Molekulární genetika: Základní stavební jednotkou nukleových kyselin jsou nukleotidy, které jsou tvořeny

Podobné dokumenty
Molekulární základy dědičnosti. Ústřední dogma molekulární biologie Struktura DNA a RNA

Exprese genetického kódu Centrální dogma molekulární biologie DNA RNA proteinu transkripce DNA mrna translace proteosyntéza

Molekulárn. rní. biologie Struktura DNA a RNA

Proměnlivost organismu. Mgr. Aleš RUDA

Základy molekulární a buněčné biologie. Přípravný kurz Komb.forma studia oboru Všeobecná sestra

Struktura a funkce nukleových kyselin

"Učení nás bude více bavit aneb moderní výuka oboru lesnictví prostřednictvím ICT ". Molekulární základy genetiky

NUKLEOVÉ KYSELINY. Základ života

NUKLEOVÉ KYSELINY. Složení nukleových kyselin. Typy nukleových kyselin:

Typy nukleových kyselin. deoxyribonukleová (DNA); ribonukleová (RNA).

Centrální dogma molekulární biologie

-zakladatelem je Johan Gregor Mendel ( ), který se narodil v Hynčicích na Moravě

2. Z následujících tvrzení, týkajících se prokaryotické buňky, vyberte správné:

Exprese genetické informace

-nukleové kyseliny jsou makromolekulární látky, jejichž základní stavební jednotkou je nukleotid každý nukleotid vzniká spojením:

Genetika. Genetika. Nauka o dědid. dičnosti a proměnlivosti. molekulárn. rní buněk organismů populací

GENETIKA dědičností heredita proměnlivostí variabilitu Dědičnost - heredita podobnými znaky genetickou informací Proměnlivost - variabilita

Nukleové kyseliny Replikace Transkripce, RNA processing Translace

Nukleové kyseliny. obecný přehled

Výukový materiál zpracován v rámci projektu EU peníze školám

Exprese genetické informace

Nukleové kyseliny. Nukleové kyseliny. Genetická informace. Gen a genom. Složení nukleových kyselin. Centrální dogma molekulární biologie

Odvětví genetiky zkoumající strukturu a funkci genů na molekulární úrovni

Deoxyribonukleová kyselina (DNA)

TEST: GENETIKA, MOLEKULÁRNÍ BIOLOGIE

6. Nukleové kyseliny

Souhrnný test - genetika

"Učení nás bude více bavit aneb moderní výuka oboru lesnictví prostřednictvím ICT ". Základy genetiky, základní pojmy

Úvod do studia biologie. Základy molekulární genetiky

Projekt SIPVZ č.0636p2006 Buňka interaktivní výuková aplikace

A. chromozómy jsou rozděleny na 2 chromatidy spojené jen v místě centromery. B. vlákna dělícího vřeténka jsou připojena k chromozómům

Genetika zvířat - MENDELU

Gymnázium, Brno, Elgartova 3

Jsme tak odlišní. Co nás spojuje..? Nukleové kyseliny

1. Téma : Genetika shrnutí Název DUMu : VY_32_INOVACE_29_SPSOA_BIO_1_CHAM 2. Vypracovala : Hana Chamulová 3. Vytvořeno v projektu EU peníze středním

Základní genetické pojmy

Registrační číslo projektu: CZ.1.07/1.5.00/

Genetika - maturitní otázka z biologie (2)

Schéma průběhu transkripce

Molekulární základy dědičnosti

Nukleové kyseliny příručka pro učitele. Obecné informace:

b) Jak se změní sekvence aminokyselin v polypeptidu, pokud dojde v pozici 23 k záměně bázového páru GC za TA (bodová mutace) a s jakými následky?


