geny-->> ---> určitá vlastnost (vnější projev genetické informace) Mutace = změna v pořadí bazí v NK, vede ke změně genetické informace, z toho vyplývá např. vznik nefunkčního enzymu, hormonu apod., vznikají poruchy v metabolismu, což může mít za následek různá onemocnění, postižení až smrt jedince. Mutageny – způsobují mutace (radioaktivní záření, UV záření, insekticidy, aflatoxiny – produkují plísně, kyselina dusitá, dehet, těžké kovy, onkogenní viry).

Ústřední dogma molekulární biologie : DNA slouží jako vzor (matrice) k transkripci = přepisu do RNA, ta slouží pak v ribozomech jako předloha k translaci = překladu do pořadí aminokyselin v bílkovinách, ty se pak účastní metabolických dějů. Transkripce se uskutečňuje díky schopnosti bazí tvořit páry : G – C A - T Při dělení buněk probíhá nejprve dělení jádra, kdy se mateřská DNA replikuje (kopíruje) do dceřinné DNA.

Genetická manipulace, genetické inženýrství   V současnosti je lidstvo schopné provádět cílené změny v genetické informaci (v pořadí nukleotidů v DNA) a ovlivňovat tím některé vlastnosti organismů ( GMO = geneticky modifikované organismy). Genetické manipulace způsobily revoluci v celé řadě biotechnologických odvětví , umožňují např. průmyslovou produkci hormonů, srážecích faktorů pro hemofiliky, enzymů užívaných v potravinářství a některých vakcín. Výsledkem genetického inženýrství jsou i různé transgenní plodiny (vznikají vložením určitých genů do stávajícího organismu, který je pak např. odolný vůči herbicidům). V Evropské unii je z geneticky modifikovaných plodin povolena pouze kukuřice, která nese gen z půdní bakterie. Tento gen způsobuje, že je rostlina jedovatá pro hmyzí škůdce.

Transgenní organismy „Zlatá“ rýže - tato transgenní rýže obsahuje beta-karoten, který je zdrojem vitamínu A. Tato rýže pomáhá odstranit nedostatek vitamínu A u poloviny světové populace, která je závislá na rýži jako hlavní potravině. V současnosti trpí 70% dětí stáří do pěti let v jihovýchodní Asii nedostatkem vitamínu A a následně pak onemocněním zraku.

GMO = Geneticky modifikované organismy Akvarijní rybka dánia pruhovaná - mají ve své DNA vloženy geny pro fluorescenci v USA jsou komerčně dostupné v ČR zákaz jejich chovu byly vyšlechtěny za účelem monitorování znečištění mořské vody, na které jsou velmi citlivé.

Případná nebezpečí Transgenní rostliny by mohly cizí geny (např. odolnosti proti pesticidům) nějak předat divokým plevelům. Hrozí nebezpečí vzniku „superplevele“. Vzniká technologie pro vytvoření „geneticky modifikovaného člověka“. S tím souvisejí etické problémy – mohlo by dojít k nekontrolovanému zneužití výsledků vědeckého výzkumu, které si v současné době těžko dokážeme představit.

ZDROJE: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:ADN_animation.gif http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Mitochondrial_DNA_cs.svg http://commons.wikimedia.org/wiki/File:DNA_orbit_animated_static_thumb.png http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Dna_strand3_cs.png http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Diagram_human_cell_nucleus_cs.svg http://commons.wikimedia.org/wiki/File:GloFish.jpg http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Maclyn_McCarty_with_Francis_Crick_and_James_D_Watson_-_10.1371_journal.pbio.0030341.g001-O.jpg http://cs.wikipedia.org/wiki/Geneticky_modifikovan%C3%BD_organismus http://www.ynet.co.il/articles/0,7340,L-3930010,00.html http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Base_pair_AT.svg http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Base_pair_GC.svg BANÝR, Jiří a kolektiv: Chemie pro střední školy. Praha: SPN, 1995.