BIOLOGIA I GENETYKA

1. Replikacja: proces biosyntezy DNA, w wyniku którego z 1 cząsteczki DNA powstają 2 cząsteczki DNA identyczne z cząsteczką macierzystą

• Semikonserwatywna: nowa cząsteczka DNA zawiera zawsze stary (macierzysty) łańcuch DNA, który jest matrycą dla nowo zsyntezowanej, komplementarnej nici DNA

2. Replisom - wsztskie elementy potrzebne do przeprowadzenia replikacji:

• Polimeraza DNA

• Helikaza

• Białka SSB

• Topoizomeraza

• Primaza

• Ligaza

3. Replikon - jednostka replikacji u bakterii obejmuje cały chromosom, a u eukariontów na chromosom przypada wiele repliko nów, bowiem proces replikacji rozpoczyna się w wielu miejscach (oczkach)

4. Etapy replikacji:

• Inicjacja:

• Rozplątanie nici przez helikazy i utworzenie „oczka replikacyjnego”

• Powtórnemu skręcaniu się nici zapobiegają białka destabilizujące heliks (SSB)

• Napięcia powstałe na nici są niwelowane przez topoizomerazy

• Rozerwanie wiązań wodorowych między zasadami w heliksie DNA

• Wiązanie białka inicjującego replikacje z sekwencją inicjującą na DNA

• Synteza starterowego RNA (primera)

• Prisom - zawiera tzw. Kompleks inicjujący primazy, białka rozpoczynające na DNA sekwencje inicjujące

• Elongacja: wydłużanie się nowo powstałego łańcucha DNA poprzez komplementarne przyłączanie nukleotydów przy udziale POLIMERAZY DNA

• Polimerazy DNA przyłączają nukleotydy tylko do końca 3'

• Kierunek replikacji 5'3'

• W miejscu rozpoczęcia syntezy nowej nici potrzebne jest krótki (5-10 nukleotydów ) odcinek RNA tzw. PRIMER

• Primery syntetyzowane są przez polimerazę RNA, zależą od DNA (primerazy)

• Primery zostają wycięte i zastąpione fragmentami DNA „przyklejanymi” do nici przez ligazy

• Terminacja: zwijanie odbudowanej nici

PCR - łańcuchowa reakcja polimerazy - w warunkach laboratoryjnych można powielić DNA ( w termocyklerach)

5. Gen - jednostka informacji genetycznej, określony fragment DNA ( jednostka funkcji cistron) kodującemu aminokwasową sekwencję polipeptydu; odcinek DNA o określonej liniowej sekwencji nukleotydów, kodujący sekwencje AA w białkach. Geny są rozmieszczone w różnych miejscach chromosomów (są rozproszone) i porozdzielane nie kodującymi intergenowymi odcinkami DNA ( do 95% całego DNA)

6. Cistron - określa gen jako jednostkę funkcji odcinka DNA o długości kilku tysięcy pz, wyznaczający sekwencję AA jednego łańcucha polipeptydowego. Np. białka złożone z kilku podjednostek (diemryczne, tetrameryczne itd.) kodowane przez 2 lub więcej cistronów.

EKSPRESJA GENÓW

• Polega na przepisaniu kodu genetycznego z DNA na mRNA (transkrypcja) a następnie na syntezie białka (transalcja), którego sekwencja aminokwasowa jest dyktowana poprzez sekwencję nukleotydów w DNA

• Przepisywanie informacji genetycznej z DNA na mRNA transkrypcja

• Przepisywanie sekwencji nukleotydów mRNA na sekwencje aminokwasów w białku translacja

1. Polimery nukleotydów zbudowane są z:

• Rybozy - cukru

• Reszty kwasu fosforowego

• Zasad azotowych

• Piramidowych

• Cytozyna

• Uracyl (zamiast tyminy)

• Purynowych

• Adenina

• Guanina

• Jednoniciowe (wyjątek tRNA)

