buněčný metabolismus

replikace DNA základem je párování bazí dva řetězce – oba slouží jako předloha (templát) → semikonzervativní oddělení řetězců iniciační proteiny replikační počátky bohaté na A=T páry replikační vidličky oba směry vždy 5´ → 3´

replikace DNA

replikace DNA vedoucí a váznoucí řetězec, Okazakiho fragmenty

replikace DNA syntéza RNA primeru syntéza Okazakiho fragmentu odstranění starého RNA primeru ligace

replikace DNA

replikace DNA

replikace DNA proteiny replikační vidličky helikáza  rozvolnění DNA DNA-polymeráza  syntéza, oprava chyb (107 chyb na pb) svírací protein  váže DNA-pol. na templát primáza  tvoří primer (RNA úsek) nukleáza  odstaňuje primery DNA-ligáza  spojení SSB proteiny – chrání volný váznoucí řetězec

replikace DNA u prokaryot – jediný počátek, vícenásobná u eukaryot – více počátků, odděleně uzavření kruhu cirkularizace 5´

od DNA k proteinu

centrální dogma

transkripce = přepis gen. info z DNA do RNA RNA–polymeráza (krabí klepeto) promotor, transkripční faktory terminální sekvence, t. proteiny jen jeden gen, více RNA–pol. najednou

transkripce 2 genů

transkripce https://www.youtube.com/watch?v=WsofH466lqk http://www.dnalc.org/view/15510-Transcription-DNA-codes-for-messenger-RNA-mRNA-3D-animation-with-basic-narration.html

transkripce posttranskripční úpravy methylgunosinová čepička a poly-A konec

translace = překlad gen info z mRNA do sekvence AK probíhá na ribozomu velká a malá podjednotka proteiny a rRNA vazba mRNA vazebná místa pro tRNA vazba mRNA a tRNA triplety nukleotidů kodón a antikodón iniciace, elongace, terminace

translace start kodón AUG → methionin stop kodóny UAA, UAG, UGA

translace velká podjednotka ribozomu tři vazebná místa A (aminoacyl) P (peptidyl) E (end)

urychlení syntézy proteinů

ribozomy volné a vázané na membránu

organismy a energie organismus je otevřený systém → výměna látek a energie s okolím příjem světelné E, nebo E chemických vazeb přebytek odváděn ve formě tepelné energie 1. termodynamický zákon energie se neztrácí, ale přeměňuje z jedné formy na druhou (= práce) 2. termodynamický zákon o přechodu uspořádanosti v neuspořádanost

organismy a energie uspořádanost živých organismů je udržována na úkor zvyšování neuspořádanosti okolí - metabolismus volná energie využívána na práci chemická - biosyntéza osmotická - transport proti osmotickému tlaku mechanická - pohyb elektrická - elektrický potenciál na membránách světelná - bioluminiscence (světélkování)

přenos energie v buňkách energie uvolňovaná štěpením je uchovávána a přenášena ve formě ATP = adenositrifosfát energie uložena ve fosfátové vazbě přechod mezi ATP a ADP, případně AMP

biochemické základy metabolismu přeměny sloučenin → E, stavební látky sled reakcí → řetězce, cykly = metabolické dráhy v konkrétních místech b. obecně užívané i specif.

biochemické základy metabolismu fotosyntéza přeměna světelné E na E chemických vazeb vznik organických látek z anorganických a jejich následné štěpení za vzniku ATP

biochemické základy metabolismu katabolické dráhy → katabolismus štěpení složitějšího na jednodušší uvolnění energie (tvorba ATP) - exergonické r. buněčné dýchání: glykolýza, Krebsův cyklus, dýchací řetězec, oxidativní fosforylace β-oxidace mastných kyselin anabolické dráhy → anabolismus syntéza složitějších látek z jednodušších spotřeba energie (ATP) - endergonické reakce proteosyntéza, syntéza NK

biochemické základy metabolismu spřažené reakce využití E z katabolismu při anabolismu přenos ve formě ATP defosforylace a fosforylace

biochemické základy metabolismu anaerobní metabolismus bez přístupu vzdušného kyslíku - bakterie, kvasinky, endoparazité (druhotně) E získávána kvašením (fermentací) - substr. fosf. → ethylalkohol, kyselina mléčná využití méně než 5 % E, volně v cytoplazmě aerobní metabolismus za přístupu vzdušného kyslíku - ostatní org. buněčné dýchání, β-oxidace mastných kyselin → CO2 + H2O využití až 50 % E, mitochondrie

enzymy a enzymové systémy ke změně látek dochází za běžných podmínek jen pozvolna k uvolnění energie je třeba vysoká aktivační energie - nebezpečné → aktivační energii je třeba snížit → zvýšit reaktivitu substrátu → enzymy - katalyzátory → komplex enzym-substrát E + S → ES → EP → E + P

enzymy a enzymové systémy

enzymy a enzymové systémy enzym = bílkovinná + nebílkovin. č. (kofaktor) spojeny trvale nebo oddělitelné aktivní místo – substrátová specifita (specifita účinku) rychlost reakce závisí i na koncentracích + efektory – vazba na enzym, inhibitory a aktivátory aktivita enzymu roste se zvyšující se teplotou rychlost reakce závisí i na pH

enzymy a enzymové systémy provázanost metabolických drah produkt jedné je substrátem druhé zpětná vazba neaktivní enzymy = zymogeny tvorba řízena geneticky signalizace do jádra k proteosyntéze podle substrátů v cytoplazmě a okolí buňky

enzymy a enzymové systémy všechny buňky obsahují stejnou DNA → mohou tvořit všechny enzymy, ale většinou je tvoří na konkrétní podnět (+ diferenciace b.) → indukované enzymy volné a vázané enzymy staré tradiční názvy ptyalin, pepsin odborné názvy podle specifity účinku i substr. koncovka -áza oxidoreduktáza, hydroláza, izomeráza, …