Stavba dřeva. Základy cytologie. přednáška

Úvod do studia biologie. Základy molekulární genetiky

ŘEŠENÍ. PÍSEMNÁ ČÁST PŘIJÍMACÍ ZKOUŠKY Z BIOLOGIE Bakalářský studijní obor Bioorganická chemie a chemická biologie 2014

Vzdělávací materiál. vytvořený v projektu OP VK. Anotace. Název školy: Gymnázium, Zábřeh, náměstí Osvobození 20. Číslo projektu:

Nukleové kyseliny Milan Haminger BiGy Brno 2017

Molekulární základy dědičnosti

a) Primární struktura NK NUKLEOTIDY Monomerem NK jsou nukleotidy

Projekt realizovaný na SPŠ Nové Město nad Metují

Nukleové kyseliny. DeoxyriboNucleic li Acid

Sylabus témat ke zkoušce z lékařské biologie a genetiky. Struktura, reprodukce a rekombinace virů (DNA viry, RNA viry), význam v medicíně

15. Základy molekulární biologie

Inovace studia molekulární a buněčné biologie

Biologie - Oktáva, 4. ročník (humanitní větev)

Nukleosidy, nukleotidy, nukleové kyseliny, genetická informace

44 somatických chromozomů pohlavní hormony (X,Y) 46 chromozomů

DUM č. 3 v sadě. 37. Bi-2 Cytologie, molekulární biologie a genetika

TRANSLACE - SYNTÉZA BÍLKOVIN

Biosyntéza a metabolismus bílkovin

Garant předmětu GEN: prof. Ing. Jindřich Čítek, CSc. Garant předmětu GEN1: prof. Ing. Václav Řehout, CSc.

Digitální učební materiál

Výukový materiál zpracován v rámci projektu EU peníze školám

Chromosomy a karyotyp člověka

Biologie - Oktáva, 4. ročník (přírodovědná větev)

19.b - Metabolismus nukleových kyselin a proteosyntéza

MOLEKULÁRNÍ ZÁKLADY DĚDIČNOSTI

Propojení výuky oborů Molekulární a buněčné biologie a Ochrany a tvorby životního prostředí. Reg. č.: CZ.1.07/2.2.00/

Těsně před infarktem. Jak předpovědět infarkt pomocí informatických metod. Jan Kalina, Marie Tomečková

Bakteriální transpozony

Fyziologie reprodukce a základy dědičnosti. FSS 2012 zimní semestr D. Brančíková

Nukleové kyseliny Replikace Transkripce translace

BUNĚČ ORGANISMŮ KLÍČOVÁ SLOVA:

"Učení nás bude více bavit aneb moderní výuka oboru lesnictví prostřednictvím ICT ". Základy Genetiky

Inovace studia molekulární a buněčné biologie

Vliv věku rodičů při početí na zdraví dítěte

- význam: ochranná funkce, dodává buňce tvar. jádro = karyon, je vyplněné karyoplazmou ( polotekutá tekutina )

Inovace studia molekulární a buněčné biologie reg. č. CZ.1.07/2.2.00/

Inovace studia molekulární a buněčné biologie

Mutace jako změna genetické informace a zdroj genetické variability

ENZYMY A NUKLEOVÉ KYSELINY

jedné aminokyseliny v molekule jednoho z polypeptidů hemoglobinu

1.Biologie buňky. 1.1.Chemické složení buňky

21. ČLOVĚK A DĚDIČNOST, GENETICKÁ PROMĚNLIVOST

Buňky, tkáně, orgány, soustavy

Proteiny Genová exprese Doc. MVDr. Eva Bártová, Ph.D.

REPLIKACE A REPARACE DNA

BIO: Genetika. Mgr. Zbyněk Houdek

Základní pojmy obecné genetiky, kvalitativní a kvantitativní znaky, vztahy mezi geny

Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno

Rozvoj vzdělávání žáků karvinských základních škol v oblasti cizích jazyků Registrační číslo projektu: CZ.1.07/1.1.07/

=schopnost organismů uchovávat soubory genetických informací a předávat je potomkům


Transkript:

