Spis treści 1 Komórki i wirusy.......................................... 1 1.1 Budowa komórki........................................ 1 1.1.1 Budowa komórki prokariotycznej.................... 2 1.1.2 Budowa komórki eukariotycznej..................... 3 1.2 Błony biologiczne i ich składnik lipidowy................... 5 1.2.1 Fosfolipidy....................................... 5 1.2.2 Cholesterol i sterydy............................... 6 1.3 Jądro komórkowe........................................ 7 1.3.1 Chromosomy i kariotyp............................ 8 1.4 Organelle cytoplazmatyczne.............................. 9 1.4.1 Mitochondria..................................... 9 1.4.2 Chloroplasty...................................... 10 1.4.3 Siateczka wewnątrzplazmatyczna i aparat Golgiego.... 10 1.4.4 Peroksysomy, lizosomy, wakuole i glioksysomy......... 10 1.5 Wirusy i bakteriofagi.................................... 11 1.5.1 Klasyfikacja wirusów............................... 12 2 Budowa i funkcja białek................................... 13 2.1 Aminokwasy............................................ 13 2.2 Peptydy i białka......................................... 16 2.3 Struktura drugorzędowa białka............................ 17 2.3.1 Wiązania wodorowe................................ 18 2.3.2 Helisa alfa........................................ 18 2.3.3 Łańcuch beta, harmonijka beta i baryłka beta......... 19 2.3.4 Struktura trzecio- i czwartorzędowa białek............ 20 2.4 Funkcje białek.......................................... 21 2.4.1 Enzymy.......................................... 21 2.4.2 Białka błonowe.................................... 23
VI Spis treści 3 Kwasy nukleinowe......................................... 27 3.1 Nukleotydy............................................. 27 3.1.1 Pentozy.......................................... 28 3.1.2 Zasady azotowe nukleotydów........................ 28 3.2 Budowa DNA........................................... 29 3.2.1 Łańcuch nukleotydowy............................. 29 3.2.2 Struktura DNA................................... 32 3.3 Struktura i funkcja RNA................................. 33 3.3.1 Informacyjny RNA................................ 34 3.3.2 Transferowy RNA................................. 34 3.3.3 Rybosomy i rrna................................. 35 3.3.4 Małe niekodujące cząsteczki RNA................... 36 3.4 Organizacja materiału genetycznego w jądrze - chromatyna... 38 3.4.1 Histony i nukleosomy.............................. 38 3.4.2 Struktura chromatyny............................. 39 3.5 Kod genetyczny......................................... 39 3.6 Geny i genomy.......................................... 42 3.7 Sekwencje powtarzające się............................... 42 4 Replikacja DNA, mutacje i naprawa....................... 45 4.1 Mechanizm replikacji DNA............................... 45 4.1.1 Polimerazy DNA.................................. 46 4.2 Telomerazy i starzenie komórkowe......................... 48 4.3 Topoizomerazy.......................................... 50 4.4 Mutacje i ich konsekwencje............................... 51 4.4.1 Substytucja (podstawienie)......................... 51 4.4.2 Delecja (usunięcie)................................ 52 4.4.3 Insercja (wstawienie).............................. 52 4.4.4 Pominięcie eksonu................................. 52 4.5 Mechanizmy powstawania mutacji......................... 53 4.5.1 Mutacje spowodowane światłem UV................. 54 4.5.2 Mutacje wywołane czynnikami chemicznymi.......... 56 4.5.3 Mutacje powstające w wyniku błędów replikacyjnych.. 57 4.5.4 Metylacja DNA i wyspy CpG (CG).................. 57 4.6 Mechanizmy naprawy DNA............................... 58 4.6.1 Naprawa poprzez wycinanie zasady.................. 59 4.6.2 Naprawa poprzez wycinanie nukleotydu.............. 60 4.6.3 Naprawa źle sparowanych zasad..................... 60 5 Transkrypcja i procesy posttranskrypcyjne................ 63 5.1 Pojęcie ekspresji genów................................... 63 5.2 Transkrypcja genów i polimerazy RNA..................... 64 5.2.1 Polimerazy RNA.................................. 65 5.3 Elementy regulatorowe w DNA............................ 67 5.3.1 Sekwencje wiążące swoiste czynniki transkrypcyjne.... 68
