Molekulární základy dědičnosti, Cytogenetika

Replikace DNA

• polynukleotidové řetězce slouží jako vzory (matrice), ke kterým se na základě komplementarity přiřazují volné nukleotidy

• jednotlivé nukleotidy se mezi sebou spojují vazbami a vytvoří nový polynukleotidový řetězec, jehož pořadí nukleotidů je komplementárně určeno pořadím nukleotidů v matricovém řetězci

• z původní molekuly DNA vznikají dvě dvouřetězcové dceřiné molekuly, ve kterých jeden řetězec pochází z původní mateřské molekuly DNA a druhý je nově vytvořený

• u prokaryotických organismů - replikace od jednoho konce ke druhému (tzv. zipový způsob)

• u eukaryotických organismů - replikace na mnoha místech najednou (probíhá rychleji)

• enzym helikáza – řetětec rozplete

• enzym DNA-polymeráza – opět řetězec spojí

• primer, exonukleáza odstraní primer

Transkripce – přepis gen. info. z DNA do mRNA, probíhá v jádře

• rozvolnění dvoušroubovice DNA → jeden řetězec DNA slouží jako matrice, k nukleotidům DNA se přiřazují volné nukleotidy RNA

• kodóny - triplet nukleotidů - kóduje jednu z 20-ti aminokyselin

• start kodon – AUG

• Stop kodon – UAA / UAG / UGA

• tRNA (antikodon) aminokyselinu do ribozomu – peptidická vazba

• ribonukleotidy jsou spojeny vazbami a vytvoří souvislý polyribonukleotidový řetězec, který se prodlužuje a postupně se od molekuly DNA odděluje, opouští jádro a napojuje se na ribozomy

• enzym RNA-polymeráza - promotor = sekvence nukleotidů, na kterou nasedá RNA-polymeráza

• gen z exonů a intronů -Exony (pořadí aminokyselin) Introny (nemají kódovací smysl). Transkripcí se do struktury mRNA nejprve přepíše celý gen Introny jsou z molekuly odstraněny (zůstávají v jádře) a funkční mRNA je tvořena spojenými exony.

Translace – překlad mRNA do struktury bílkovin

GENETICKÉ INŽENÝRSTVÍ

• záměrná konstrukce genotypů metodami molekulární biologie

• restrikční endonukleázy = enzymy, štěpící molekuly DNA

• ligáza = enzym spojující části molekul DNA

• šlechtění rostlin

  • zvýšení výnosů – šlechtitelství, fytopatologie,

  • odrůda (kultivar) = homozygotní linie

  • vliv má genotyp + výživa rostlin

  • snížení výnosů – škůdci

  • o co jde: zvýšení odolnosti, kvality, vzhledu (ovoce),

  • šlechtění jednodušší u samosprašných rostlin – získané odrůdy se množí vegetativně

  • haploidizace: získání dokonale čistých linií (po následné diploidizaci) – řepka

  • polyploidizace: u některých rostlin vede k zvýšení výnosů (jetel

  • vzdálená hybridizace: křížení příslušníků různých druhů a rodů;

• šlechtění živočichů

  • domestikace a záměrné šlechtění – zvýšení užitkové hodnoty chovaných živočichů

    • kur bankivský 20–30 vajec za rok × naše slepice až 270

    • krávy primitivních plemen 2–3 l mléka za den × současné 15–18 l/den

  • šlechtění: výběr (selekce) a křížení (hybridizace)

  • chovné linie homozygotní, výběr podle genotypu nebo fenotypu