• Powstałe na matrycy DNA

• Nie mają zdolności autoreplikacji

2. Rodzaje RNA:

• mRNA - RNA matrycowy, RNA informacyjny

• rRNA - RNA rybosomalny

• tRNA - RNA transferowy, RNA transportowy

3. TRANSKRYPCJA:

• Synteza mRNA na matrycy DNA przy udziale enzymów

• Polimerazy DNA zależnej od DNA, dla której substratem są trifosfonukleotydy adeninowe, guaninowe, cytozy nowe, urocylowe, przyłączane do miejsca 3' pierścienia cukrowego

• Kierunek 5'3'

• Nie wymaga primerów do syntezy

4. Etapy transkrypcji:

• Rozpoznanie przez białka kompleksu transkrypcyjnego na DNA miejsca startu

• Komplementarne przyłączenie nukleotydów

• Germinacja w miejscu STOP

W wyniku transkrypcji powstaje pre-mRNA, czyli cząsteczka powstała w wyniku całego genu, zarówno intronów i egzonów. Pre-mRNA posiada sekwencje kodujące i niekodujące, które zostały przepisane z DNA

Dojrzewanie pre-mRNA do mRNA następuje w jądrze komórki w wyniku:

• Guanylacji (czapkowania) - przyłączenie do końca 5' metyloguanozynowy, która stabilizuje mRNA i uczestniczy w przyłączaniu Sue mRNA do rybosomów w trakcie translacji

• Wycinania intronów (95%) i składanie egzonów (5%) splicing

• Adenylacja - przyłączanie łańcucha Poli A do końca 3'

5. TRANSLACJA:

• Biosynteza białka (proces zachodzący w cytoplazmie komórki). Translation - tłumaczenie, zakodowane informacje w postaci kodu genetycznego zapisanego na mRNA na sekwencję aminokwasów w białkach

6. Cząsteczki potrzebne do transkrypcji:

• mRNA

• tRNA

• rybosomy (kompleks białek rRNA)

• aminokwasy

• enzymy

KOD GENETYCZNY

1. Cechy kodu genetycznego:

• Trójkowy - tripled koduje 1 aminokwas

• Zdegenerowany - kilka kodonów koduje jeden aminokwas 4³ kombinacji, trójek nukleotydów 64 kodony 20 AA

• Uniwersalny - u wszystkich organizmów jest taki sam

• Niezachodzący

• Bezprzecinkowy (synteza w sposób ciągły)

2. Kodon - trójka nukleotydów, który warunkuje przyłączenie określonego aminokwasu do łańcucha polipeptydowego

3. Antykodon - sekwencja 3 nukleotydów w cząsteczce tRNA komplementarna do kodonu dla określonego aminokwasu przenoszonego przez tRNA

4. tRNA :

• kształt koniczynki, związany jest z funkcją modczytywanie kodonów na mRNA

• posiada 3 pętle i 4 ramiona główne

• ramię akceptorowe - przyłączenie AA przy udziale syntazy aminoacylo-tRNA

• ramię antykodonowi

5. Rybosomy - wyspecjalizowane struktury służące do syntezy białek zbudowany z białek i rRNA

Każdy składa się z 2 podjednostek różniących się kształtem, składem chemicznym i funkcją.( podjednostka mała i duża)

Miejsca związane z transkrypcją w podjednostce większej:

A -akceptorowe, aminokwasowem aminoacylowe - przyłącza aminoacylo-tRNA, czyli tRNA z jednym AA

P - peptydowe - warunkuje przyłączenie się peptydylo-tRNA czyli tRNA z peptydem

6. 
   
   
   Centralny dogmat biologii: informacja genetyczna zawsze jest przekazywana od DNA do RBA i dalej do białka

Transkrypcja translacja

Replikacja DNA mRNA białko

WYJĄTEK: ODWROTNA TRANSKRYPCJA!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

• RETROWIRUSYw komórce żywiciela przepisują swój RNA przy udziale odwrotnej transkryptazy na DNA, który zostaje włączany do DNA gospodarza i następuje synteza białek wirusa

Odwrotna transkrypcja włączenie

RNA wirusa DNA wirusa do DNA gospodarza

7. Gen składa się z sekwencji:

• Regulatorowej - PROMOTOR (nie ulega translacji)

• Transkrybowanej - o strukturze kodowanego produktu

U eukariontów sekwencja transkrybowana ma charakter nieciągły. Złożona jest z intronów i egzonów

---