If you can't read please download the document
Upload
jola
View
189
Download
21
Embed Size (px)
DESCRIPTION
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. - PowerPoint PPT Presentation
Citation preview
MOLEKULARNA BIOLOGIJAProuava uvanje, prenos i ekspresiju (ispoljavanje) genetike informacijeGrau i funkciju informacionih molekula: nukleinskih kiselina i proteinaProcese u kojima se ostvaruje prenos genetike informacije: replikaciju, transkripciju i translaciju
Genetika informacijaRedosled nukleotida u DNK koji odreuje redosled aminokiselina u proteinu
NUKLEINSKE KISELINEizgraene od polinukleotidnih lanacaDNK grade 2 polinukleotidna lancaRNK gradi 1 polinukleotidni lanac
NUKLEOTIDFosfatna grupaPentoza (dezoksiriboza ili riboza)Azotna baza
Azotne bazePurinske baze su derivati purinaPirimidinske baze su derivati pirimidinaadeninguanintimincitozinuracil
Polinukleotidni lanacVie nukleotida povezanih fosfodiestarskim vezama35
Antiparalelnost lanaca DNK
Sparivanje komplementarnih azotnih baza
RNKmala podjedinica ribozomapodjedinice ribozoma
tRNK
HromatinJedrov materijalIzgraen od DNK i baznih proteina histonaHromozomiNajvii stepen kondenzacije hromatinaVidljivi u deobi elije
Pakovanje hromatina
PROTEINIU njihov sastav ulaze: C, H, O i NMakromolekuli izgraeni od 20 vrsta amino-kiselina povezanih meusobno peptidnim vezama u linearni polipetidni lanac
AminokiselineOrganska jedinjenja sa dve funkcionalne grupe: amino-grupom (NH2) i karboksilnom grupom (COOH)Razlikuju se po R-grupi
Vrste aminokiselinaNepolarnePolarne nenaelektrisanePozitivno naelektrisaneNegativno naelektrisane
Peptidna vezaNastaje reakcijom izmeu karboksilne grupe jedne aminokiseline i amino-grupe druge aminokiselinedipeptid
Primarna struktura proteinaBroj i redosled aminokiselina u polipetpidnom lancuZapisana u genima
Sekundarna struktura proteinaDva oblika: -heliks i -ploaUspostavlja se formiranjem vodoninih veza izmeu H i O peptidnih veza -heliks -ploa
Tercijarna struktura proteinaine ga -heliksi, -ploe i neureeni delovi
Kvaternarna struktura proteinaVie polipeptidnih lanaca gradi funkcionalan proteinkolagenhemoglobin
Konformacija- prostorni oblik proteinaGlobularni proteini loptasti sferniFibrilarni proteini konasti
Primarna struktura proteinaSekundarna struktura proteinaTercijarna struktura proteinaKvaternarna struktura proteina
Funkcije proteinaGradivna strukturna: grade eliju i tkivaBiokatalitika enzimi usmeravaju biohemijske reakcijeTransportna hemoglobin, transferinImunoloka antitelaKontraktilna aktin i miozinRegulatorna hormoniRezervna albumin
GENOMUkupna DNK u eliji:u jedru jedarni genom: 99.99% genomau mitohondrijama mitohondrijalni genomu hloroplastima hloroplastni genomVELIINA GENOMA izraava se kao broj baznih parova u haploidnoj eliji (C vrednost)Veliina genoma oveka: 3,2 10 bp9
Prokariote
Bakterije
Haploidne elije (n)Kruna DNK Eukariote
Protisti, biljke, ivotinje, gljiveDiplodne elije (2n)Linearna DNK
Hromozomi oveka
Organizacija genomaUnikalna DNK: 45% genomaRepetitivna DNK: 55% genomaSatelitska DNK na krajevima hromozoma i u oblasti centromere (uloga: sparivanje hromozoma u mejozi, odravanje strukture hromozoma)Intermedijarna DNKFamilije gena (globinska familija, histonska familija)Uzastopno ponovljeni geni (geni za rRNK i geni za tRNK)Mobilni genetiki elementi skoi-geni
Kodirajua DNKDNK koja kodira proteine ini samo 3% genomaOstala DNK 97%
GENDeo DNK koji se transkribuje u informacionu RNK, ribozomalnu RNK ili transportnu RNKGen koji se transkribuje u iRNK nosi informaciju za sintezu proteina
