Biologie pro studenty I

Ústřední dogma života lze definovat poměrně jednoduše: DNA vytváří RNA, která zase vytváří bílkoviny:

Při transkripci se váš genetický kód přepisuje neboli zapisuje do RNA. Při translaci se pak tato RNA překládá do proteinů. Procesy transkripce a translace jsou samozřejmě o něco složitější. Zopakujme si tyto dva procesy:

Přepis: Transkripce je první polovinou centrálního dogmatu: DNA → RNA

Transkripce je první polovinou centrálního dogmatu. Při ní dochází k překladu DNA do RNA. Transkripce probíhá v jádře buňky – DNA nemůže jádro opustit. Transkripce probíhá ve třech krocích: iniciace, elongace a terminace (jsou to také stejné kroky jako u translace; v jednotlivých krocích se však dějí různé věci).

1. Iniciace: Transkripce začíná v promotoru: specifické oblasti genu. RNA polymeráza se váže na promotor. Tím dá signál k odvíjení DNA. Enzym je nyní připraven k tvorbě mRNA
2. Elongace: Nukleotidy se přidávají do vlákna mRNA
   • Pamatujte: thymin se vyskytuje pouze v DNA a uracil pouze v RNA!
3. Terminace: Transkripce končí, když polymeráza RNA narazí v genu na stop (terminační) sekvenci.

Polymeráza RNA

Existují tři typy eukaryotické polymerázy RNA. Příhodně se nazývají RNA polymeráza I, RNA polymeráza II a RNA polymeráza III.

• RNA polymeráza I se nachází v jádře a usnadňuje přepis ribozomální RNA (rRNA), která je poté zpracována a sestavena do ribozomů.
• RNA polymeráza II se nachází v jádře a syntetizuje všechny jaderné pre-mRNA kódující proteiny.
• RNA polymeráza III se rovněž nachází v jádře. Tato polymeráza přepisuje různé strukturní RNA, mezi které patří 5S pre-rRNA, transferové pre-RNA (pre-tRNA) a malé jaderné pre-RNA.

zpracování mRNA

Po přepisu musí eukaryotické pre-mRNA projít několika kroky zpracování, než mohou být přeloženy.

Pre-mRNA jsou nejprve obaleny RNA-stabilizujícími proteiny; ty chrání pre-mRNA před degradací během jejího zpracování a exportu z jádra. Třemi nejdůležitějšími kroky zpracování pre-mRNA je přidání stabilizačních a signálních faktorů na 5′ a 3′ konec molekuly a odstranění interferujících sekvencí, které neurčují příslušné aminokyseliny. Ve vzácných případech může být transkript mRNA po přepisu „upraven“.

Překlad: RNA polymeráza II se nachází v jádře a syntetizuje všechny jaderné pre-mRNA kódující proteiny: RNA → protein

Translace probíhá v cytoplazmě. Translace probíhá ve třech krocích: iniciace, elongace a terminace (jedná se rovněž o stejné kroky jako u transkripce; v jednotlivých krocích se však dějí různé věci).

1. Iniciace: Syntéza bílkovin začíná vytvořením iniciačního komplexu. Translace začíná methioninem na každém polypeptidovém řetězci
2. Elongace: Místo A váže příchozí nabité aminoacyl tRNA. Místo P váže nabité tRNA nesoucí aminokyseliny. Elongace probíhá tak, že nabité tRNA vstupují do místa A a poté se přesouvají do místa P následovaného místem E s každým jednokodonovým „krokem“ ribozomu
3. Ukončení: Dochází k výskytu nesmyslného kodonu (UAA, UAG nebo UGA). Po zarovnání s místem A jsou tyto nesmyslné kodony rozpoznány uvolňovacími faktory

Ribosomy a tRNA

Kodony

Aminokyseliny, ze kterých se skládají bílkoviny, jsou kódovány nukleotidovým tripletem kodonu: Například protein serin je kódován kodony UCU, UCC, UCA a UCG.