Genetický kód. Jakmile vznikne funkční mrna, informace v ní obsažená může být ihned použita pro syntézu proteinu.

Podobné dokumenty
Translace (druhý krok genové exprese)

Molekulární genetika IV zimní semestr 6. výukový týden ( )

Molekulární genetika (Molekulární základy dědičnosti)

Virtuální svět genetiky 1. Translace

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

Molekulárn. rní genetika

Populační genetika. ) a. Populační genetika. Castle-Hardy-Weinbergova zákonitost. Platí v panmiktické populaci za předpokladu omezujících podmínek

Inovace studia molekulární a buněčné biologie

Molekulární genetika

základní znaky živých systémů (definice života výčtem jeho vlastností) složitá organizace a řád regulace a udržování vnitřní homeostázy získávání a

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

Exprese genetické informace

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

TRANSLACE - SYNTÉZA BÍLKOVIN

Schéma průběhu transkripce

Molekulárn. rní. biologie Struktura DNA a RNA

Molekulární genetika. DNA = deoxyribonukleová kyselina. RNA = ribonukleová kyselina

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?

Dědičnost x proměnlivost Neboli heredita je schopnost organismů vytvářet potomky se stejnými nebo podobnými znaky. Je to jedna ze základních

Genetika: cvičení č. 1-2 DNA, RNA, replikace, transkripce, translace a genetický kód, mutace. KBI/GENE Mgr. Zbyněk Houdek

Exprese genetické informace

Aminokyseliny. Gymnázium a Jazyková škola s právem státní jazykové zkoušky Zlín. Tematická oblast Datum vytvoření Ročník Stručný obsah Způsob využití

Inovace studia molekulární a buněčné biologie

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

Josef Reischig, Jiří Hatina, Marie Ludvíková OBECNÁ GENETIKA. Praktická cvičení

Metabolismus proteinů a aminokyselin

Základy biochemie KBC / BCH. Biosyntéza proteinů. Inovace studia biochemie prostřednictvím e-learningu CZ / /0407

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ FRAKTÁL V SEKVENCI DNA BAKALÁŘSKÁ PRÁCE FAKULTA ELEKTROTECHNIKY A KOMUNIKAČNÍCH TECHNOLOGIÍ ÚSTAV RADIOELEKTRONIKY

Studijní materiály pro bioinformatickou část ViBuChu. úloha II. Jan Komárek, Gabriel Demo

Základy biochemie KBC/BCH. Biosyntéza proteinů. Inovace studia biochemie prostřednictvím e-learningu CZ / /0407

Obecná struktura a-aminokyselin

jedné aminokyseliny v molekule jednoho z polypeptidů hemoglobinu

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

Bílkoviny a rostlinná buňka

Gymnázium Vysoké Mýto nám. Vaňorného 163, Vysoké Mýto

Struktura proteinů. - testík na procvičení. Vladimíra Kvasnicová

Tomáš Oberhuber. Faculty of Nuclear Sciences and Physical Engineering Czech Technical University in Prague

PROTEINY. Biochemický ústav LF MU (H.P.)

Struktura a funkce nukleových kyselin

Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti. Vztah struktury a funkce nukleových kyselin. Replikace, transkripce

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

Centrální dogma molekulární biologie

Bílkoviny - proteiny

Aminokyseliny, struktura a vlastnosti bílkovin. doc. Jana Novotná 2 LF UK Ústav lékařské chemie a klinické biochemie

Názvosloví cukrů, tuků, bílkovin

Nukleové kyseliny. obecný přehled

Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti. Translace, techniky práce s DNA

Základy molekulární biologie KBC/MBIOZ

Nukleové kyseliny Replikace Transkripce translace

Hemoglobin a jemu podobní... Studijní materiál. Jan Komárek

Inovace bakalářského studijního oboru Aplikovaná chemie


Lucie Kárná, Michal Křížek, Pavel Křížek

Molekulární základy dědičnosti

Metabolismus aminokyselin - testík na procvičení - Vladimíra Kvasnicová

Názvosloví substitučních derivátů karboxylových kyselin

19.b - Metabolismus nukleových kyselin a proteosyntéza

Molekulární základy dědičnosti

Vysvětlivky ke kombinované nomenklatuře Evropské unie (2015/C 143/04)

