1. Molekulární základy dědičnosti

2. PŘENOS GENU (REPLIKACE)

• přenos genetické informace z jedné buněčné generace do druhé (z mateřské na dceřinou buňku) je umožněno schopností DNA se replikovat (zdvojovat)
• při replikaci vznikají z jedné molekuly DNA dvě strukturně shodné dceřiné molekuly
• základním enzymem nutným pro replikaci DNA je DNA polymeráza - katalyzuje tvorbu vazeb mezi nukleotidy
• k replikaci dochází v S (syntetické) fázi mitotického dělení
- u prokaryotických organismů dochází k rozvolnění dvoušroubovice DNA a replikaci od jednoho konce ke druhému, tzv. zipový způsob replikace
- u eukaryotických organismů dochází k replikaci DNA na mnoho místech najednou, tzv. bublinový způsob replikace, replikace DNA u eukaryota probíhá rychleji

POSTUP

• dojde k rozvinutí a uvolnění jednotlivých řetězců dvoušroubovice DNA (zanikají vodíkové vazby) polynukleotidové řetězce slouží jako vzory (matrice), ke kterým se na základě komplementarity přiřazují volné nukleotidy) jednotlivé nukleotidy se spojují vazbami a vytvářejí nový polynukleotidový řetězec

3. PROTEOSYNTÉZA

• exprese genu je vyjádření genetické informace proteosyntézou, tzn. vyjádření v primární struktuře bílkovin
• proteosyntéza probíhá ve 2 stádiích - transkripce (přepis) a translace (překlad)
• u prokaryotických organismů obsahuje mRNA obvykle informaci o primární struktuře několika polypeptidů; u eukaryotických organismů mívá informaci pouze pro 1 polypeptidový řetězec
• u eukaryotických DNA jsou geny tvořeny ze dvou navzájem se střídajících úseků:
- exony: obsahují informaci o pořadí aminokyselin v polypeptidovém řetězci
- introny: nemají kódovací smysl
- transkripcí se do struktury mRNA nejprve přepíše celý gen (exony i introny) následně dochází k tzv. sestřihu = introny jsou z molekuly odstraněny a funkční mRNA je tvořena spojenými exony

TRANSKRIPCE

• informace z DNA se přepíše do m-RNA
• pro průběh transkripce je nezbytné katalytické působení enzymu RNA-polymeráza
• dochází k rozvinutí dvoušroubovice DNA jeden řetězec DNA slouží jako matrice, k jednotlivým nukleotidům se na základě komplementarity přiřazují volné nukleotidy RNA vzniklý řetězec se prodlužuje a postupně odděluje od molekuly DNA opouští jádro a napojuje se na ribozomy

TRANSLACE

• pořadí nukleotidů v m-RNA se překládá do pořadí aminokyselin v polypeptidickém řetězci prostřednictvím genetického kódu (kodonů)
• aminokyseliny k ribozomům přináší t-RNA (každá t-RNA je specifická pro určitou aminokyselinu a obsahuje trojici nukleotidů = antikodon; tRNA má tvar trojlístku) na základě komplementarity se na každý kodon m-RNA napojí antikodon t-RNA při přiblížení aminokyselin mezi nimi vzniká peptidická vazba a zaniká tak vazba mezi kodonem a antikodonem t-RNA odchází volně do cytoplazmy, m-RNA zaniká, nově vytvořený polypeptidový řetězec je uvolněn z ribozomu