Genetika

GENETICKÝ KOD
- představuje uložení genetické informace v primární struktuře nukleových kyselin
- v jednom vlákně makromolekuly DNA může být za sebou uloženo více genů
- každá z 20 aminokyselin je kódována třemi po sobě jsoucími bázemi (triplety) označovaných jako kodon, jedna a táž aminokyselina může být kódována i několika různými kodony

GEN
- jednotka odpovědná za vznik dědičné vlastnosti z hlediska molekulární biologie
- úsek makromolekuly DNA svým pořadím nukleotidů určuje pořadí aminokyselin v určité bílkovině nebo pořadí nukleotidů v molekulách RNA

a) geny strukturní – obsahují informaci pro syntézu jediné molekuly polypeptidu
b) geny regulátorové – uplatňují se při řízení genů strukturních
c) geny pro RNA – kódují pořadí nukleotidů v makromolekulách tRNA a rRNA, tedy v molekulách nepřenášejících svou genetickou informaci dále do struktury polypeptidických řetězců

- v každé buňce je většina genů uložena v chromozomech jádra - jaderný genom
- menší část genů je uložena mimo jádro – mimojaderné geny

1) PŘENOS GENU
- z eukaryotické buňky do buněk dceřiných při mitóze je zabezpečen replikací molekuly DNA
- u RNA-virů při jejich rozmnožování replikací RNA
- vzniklé repliky mají stejné geny jako měla výchozí molekula nukleové kyseliny

2) EXPRESE GENU
- vyjádření genetické informace, uložené v makromolekule DNA do fenotypového znaku organismu
- uskutečňuje se ve dvou stupních – transkripce a translace

3) TRANSKRIPCE GENU
- částečně připomíná replikaci DNA
- v místě uložení genetické informace se obě vlákna dočasně oddělí, aby jedno z nich posloužilo jako matrice, k níž se podle komplementarity bází vytváří molekula mRNA
- hotové vlákno mRNA se z matrice DNA uvolní, vycestuje z jádra a připojí se k ribozomu

4) TRANSLACE GENU
- překlad genetické informace z pořadí nukleotidů mRNA do pořadí aminokyselin v polypeptidickém řetězci = přepis genetické informace do primární struktury bílkovin
- ke kodonům mRNA se svými antikodony napojují molekuly tRNA, nesoucí aminokyseliny na opačném konci
- na ribozomech se vážou aminokyseliny do polypeptidického řetězce s primární strukturou, která je určena primární strukturou mRNA

- u eukaryotické DNA je gen rozdělen do několika úseků – exonů, oddělenými úseky – introny
- funkcí intronů není kódování informace o pořadí aminokyselin v polypeptidickém řetězci
- geny nových vlastností mohou vznikat nejen mutacemi, ale i kombinacemi exonů

Prokaryotická buňka
- prokaryotická buňka nemá typické jádro
- nukleoid představuje jediná do kruhu uzavřená makromolekula DNA – chromozom
- na rozdíl od chromozomu eukaryotické buňky se mitoticky nedělí a má jednoduchou stavbu
- gen je tvořen jednou alelou (jeden chromozom)
- Escherichia Coli – bakterie, která má nejvíce prozkoumaný chromozom

- operon – tvořen promotorem, operačním genem a jemu podřízenými strukturními geny
- celý se přepisuje do jednoho vlákna mRNA
- přepis je řízen regulačním genem – přítomnost induktoru a represoru
- induktor = molekuly substrátu přeměňované enzymy na molekuly produktu
- molekuly produktu působí jako korepresor

- promotor – oblast operonu, kde je zahajována syntéza mRNA
- váže se k němu RNA-polymeráza zahajující transkripci dvoušroubovice DNA

1) REGULAČNÍ GEN
- řídí produkci represoru, který se váže na operační gen a operon je pak uzavřený
- je-li přítomen induktor, tak operační gen je otevřený strukturní geny produkují enzymy přeměňující na molekuly substrátu
- přeměnní všech na produkt => uzavření operonu