Genetika + Buněčné děje - okruhy

Co v genomu všechno najdeme

• pouze 1,5 % DNA opravdu kóduje nějaké proteiny = jsou to exony genů = kódující sekvence (u bakterií to tvoří naopak skoro celý genom; u nahosemenných tvoří jen jednu tisícinu genomu)

• Repetice = úseky DNA, kde se opakují motivy písmenek v mnohonásobných kopiích, různě dlouhé, naskládány za sebou nebo různě rozprostřeny po celém genomu

  • Transpozony = mobilní genetické elementy, které se stěhují z místa na místo

  • Jedinečné sekvence

Struktura genu

• definice genu není ustanovena:

  • Základní jednotka genetické informace.

  • Úsek DNA, který se přepisuje do různých typů molekul RNA (průměrně 3 tisíce nukleotidů)

  • někdo k nim přiřazuje i regulační oblasti (promotor a sekvence) – nemusí být nutně před genem

• skládá se z exonů a intronů

  • exony – něco kódují, přepisují se do mediátorové RNA

  • introny – pouze v genech eukaryotních chromozomů, vytváří se primární transkript, ten podléhá sestřihu a introny jsou vystříhány a exony se spolu spojí a jsou překládány v protein

• v různých tkáních některé introny mohou působit jako exony a naopak, takže se to sestříhá jinak (neplatí, že 1 gen = 1 protein) = alternativní sestřih, 1 gen může kódovat několik proteinů

• průměrná délka je 3 000 nukleotidů, obecně mají živočichové delší geny než rostliny

• neleží všechny na jednom vlákně, ale střídají se – kódující a nekódující vlákno se týká vždy jen daného úseku, o kterém se bavíme

• Nukleotid – báze + sacharid + zbytek kyseliny fosforečné

• Nukleosid – báze + sacharid

• některé geny se nacházejí uvnitř jiných genů, ale čtou se v protisměru

• mohou se překrývat – toho využívají bakterie a viry, které mají úsporný genom (čteme od prvního písmenka, dostaneme jinou řadu aminokyselin, než když začneme číst od druhého nebo třetího písmenka) – každý gen může kódovat minimálně 3 proteiny

• v evoluci se mění

  • duplikace (celé se to zdvojí pomocí transpozonů, nová kopie je často mutačně degenerována a zůstane nefunkční, novou kopii transpozony odnesou jinam, někdy se stane, že se nová kopie mutačně změní a dostane novou funkci – kóduje nový protein, který organismus ve změněném prostředí potřebuje; mutace regulační oblasti = nová fce pro gen)

  • nebo vznikají de novo (přeskupování chromozomů z různých genů)

• všechny geny se vyvinuly asi ze 100 původních genů

• obrovské úseky, které nic nekódují, jsou většinou staré geny

• životnost určuje z velké části vnější prostředí

Změny v genomech

• transpozony jsou schopny zvětšovat i zmenšovat velikost genomu – Y chromozom postupně degeneruje a zkracuje se (protože nemá druhou kopii, podle které by se opravoval) – geny ležící na Y chromozomu se mohou přestěhovat jinam (třeba na nějaký autozom)

• zmenšování genů i u buněčných organel (mitochondrie) – jejich geny se stěhují do genomu jádra

• zmenšování genomů parazitů, aby se mohly rychle množit, vyházely všechno, co nepotřebují a co mohou, to využijí od hostitele, nemusí si to sami kódovat, ke změnám velikosti genomu může docházet i během života jedince (bourec morušový – když produkuje hedvábí, DNA se v buňkách zmnožuje až milionkrát, aby toho vytvořil co nejvíc), červi, prvoci, dvoukřídlí, len setý (mění obsah DNA jako odpověď na podněty okolí, vnější prostředí – mohou se změnit určité úseky DNA a předává to přes zárodečné buňky na své potomstvo)