Genetika na molekulární a buněčné úrovni

• genetický kód je degenerovaný = stejná AMK může být kódována i několika různými triplety

• genetický kód je univerzální = u všech organismů mají jednotlivé kodony stejný kódovací smysl

• každý triplet kóduje jen jednu aminokyselinu

• existuje celkem 64 různých tripletů, ale pouze 20 AMK

Kodon AUG je kodon iniciační = kóduje nejen aminokyselinu, ale signalizuje začátek řetězce polypeptidu

Kodon UAA, UAG, UGA jsou kodony terminační = nekoduji žádnou aminokyselinu, ale signalizují ukončení řetězce polypeptidu

Přenos genetické informace

Je umožněn pomocí procesů:

1. Replikace – kopírování DNA a předávání do dceřiné buňky

2. Exprese genu – vyjádření genetické informace proteosyntézou (tvorbou bílkoviny), proteosyntéza probíhá ve dvou stupních:

   1. Transkripce = přepis genetické informace z DNA do mRNA

   2. Translace = překlad genetické informace z mRNA na bílkovinu

Replikace

Replikace neboli šíření genetické informace probíhá v jádře buňky za účasti enzymů. Z jedné molekuly DNA vznikají 2 strukturně shodné dceřiné molekuly – jeden řetězec z původní DNA, druhý nově vytvořený

1. dvoušroubovice DNA se rozvine a jednotlivé řetězce se uvolní

2. k řetězcům se na základě komplementarity přiřazují volné nukleotidy (k nukleotidu s adeninem se přiřadí nukleotid s thyminem)

3. jednotlivé nukleotidy se mezi sebou spojují vazbami a vytvoří nový polynukleotidový řetězec

Transkripce

= přepis genetické informace z DNA do m-RNA, probíhá v buněčném jádře, ale i v organelách s DNA (např. mitochondrie)

1. dochází k rozvolnění dvoušroubovice DNA

2. jeden řetězec DNA slouží jako vzor (matrice), k jednotlivým nukleotidům DNA se na základě komplementarity přiřazují volné nukleotidy RNA = ribonukleotidy (na rozdíl od replikace je párován adenin z DNA s uracilem z RNA)

3. ribonukleotidy se spojují vazbami a vytvoří souvislý řetězec, který se prodlužuje a postupně se od molekuly DNA odděluje

4. vzniklá m-RNA opouští jádro a napojuje se na ribozomy

Translace

= překlad genetické informace z pořadí nukleotidů v mRNA do pořadí AMK v polypeptidickém řetězci pomocí genetické informace. Probíhá na ribozomech, které mají 2 podjednotky.

Aminokyseliny jsou na místo syntézy dopraveny pomocí tRNA.

Druh aminokyseliny určuje kodon (triplet) – tři po sobě jdoucí báze v mRNA.

Ke každému kodonu je komplementární antikodon – tři po sobě jdoucí báze v tRNA.

Každá tRNA je specifická pro určitou aminokyselinu.

1. fáze iniciace (zahájení) – obecně: všechny procesy před vytvořením peptidové vazby mezi prvními dvěma AMK nové bílkoviny

• dochází k rozpadu ribozomu na malou a velkou podjednotku.

• na malou podjednotku se připojuje mRNA (obsahuje kodony)

• aminokyseliny k ribozomům přináší tRNA (obsahuje antikodony), připojením aminokyseliny k tRNA vzniká komplex aminoacyl-tRNA

• komplex se po molekule mRNA posunuje