Otázka: Molekulární genetika, genetika buněk Předmět: Biologie Přidal(a): jeti52 Molekulární genetika: Do roku 1953 nebylo přesně známa podstata genetické informace, genů, dědičnosti,.. V roce 1953 Watson a Crick pořídili rentgenenové snímky DNA, zjistili že DNA je tvořena polynukleotidovým řetězcem (který se skládá z cukrů, tuků a fosfátů), báze jsou komplementární (4 typy bází a můžou tvořit pouze dvojice) a pořadí bází určuje genetickou informaci. Základní stavební jednotkou nukleových kyselin jsou nukleotidy, které jsou tvořeny 1) dusíkatými bázemi (u DNA Adenin, Thymin, Guanin a Cytosin, u RNA je Thymin nahrazen Uracilem), báze jsou spojeny vodíkovými můstky a jsou komplementární (vždy proti sobě můžou stát jen A-T a C-G, u RNA A-U) 2) pětiuhlíkatým cukrem u DNA deoxyribóza u RNA ribóza 3) zbytkem kyseliny fosforečné (=fosfát) báze + cukr + fosfát tvoří primární strukturu nukleových kyselin DNA jsou dva polynukleotidové řetězce proti sobě stočené do dvoušrobovice. Vyčnívající báze jsou navzájem propojené vodíkovými můstky. Báze jsou komplementární (vždy proti sobě jen A-T a C-G) RNA jeden polynukleotidový řetězec, Thymin je nahrazen uracilem (komplementarita platí A-U a C-G). Prostorové uspořádání RNA se liší m-rna (mediátorová, informační) - t-rna (transportní) 1 / 8

- r-rna (ribozomální) Syntéza DNA replikace Replikace DNA je zdvojení (duplikace) nějaké existující molekuly DNA vzniká otisk (replika). Probíhá přímo v buněčném jádře. Průběh: - u kruhové DNA prokaryot začíná v konkrétním místě - u lineární DNA eukaryot může začít v jakémkoliv místě řetězce - v místě začátku replikace jsou vlákna oddálena a vzniká nové tak, že jsou přikládány nové nukleotidy na základě komplementarity bází bázemi) - DNA-polymeráza katalyzuje tvorbu vazeb v novém řetězci (vodíkových můstků mezi - na konci tohoto procesu jsou dva řetězce DNA jsou identické každý má jedno vlákno původní a jedno nové Syntéza DNA transkripce Transkripce je přepis molekuly DNA do RNA. Probíhá v jádře ale i v mitochondriích a plastidech. Průběh: -vlákna DNA se opět oddalují (nyní jen dočasně), podle jednoho z vláken DNA se řazením nových nukleotidů syntetizuje vlákno RNA (na základě komplementarity bází) místo T je U - tvorbu nových vazeb katalyzuje RNA-polymeráza (mezi nukleotidy) - vzniklá RNA je otiskem DNA, obsahuje však nepotřebné úseky (introny) ty musí být vystříhány a zůstávají pouze funkční úseky (exony), které jsou spojeny do jednoho vlákna Existují 3 typy RNA: m-rna (informační, mediátorová) nese zápis o pořadí aminokyselin v bílkovinách, je lineární t-rna ( transportní) přenáší různé AK, má tvar trojlístku 2 / 8

