BIOLOGIE 1 Rostliny Biologické vědy Metody práce v biologii Obecné vlastnosti organismů Látkové složení organismů Vznik a vývoj živých soustav Stavba a funkce prokaryotních a eukaryotních buněk Životní projevy Biologie virů Biologie bakterií  

Životní projevy Proteosyntéza Transport látek přes buněčnou membránu Metabolismus Fotosyntéza Glykolýza Krebsův cyklus – citrátový cyklus Dýchací řetězec Biosyntéza nukleových kyselin a bílkovin

základní metabolický děj Glykolýza základní metabolický děj dochází k odbourávání glukózy (C₆) za vzniku pyruvátu (C₃), uvolňuje se energie v podobě ATP je lokalizována v základní cytoplazmě nejdůležitější dráha pro získání energie: z 1 molekuly glukózy → 2 molekuly ATP pyruvát se dále účastní další metabolické dráhy - Krebsova cyklu pyruvát se dále odbourává: za anaerobních podmínek – kvašení (fermentace) → kyselina mléčná – mléčné kvašení – u mikroorganismů(užití v potravinářství), v buňkách živočišných svalů → etanol – alkoholové kvašení – kvasinky za aerobní podmínek – oxidační dekarboxylace → acetyl CoA(koenzym A), kt. vstupuje do Krebsova cyklu

Krebsův cyklus – citrátový cyklus rozšířený u aerobních organismů acetyl CoA (energeticky bohatá látka, vzniká z pyruvátu) je odbouráván na CO2 a redukované koenzymy NADPH + H⁺, FADH2 – vstupují do dýchacího řetězce je lokalizován v matrix mitochondrií sloučenina acetyl CoA se váže na oxalacetát → kyselina citronová – citrát – ztrácí 2 uhlíky → 2 molekuly CO₂ (dekarboxylace), ztrácí vodíky (dehydrogenace) → NADPH + H⁺, FADH2 – zde uložena energie , obnovuje se oxalacetát, vstupuje opět do KC meziprodukty cyklu jsou využívány k syntézám jiných látek(steroidy) tento cyklus společně s dýchacím řetězcem je schopen vyprodukovat 98% energie využitelné pro organismy

nejdůležitější děj aerobního katabolismu, je jeho poslední fází Dýchací řetězec nejdůležitější děj aerobního katabolismu, je jeho poslední fází probíhá u všech druhů organismů – R,Ž je lokalizován ve vnitřní membráně mitochondriálních krist při dýchání dochází k přenosu atomů vodíku přes systémy redoxních přenašečů, vodík je oxidován kyslíkem → vzniká voda, uvolňuje se velké množství energie oxidace probíhá přes několik stupňů → k uvolnění energie dochází po částech vzniklá energie je využita ke tvorbě ATP = oxidační fosforylace z 1 molekuly glukózy odbourané aerobním metabolismem → 38 molekul ATP glykolýza +dekarboxylace pyruvátu + Krebsův cyklus + dýchací řetězec = proces dýchání = respirace = buněčné dýchání (disimilační děj) C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 12H2O + E respirační kvocient – RQ : uvolněný CO2 přijatý O2 RQ sacharidů = 1, RQ tuků = 0,3-0,7, RQ bílkovin = 0,8 rychlost dýchání měříme jako spotřebu O2 nebo produkci CO2

Biosyntéza nukleových kyselin a bílkovin genetická informace - obsažena ve sledu nukleotidů – v nukleotidových sekvencích – je to informace o primární struktuře proteinů, polypeptidů, DNA, RNA proces přenosu genetické informace – zformulován v centrálním dogmatu molekulární biologie (Crick 1957 – 58) dovoluje přepis mezi nukleovými kyselinami a překlad z RNA do proteinů: DNA DNA replikace transkripce reverzní transkripce RNA RNA translace proteiny

Dvojšroubovice DNA

Chemická struktura RNA Párování bází ve vlákně RNA U - A C - G

Replikace DNA proces kopírování DNA do nové DNA, které se uskutečňuje při dělení buněk, vzorem pro replikaci je mateřská molekula DNA – matrice: nejprve dochází k rozplétání dvoušroubovice DNA, vodíkové vazby se přeruší k oběma uvolněným vláknům se na základě principu komplementarity doplňují volné nukleotidy: guanin a cytosin, adenin a thymin nově umístěné nukleotidy se spojují fosfodiesterovými vazbami v souvislé vlákno dochází k replikaci po celé délce makromolekuly DNA → výsledkem replikace jsou dvě identické dvouřetězcové dceřiné molekuly replikace RNA virů: matrice je RNA, vznikne přechodně dvouřetězcová RNA → jednotlivé řetězce se uvolní Párování bází

Transkripce DNA přepis DNA do struktury jednovláknové molekuly RNA (opačný proces = zpětná transkripce) u prokaryot – transkripce i translace ve stejném prostoru u eukaryot – transkripce v jádře, translace v cytoplazmě všechny typy RNA (r-RNA, m-RNA, t-RNA) jsou syntetizovány stejným způsobem: vlákna dvoušroubovice DNA se oddálí volné nukleotidy se přikládají na matrici podle principu komplementarity (guanin a cytosin, adenin a uracyl) po ukončení transkripce se vlákna DNA opět spojí rRNA (ribozomální) – stavební funkce v ribozomu tRNA (transferová) – zajišťuje transport aminokyselin k ribozomu mRNA (messenger – posel , mediátorová) – předpis pro výrobu bílkoviny po vzniku molekula mRNA, dochází k její úpravě – tzv. sestřihu (probíhá podobně jako sestřih filmu) DNA obsahuje kromě sekvencí nesoucích informaci (kódujících sekvencí - tzv. exony) i nekódující sekvence (tzv. introny) – tyto sekvence jsou po vzniku mRNA z její molekuly vystřiženy

Transkripce DNA