1 / 41

Molekulové základy dedičnosti

Molekulové základy dedičnosti. RNDr. Eva Turoňová Športové gymnázium, Staničná 6, TN November 2012 P redmet : CHE (základy biochémie - 3. roč. štvorročného štúdia), BIO (genetika - 2. roč. štvorročného štúdia). OBSAH. História

jane
Download Presentation

Molekulové základy dedičnosti

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Molekulové základy dedičnosti RNDr. Eva Turoňová Športové gymnázium, Staničná 6, TN November 2012 Predmet: CHE(základy biochémie - 3. roč. štvorročného štúdia), BIO(genetika - 2. roč. štvorročného štúdia)

  2. OBSAH • História • Nukleové kyseliny – definícia, základné stavebné jednotky NK • Druhy, štruktúra a funkcie nukleových kyselín • Genetická informácia • Genetický kód • Vlastnosti genetického kódu • Prenos genetickej informácie • Replikácia • Expresia génu • Transkripcia • Translácia • Zopakujte si! • Zdroj

  3. História • 1869- Friedrich Miescher - objavil DNA a pomenoval ju nukleín • 1896 – 1905 - Phoebus A. T. Levene - študoval vlastnosti nukleových kyselín a nukleotid označil ako ich základnú stavebnú jednotku

  4. História • 1939 -WilliamAstburya jeho doktorandka FlorenceBelluviedli v dizertácii: „...nedávnym výsledkom molekulárnej biológie je uvedomenie si, že počiatky života sú úzko spojené s interakciami proteínov a nukleových kyselín.“ • 1953 – J. Watson, F. Crick– štruktúra DNA • 1958 – F. Crick– centrálna dogma molekulárnej biológie

  5. J. Watson, F. Crick http://www.bioweb.genezis.eu/index.php?cat=0&file=dejinybio

  6. Definujte nukleové kyseliny. • Makromolekulové látky, ktoré prenášajú a uchovávajú genetickú informáciu. Základnými stavebnými jednotkami sú nukleotidy. Čo sú nukleotidy? • Základné stavebné jednotky NK tvorené 3 základnými časťami

  7. zásaditá časť kyslá časť neutrálna časť

  8. DRUHY NUKLEOVÝCH KYSELÍN DNA RNA m RNA t RNA r RNA v RNA n RNA

  9. Kyselina trihydrogénfosforečná Sacharid

  10. Dusíkatá báza

  11. DNA

  12. RNA

  13. Typy RNA v závislosti od funkcie, ktorú vykonáva... m RNA (mediátorová, informačná) - jej štruktúra je prepisom informácie z molekulyDNA o primárnej štruktúre bielkovín t RNA (transferová, prenášačova) - prenáša aminokyseliny na miesto proteosyntézy r RNA (ribozonálna) – je súčasťou štruktúry ribozómov v RNA (vírusová) – u vírusov plnia úlohu DNA aj m RNA n RNA (nukleová) – prekurzorové RNA pre všetky druhy RNA

  14. Rozdiely medzi biologickými druhmi súvisia s rozdielnosťou bielkovín v organizmoch. Jedince daného druhu sa líšia bielkovinami. V r. 1944 bolo dokázané, že nositeľom genetickej informácie (GI) sú nukleové kyseliny. Genetická informácia • Správa zapísaná v štruktúre molekuly DNA • Umožňuje bunke ( aj organizmu ) utvoriť určitý znak v jeho konkrétnej forme • Uložená a zašifrovaná (zakódovaná ) je podľa určitého kľúča nazývaného genetický kód

  15. Genetický kód (triplet = kodón) • Využíva 4 písmena abecedy • 42 = 16 • Potrebné je kódovať minimálne 20 (21) aminokyselín • 43=64kódov • Predstavuje kódované slovo – kodón, určujúce zaradenie jednej AMK do polypeptidového reťazca

  16. Iniciačný kód • Iniciuje začiatok proteosyntézy; zároveň kóduje AMK metionin v strede proteosyntézy; • Označenie AUG, výnimočne GUG u prokaryotických organizmov. Terminačný kód • Stop kodón, „bodka“ – ukončuje proteosyntézu; • UAA, UAG, UGA.