Metabolismus aminokyselin. Vladimíra Kvasnicová

Autoindex nad DNA sekvencemi

Bílkoviny. Charakteristika a význam Aminokyseliny Peptidy Struktura bílkovin Významné bílkoviny

Aminokyseliny a dlouhodobá parenterální výživa. Luboš Sobotka

ÚVOD DO BIOCHEMIE. Dělení : 1)Popisná = složení org., struktura a vlastnosti látek 2)Dynamická = energetické změny

Eva Benešová. Genetika

Nukleové kyseliny Replikace Transkripce translace

REGULACE TRANSLACE. Regulace translace INICIACE TRANSLACE. 1. Translační aparát ribosomální podjednotky. 2. translace- iniciace

Úvod do studia biologie. Základy molekulární genetiky

Určení molekulové hmotnosti: ESI a nanoesi

Biosyntéza a metabolismus bílkovin

Translace - překlad genetické informace

Struktura nukleových kyselin Vlastnosti genetického materiálu

+ Vektor. Produkce rekombinantních proteinů. Teoretický úvod. Gen. Rekombinantní DNA. Hostitelská buňka. Aplikovaná bioinformatika, Jaro 2013

Metabolizmus aminokyselin II

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ

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

Nukleové kyseliny. DeoxyriboNucleic li Acid

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

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

Bílkoviny a nukleové kyseliny

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

Úvod do chemické biologie peptidů a proteinů

Odvětví genetiky zkoumající strukturu a funkci genů na molekulární úrovni

Aminokyseliny, peptidy a bílkoviny

REPREZENTACE A ZPRACOVÁNÍ GENOMICKÝCH SIGNÁLŮ REPRESENTATION AND PROCESSING OF GENOMIC SIGNALS

Výukový materiál zpracován v rámci projektu EU peníze školám Registrační číslo projektu: CZ.1.07/1.5.00/

Proteiny ve sportu Diplomová práce

Molekulární biofyzika

Metabolizmus aminokyselin II

CHEMICKÉ SLOŽENÍ BAKTERIÁLNÍ BUŇKY. Sloučeniny: Nízkomolekulární: aminokyseliny, monosacharidy, oligosacharidy, hexosaminy, nukleotidy, voda

1. Napište strukturní vzorce aminokyselin D a Y a vzorce adenosinu a thyminu

aminokyseliny a proteiny

Nukleové kyseliny (polynukleotidy) Nukleové kyseliny a nadmolekulové komplexy polynukleotidů buněčných struktur

6) Transkripce. Bakteriální RNA-polymeráza katalyzuje transkripci všech uvedených typů primárních transkriptů (na rozdíl od eukaryot).

Molekulární mechanismy řídící expresi proteinů

Metabolismus bílkovin. Václav Pelouch

Metabolismus mikroorganismů

Úvod do studia biologie. Základy molekulární genetiky

Transkript:

Genetický kód Jakmile vznikne funkční, informace v ní obsažená může být ihned použita pro syntézu proteinu. Pravidla, kterými se řídí prostřednictvím přenos z nukleotidové sekvence DNA do aminokyselinové sekvence, jsou definovaná jako GENETICKÝ KÓD. Sekvence nukleotidů je čtena po trojicích. G C G A kodon Každá skupina tří nukletidů se nazývá kodon.

Genetický kód Dohromady Lze vytvořit 64 (4 3 ) kombinací trojic nukleotidů. Některé aminokyselině přísluší i několik tripletů, ale naopak jednomu tripletu přísluší nanejvýš jedna aminokyselina. V genetickém kódu platí konvence, že 5'-konec nukleotidové sekvence je zapisován vlevo! 5' G C G A Genetický kód je téměř univerzální pro všechny organismy.

