Exprese genetického kódu Centrální dogma molekulární biologie - genetická informace v DNA -> RNA -> primárního řetězce proteinu 1) transkripce - přepis z DNA do mrna 2) translace - přeložení z kódu nukleových kyselin do kódu aminokyselin - proteosyntéza Transkripce - pomocí enzymů RNA-polymeráza + transkripční faktory - opět směr od konce 5' ke konci 3' - startovní sekvence nukleotidů, tzv. promotor např. TATA box nebo CAT [CCAAT] box - dochází vždy k přepisu jen z jednoho vlákna - pracovní (negativní, antikódující) - druhé vlákno paměťové (pozitivní, kódující) se nevyužívá - v RNA thymin nahrazuje uracil - terminátor - stop sekvence v řetězci zastavuje přepis a uvolňuje RNA
video
Regulace exprese - mechanizmus pro regulaci tvorby určitých produktů - může být na úrovni transkripce, translace i sestřihových úprav - je ovlivněna dvěma typy molekul, které se váží na specifické úseky DNA - enchancery - podporují transkripci a silencery - utlumují transkripci Posttranskripční úpravy - u prokaryot k žádným posttranskripčním úpravám mrna nedochází - u eukaryotních buněk sestřihem, kdy jsou z něj odstraněny nekódující sekvence - intronů - exony - kódující úseky, jsou pospojovány do finálního řetězce video
Translace a proteosyntéza - překlad z genetického kódu mrna do pořadí aminokyselin v polypeptidovém vláknu - probíhá na ribozomech - trna z cytoplazmy - nosič aminokyselin Genetický kód - genetický kód je tripletový - každá trojice bází kóduje jednu aminokyselinu - trojúseky na mrna se nazývají kodony - trojúseky na trna antikodon - iniciační (startovací) triplet AUG - na začátku řetězce mrna - zároveň kóduje aminokyselinu methionin - terminační UAA, UAG a UGA - ukončují proteosyntézu, nekódují žádnou aminokyselinu - pro 20 aminokyselin - některé aminokyseliny jsou kódované více triplety - platný pro všechny organismy na Zemi video
Tabulka genetického kódu
úkol: 3 5 A G T C G G C G C A T A C C A G T A G T C A G C C G C G T A T G G T C A T C A G U C G G C G C A U A C C A G U A G mrna U C A G C C G C G U A U G G U C A U C trna a) K uvedenému paměťovému řetězci napište jeho komplementární pracovní řetězec DNA. b) Proveďte transkripci do mrna ve správném směru. c) Proveďte translaci řetězce mrna ve stejném směru. d) Jak se nazývá v pořadí 3. aminokyselina? AUA - izoleucin e) Jaký je antikodon na trna, která předala 4. aminokyselinu? f) Uveďte všechny další varianty kodónů pro 2. aminokyselinu. GCG ACU, ACA, ACG
Proteosyntéza - na další sekvence (kodony) nasedají další trna podle komplementarity bází - mezi přinesenými aminokyselinami vznikají peptidové vazby - vzniká polypeptidové vlákno - primární struktura bílkoviny - hrubé endoplazmatické retikulum (s ribozomy) - transmembránových proteinů - volné ribozomy se podílejí především na tvorbě cytoplazmatických proteinů (enzymy, atd.) Posttranslační úpravy - vzniklé polypeptidové vlákno je v buňce dále upravováno - v endoplazmatickém retikulu nebo v Golgiho systému - přeměna do sekundární a terciální struktury bílkoviny - proces glykosylace - glykoproteiny, což jsou proteiny s navázanými postraními řetězci - biologická aktivitu - odštěpeny určité části řetězce = aktivace, extra- i intracelulárně např. trávicí enzymy
Genetická informace v Eukaryotní buňce - DNA uložena v jádře a v semiautonomních organelách mitochondrie, plastidy (rosltiny) - jádro je odděleno od cytoplazmy dvojitou membránou + jaderné póry - velkou část hmoty jádra tvoří vlákno chromatin - DNA + histony = nukleozómy - euchromatin - světlý chromatin, dekondenzovaný, místo aktivní transkripce, - heterochromatin - tmavý, kondenzovaný chromatin, pasivní - jádro obsahuje jadérko (nucleolus) jedno nebo více - tvořeno RNA, proteiny a DNA kódující ribozomální RNA - pars granulosa - granulózní část, dozrávající ribozomy v jadérku
Genetická informace v Prokaryotní buňce - nukleoid - nepravé jádro, jediný cirkulární chromozom není ohraničen jadernou membránou, volně umístěn v cytoplazmě - chromozóm neobsahuje histony a nevytváří nukleosomy - plazmidy - krátké úseky DNA mimo hlavní chromozom - mohou v sobě kódovat různé doplňující vlastnosti Operon - řada po sobě následujících genů v bakteriálním chromozómu, které mají společný promotor - jsou regulovány společným operátorem a exprimovány najednou