53. Molekulární základ dědičnosti - NK, genová exprese

jsou to biochemické makromolekulární látky (biopolymery)

jsou přítomny ve všech buňkách a virech

poprvé identifikovány v buněčném jádře (=nukleus)

vedle bílkovin mají největší význam pro živé soustavy

objev v roce 1868 složení bylo určeno až v roce 1953 - James Watson, Francis Crick, Rosalina Franklinová

funkce:

• řídí fungování buňky

• organizuje a reprodukuje živou hmotu

• uchovává a přenáší genetické informace

typy:

• DNA = deoxyribonukleová kyselina - je obsažena v jádrech všech eukaryotických buněk (u prokaryotických buněk je uložena volně v cytoplazmě); je základním genetickým materiálem většiny organismů; slouží k uchování genetické informace; struktura dvouvláknová - tvořená dvěma řetězci - pravotočivá dvoušroubovice

• RNA = ribonukleová kyselina - zajišťuje přenos genetické informace z DNA do struktury bílkovin; jednovláknová struktura = tvořena jedním řetězcem; najedeme jí v jadérku, cytoplazmě a ribozomech; v organismech je přítomna v několika typech:

  • m-RNA = informační (messenger) - obsahuje přepis informací z DNA o primární struktuře bílkovinné molekuly; je matricí pro syntézu bílkovin

  • t-RNA = transferová - přenáší aminokyseliny z cytoplazmy na místo syntézy bílkovin (ribozomy), kde jsou spojovány do polypeptidických řetězců; pro každou aminokyselinu existuje aspoň jedna t-RNA

  • r-RNA = ribozomová - je součástí ribozomů, v nichž probíhá proteosyntéza

nukleové kyseliny jsou dlouhé řetězce složené z jednotek, které nazýváme nukleotidy

nukleotid = polynukleotidové vlákno - základní stavební jednotka; řetězením do vlákna vznikají polynukleotidy; vzniká spojením:

• cukerné složky - pentózy = pětiuhlíkatý cukr = monosacharid s pěti uhlíky:

  • DNA - 2-deoxy-D-ribóza

  • RNA - D-ribóza

• dusíkaté báze - jsou navázány na cukernou složku

  • adenin (A)

  • guanin (G)

  • cytosin (C)

  • thymin (T) - u DNA

  • uracil (U) - u RNA

• fosfát = zbytek kyseliny trihydrogenfosforečné - jejím prostřednictvím jsou navázány jednotlivé nukleotidy

mezi dusíkatými bázemi se nachází vodíkové můstky - k vazbě mezi určitou dvojicí bází dochází na základě komplementarity (=párování) bází:

• cytosin + guanin (C-G; G-C)

• adenin + thymin (A-T; T-A) - u DNA

• adenin + uracil (A-U; U-A) - u RNA

dusíkaté báze dělíme na:

• purinové báze - odvozené od purinu (=heterocyklická sloučenina se dvěma kondenzovanými heterocykly) - adenin, guanin

• pyrimidinové báze - odvozené od pyrimidinu (=šestičlenná heterocyklická sloučenina se dvěma heteroatomy) - cytosin, thymin, uracil

gen = základní jednotka genetické informace - jde o úsek molekuly DNA, který svým pořadím nukleotidů určuje pořadí aminokyselin v molekule určité bílkoviny nebo pořadí nukleotidů v některém typu RNA

rozlišujeme geny:

• strukturní - obsahují informace o primární struktuře polypeptidových řetězců

• regulátorové - regulují aktivitu strukturních genů

• geny pro t-RNA a r-RNA - určují pořadí nukleotidů v molekulách t-RNA/r-RNA, tzn. těch typů RNA, které nejsou určený pro translaci