Genetický kód V principu může být překládána ve všech třech čtecích rámcích podle toho, u kterého nukleotidu translace začne. Thr Val Val G G C A 5' Gln Arg Pro Leu Ser G G C A Ser Gly 5' Cys Gln Leu G G C A 5' Lys Avšak jen v jednom čtecím rámci vzniká požadovaný protein. Ala Stop kodon

Druhý nukleotid Terminační kodony U C A G UUU fenyalanin UCU serin UAU tyrosin UGU cystein U U UUC fenyalanin UCC serin UAC tyrosin UGC cystein C UUA leucin UCA serin UAA stop kodon UGA stop kodon A UUG leucin UCG serin UAG stop kodon UGG tryptofan G CUU leucin CCU prolin CAU histidin CGU arginin U C CUC leucin CCC prolin CAC histidin CGC arginin C CUA leucin CCA prolin CAA glutamin CGA arginin A První nukleotid CUG leucin CCG prolin CAG glutamin CGG arginin G AUU isoleucin ACU threonin AAU asparagin AGU serin U Třetí nukleotid A AUC isoleucin ACC threonin AAC asparagin AGC serin C Iniciační kodon AUA isoleucin ACA threonin AAA lysin AGA arginin A AUG methionin ACG threonin AAG lysin AGG arginin G GUU valin GCU alanin GAU kyselina asparagová GGU glycin U G GUC valin GCC alanin GAC kyselina asparagová GGC glycin C GUA valin GCA alanin GAA kyselina glutamová GGA glycin A GUG valin GCG alanin GAG kyselina glutamová GGG glycin G Tab. 1 Genetický kód

trna Kodony v nerozpoznávají přímo aminokyseliny, které specifikují. Translace do proteinu závisí na trna (transferová RNA), která je schopna jednou částí molekuly rozpoznat a spárovat se s kodonem v a jinou částí vázat aminokyselinu. Touto částí váže příslušné aminokyseliny Touto částí se páruje s kodonem v Obr. 1. Struktura trna

Struktura trna Jedna s částí trna se nazývá antikodon, což jsou tři nukleotidy komplementární ke kodonu v. Další důležitou oblastí je -konec (vždy končí sekvencí CCA), na který je navázána příslušná aminokyselina. -konec trna Obr. 1. Struktura trna

Translace probíhá na ribosomech Ribosom obsahuje čtyři vazebná místa pro molekuly RNA: jedno pro a tři pro trna (E-místo, A-místo, P-místo). Každý ribosom je tvořen z velké a malé podjednotky. E-místo P-místo A-místo Velká ribosomální jednotka E P A Malá ribosomální jednotka Vazebné místo pro Obr. 4. Model Ribosomu Malá podjednotka zodpovídá za nasednutí trna na kodon. Velká podjednotka katalyzuje vznik peptidové vazby mezi aminokyselinou a polypeptidovým řetězcem.

Translace probíhá na ribosomech Obě podjednotky se spojují na molekule obvykle blízko jejího 5'-konce a zahajují syntézu proteinu. E-místo P-místo A-místo Velká ribosomální jednotka E P A Malá ribosomální jednotka Vazebné místo pro Obr. 4. Model Ribosomu Ribosom se pohybuje podél, překládá nukleotidovou sekvenci do aminokyselinové za použití trna a po dosyntetizování proteinu se obě jednotky opět oddělí.

Met Iniciace translace Translace začíná na iniciačním kodonu AUG a pro iniciaci je třeba iniciační trna, která má na sobě vázaný methionin (u bakterií formyl-methionin). iniciační trna, která má na sobě vázaný methionin Malá ribosomální podjednotka U eukaryot je iniciační trna s navázaným methioninem připojená k malé ribosomální jednotce za asistence několika tzv. iniciačních faktorů. 5' AUG Obr. 5. Iniciace translace

Iniciace translace Met 5' AUG Obr. 5. Iniciace translace

Iniciace translace Velká ribosomální podjednotka 5' AUG Obr. 5. Iniciace translace

Iniciace translace 5' AUG Obr. 5. Iniciace translace

Iniciace translace V dalším kroku dochází ke vzniku peptidové vazby mezi methioninem a přicházející aminokyselinou ( ). Met 5' AUG Obr. 5. Iniciace translace

Iniciace translace V dalším kroku dochází ke vzniku peptidové vazby mezi methioninem a přicházející aminokyselinou ( ). Ribosom se posune o 3 nukleotidy podél. trna bez navázané aminokyseliny se uvolní z E-místa a trna z A-místa se přenese do P-místa. Met 5' AUG Obr. 5. Iniciace translace

