990 likes | 1.95k Views
MOLEKULARNA BIOLOGIJA. Proučava čuvanje, prenos i ekspresiju (ispoljavanje) genetičke informacije Građu i funkciju informacionih molekula : nukleinskih kiselina i proteina Procese u kojima se ostvaruje prenos genetičke informacije: replikaciju, transkripciju i translaciju.
E N D
MOLEKULARNA BIOLOGIJA • Proučava čuvanje, prenos i ekspresiju (ispoljavanje) genetičke informacije • Građu i funkciju informacionih molekula: nukleinskih kiselina i proteina • Procese u kojima se ostvaruje prenos genetičke informacije: replikaciju, transkripciju i translaciju
Genetička informacija • Redosled nukleotida u DNK koji određuje redosled aminokiselina u proteinu
NUKLEINSKE KISELINE • izgrađene od polinukleotidnih lanaca • DNK grade 2 polinukleotidna lanca • RNK gradi 1 polinukleotidni lanac
NUKLEOTID • Fosfatna grupa • Pentoza (dezoksiriboza ili riboza) • Azotna baza
Purinske baze su derivati purina Azotne baze • Pirimidinske baze su derivati pirimidina citozin adenin timin guanin uracil
Više nukleotida povezanih fosfodiestarskim vezama Polinukleotidni lanac 5’ 3’
RNK mala podjedinica ribozoma podjedinice ribozoma
Hromatin • Jedrov materijal • Izgrađen od DNK i baznih proteina histona Hromozomi • Najviši stepen kondenzacije hromatina • Vidljivi u deobi ćelije
PROTEINI • U njihov sastav ulaze: C, H, O i N • Makromolekuli izgrađeni od 20 vrsta amino-kiselina povezanih međusobno peptidnim vezama u linearni polipetidni lanac
Aminokiseline • Organska jedinjenja sa dve funkcionalne grupe: amino-grupom (–NH2) i karboksilnom grupom (–COOH) • Razlikuju se po R-grupi
Nepolarne Vrste aminokiselina Pozitivno naelektrisane Polarne nenaelektrisane Negativno naelektrisane
Peptidna veza • Nastaje reakcijom između karboksilne grupe jedne aminokiseline i amino-grupe druge aminokiseline dipeptid
Primarna struktura proteina • Broj i redosled aminokiselina u polipetpidnom lancu • Zapisana u genima
Sekundarna struktura proteina • Dva oblika: α-heliks i β-ploča • Uspostavlja se formiranjem vodoničnih veza između H i O peptidnih veza β-ploča α-heliks
Tercijarna struktura proteina • Čine ga α-heliksi, β-ploče i “neuređeni” delovi
Kvaternarna struktura proteina • Više polipeptidnih lanaca gradi funkcionalan protein kolagen hemoglobin
Globularni proteini loptasti – sferni Fibrilarni proteini končasti Konformacija- prostorni oblik proteina
Primarna struktura proteina Sekundarna struktura proteina Tercijarna struktura proteina Kvaternarna struktura proteina
Funkcije proteina • Gradivna – strukturna: grade ćeliju i tkiva • Biokatalitička – enzimi – usmeravaju biohemijske reakcije • Transportna – hemoglobin, transferin • Imunološka – antitela • Kontraktilna – aktin i miozin • Regulatorna – hormoni • Rezervna– albumin
GENOM • Ukupna DNK u ćeliji: • u jedru – jedarni genom: 99.99% genoma • u mitohondrijama – mitohondrijalni genom • u hloroplastima – hloroplastni genom • VELIČINA GENOMA izražava se kao broj baznih parova u haploidnoj ćeliji (C vrednost) • Veličina genoma čoveka: 3,2 · 10 bp 9
Prokariote Bakterije Haploidne ćelije (n) Kružna DNK Eukariote Protisti, biljke, životinje, gljive Diplodne ćelije (2n) Linearna DNK
Organizacija genoma • Unikalna DNK: 45% genoma • Repetitivna DNK: 55% genoma • Satelitska DNK – na krajevima hromozoma i u oblasti centromere (uloga: sparivanje hromozoma u mejozi, održavanje strukture hromozoma) • Intermedijarna DNK • Familije gena (globinska familija, histonska familija) • Uzastopno ponovljeni geni (geni za rRNK i geni za tRNK) • Mobilni genetički elementi – skoči-geni
Kodirajuća DNK • DNK koja kodira proteine čini samo 3% genoma • Ostala DNK – 97%
GEN • Deo DNK koji se transkribuje u informacionu RNK, ribozomalnu RNK ili transportnu RNK • Gen koji se transkribuje u iRNK nosi informaciju za sintezu proteina
Kontinuirani geni: sadrže samo kodirajuću DNK Diskontinuirani geni: sadrže egzone (kodirajuće delove) i introne (nekodirajuće delove) Geni prokariota i eukariota
egzon intron egzon intron egzon DNK transkripcija gena RNK primarni transkript isecanje introna i spajanje egzona iRNK transport iRNK u citoplazmu
Genetička informacija • Redosled nukleotida u DNK koji određuje redosled aminokiselina u proteinu
Prenos i ekspresija genetičke informacije ostvaruje se kroz procese: • Replikacije – sinteze DNK • Transkripcije – sinteze RNK • Translacije – sinteze proteina
Prenos genetičke informacije replikacija DNK DNK transkripcija RNK translacija PROTEIN
Replikacija A T G C C G T A T A G C C G C G A T A T C G C G T A T A G C G C
Transkripcija – sinteza RNK kodirajući lanac 5‘-ATG-AGA-CAT-GTA-AGC-3' DNK 3‘-TAC-TCT-GTA-CAT-TCG-5' matrični lanac transkripcija 5‘-AUG- AGA-CAU-GUA-AGC-3’ iRNK
Prenos genetičke informacije replikacija DNK DNK transkripcija RNK translacija PROTEIN
Genetički kod • Skup pravila za prevođenje redosleda nukleotida u redosled aminokiselina • Čini ga 64 znaka – kodona • Kodon – niz od tri nukleotida (triplet nukeotida) u iRNK koji određuje mesto jedne aminokiseline u proteinu • SINONIMNI KODONI – kodoni koji kodiraju istu aminokiselinu
Translacija iRNK 5‘-AUG-AGA-CAU-GUA-AGC-3' translacija protein ??? NH2- -COOH
Translacija iRNK 5‘-AUG-AGA-CAU-GUA-AGC-3' translacija NH2-Met-Arg-His-Val-Ser-COOH protein
kodirajući lanac 5‘-ATG-AGA-CAT-GTA-AGC-3' DNK 3‘-TAC-TCT-GTA-CAT-TCG-5' matrični lanac transkripcija iRNK 5‘-AUG-AGA-CAU-GUA-AGC-3' translacija NH2-Met-Arg-His-Val-Ser-COOH protein
Prenos genetičke informacije • Genetička informacija je redosled nukleotida u DNK koji određuje redosled aminokiselina u proteinu • Prenos i ekspresija genetičke informacije ostvaruje se kroz procese replikacije, transkripcije i translacije: replikacija DNK DNK transkripcija iRNK translacija protein
Replikacija • Replika – kopija • Proces udvajanja DNK • Odvija se ujedru, u S-fazi ćelijskog ciklusa, pred ćelijsku deobu
Replikacija A T G C C G T A T A G C C G C G A T A T C G C G T A T A G C G C