października 2013: Elementarz biologii molekularnej. Wykład nr 2 BIOINFORMATYKA rok II

Transkrypt

1 10 października 2013: Elementarz biologii molekularnej Wykład nr 2 BIOINFORMATYKA rok II Komórka: strukturalna i funkcjonalne jednostka organizmu żywego Jądro komórkowe: chroniona część komórki zawierająca genom Genom: materiał genetyczny zorganizowany w chromosomach, totalna zawartość sekwencji DNA dla danego gatunku Chromosom: to dwie chromatydy rdzeń białkowe, na który nawinięta jest cząsteczka DNA [2] Gen: obszar sekwencji DNA kodujący białka. Jest to obszar nieciągły składający się z exonów (tu jest właściwa informacja związana z białkami) i intronów Białka: cegiełki budujące komórkę 1

2 Komórka: strukturalna i funkcjonalne jednostka organizmu żywego Jądro komórkowe: chroniona część komórki zawierająca genom Materiał genetyczny: informacja przekazywana dalszym pokoleniom [3] Prokaryotes Single cell No nucleus No organelles One piece of circular DNA No mrna post transcriptional modification Eukaryotes Single or multi cell Nucleus Organelles Chromosomes Exons/Introns splicing DNA: kwas deoksyrybonukleinowy ma strukturę podwójnej helisy jest niesymetryczny: ma kierunek do przodu i do tyłu zbudowany z 4 liter : A adenina G guanina T tymina C cytozyna wyznaczający zasady azotowe, zasady występują na niciach w parach parach A-T i C-G - nici są komplementarne [4] 2

3 Kod genetyczny: 3 nukleotydy (tzw. kodon) kodują jeden aminokwas. mamy 4^3=64 kodony a tylko 20 aminokwasów. Zatem jeden aminokwas może być zakodowany na kilka sposobów. To co wyznacza funkcję aminokwasu to struktura aminokwasu: geometria, kształt [5] Centralny Dogmat Biologii Molekularnej Na drodze od DNA do białka jest krok pośredni, w którym mrna jest syntetyzowane z DNA. Białko tworzone jest z tego mrna. To stwierdzenie jest znane jako Centralny Dogmat Biologii Po co jest ten krok pośredni? DNA znajduje się w jądrze komórkowym, synteza białek odbywa się w cytoplaźmie za pośrednictwem rybosomów. mrna przemieszcza informacje pomiędzy jądrem a rybosomem [6] 3

4 Centralny dogmat biologii molekularnej: W DNA przechowywana jest informacja, jak wytwarzać białka Proces produkcji białka składa się z dwóch etapów: transkrypcja - przepisanie sekwencji DNA na RNA (1 i 2) w jądrze komórki translacja - przetłumaczenia sekwencji RNA na sekwencje aminokwasów (3) w cytoplaźmie [7] What is life made of? Dla istoty życia krytyczne są trzy typy molekuł: DNA przechowuje informację jak komórka ma pracować RNA transferuje krótkie sekwencje informacji w różne części komórki buduje matrycę do syntetyzowania białek Białka tworzą enzymy, które wysyłają sygnały inicjujące czy blokujące biochemiczne reakcje, regulują aktywność genów, wysyłają także sygnały komunikacyjne do innych komórek. są głównymi składnikami budulcowymi komórki [8] 4

5 Exony przechowują informację o białkach. Czemu zatem służą introny? Ekspresja genu: proces, w którym dany gen jest użyty do produkcji białka Czynnik transkrypcyjny: białko posiadające właściwość przywiązywania się do motywu DNA Motyw DNA: względnie krótki fragment DNA, najczęściej znajdujący się w obszarze promotora dla danego genu, który umożliwia przywiązanie do DNA czynnika transkrypcyjnego białko B jest czynnikiem transkrypcyjnym dla ekspresji genu D białko E jest czynnikiem transkrypcyjnym dla ekspresji genu B Gen białka B w DNA [9] [10] 5