Expresia génu

Vypracovala: Mgr. J. Dolinská

Genetická informácia – je správa zapísaná v primárnej štruktúre molekuly DNA. Predstavuje ju poradie nukleotidov so 4 dusíkatými bázami.

Gén - je úsek molekuly DNA, ktorý nesie úplnú genetickú informáciu pre biologickú vlastnosť alebo funkciu.

Expresia génu - je realizácia génu, ktorá prebieha na molekulovej úrovni ako dvojstupňový proces. Zahŕňa deje:

1.Transkripcia: - prepis genetickej informácie z molekuly DNA do molekuly mRNA, čím sa syntetizuje molekula mRNA. Prebieha v jadre bunky.

Realizácia transkripcie:

Narušením vodíkových väzieb medzi komplementárnymi bázami vlákna DNA sa čiastočne oddelia reťazce DNA. Jeden reťazec sa stane matricou (predlohou) na transkripciu. Na princípe komplementárnosti báz sú priraďované voľné nukleotidy RNA, čím sa utvorí nové vlákno molekuly mRNA. Keďže mRNA obsahuje namiesto tymínu uracil, komplementárnosť báz DNA – mRNA je takáto:

Jednotlivé nukleotidy potom navzájom spojí (spolymerizuje) v správnom poradí enzým RNA – polymeráza. Vzniknuté vlákno mRNA sa cez jadrové póry uvoľní do cytoplazmy, kde sa viaže na ribozómy.

Transkripcia

2. Translácia: preklad genetickej informácie z poradia nukleotidov do poradia aminokyselín polypeptidového reťazca (t.j. do primárnej štruktúry bielkovín). Týmto procesom sa syntetizujú molekuly bielkovín, v procese nazvanom proteosyntéza. Je prísne regulovaná. Prebieha na ribozómoch.

Realizácia translácie:

Na ribozómy sa k jednotlivým kodónom (tripletom nukleotidov) mRNA dočasne pripájajú svojimi antikodónmi molekuly tRNA, nesúce jednotlivé aminokyseliny zo zásoby voľných aminokyselín v cytoplazme. Každá aminokyselina má svoju vlastnú tRNA, teda existuje 20 rôznych tRNA.

Len čo sa tRNA s aminokyselinou pripojí ku kodónu mRNA, utvorí sa peptidová väzba medzi susednými aminokyselinami. tRNA sa uvoľní a môže prenášať ďalšiu aminokyselinu. Postupným pripájaním tRNA s aminokyselinami a ich spájaním polypeptidovou väzbou rastie polypeptidový reťazec novej bielkoviny. Za 1 minútu sa zaradí do polypeptidového reťazca asi 1000 aminokyselín. Po ukončení syntézy sa oddelí od ribozómu, zostáva v cytoplazme alebo je transportovaná do bunkových organel alebo membrán.

Translácia

V súčasnosti je už možné z poradia nukleotidov mRNA (a teda aj DNA) presne určiť, ktoré aminokyseliny budú vytvárať novosyntetizovaný bielkovinový reťazec. Umožnilo to rozlúštenie genetického kódu.

Genetický kód je kľúč – šifra, pomocou ktorého sa dá čítať (dešifrovať) genetická informácia. Je tripletový (tvorený 3 nukleotidmi).

Vlastnosti genetického kódu:

a) univerzálny – všetky organizmy majú rovnaký spôsob kódovania genetickej informácie

b) neprekrývajúci – každý nukleotid je súčasťou len jedného kodónu

c) degenerovaný – jednu aminokyselinu kóduje viac kodónov.

Pozor: Z poradia aminokyselín v bielkovinovom reťazci sa nevie určiť poradie nukleotidov v mRNA.

Nie všetky kodóny, však určujú konkrétnu aminokyselinu. Časť kodónov má inú funkciu.

Iniciačné kodóny - začínajú s čítaním genetickej informácie. Tým kodónom je: AUG (súčasne, ak sa nachádza aj na iných miestach kódu kóduje aminokyselinu metionín).

Terminačné kodóny („stop“ kodóny) - zastavujú čítanie genetickej informácie. Týmito kodónmi sú: UAA, UAG, UGA

Tabuľka určenia aminokyselín podľa kodónov

Použitá literatúra:

Ušaková, K. et al.: Biológia pre gymnázia 5. 1. vyd. Bratislava : SPN. 2003. 71 s. ISBN: 80-10-00039-6