Spis treści VII 5.4 Mechanizm transkrypcji genów kodujących białka u Eukariota 69 5.5 Rola czynników transkrypcyjnych i struktury chromatyny w regulacji transkrypcji.................................. 71 5.5.1 Elementy graniczne (izolatory)...................... 72 5.5.2 Mechanizm tworzenia zakładek genowych............. 72 5.6 Motywy strukturalne w czynnikach transkrypcyjnych........ 73 5.7 Transkrypcja genów kodujących RNA...................... 75 5.8 Dojrzewanie RNA....................................... 76 5.8.1 Dołączenie czapeczki............................... 77 5.8.2 Poliadenylacja.................................... 78 5.8.3 Dojrzewanie pre-rrna i pre-trna.................. 79 5.8.4 Składanie RNA................................... 79 5.8.5 Redagowanie RNA................................ 80 5.9 Odwrotna transkrypcja................................... 81 6 Synteza i obróbka posttranslacyjna białek................. 85 6.1 Synteza białek.......................................... 85 6.1.1 Sygnał inicjacyjny dla syntezy białka................ 86 6.1.2 Przesunięcia ramki odczytu......................... 86 6.1.3 Geny nakładające się.............................. 87 6.1.4 Udział trna w translacji.......................... 87 6.1.5 Przebieg syntezy białka............................ 89 6.2 Obróbka posttranslacyjna i sortowanie białek............... 91 6.2.1 Wprowadzanie białek do szorstkiego retikulum endopazmatycznego................................ 91 6.2.2 Transport białek do i w poprzek aparatu Golgiego..... 94 6.2.3 Transport białek do lizosomów...................... 95 6.2.4 Transport jądrowy................................. 95 6.3 Degradacja białek....................................... 97 7 Podział komórki........................................... 99 7.1 Cykl komórkowy........................................ 99 7.1.1 CDK i cykliny.................................... 99 7.1.2 Mechanizm rozpoczęcia i zakończenia fazy S.......... 100 7.2 Mitoza................................................. 101 7.2.1 MPF i inicjacja mitozy............................. 101 7.2.2 Mechanizm terminacji mitozy....................... 101 7.3 Mejoza................................................. 103 7.3.1 Niezależna segregacja chromosomów................. 105 7.4 Rekombinacja DNA...................................... 105 7.4.1 Rekombinacja homologiczna........................ 106 7.4.2 Rekombinacja zlokalizowana........................ 107 7.4.3 Transpozycja..................................... 108
VIII Spis treści 8 Szlaki sygnałowe i apoptoza............................... 109 8.1 Sygnalizacja przez cząsteczki hydrofobowe.................. 109 8.2 Przekazywanie sygnału przez kanały jonowe................. 111 8.3 Przekazywanie sygnału przez receptory związane z białkiem G 113 8.3.1 Receptory związane z białkiem G.................... 114 8.3.2 Białka G......................................... 114 8.3.3 Efektory i przekaźniki wtórne....................... 115 8.4 Przekazywanie sygnału przez enzymy związane z błoną komórkową............................................. 116 8.4.1 Receptorowe kinazy tyrozynowe..................... 117 8.4.2 Receptorowe kinazy serynowo-treoninowe............. 119 8.5 Sygnalizacja wewnątrzkomórkowa......................... 119 8.5.1 Przekazywanie sygnału za pośrednictwem camp...... 119 8.5.2 Przekazywanie sygnału za pośrednictwem NF-kappaB.. 120 8.5.3 Przekazywanie sygnału za pośrednictwem STAT....... 121 8.5.4 Przekazywanie sygnału za pośrednictwem MAPK...... 122 8.6 Apoptoza............................................... 123 Literatura................................................. 127 Skorowidz rzeczowy....................................... 129