Genetika
Z 8.B8 wiki
Verze z 23. 10. 2011, 17:21; 94.113.169.229 (diskuse)
Buněčný cyklus
- dělení buňky - 24 hodin
- 23 hodin - interfáze = klid
- 1 hodina - mitóza
- buněčný cyklus = interfáze + mitóza
- interfáze je obdobím relativního klidu, kdy se zdánlivě v buňce nic neděje
- chromozomy jsou v podobě dlouhých natažených vláken (despiralizované, nepozorovatelné)
- interfázi rozdělujeme na 3 stupně
- G1 = postmitotická fáze
- je charakterizována přítomností hlavního kontrolního bodu buněčného dělení
- tento bod představuje reparační mechanismus (opravný), který "opravuje" poškozenou DNA
- trvá nejdéle
- S = syntetická fáze
- dochází k replikaci molekuly DNA (zdvojování)
- z chromozomu jednochromatidového je dvouchromatidový
- G2 = premitotická fáze
- dochází ke tvorbě specifických proteinů nutných pro průběh mitozy
- leží zde kontrolní bod buněčného dělení - odstranění všech poruch (zlomy DNA, chybné zařazení nukleotidů DNA), které neodstranil hlavní kontrolní bod - aby molekula DNA vstoupila do mitozy se správnou sekvencí nukleotidů
- mitoza trvá u člověka jednu hodinu
- G1 = postmitotická fáze
- mitóza má 4 fáze - profáze, metafáze, anafáze, telofáze
- v některých případech však po mitoze nenásleduje fáze G1, ale buňka vstupuje do fáze G0
- vstup buňky do fáze G0 je podmíněn diferenciací buňky - je již zralá a začíná zastávat určitou funkci organismu
- G0
- buňka v ní zůstane až do konce života
- neprobíhá replikace
- nedochází k buněčnému dělení
- jádro je trvale obaleno blánou jadernou a chromozomy jsou despiralizované, dekondenzované - v mikroskopu nejdou vidět
Proměnlivost organismů
- variabilita
- dědičnost (heredita)
- schopnost organismů vytvářet potomky se stejnými nebo podobnými znaky
- zajišťuje především zachování jednotlivých biologickcýh druhů v průběhu mnoha generací
- nejsme všichni stejní - zdánlivým protikladem dědičnosti je proměnlivost - rozmanitost - variabilita
- tímto pojmem označujeme vzájemnou
- odlišnost jedinců jednoho druhu
- jejich rozdílnou schopnost reagovat na podmínky vnějšího prostředí
- proměnlivost může být podmíněna působením faktoru vnějšího prostředí
- variabilita nedědičná
- způsobena působením vlivů fyzikálních, chemických, geografických, přítomností infekčních činitelů, potravou
- u člověka se na ní podílí výchova, vzdělání a sociální zázemí
- modifikace
- reakce organismů na změnu životních podmínek
- smetánka lékařská rostoucí ve výšce 2000m x Haná
- modifikace trvá, dokud trvají podmínky, které ji vyvolaly
- jestliže podmínky skončí, modifikace v následujícím roce vymizí
- variabilita proměnlivá (fluktuační)
- týká se všech organismů, všech jejich orgánů, znaků a vlastností
- posoudíme-li dostatečný počet jedinců určitého druhu, dostaneme plynulou nepřerušenou řadu od jednoho extrému k druhému
- klas - 40 obilek - optimální stav - vyroste 40 rostlin, v některém klasu obilek 5 nebo 50, nejčastěji 30-40 obilek
- extrémy se nedědí
- nedědičnost - extrémní hodnoty jako takové se nedědí
- ekotyp - nedědičná variabilita
- každý organismus je svým genotypem přizpůsoben podmínkám, v nichž žije - ztrácí svoji modifikační šíři
- tento ekotyp se vztahuje na poloparazity (jmelí) a na parazity (kokotice) - nejsou v nových podmínkách vůbec schopni existence, nebo tam přežijí, ale jsou ve značné konkurenční nevýhodě vůči jiným tam žijícím organismům
- variabilita dědičná - způsobena genetickými vlivy
- záleží na tom, které vlohy (geny) získali potomci od svých rodičů a jak se projevila výsledná kombinace těchto vloh při vzniku nějakého znaku
- z evolučního hlediska je variabilita geneticky podmíněna důležitým předpokladem evoluce (vývoje) a má velký význam při vývoji druhů
