Biochemie

To nejdůležitější

Dědičnost je základní charakteristikou živé hmoty.

Nositeli dědičné informace jsou nukleové kyseliny (NK).

NK dělíme na deoxyribonukleovou kyselinu (DNA) a ribonukleovou kyselinu (RNA). U člověka má DNA funkci „databanky“ zatímco RNA má funkci výkonnou.

Genetická informace v DNA je uložena v pořadí jednotlivých bazí. Ty jsou celkem 4, genetická informace je tedy, počítačově vyjádřeno, čtyřbitová.

Lidská DNA obsahuje cca 3 miliardy párů bazí (bp), při přepočtu do binární soustavy to představuje celkem cca 6 miliard bitů. 1 byte = 8 bitů, máme tedy. celkem 6.10⁹. /8 = cca 750 000 000 bytů = 750 MB genetické informace. To je mírně více, než je kapacita CD, na standardní 4-GB DVD by se vešla informace 5 lidí, do moderních chytrých telefonů klidně i mnoha desítek.

DNA bývá obvykle dvojšroubovicová, tj. je tvořena dvěma vlákny, které jsou tzv. komplementární (lze odvodit pořadí bazí jednoho z druhého a naopak na základě párování bazí, analogie negativu a pozitivu u fotogtafií). Obě vlákna se obtáčí tzv. antiparalelně, tedy kde jedno má začátek, druhé má konec (uspořádání „hlava-pata“).

Báze mají schopnost se v nukleových kyselinách párovat, páruje se vždy purinová báze („velká“) s pyrimidinovou („malou“), díky tomu jsou všechny páry cca stejně velké, což přispívá ke stabilitě dvojšroubovice. Páruje se adenin s thyminem (v DNA) resp. uracilem (v RNA) dvěma vodíkovými vazbami a guanin s cytozinem třemi. Párování bází je základem věrného předávání genetické informace při genetických procesech.

Základní genetické procesy jsou replikace (kopírování, zdvojování, probíhá v jádře), transkripce (přepis části DNA – jeden gen nebo několik genů do RNA, probíhá v jádře) a translace (překlad z „řeči“ nukleových kyselin do „řeči“ peptidů a bílkovin, tj. syntéza primárního peptidového řetězce, probíhá na ribozómu). Vyjádření genetické informace formou syntézy bílkoviny se nazývá exprese genu a zahrnuje postupně transkripci, translaci, posttranslační úpravy a transport bílkoviny na místo určení.

Genetický kód je předpis kódování jednotlivých aminokyselin. Jednu aminokyselinu kódují vždy tři báze (což dělá 4³=64 různých kombinací, vzhledem k tomu, že základních aminokyselin je jen 20, je genetický kód tzv. degenerovaný = pro některé aminokyseliny je více kódů). Genetický kó je univerzální = stejný ve všech organismech, což svědčí o společném původu života.

Otázky

Napište komplementární sekvenci RNA k sekvenci DNA 5-AATCAAGCCGCAAT-3

Vysvětlete význam (a rozdíl) mezi transkripcí a translací.

Zamyslete se, která dvojšroubovice DNA bude pevnější: CAGCGGCGCGATGGC x TATTAGTAATGCAAG