Zklady molekulrn biologie

Od DNA k proteinu: Centrln dogma molekulrn biologie

• Dvoustupov proces pepisu DNA do protein.
• Po pepisu do blkoviny nelze pepsat zpt.

Gen

• Zkladn jednotka urujc vlastnosti jedince.
• Pedev genetickou informaci z matesk buky na dcein.
• DNA obsahuje 4 symboly (ATCG); Genomov DNA zahrnuje vechny informace o organismu.
• Pouze nkter geny jsou v buce exprimovny.

Typy gen:

• Strukturn gen: Vyjaduje informaci v primrn struktu polypeptidu.
• Gen pro funkn RNA: Pepisovan do tRNA nebo rRNA, nikoliv pro translaci.
• Gen jako regulan oblast: Pln regulan funkci, signalizuje transkripci.

Transkripce

• Pepis DNA do RNA; uchovv chemickou povahu.
• DNA slou jako templt pro RNA syntzu.
• Kduje-li transkript protein, podrob se translaci.

RNA - Struktura a typy

• Veechny typy RNA vznikaj transkripc.
• Typy RNA:
  • mRNA: Pen informaci z DNA do ribozom.
  • tRNA: Spojuje aminokyseliny s kodony v mRNA.
  • rRNA: Strukturn a katalytick sloky ribozom.
  • snRNA: Strukturn sloky spliceozom.
  • miRNA & siRNA: Blokuj translaci nebo rozkladaj komplementrn mRNA.
• Pouze mRNA podlh translaci.

Struktura eukarytnch gen

• Sklld: promotoru, kdujc sekvence, termintoru.
• Exony a introny: Exony jsou exprimovan sekvence, introny nekdujc.
• Exprese gen: Rozdln regulace podle typu, okol a vku buky.

Genov exprese

1. Transkripce (DNA → RNA)
2. Posttranskripn pravy (RNA → mRNA)
3. Translace (mRNA → polypeptid)
4. Posttranslan pravy (polypeptid → protein)
5. Degradace nebo aktivace proteinu.

Regulace transkripce

• Ekonomick a kontrolovna regulanmi proteiny.
• Eukaryota: komplexn regulace pro kad gen.
• Prokaryota: regulae celho operonu, jednoduch.

Transkripce a translace u prokaryot a eukaryot

• U prokaryot translace zan s transkripci.
• U eukaryot jsou transkripce a translace oddleny.

Transkripce eukaryot

• RNA syntetizovna v jde, proteiny v cytoplazm.
• Modifikace: metylguanozinov epika na 5', poly (A) sekvence na 3'.

RNA polymerza

• 3 typy RNA polymerzy:
  • I: geny 5,8S, 18S, 28S rRNA
  • II: geny kdujc proteiny, miRNA, siRNA
  • III: geny kdujc tRNA, 5S rRNA.

Iniciace - Promotor

• Promotor msto na DNA, iniciace transkripce.
• Sigma faktor rozpozn promotor.

Elongace a terminace

• RNA polymerza rozplt sekvenci DNA a syntetizuje RNA.
• Terminace v mst terminanho signlu.

Sestih

• Primrn transkript prochz sestih, odstranny introny.
• Alternativn sestih me vyvolat rzn izoformy proteinu.

Primrn struktura blkovin

• Aminokyseliny spojeny peptidovou vazbou.
• Poad aminokyselin specifick pro kadou blkovinu.

Rozlutn genetickho kdu

• 1961 - Marshall Nirenberg odhalil genetick kd.

Genetick kd

• Soubor pravidel pro pepis DNA do protein.
• Genetick kd je univerzln, tripletov, jednoznan, degenerovan a nepekrv se.

tec rmec

• Zahjen proteosyntzy kodonem AUG.
• Oteven tec rmec omezen inicianm a terminanm kodonem.

Translace

• U prokaryot translace probh souasn s transkripc.
• U eukaryot transkripn pravy, mRNA transport do cytoplazmy.

Co je poteba pro translaci

• Ribosom: Nukleoproteinov complex.
• tRNA: Dopravuje aminokyseliny, kontakt s mRNA.
• mRNA: Transkript s guanosin epikou a polyadenyltovm koncem.

Prbh translace

• Iniciace: Ribozomln podjednotky a tRNA na kodon AUG.
• Elongace: Aminoacyl-tRNA, peptidov vazby.
• Terminace: Stop kodon, release factora, uvolnn polypeptidu.

Polyribosomy

• Jedin mRNA me st vce ribozm, tvorba mnoha polypeptid.

Signln peptidy

• Urn destinace protein.