  17. Ostatné kódy • Len dve AMK majú len jeden kód – metionínatryptofán; • Ostané AMK majú viacero kódov – synonymické triplety. Gén • Časť molekuly DNA (u vírusov aj RNA), ktorá nesie úplnú GI pre jeden znak; riadi syntézu jedného druhu bielkovinných molekúl 1 gén = 1 bielkovina • molekula DNA patrí medzi najväčšie molekuly, u človeka obsahuje asi 5 . 109 párov nukleotidov = asi 1 milión génov. Baktérie majú asi 2 . 106 párov nukleotidov. 1 makromolekula DNA = viac génov

  18. Vlastnosti genetického kódu • tripletový – využíva reč troch písmen (trojica nukleotidov) • lineárny – neprekrýva sa, každý nukleotid je súčasťou jediného kodónu • degenerovaný – niektoré AMK kóduje viacero kodónov, znižuje sa riziko chýb, ktoré by mohli zmeniť GI a jej realizáciu • univerzálny – všetky organizmy majú rovnaký spôsob kódovania GI.

  19. Prenos genetickej informácie Základom ukladania a prenosu GI sú 3 procesy 1. Replikácia – „kopírovanie“ molekúl DNA pre novo vznikajúce bunky v priebehu reprodukčného cyklu Expresia génu 2. Transkripcia – „prepis“ informácie uloženej v DNA na určitú formu RNA – m RNA (i RNA) 3. Translácia – „preklad“ z „ reči báz „ do reči AK“; proces syntézy bielkovín riadený m RNA.

  20. Replikácia = syntéza DNA • Kopírovanie = zdvojovanie molekuly DNA • Pôvodná molekula DNA je zložená z 2 polynukleotidových antiparalelných reťazcov – pravotočivá dvojzávitnica; štruktúru stabilizujú vodíkové mostíky medzi bázami ; platí tzv. zákon párovania = komplementarity (doplnkovosti ) A...T, G...C.

  21. Prebieha vjadre , v S - fáze bunkového cyklu • Vyžaduje - DNA, voľné nukleotidy, ATP, enzýmy (DNA – polymeráza) • Pôvodná dvojzávitnica sa rozpletie - zánik vodíkových mostíkov medzi bázami • Každý z reťazcov slúži ako matrica = vzor, predloha pre syntézu nového komplementárneho reťazca • Základom pre kopírovanie je pravidlo o párovaní báz • Sekvencia báz je rovnaká a preto je rovnaký aj obsah informácií

  22. http://www.youtube.com/watch?v=z685FFqmrpo&feature=related

  23. Expresia génu • Vlastná realizácia genetickej informácie • Dvojstupňový proces Zahŕňa procesy • Transkripcia = syntéza m RNA • Translácia = proteosyntéza = syntéza bielkovín

  24. Transkripcia • Predstavuje „ prepis“ GI uloženej vDNA na m RNA (messenger RNA, informačná RNA ) = syntéza m RNA • Prekurzor vzniká v jadre; sprostredkováva prenos GI z DNA na bielkoviny • Prebieha v jadre • Vyžaduje – DNA, voľné nukleotidy, ATP, enzýmy(RNA – polymeráza)

  25. Mechanizmus podobný replikácii • Pôvodná molekula DNA sa čiastočne rozdelí narušením vodíkových väzieb medzi bázami • Matrica - len 1 reťazec DNA • Enzým - RNA – polymeráza, ktorý reakciu katalyzuje pripája základné stavebné jednotky podľa zákona komplementarity(A-U, C-G) • Energeticky náročný dej - spotrebaATP • Reťazec m RNA sa vytvára pozdĺž reťazca DNA v jadre • Novovytvorený reťazec prechádza z jadra do cytoplazmy.

