(molekulární) biologie buňky

Transkript

1 (molekulární) biologie buňky Buňka základní principy Molecules of life Centrální dogma membrány Metody GI a MB Interakce Struktura a funkce buňky - principy proteiny, nukleové kyseliny struktura, funkce replikace, transkripce, translace struktura, funkce, organizace bky analýza proteinů, NA Buňka-buňka, buňka ECM

2

3 Buňečné organizmy (zákl. stavební jednotka- buňka) - jednobuněčné, jednobuněčné v koloniích, mnohobuněčné (diferencované) Figure 1-21, 22 Molecular Biology of the Cell, Fifth Edition ( Garland Science 2008)

4 Prokaryotická X eukaryotická buňka Hlavní rozdíl organizace genetického materiálu (u prokaryot není ohraničen)

5 Nebuněčné formy života

6 Buňečné organizmy (zákl. stavební jednotka- buňka) - jednobuněčné, jednobuněčné v koloniích, mnohobuněčné (diferencované) Figure 1-21, 22 Molecular Biology of the Cell, Fifth Edition ( Garland Science 2008)

7 The Work of Cells Cells Build and Degrade Numerous Molecules and Structures Cells Produce Their Own External Environment Cells Change Shape and Move Cells Sense and Send Information Cells Regulate Their Gene Expression to Meet Changing Needs Cells Grow and Divide Cells Die from Aggravated Assault or an Internal Program

8 Universal features o Dědičná informace chemický kód - DNA o Přepis genetické informace replikace o Přepis částí DNA do mediátoru RNA, transkripce o Proteiny katalýza procesů v buňce o Synteza proteinů translace RNA o Protein fragment DNA (GEN) o Proteiny - katalyzátory o Potřeba Energie o Základní stavební jednotky cukry, nukleotidy, AA, lipidy o Cytoplasmatická membrána

9 Dědičná informace chemický kód - DNA

10 o Přepis genetické informace replikace

11 o Přepis částí DNA do mediátoru RNA, transkripce o Proteiny katalýza procesů v buňce o Synteza proteinů translace RNA

12 Protein kódován fragmentem DNA (GEN)

13 Proteiny - katalyzátory

14 Potřeba energie

15 Cytoplasmatická membrána

16 Základní stavební jednotky cukry, nukleotidy, AA, lipidy

17 Diversity o Horizontální přenos genetické informace, mutace, konzervativní a variabilní úseky DNA o Biochemická diversita o Zdroje energie, uhlíku (živin)

18 o Horizontální přenos genetické informace, mutace, konzervativní a variabilní úseky DNA

19

20

21

22 Prokaryotická buňka obuněčná stěna ocytoplazmatická membrána ocytoplazma ojádro NUKLEOID oribozomy oinkluze E. Coli BL21

23 Buněčná stěna opermeabilní, mech. Fce opeptidoglykan, G+/- običíky, fimbrie

24

25 Eukaryotická buňka - vývoj

26 Eukaryotická buňka - vývoj

27 Základ (podstata) života molekuly chemie buňky Small Molecules Carry Energy, Transmit Signals, and Are Linked into Macromolecules Proteins Give Cells Structure and Perform Most Cellular Tasks Nucleic Acids Carry Coded Information for Making Proteins at the Right Time and Place

28

29

30

31 voda 10-7 M

32 Pufry stabilita prostředí (ph), slabé kyseliny

33 Kovalentní vazba Electrons Are Shared Unequally in Polar Covalent Bonds Covalent Bonds Are Much Stronger and More Stable Than Noncovalent Interactions

34 Nekovalentní vazba nevazebné interakce Iontové interakce Vodíkové můstky Van der Waalsovy interakce Hydrofobní interakce

35 Vodíkové můstky Figure 2-15 Molecular Biology of the Cell ( Garland Science 2008)

36 Hydrofobní interakce

37 37

38 38

39 39

40 Výhody - nižší vazebná energie -nižší aktivační energie -vratné -více různých typů - závisí na okolním mikroprostředí - možnost se libovolně kombinovat Nevazebné interakce Výhody pro biochemické systémy o biopolymery mohou měnit strukturu v závislosti na okolních podmínkách o regulace pevnosti vazby tak, aby byla umožněna funkčnost soudržnost větších celků histony v nukleosomech, lipoproteinové částice o reverzibilita vazeb při přenosu informace se musí signální látka navázat i oddělit vazba substrátu na enzym a oddělení produktů o selektivita vazeb rozpoznávání substrátů, signálních molekul,...

41 Chemistry of life: key concepts Molecular complementarity Chemical building blocks Chemical equilibrium Chemical bond energy

42 Molecular complementarity Molecular complementarity and the binding of proteins via multiple noncovalent interactions.

43 Chemical building blocks

44 Cukry - polysacharidy

45 Mastné kyseliny - lipidy

46 Aminokyseliny - proteiny

47 Nukleotidy nukleové kyseliny

48

49 Chemická rovnováha

50

51

52

53 Energie autotrofní organismy

54 Heterotrofní organismy - oxidace organických sloučenin

55 Fotosyntéza dýchání (respirace) - komplementární

56

57 Vznik ATP 3 různé typy fosforylace oxidační fosforylace (mitochondrie), fotofosforylace (chloroplasty) Substrátová fosforylace (enzymaticky katalyzované rce)

58

59