Transcript od DNA k proteinu

buněčný metabolismus
replikace DNA
• základem je párování bazí
• dva řetězce – oba slouží jako předloha
(templát) → semikonzervativní
• oddělení řetězců
– iniciační proteiny
– replikační počátky
• bohaté na A=T páry
– replikační vidličky
• oba směry
• vždy 5´ → 3´
replikace DNA
replikace DNA
vedoucí a váznoucí řetězec, Okazakiho fragmenty
replikace DNA
syntéza RNA primeru
syntéza Okazakiho
fragmentu
odstranění starého
RNA primeru
ligace
replikace DNA
replikace DNA
replikace DNA
• proteiny replikační vidličky
– helikáza  rozvolnění DNA
– DNA-polymeráza  syntéza, oprava chyb
(107 chyb na pb)
– svírací protein  váže DNA-pol. na templát
– primáza  tvoří primer (RNA úsek)
– nukleáza  odstaňuje primery
– DNA-ligáza  spojení
– SSB proteiny – chrání volný váznoucí řetězec
replikace DNA
• u prokaryot – jediný počátek, vícenásobná
uzavření
kruhu
cirkularizace
5´
• u eukaryot – více počátků, odděleně
od DNA k proteinu
centrální dogma
transkripce
= přepis gen. info z DNA do RNA
• RNA–polymeráza (krabí klepeto)
• promotor, transkripční faktory
• terminální sekvence, t. proteiny
• jen jeden gen, více RNA–pol. najednou
transkripce 2 genů
transkripce
• https://www.youtube.com/watch?v=WsofH
466lqk
• http://www.dnalc.org/view/15510Transcription-DNA-codes-for-messengerRNA-mRNA-3D-animation-with-basicnarration.html
transkripce
• posttranskripční úpravy
– methylgunosinová čepička a poly-A konec
translace
= překlad gen info z mRNA do sekvence AK
• probíhá na ribozomu
– velká a malá podjednotka
– proteiny a rRNA
– vazba mRNA
– vazebná místa pro tRNA
• vazba mRNA a tRNA
– triplety nukleotidů
– kodón a antikodón
• iniciace, elongace, terminace
translace
• start kodón
– AUG
→ methionin
• stop kodóny
– UAA, UAG,
UGA
translace
• velká podjednotka ribozomu
– tři vazebná místa
– A (aminoacyl)
– P (peptidyl)
– E (end)
urychlení syntézy proteinů
ribozomy volné a vázané na membránu
organismy a energie
• organismus je otevřený systém
→ výměna látek a energie s okolím
– příjem světelné E, nebo E chemických vazeb
– přebytek odváděn ve formě tepelné energie
• 1. termodynamický zákon
– energie se neztrácí, ale přeměňuje z jedné
formy na druhou (= práce)
• 2. termodynamický zákon
– o přechodu uspořádanosti v neuspořádanost
organismy a energie
• uspořádanost živých organismů je
udržována na úkor zvyšování
neuspořádanosti okolí - metabolismus
• volná energie využívána na práci
– chemická - biosyntéza
– osmotická - transport proti osmotickému tlaku
– mechanická - pohyb
– elektrická - elektrický potenciál na
membránách
– světelná - bioluminiscence (světélkování)
přenos energie v buňkách
• energie uvolňovaná štěpením
je uchovávána a přenášena
ve formě ATP =
adenositrifosfát
– energie uložena
ve fosfátové
vazbě
– přechod mezi
ATP a ADP,
případně AMP
biochemické základy
metabolismu
• přeměny sloučenin → E, stavební látky
• sled reakcí → řetězce, cykly
= metabolické dráhy
– v konkrétních místech b.
– obecně užívané i specif.
biochemické základy
metabolismu
• fotosyntéza
– přeměna světelné E na E chemických vazeb
– vznik organických látek z anorganických a
jejich následné štěpení za vzniku ATP
biochemické základy
metabolismu
• katabolické dráhy → katabolismus
– štěpení složitějšího na jednodušší
– uvolnění energie (tvorba ATP) - exergonické r.
– buněčné dýchání: glykolýza, Krebsův cyklus,
dýchací řetězec, oxidativní fosforylace
– β-oxidace mastných kyselin
• anabolické dráhy → anabolismus
– syntéza složitějších látek z jednodušších
– spotřeba energie (ATP) - endergonické reakce
– proteosyntéza, syntéza NK
biochemické základy
metabolismu
• spřažené reakce
– využití E z katabolismu při anabolismu
– přenos ve formě ATP
– defosforylace a fosforylace
biochemické základy
metabolismu
• anaerobní metabolismus
– bez přístupu vzdušného kyslíku - bakterie,
kvasinky, endoparazité (druhotně)
– E získávána kvašením (fermentací) - substr. fosf.
→ ethylalkohol, kyselina mléčná
– využití méně než 5 % E, volně v cytoplazmě
• aerobní metabolismus
– za přístupu vzdušného kyslíku - ostatní org.
– buněčné dýchání, β-oxidace mastných kyselin
→ CO2 + H2O
– využití až 50 % E, mitochondrie
enzymy a enzymové systémy
• ke změně látek dochází za běžných
podmínek jen pozvolna
• k uvolnění energie je třeba vysoká
aktivační energie - nebezpečné
→ aktivační energii je třeba snížit
→ zvýšit reaktivitu substrátu
→ enzymy - katalyzátory
→ komplex enzym-substrát
E + S → ES → EP → E + P
enzymy a enzymové systémy
enzymy a enzymové systémy
• enzym = bílkovinná + nebílkovin. č. (kofaktor)
– spojeny trvale nebo oddělitelné
– aktivní místo – substrátová specifita
– (specifita účinku)
• rychlost reakce závisí i na koncentracích
+ efektory – vazba na enzym, inhibitory a
aktivátory
• aktivita enzymu roste se zvyšující se teplotou
• rychlost reakce závisí i na pH
enzymy a enzymové systémy
• provázanost metabolických drah
– produkt jedné je substrátem druhé
– zpětná vazba
• neaktivní enzymy = zymogeny
• tvorba řízena geneticky
– signalizace do jádra
k proteosyntéze podle
substrátů v cytoplazmě
a okolí buňky
enzymy a enzymové systémy
• všechny buňky obsahují stejnou DNA →
mohou tvořit všechny enzymy, ale většinou je
tvoří na konkrétní podnět (+ diferenciace b.)
→ indukované enzymy
• volné a vázané enzymy
• staré tradiční názvy
– ptyalin, pepsin
• odborné názvy podle specifity účinku i substr.
– koncovka -áza
– oxidoreduktáza, hydroláza, izomeráza, …