150 likes | 400 Views
Transkripce (první krok genové exprese). Od DNA k RNA. Obsah. Transkripce a translace. Úsek DNA je přepisován do RNA. Transkripcí vzniká RNA komplementární k jednomu řetězci DNA. RNA-polymerasa a směr transkripce. Posttranskripční úpravy RNA u eukaryot. Použitá literatura.
E N D
Transkripce (první krok genové exprese) Od DNA k RNA
Obsah Transkripce a translace Úsek DNA je přepisován do RNA Transkripcí vzniká RNA komplementární k jednomu řetězci DNA RNA-polymerasa a směr transkripce Posttranskripční úpravy RNA u eukaryot Použitá literatura
Transkripce a translace Jestliže buňka potřebuje nějaký konkrétní protein, je nukleotidová sekvence v patřičné oblasti dlouhé molekuly DNA v chromosomu nejprve zkopírována do mRNA. Tato RNA je přímo využívána jakotemplát (předloha, matrice) pro tvorbu proteinů. transkripce translace DNA mRNA Protein Obr. 1. Průběh proteosyntézy Obsah
Úsek DNA je přepisován do RNA transkripce DNA mRNA Dvoušroubovice DNA Prvním krokem pro uplatnění genetické informace v buňce je přepsání části nukleotidové sekvence DNA – genu – do nukleotidové sekvence RNA. Tento proces se nazývá transkripce. Transkripce začíná rozvolňováním krátkého úseku dvoušroubovice DNA, jeden z řetězců pak slouží jako templát pro syntézu RNA. Obsah
Úsek DNA je přepisován do RNA Ribonukleotidová sekvence RNA je určena komplementárním párováním bází. Obr. 2. Párování bází Obsah
Úsek DNA je přepisován do RNA Jestliže se volný ribonukleotid páruje s deoxyribonukleotidem v templátové DNA, je tento ribonukleotid kovalentně připojen fosfodiesterovou vazbou k rostoucímu řetězci RNA v enzymově katalyzované reakci. Obr. 3. Průběh transkripce Ribonukleosidtrifosfáty Nově syntetizovaná mRNA Templát pro syntézu RNA Dvoušroubovice DNA Obsah Směr transkripce
Úsek DNA je přepisován do RNA Spustit animaci Nově syntetizovaná mRNA Ribonukleosidtrifosfát Templát pro syntézu RNA Obsah Obr. 4. Přepis úseku DNA do RNA
Transkripcí vzniká RNA komplementární k jednomu řetězci DNA Řetězec RNA vznikají transkripcí se nazývá transkript. Transkript je prodlužován a je komplementární k templátovému řetězci DNA. Hned za místem, kde byl přidán ribonukleotid, dochází k obnovení dvoušroubovicové struktury DNA a vytěsnění vlákna RNA. Proto jsou molekuly RNA jednovláknové. Transkript Obr. 5. Transkript Směr transkripce Obsah
RNA-polymerasa a směr transkripce Tento enzym katalyzuje připojování nukleotidů na 3'-konec rostoucího řetězce RNA za vzniku fosfodiesterové vazby mezi 3'-OH skupinou řetězce a 5'-fosfátovou skupinou přidávaného nukleotidu. RNA je syntetizována ve směru 5' →3'. Pro syntézu RNA je využívána energie vznikající hydrolýzou ribonukleosidtrifosfátu (ATP, UTP, GTP a CTP). Vznik fosfodiesterové vazby 5' Obr. 6. Vznik fosfodiesterové vazby 3' Obsah
Obr. 7. Vznik fosfodiesterové vazby 3' 5' Templátový Řetězec (DNA) U A Nově syntetizovaný Řetězec (RNA) A U G C 5' 3' 5' Templátový Řetězec (DNA) U A A T Nově syntetizovaný Řetězec (RNA) 3'-konec 5'-konec G C 5' Fosfodiesterová vazba Obsah
RNA-polymerasa Templát pro syntézu RNA Nově syntetizovaná mRNA Ribonukleosidtrifosfáty 5' 3' Dvoušroubovice DNA Rozvíjecí místo RNA-polymerasa Směr transkripce Obr. 8. RNA-polymerasa Obsah
Posttranskripční úpravy transkripce translace Protein mRNA (vznik v jádře, transport do cytoplasmy) Pre-mRNA (v jádře) DNA (v jádře) Posttranskripční úpravy RNA u eukaryot DNA je uzavřena v jádře, ale ribosomy se nacházejí v cytoplasmě. mRNA musí být transportována z jádra do cytoplasmy malými jadernými póry. Před opuštěním z jádra však mRNA podléhá posttranskripčním úpravám. Transkripcí vzniká nejprve primární transkript (Pre-mRNA) neboli heterogenní jaderná RNA (hnRNA), která se dále upravuje. Upravená mRNA je transportována do cytoplasmy a tam překládána na proteiny (translace). Obsah Obr. 9. Průběh proteosyntézy
Exony a introny Eukaryotní DNA obsahuje kromě kódujících sekvencí (tzv. exony) i nekódující sekvence (tzv. introny). Introny nejsou překládány do proteinů. Celá DNA včetně exonů i intronů je transkribována do mRNA (přesněji do Pre-mRNA). Introny jsou odstraňovány enzymy (tzv. sestřihové enzymy) a exony jsou spojeny dohromady. Tento krok se nazývá sestřih(anglicky RNA splicing). Obr. 10. Exony a introny mRNA Exony Introny Obsah 2. Odštěpení intronů a spojení exonů 1. Přiblížení obou konců intronů
Použitá literatura [1] ALBERTS, B. a kol. Základy buněčné biologie. Ústí nad Labem: Espero Publishing, 1997. [2] NEČAS, O. a kol. Obecná biologie pro lékařské fakulty. Jinočany: Nakladateství H&H, 2000. [3] KUBIŠTA, V. Buněčné základy životních dějů. Praha: Scientia, 1998. Obsah