  26. http://www.youtube.com/watch?v=Jqx4Y0OjWW4

  27. Translácia • Proces syntézy bielkovín = proteosyntéza • Informácia obsiahnutá v molekule m RNA sa „prekladá“ do molekuly bielkoviny - preklad z reči báz do reči AK (mechanizmus vysvetlil roku 1964 Watson) • Prebieha v cytoplazme • Vyžaduje – m RNA, ribozómy (ich súčasťou je r RNA – ribozonálna, prokaryota – 3 rRNA , eukaryota - 4 rRNA), enzýmy, ATP, voľné a aktivované t RNA

  28. t RNA prenáša len jeden druh AK; štruktúra – tvar ďatelinového listu;akceptorové miesto – miesto, kde sa viaže AK; antikodónová slučka – antikodón

  29. m RNA sa viaže na ribozóm, následne sa pripoja 2 aktivované t RNA, nesúce prvé 2 AK budúcej bielkoviny • t RNA (transferová – prenašačová) - prenáša aktivovanú AK pri proteosyntéze z cytoplazmy na miesto proteosyntézy • Správne radenie AK a následné spojenie peptidovou väzbou zabezpečuje interakcia kodónu ( m RNA) s antikodónom(t RNA)

  30. Vzniknutý dipeptid je viazaný na druhej t RNA a prvá t RNA sa uvoľní • Analogicky sa viaže ďalšia a ďalšia AK • Proteosyntéza prebieha neprestajne • Regulovaná je na viacerých úrovniach (napr. syntéza m RNA, množstvo ribozómov, tvorba polypeptidových reťazcov na ribozómoch, množstvo voľných AK v cytoplazme apod. .) • Rýchlosť s akou sa „čítajú“ kodóny m RNA, zodpovedá rýchlosti pohybu filmu v kamere; za 1min sa do bielkovinného reťazca zapojí asi 1000 AMK.

  31. http://www.youtube.com/watch?v=983lhh20rGY&feature=related

  32. Bielkoviny sa ďalej rozmiesťujú, časť ich zostáva v cytoplazme. Ďalšie sa transportujú do bunkových organel. Iné sa zabudujú do bunkových membrán. Niektoré napr. tráviace enzýmy a hormóny sa z buniek vylučujú.

  33. Zopakujme si! • Vysvetlite podľa obrázku fázu replikácie. • Vysvetlite podľa obrázku prenos genetickej informácie v organizme. • Vytvorte schému prenosu genetickej informácie.

  34. 1.

  35. 2.

  36. 3. Schéma prenosu genetickej informácie 1 2 3 GI - DNA DNA m RNA bielkovina 1 – replikácia 2 - transkripcia 3 - translácia

  37. ZDROJ • Kol. autorov: Učebnica - Biológia pre gymnázia 5. Expoloedagogikahttp://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK26821/ • http://dna-rna.net/2011/08/08/the-structure-and-function-of-dna/ • http://www.dnaftb.org/15/bio.html • http://www.bioweb.genezis.eu/index.php?cat=0&file=dejinybio • http://www.odec.ca/projects/2007/knig7d2/Scientists.html • http://genetika.wz.cz/dnarna.htm • http://www.ddm.fmph.uniba.sk/files/iktZSaSS/internet/infovek/www.infovek.sk/predmety/chemia/temuc/chbz/mirec/064.htm • http://academic.brooklyn.cuny.edu/biology/bio4fv/page/molecular%20biology/dna-structure.html • http://www.indiana.edu/~geol105b/1425chap10.htm • http://finleysciencep8.blogspot.com/2011/02/dna-and-rna.html • http://www.oskole.sk/?id_cat=7&clanok=2807 • http://www.youtube.com/watch?v=z685FFqmrpo&feature=related • http://www.oskole.sk/?id_cat=7&clanok=1570 • http://www.youtube.com/watch?v=Jqx4Y0OjWW4 • http://www.oskole.sk/?id_cat=7&clanok=1570 • http://www.youtube.com/watch?v=983lhh20rGY&feature=related

  38. Ďakujem za pozornosť

More Related