- na jedné straně trojlístku je antikodon, který je komplementární ke kodonu na m-rna a na druhé straně má odpovídající AK r-rna (ribozomální) dává vznik ribozomům a vzniká v jadérku Proteosyntéza (=syntéza bílkovin) Proteosyntéza je překlad (translace) genetické informace z nukleových kyselin do bílkovin (z údají na m-rna se překládá do bílkovin). Probíhá v ribozomech (= složité nukleoproteinové útvary skládají se ze dvou podjednotek malé a velké- ty se při zahájení translace spojují jinak se volně pohybují v cytoplazmě). - bílkovina = více peptidů, peptid = soubor aminokyselin - pořadí AK v bílkovinách je určeno pořadím nukleotidů v řetězci m-rna - m-rna je při translaci čtena po trojicích nukleotidů (kodony), těm odpovídají na základě komplementarity triplety na DNA, a zároveň jsou komplementární k antikodonům na t-rna - Genetický kód = systém přiřazení dané AK k určitému kodonu - Gen je úsek DNA kódující 1 molekulu bílkoviny, je to základní jednotka genetické infor. - Strukturní geny podle nich se vytváří bílkoviny - Regulační geny pouze regulují transkripci - Geny pro syntézu t-rna a r-rna -iniciační kodon = AUG (AK metionin) na m-rna označuje místo začátku translace - terminační kodon = UAA, UGA, UAG označuje konec translace, neodpovídá jim žádný antikodon, dojde k odpojení polynukleotidového řetězce Průběh: - m-rna opustí jádro a v cytoplazmě se spojuje s ribozomy - k ribozomům pronikají jednotlivé t-rna nesoucí AK - m-rna se posouvá ribozomem (jako magnetofonový pásek) a je čtena po trojicích (kodonech) 3 / 8

- k jednotlivým kodonům se přikládají příslušné antikodony t-rna - na druhém konci t-rna jsou příslušné AK spojovány peptidickou vaznou v peptidický řetězec - prázdné t-rna se uvolňují a přinášení nové AK - na m-rna je většinou připojeno současně několik ribozomů najednou vzniká více molekul téže bílkoviny!!! Ústřední dogma molekulární biologie: Genetická informace se přenáší z DNA do RNA a odtud do molekuly bílkoviny, zpětný přenos z bílkoviny do nukleových kyselin není možný! Genetická informace (Genetický kód) mají všechny živé organismy. - je určen trojicí nukleotidů na DNA (triplety) které jsou komplementární ke kodonům na m-rna a ty jsou komplementární k antikodonům na t-rna. - Genetický kód je systém přiřazení dané AK k určitému kodonu - Existuje 20 AK a 64 kodonů (jedna AK je kódována více kodony) Genetika buněk: +Znát základní genetické pojmy!!! V prokaryotické buňce je genetická informace uložena v bakteriálním chromozomu (= jedna kruhová molekula DNA), doplňková informace je uložena v plazmidech (přídavné kruhové molekuly DNA). V jedné buňce je jen jedna alela každého genu a každá alela se projeví ve fonotypu. Plazmidy obsahují geny pro zvláštní situace : - geny podmiňující rezistenci na antibiotika - geny pro syntézu vlastních antibiotik - fertilní plazmidy slouží k pohl. rozm. Plazmidy mohou přecházet do jiných buněk (i eukaryotických) a rozšiřují tak svou genetickou informaci o nové geny (získávají lepší adaptibilitu) --> toho se využívá v genovém inženýrství : - transformace = začlenění cizího genu do bakterie nebo kvasinky, plazmidy potom slouží jako nosiče cizích genů - transdukce = přenos genu pomocí virové DNA gen se včlení do virové DNA, která se pak stane 4 / 8

součástí bakteriálního chromozomu Eukaryotická buňka - U eukaryotní buňky je genetická informace uložena v jádře a je rozdělena do více chromozomů (chromozomy jsou mimo mitozu despiralizované tvoří hmotu chromatin; během mitozy jsou kondenzované v chromozomy) Doplňková gen. informace je uložena v mitochondriích a plastidech - Každý druh organismů má v jádře svých buněk chromozomy konstantního počtu a tvaru = karyotyp (soubor všech jaderných chromozomů buňky) - Stavba chromozomu - Typy chromozomů - Počet chromozomů: - v somatických buňkách (2n) každý chromozom je zde dvakrát jeden od matky, jeden od otce - v pohlavních buňkách (n) pouze jedna chromozomová sada - Chromozómové určení pohlaví: - jádro lidské somatické buňky obsahuje 23. párů chromozomů, z toho: - 22 párů jsou autozomy (tělové chromozomy) ty jsou přítomny u obou pohlaví bez rozdílů - 23. pár jsou gonozomy (pohlavní chromozomy) jsou označené písmeny X a Y, u ženy jsou dva chromozomy X u muže je jeden X a jeden Y - Základní typy určení pohlaví: - Typ Drosophila (savčí) vajíčka jsou vždy typu X a spermie jsou typu X nebo Y v poměru 1:1 (hmyz, některé ryby a plazi, savci, dvoudomé rostliny) - Typ Abraxas (ptačí) vajíčka jsou dvojího typu X nebo Y a spermie mají vždy chromozom X (motýli, některé ryby a plazi, obojživelníci, ptáci) - Proměnlivost genotypu je založena na: - crossing overu probíhá v profázi meiózi, dochází k výměně částí homologických 5 / 8