Geni prokariota i eukariotaKontinuirani geni: sadre samo kodirajuu DNKDiskontinuirani geni: sadre egzone (kodirajue delove) i introne (nekodirajue delove)
transkripcija genaisecanje introna i spajanje egzonaDNKprimarni transkriptiRNKtransport iRNK u citoplazmuegzonintronegzonintronegzonRNK
PRENOSGENETIKEINFORMACIJE
Genetika informacijaRedosled nukleotida u DNK koji odreuje redosled aminokiselina u proteinu
Prenos i ekspresija genetike informacije ostvaruje se kroz procese:Replikacije sinteze DNKTranskripcije sinteze RNKTranslacije sinteze proteina
Prenos genetike informacijeDNKDNKRNKPROTEINreplikacijatranskripcijatranslacija
ReplikacijaCTTGCAGATCGAACGTCTGAAGTGTCACGGCC
Transkripcija sinteza RNK5-ATG-AGA-CAT-GTA-AGC-3' 3-TAC-TCT-GTA-CAT-TCG-5' transkripcija5-AUG- DNKiRNKkodirajui lanacmatrini lanacAGA-CAU-GUA-AGC-3
Prenos genetike informacijeDNKDNKRNKPROTEINreplikacijatranskripcijatranslacija
Genetiki kodSkup pravila za prevoenje redosleda nukleotida u redosled aminokiselinaini ga 64 znaka kodonaKodon niz od tri nukleotida (triplet nukeotida) u iRNK koji odreuje mesto jedne aminokiseline u proteinuSINONIMNI KODONI kodoni koji kodiraju istu aminokiselinu
GENETIKI KOD
5'UCAG3'UUUUPheUCUSerUAUTyrUGUCysUUUCUCCUACUGCCUUALeuUCAUAASTOPUGASTOPAUUGUCGUAGSTOPUGGTrpGCCUULeuCCUProCAUHisCGUArgUCUCCCCCACCGCCCUACCACAAGlnCGAACUGCCGCAGCGGGAAUUIleACUThrAAUAsnAGUSerUAUCACCAACAGCCAUAACAAAALysAGAArgAAUGMetACGAAGAGGGGGUUValGCUAlaGAUAspGGUGlyUGUCGCCGACGGCCGUAGCAGAAGluGGAAGUGGCGGAGGGGG
Translacija5-AUG-AGA-CAU-GUA-AGC-3' translacijaiRNKprotein???NH2--COOH
GENETIKI KOD
5'UCAG3'UUUUPheUCUSerUAUTyrUGUCysUUUCUCCUACUGCCUUALeuUCAUAASTOPUGASTOPAUUGUCGUAGSTOPUGGTrpGCCUULeuCCUProCAUHisCGUArgUCUCCCCCACCGCCCUACCACAAGlnCGAACUGCCGCAGCGGGAAUUIleACUThrAAUAsnAGUSerUAUCACCAACAGCCAUAACAAAALysAGAArgAAUGMetACGAAGAGGGGGUUValGCUAlaGAUAspGGUGlyUGUCGCCGACGGCCGUAGCAGAAGluGGAAGUGGCGGAGGGGG
Translacija5-AUG-AGA-CAU-GUA-AGC-3' translacijaiRNKproteinNH2-Met-Arg-His-Val-Ser-COOH
5-ATG-AGA-CAT-GTA-AGC-3' 3-TAC-TCT-GTA-CAT-TCG-5' transkripcija5-AUG-AGA-CAU-GUA-AGC-3' translacijaDNKiRNKproteinNH2-Met-Arg-His-Val-Ser-COOH kodirajui lanacmatrini lanac
Prenos genetike informacijeGenetika informacija je redosled nukleotida u DNK koji odreuje redosled aminokiselina u proteinuPrenos i ekspresija genetike informacije ostvaruje se kroz procese replikacije, transkripcije i translacije:
DNKDNKiRNKproteinreplikacijatranskripcijatranslacija
REPLIKACIJA DNK
ReplikacijaReplika kopijaProces udvajanja DNKOdvija se u jedru, u S-fazi elijskog ciklusa, pred elijsku deobu
ReplikacijaCTTGCAGATCGAACGTCTGAAGTGTCACGGCC
3553vodei lanaczaostajui lanacsmer replikacijeOkazakijevi fragmenti1. HELIKAZA raskida vodonine veze i rasplie lance DNK2. DNK-polimeraza klizi po matrinom lancu u 3 5 smeru i sintetie komplementarni VODEI lanac u 5 3 smeruVodei lanac sintetie se kontinuirano3. Zaostajui lanac sintetie se diskontinuirano: iz delova Okazakijevih fragmenata4. LIGAZA povezuje fragmente u zaostajuem lancu
Tok replikacijeHelikaza raskida vodonine veze i rasplie lance DNKDNK-polimeraza klizi po matrinom lancu u 3 5 smeru i sintetie komplementarni VODEI lanac u 5 3 smeruVodei lanac sintetie se kontinuiranoZaostajui lanac sintetie se diskontinuirano: iz delova Okazakijevih fragmenataLigaza povezuje fragmente u zaostajuem lancu
Replikacija DNK je semikonzervativan proces jer se svaki molekul DNK sastoji od:jednog starog roditeljskog lanca ijednog novosintetisanog lancaroditeljski lanacnovosintetisani lanac
Replikacija kod prokariotaReplikacija poinje na jednom mestu (oridinu) i odvija se istovremeno u oba smera, istom brzinomZavrava se u terminacionom regionu nasuprot oridinuoridinterminacioni regionDNKDNKDNK
