Genetický kód – translace Mgr. Jaroslav Najbert

Označení vzdělávacího materiálu Vzdělávací oblast Vzdělávací obor Název školy Gymnázium a Jazyková škola s právem státní jazykové zkoušky Svitavy Adresa školy Sokolovská 1638 IČO 620 330 26 Operační program Operační program Vzdělávání pro konkurenceschopnost Registrační číslo CZ.1.07/1.1.28/01.0050 Označení vzdělávacího materiálu K_INOVACE_1.CH.35 Vzdělávací oblast Člověk a příroda Vzdělávací obor Chemie Tematický okruh Nukleové kyseliny Zhotoveno říjen Ročník Vyšší stupeň osmiletého gymnázia a čtyřleté gymnázium (RVP – G) Anotace Materiál je určen jako studijní v předmětu biochemie, který integruje vzdělávací obory biologie a chemie. Je zaměřen na význam RNA pro metabolické děje v buňce se zaměřením na translaci. Předpokládá zvládnutí učiva buněčné biologie vzdělávacího oboru biologie.

T r a n s l a c e Exprese genu - proces, kterým je informace uložená v genu převedena v reálně existující buněčnou strukturu nebo funkci. krok – transkripce DNA RNA 2. krok – translace RNA proteiny Překlad nukleotidové sekvence mRNA do pořadí aminokyselin proteinů. Je součástí proteosyntézy. Pro překlad je využíván genetický kód – soubor pravidel, podle kterých se genetická informace uložená v DNA (RNA) převádí do pořadí aminokyselin.

Genetický kód Každá aminokyselina je kódována trojicí (triplet) heterocyklických bází. Počet možných kombinací bází je 43, počet aminokyselin 20(22) – jedna aminokyselina může být kódována více bázemi – genetický kód je degenerovaný Phenylalanin UUU UUC Leucin UUA UUG CUU CUC CUA CUG Isoleucin AUU AUC AUA Methionin AUG Valin GUU GUC GUA GUG Serin UCU UCC UCA UCG AGU AGC Prolin CCU CCC CCA CCG Threonin ACU ACC ACA ACG Alanin GCU GCC GCA GCG Tyrosin UAU UAC Histidin CAU CAC Glutamin CAA CAG Asparagin AAU AAC Lysin AAA AAG Kyselina asparagová GAU GAC Kyselina glutamová GAA GAG Cystein UGU UGC Tryptofan UGG Arginin CGU AGA AGG CGC CGA CGG Glycin GCU GGC GGA GGG STARTOVACÍ KODÓN STOP KODÓN UAA UAG UGA Kdyby genetický kód nebyl degenerovaný, pak by z pořadí aminokyselin mohlo být jednoznačně určeno i pořadí genů v DNA. Jedna aminokyselina může ale v případě leucinu znamenat 6 různých genů Modifikace tripletů - http://cs.wikipedia.org/wiki/Genetick%C3%BD_k%C3%B3d

Genetický kód Genetický kód je s malými obměnami využíván všemi živými organismy – je univerzální Genetický kód je nepřekrývající se – při čtení se translační komplety posouvají po tripletech bází TT TT TT TT TT TT TT 5´ 3´ TT TT TT TT TT TT TT 5´ 3´

Iniciace Tvorba iniciačního komplexu – malá podjednotka ribosomu, t RNA pro methionin a iniciační faktory se naváží na 5´konec m RNA Iniciační komplex se pohybuje po m RNA, dokud nedosáhne startovacího kodónu – AUG, který normálně kóduje methionin Po rozpoznání startovacího kodónu dojde k navázání velké podjednotky ribosomu, odpoutají se iniciační faktory a proteosyntéza je zahájena Rozpoznání startovního kodonu AUG od "běžných" AUG je usnadněno dalšími nukleotidy v jeho okolí - celá sekvence vytváří tzv. sekvenci Kozakové - ACCAUGG. TT A C C A U G G 5´ 3´

Elongace - ribosom Ribosom – tvořen velkou a malou podjednotkou Malá podjednotka ribosomu – umožňuje strukturní spojení m RNA, t RNA a translačních faktorů Velká podjednotka ribosomu – enzymatická aktivita (peptidyltransferáza) – umožňuje vznik peptidové vazby Velká podjednotka Malá podjednotka E-místo A-místo P-místo

Elongace - ribosom A-místo – aminoacylové vazebné místo, kam se váže tRNA nesoucí aktivovanou aminokyselinu P-místo – peptidylové vazebné místo, kam se přesouvá tRNA nesoucí polypeptid s již další navázanou aminokyselinou E-místo – místo, které opouští tRNA po navázaní její aminokyseliny do peptidu Proteosyntéza je zahájena z P –místa, kam se naváže tRNA nesoucí methionin. Do A místa se dostane další kodon mRNA, ke kterému se připojí další tRNA. Mezi aminokyselinami proběhne peptidická vazba Ribosom se posune o jeden kodon, tRNA z A-místa se ocitne v P-místě, odkud vystrčí předchozí tRNA. Do volného A-místa se opět napojí tRNA s příslušnou aminokyselinou

Elongace met thr val leu 5´ 3´

Elongace Aminokyselina je aktivována esterickou vazbou svého karboxylu na 2´-OH nebo 3´-OH skupinu ribosy tRNA

Terminace Dosáhne-li A místo ribosomu terminační kodon, je A místo obsazeno terminačním bílkovinným faktorem a translace je zastavena

Terminace Následně je hydrolyticky odštěpen (peptidyltransferasou)vzniklý protein z tRNA, celý komplex se rozpadá, ribozomy jsou obvykle následně využity pro další translaci H – O - H

Lokalizace translace Translace probíhá u eukaryot na membráně endoplasmatického retikula, ribosomy jsou přivráceny do cytoplasmy Posttranslační úpravy (obvykle přiřazení sacharidu) probíhají v prostoru drsného endoplasmatického retikula Prostorová struktura vzniklého složeného proteinu je uskutečněna v Golgiho komplexu Je-li protein určen pro transport z buňky, je za pomoci molekul klathrinu exocytózou vyloučen

Zdroje a použitá literatura 1. Translace. In: Wikipedia: the free encyclopedia [online]. San Francisco (CA): Wikimedia Foundation, 2001- [cit. 2012-12-02]. Dostupné z: http://cs.wikipedia.org/wiki/Translace 2. JAN MUSIL. Biochemie v obrazech a schématech. II., zcela přepracované vydání. Praha: Avicenum, 1990. 3. Obrázky z vlastní databáze autora. Vytvořeny programy PowerPoint a Snagit 4. MURRAY, Robert K. <i>Harperova biochemie</i>. 23. vyd. Jinočany: H H, 2002, ix, [3], 872 s. ISBN 80-731-9013-3.