Elongace translace (prodlužování řetězce) Při proteosyntéze je neustále opakován tříkrokový cyklus: V prvním kroku je aminoacyl-trna navázána do A-místa. 5' Obr. 6. Elongace translace

Elongace translace (prodlužování řetězce) Při proteosyntéze je neustále opakován tříkrokový cyklus: V prvním kroku je aminoacyl-trna navázána do A-místa. Ve druhém kroku dochází ke vzniku peptidové vazby mezi prodlužujícím se řetězcem a přicházející aminokyselinou. 5' Obr. 6. Elongace translace

Elongace translace (prodlužování řetězce) Při proteosyntéze je neustále opakován tříkrokový cyklus: V prvním kroku je aminoacyl-trna navázána do A-místa. Ve druhém kroku dochází ke vzniku peptidové vazby mezi prodlužujícím se řetězcem a přicházející aminokyselinou. Ve třetím kroku se ribosom posune o 3 nukleotidy podél. trna bez navázané aminokyseliny se uvolní z E-místa a trna z A- místa se přenese do P-místa. E P A 5' Obr. 6. Elongace translace

Elongace translace (prodlužování řetězce) Vazba trna s připojenou aminokyselinou do volného A-místa (1. krok elongace). Vznik peptidové vazby (2. krok elongace). Posun chromosomu a uvolnění volné trna (3. krok elongace). aa 5 aa 5 E P A 5' Obr. 6. Elongace translace

Elongace translace (prodlužování řetězce) Rostoucí peptidový řetězec 5' je překládána ve směru 5' a nejprve vzniká N-konec proteinu. Celý cyklus všech tří kroků je opakován při každém předávání nové aminokyseliny do polypeptidového řetězce, dokud ribosom nenarazí na stop-kodon. 5' Posun o tři nukleotidy 5' aa 5 Polypeptidový řetězec roste směrem od N- konce k C-konci. 5' Obr. 7. Elongace translace (Schéma) trna aa 5 5'

Terminace translace Konec proteinu je signalizován přítomností jednoho ze tří terminačních neboli stop kodonů (UAA, UAG nebo UGA). Těmto kodonům není přiřazená žádná aminokyselina. Místo trna se na stop kodon v A-místě vážou tzv. terminační faktory, které mění aktivitu peptidyltransferasy tak, že místo aminokyseliny použije molekulu vody pro uvolnění karboxylového konce hotového polypeptidového řetězce z trna v P-místě. Uvolňovací faktor aa 5 5' UAA Obr. 8. Terminace translace

Terminace translace Konec proteinu je signalizován přítomností jednoho ze tří terminačních neboli stop kodonů (UAA, UAG nebo UGA). Těmto kodonům není přiřazená žádná aminokyselina. Místo trna se na stop kodon v A-místě vážou tzv. terminační faktory, které mění aktivitu peptidyltransferasy tak, že místo aminokyseliny použije molekulu vody pro uvolnění karboxylového konce hotového polypeptidového řetězce z trna v P-místě. H 2 O aa 5 COOH Protein se uvolňuje do cytoplasmy. 5' E P A UAA Obr. 8. Terminace translace

Terminace translace Po skončení proteosyntézy je odpojena od ribosomu a dojde k disociaci obou podjednotek ribosomu, které se mohou navázat na jinou molekulu a začít novou transkripci. 5' UAA Obr. 8. Terminace translace

Met Malá ribosomální podjednotka s navázanými iniciačními faktory 5' AUG Vazba na Rostoucí peptidový řetězec 5' aa 5 UAA 5' Obr. 9. Iniciace, elongace, a terminace translace Met 5' AUG 5' aa 5 Uvolňovací faktor UAA 5' 5' Met Velká ribosomální podjednotka AUG Posun o tři nukleotidy 5' H 2 O aa 2 aa 5 UAA 5' Met 5' AUG aa AminoacyltRNA aa 5 5' aa NH 1 2 aa 2 aa 5 COOH UAA 5' Vznik peptidové vazby 5' Met aa AUG trna aa 5 5' UAA 5'