- kombinací vloh od obou rodičů vznikne jedinec, který může být lépe adaptován na změny životního prostředí než jeho sourozenci nebo rodiče
- vedle jedinců s přiznivými vlastnostmi a znaky se narodí také jedinci, jejichž genetická výbava způsobuje sníženou životaschopnost (hůře odolávají změnám podmínek prostředí) nebo vznikají jedinci, kteří jsou nositelé vrozených vad (hemofilie)
- příkladem dědičné variability je proces crossing-over (překřížení)
- meioza - 1. stupeň heterotypické dělení - profáze
- pohlavní buňky (gamety) mají n počet chromozomů (stav haploidní = poloviční)
- tělní buňky (somatické) mají 46 chromozomů = 2n
- crossing-over je výměna chromatid (část genetické hmoty) mezi homotogními (párovými) chromozomy
Nukleové kyseliny
- DNA - deoxyribonukleová kyselina
- je součástí chromozomů (pentlicovitých útvarů)
- jsou součástí buněčného jádra
- DNA je namotána na bílkoviny (histony) - chromozom
- objevitelé struktury DNA: Watson, Crick, Franklinová
- základem struktury DNA jsou 2 polynuklidové řetězce
- nositelkou genetické informace
- tvořena ze dvou polynukleidových řetězců, které probíhají antiparalelně
- základní stavební jednotkou DNA je tzv. nukleotid (3.2mld. v každé buňce)
- 3 složky
- H3PO4
- C5 pentóza - deoxyribóza (na C2 chybí OH)
- dusíkaté organické báze (A, T, G, C)
- purinové
- A - adenin
- G - guanin
- pyrimidinové
- T - tymin
- C - cytozin
- purinové
- 3 složky
- v molekule DNA se kombinuje vždy báze purinová s bází pyrimidinovou (A=T, T=A, G==C, C==G) - pravidlo párování bází
- počet purinových a pyrimidinových bází je vždy 50%:50$ - Chargoffovo pravidlo
- na uhlík C1 se připojuje N-glykosidickou vazbou jedna ze čtyř organických dusíkatých bází
- na uhlík C3 a C5 se připojuje tzv. kovalentní fosfodiesterovou vazbou kyselina fosforečná
- RNA
- ribonukleová kyselina
- je nezbytnou součástí proteosyntézy (tvorba bílkovin)
- proteosyntéza je základním procesem, jimž se genetická informace obsažená v molekule DNA převádí do podoby konkrétního znaku
- vytváří velmi rozmanité útvary
- některé molekuly RNA mohou být lineární jednořetězové, jiné molekuly RNA mají složitější stavbu a mohou vytvářet i dvouřetězové struktury
- stavba
- H3PO4
- pentóza - na C2 má skupinu -OH ... riboza
- dusíkaté organické báze (purinové - A a G, pyrimidinové - U(uracil) a C)
- replikace DNA (zdvojování)
- transkripce DNA (přepis genetické informace z molekuly DNA do mRNA)
- translace (přepis genetické informace z molekuly mRNA do pořadí aminokyselin určitého polypeptidového řetězce)
- proces tvorby bílkovin je velmi rychlý a bílkovinný řetězec o délce 300 - 400 aminokyselin je nasyntetizován za 15-20 sekund
- replikace DNA - zdvojnásobování
- dochází tak ke vzniku dvou dceřinných molekul DNA, které budou obsahovat stejnou genetickou informaci, jakou měla buňka mateřská
- každá z dceřinných molekul DNA bude obsahovat jednu z původních molekul DNA a jednu novou (nově nasyntetizovanou)
- replikace je enzymatický proces, kterého se účastní 5 enzymů
- helikaza - ruší v molekule DNA dvojné vazby mezi adeninem a tyminem a trojné vazby mezi cytozinem a guaninem
- topoizomeráza - narovnává oba polinukl. řetězce DNA a zabraňuje tak jejich utažení
- DNA polymeráza - přiřazuje podle pravidla o párování bází A=T, C==G
- replikace u prokaryot
- bakterie a sinice - obrázek
- replikace u eukaryot - člověk má genom velmi složitý a rozčleněný (segmentovaný) - tvoří ho 46 chromozomů
- lidský genom má počet repl. míst 10000
- transripce DNA - DNA => mRNA
- charakteristika mRNA - messenger RNA nese trojici nukleotidů