Zapoinje na vie mesta na hromozomu i odvija se istovremeno u oba smera dok se replikativni mehurovi ne spojeReplikacija kod eukariotaoridinireplikativni mehurovi
TRANSKRIPCIJAProces sinteze RNK, odvija se u jedru
Tok transkripcijeInicijacija: RNK polimeraza vezuje se za promotor deo DNK ispred gena koji e se prepisivati, stvara se tzv. transkripcioni kompleksElongacija: RNK polimeraza klizi po matrinom lancu u 35 smeru i sintetie komplementaran RNK lanac u 53 smeru.Terminacija: kada RNK polimeraza doe do kraja gena, transkripcioni kompleks se raspada i novosintisana RNK (primarni transkript) se oslobaa
matrini lanac DNKkodirajui lanac DNKRNK polimerazaRNKSmer transkripcijeribonukleotid
Obrada primarnog transkriptaIsecanje introna i spajanje egzona Dodavanje 5-kape (metil-guanozin) na poetak iRNKDodavanje poli-A repa na 3kraj iRNK (oko 250 adeninskih nukleotida)5-mG-AUCGCCUAGCCACGUGCAUC-AAAAAAAAAAAAAAAAA-3
Obrada primarnog transkriptatranskripcija gena
TRANSLACIJAProces sinteze proteina, odvija se na ribozomimaU ovom procesu redosled kodona u iRNK prevodi se u redosled aminokiselina u proteinuU procesu uestvuju sve tri vrste RNK
RIBOZOMvelika podjedinicamala podjedinicaPOLIRIBOZOMiRNK vie ribozoma povezanih iRNK koja prolazi izmeu male i velike subjediniceIzgraene od rRNK i proteina
POLIRIBOZOM
Transportne RNKOblik slova LNa jednom kraju nosi aminokiselinu, a na drugom ima antikodon niz od tri nukleotida koji je komplementaran kodonu na iRNKANTIKODONAMINOKISELINA
Vezivanje tRNK i iRNKkodonantikodon
1. INICIJACIJA2. ELONGACIJA3. TERMINACIJATranslokacija
INICIJACIJAformiranje peptidne vezeAPSTART
ELONGACIJAMet
ELONGACIJAMetVal
ELONGACIJAMetVal
ELONGACIJAMetValGlyAspAspC U A
ELONGACIJAMetValGlyAspSerPhe
ELONGACIJAMetValGlyAspSerPheArg
ELONGACIJAMetValGlyAspSerPheArg
TERMINACIJAoslobaajui proteinPROTEINSINTETISAN PREMA UPUTSTVU U iRNKSTOP
Translacija je proces sinteze proteina koji se odvija na ribozomima. U translaciji uestvuju sve tri vrste RNK. Informaciona RNK nosi uputstvo (niz kodona) za sintezu polipeptidnog lanca. Ribozomalne RNK grade ribozome. Transportne RNK transportuju do ribozoma aminokiseline od kojih e nastati protein. Transportne RNK na jednom svom kraju imaju vezanu aminokiselinu, a na drugom kraju antikodon niz od tri nukleotida koji je komplementaran kodonu u iRNK.
Translacija se odrigrava u tri faze:1. U fazi inicijacije sklapa se ribozom od velike i male podjedinice, iRNK prolazi izmeu podjedinica tako da se prvi kodon nalazi naspram P-mesta, a drugi naspram A-mesta. U P-mesto ribozoma dolazi tRNK koja nosi aminokiselinu metionin. U A-mesto dolazi tRNK sa antikodonom koji je komplementaran 2. kodonu.
2. U fazi elongacije sintetie se polipeptid. Izmeu aminokiseline na P-mestu (Met) i A-mestu formira se peptidna veza. Veza izmeu Met i njegove transportne RNK se raskida i tRNK naputa P-mesto. Posle ovoga dolazi do translokacije: pomeranja ribozoma za jedan kodon prema 3'-kraju iRNK tako da se tRNK sa vezanim aminokiselinama sada nalazi u P-mestu, a A-mesto ostaje slobodno. Na A-mesto tada dolazi tRNK iji je antikodon komplementaran 3. kodonu. Ceo proces (ugraivanja aminokiselina u polipetid) ponavlja se sve dok se na A-mestu ne nae STOP-kodon.
3. Terminacija: kada se na A-mestu nae STOP-kodon (za koji ne postoje odgovarajue tRNK), za A-mesto se vezuje oslobaajui protein koji zaustavlja translaciju. Tada dolazi do raskidanje veze izmeu tRNK na P-mestu i polipeptida, sintetisani polipeptid se oslobaa u citoplazmu, ribozom se raspada na podjedinice i translacija se zavrava.