Molekulární genetika

Obor Molekulární genetika Předmět studia: molekulární založení dědičnost 1953 – Watson a Crick – objev genetického kódu V posledních letech bouřlivý rozvoj

Nukleové kyseliny Nositelem genetické informace Výskyt: 1) v jádře název nukleové 2) dalších buněčných organelách – např. v mitochondriích, ribozómech, chloroplastech • 2 základní typy: DNA, RNA

Základní složky Cukerná složka u RNA u DNA Kyselina fosforečná - zbytek PO3-

Základní složky Dusíkaté báze Purinové adenin A guanin G Pyrimidinové thymin T cytosin C uracil U

Vznik vlákna NK 1. stupeň - NUKLEOSID

Vznik vlákna NK 2. stupeň - NUKLEOTID

3. stupeň – POLYNUKLEOTIDOVÉ ŘETĚZCE Vznik vlákna NK 3. stupeň – POLYNUKLEOTIDOVÉ ŘETĚZCE

Vznik vyšších struktur u DNA dvojšroubovice

Komplementarita bází schopnost bází vytvářet mezi sebou vazby • komplementární báze: A – T C – G A – U C – G DNA RNA

Příklad komplementarity vlákno AGTCAGTC 2. vlákno TCAGTCAG

Rozdíly mezi DNA a RNA RNA DNA • ribóza, místo báze thyminu uracil • většinou jednovláknová • 3 typy RNA – mRNA, tRNA, rRNA • rozličné fce DNA • deoxyribóza, báze thymin • dvouvláknová • 1 typ DNA u všech živých organismů • stejná fce: uchovávání a přenos genetické informace

Typy RNA Rozdělení podle funkce: mRNA = mediátorová RNA – přenos genetické informace z DNA na bílkoviny rRNA = ribozomální RNA – součást ribozómů, které jsou místem biosyntézy bílkovin tRNA = transferová RNA – přenos aktivovaných aminokyselin na místo biosyntézy bílkovin (ribozómy)

Genetický kód soubor pravidel, podle nichž je informace uložená v DNA (mRNA) přeložena do původní struktury polypeptidového řetězce

Vlastnosti genetického kódu Třípísmenný – trojice bází kóduje 1 aminokyselinu ( obecně triplet, u mRNA kodón) Univerzální – u všech živých organismů kóduje 1 a ten samý triplet stejnou aminokyselinu Degenerovaný = nadbytečný – 1 aminokyselina je kódována vyšším počtem tripletů Čtyři zúčastněné báze mohou vytvořit celkem 4 na 3 = 64 různých trojic. Z nich 61 kóduje 20 AMK nutných pro výstavbu proteinu 3 triplety v mRNA nekódují AMK, ale značí ukončení translace- terminační kodony. Jako triplet pro zahájení- iniciaci- slouží jediný tripletAUG pro methionon – nemá-li methionin na prvním místě nového peptidu zůstat, je po translaci odštěpen

Přenos genetické informace Centrální dogma

Replikace DNA z 1 mateřské vznikají 2 dceřinné naprosto shodné molekuly DNA semikonzervativní proces 4 fáze: iniciace, elongace, terminace a reparace

Transkripce = syntéza RNA podle předlohy DNA pomocí enzymů • 1 mechanismus transkripce pro všechny typy RNA • sekvence nukleotidů DNA komplemen- tární sekvence nukleotidů RNA • 4 fáze: iniciace, elongace, terminace a posttranskripční úpravy

Posttranskripční úpravy • po ukončení transkripce – vznik pre-mRNA zrání (maturation) • pre – mRNA – 2 typy úseků : EXONY a INTRONY • SPLICING = sestřih - „vystřižení“ intronů

Splicing

Translace = překlad nukleotidů do pořadí aminokyselin v polypeptidovém řetězci • složitý proces – řada členů • probíhá v ribozómech • 4 fáze: aktivace aminokyselin (AK), iniciace translace, elongace polypeptidového řetězce, terminace translace

Transferová RNA (tRNA)

Ribozomální RNA

  Translace

Celkový postup