chromozomů - segregaci rozchod homologických chromozomů do vznikajících gamet - kombinaci v jádře zygoty se kombinuje mateřský a otcovský genom (výsledek kombinace je různý např. krevní skupiny) - mutaci mutace = jakákoliv náhodná změna genotypu, poměrně vzácná, dochází při ní ke změně struktury DNA - výsledkem mutace může být zcela nefunkční gen - funkční gen ve sníženém nebo zvýšeném množství životaschopnost jedince (málo pravděpodobné) - vzniká mutantní alela, která zvyšuje Mutace - Mutace rozlišujeme podle příčiny na: mutace spontánní náhodné chyby při replikaci DNA, jsou poměrně vzácné, protože reparační systém buňky je stihne většinou včas eliminovat mutace indukované mají relativně vyšší četnost, jsou vyvolané působením mutagenů (= faktory způsobující narušení nebo změny molekuly DNA) Mutageny: fyzikální UV záření, RTG paprsky, gama záření chemické mutagenem jsou chemické sloučeniny, např.: 1. polycyklické aromatické uhlovodíky, které vznikají jako produkty spalovacích procesů, jsou běžné v našem prostředí, jsou nejnebezpečnější 2. organická rozpouštědla pesticidy, insekticidy 3. yperit 4. aditiva v potravinách (barviva, konzervanty) biologické viry začlení se do genomu hostitelské buňky --> poruší některé geny, odtrhne je od sebe, přeruší je) 6 / 8

- Mutace rozlišujeme podle rozsahu na: genové = změny v rámci jednoho genu mění se struktura genu, ale nenaruší se celistvost chromozomu - mohou, ale nemusí ovlivnit funkčnost příslušného proteinu Příčiny genových mutací: 1. Záměna páru nukleotidů za jiný (substituce) 2. ztráta nukleotidového páru (delece) 3. výskyt nadbytečného páru nukleotidů (adice, inzerce) 4. zmnožení určitého nukleotidu (amplifikaceú chromozomové mutace (aberace) = změny počtu nebo struktury chromozomů - podstatou je zlom chromozomu a následné přeskupení struktury - jsou zdrojem postižení nebo jsou neslučitelné se životem, často jsou příčinou spontánních potratů Typy chromozomových mutací: 1. Strukturní aberace - delece ztráta části chromozomu, koncové nebo vnitřní - translokace přesun části chromozom na jiný případně vzájemná výměna mezi dvěma chromozomy - inverze přemístění genu v rámci jediného chromozomu 2. Numerické aberace (změny v počtu chromozomů) - aneuplodie v chromozomové výbavě přebývá nebo chybí jeden chromozom trizomie např. Downův syndrom 7 / 8

Powered by TCPDF (www.tcpdf.org) Molekulární genetika, genetika buněk monozomie např. Turnerův syndrom na 23. páru je jen chromozom X genomové mutace (polyplodie) - zmnožení celých chromozomových sad (není to možné u člověka) - využívá se u šlechtění rostlin --> dochází k zvětšení těla nebo jednotlivých orgánů - u rostlin triplodie 3n, tetraplodie 4n,... rostliny jsou méně plodné nebo zcela sterilní Více studijních materiálů na Studijni-svet.cz. Navštivte také náš e-shop: Obchod.Studijni-svet.cz. 8 / 8