SlideShare a Scribd company logo
1 of 17
Základy molekulárnej
biológie – Proteiny a DNA




PharmDr. Vladimír Patráš

Apríl 2005
Ústredná dogma molekulárnej
biológie




                Francis Crick, Nature, vol. 227,
                pp. 561-563 (August 8, 1970)
Aminokyseliny




• Všetky majú aminoskupinu na α uhlíku a sú
ľavotočivé
• Ich fyzikálno-chemické vlastnosti sú určené
charakterom bočného reťazca
Rozdelenie aminokyselín

  Nepolárne   Gly, Ala, Val, Leu, Ile, Phe,
              Trp, Met, Pro

  Polárne     Tyr, Asn, Gln, Ser,Thr, Cys


  Kyslé       Asp, Glu


  Zásadité    His, Arg, Lys
Stavba proteinov
• Sú polypeptidy, ich monomérnymi jednotkami sú
aminokyseliny
• Aminokyseliny sú navzájom spojené peptidovými
väzbami – vznikajú spojením karboxylových a
aminoskupín
Štruktúra proteinov

• Okrem peptidických (kovalentných) sa na jej
tvorbe podialajú iónové, vodíkové a Van der
Waalsove väzby
• Rozlišuje sa primárna, sekundárna, terciárna a
kvartérna štruktúra proteinov
Molekuly tvoriace nukleové
kyseliny




• Pentóza
• Zvyšok kyseliny fosforečnej
• Dusíkaté bázy:
   - deriváty purínu: adenín, guanín
   - deriváty pyrimidínu: cytozín, tymín, uracyl (RNA)
Párovanie báz




• Spojenie dvoch báz vodíkovými väzbami
• Na základe Watson-Crickových pravidiel sa
navzájom párujú adenín s tymínom a guanín s
cytozínom
Primárna štruktúra DNA

• Je určená poradím báz v
jednoreťazovom vlákne DNA

• Na jej tvorbe sa podielajú
kovalentné väzby

• Nukleotidy sú spojené 3´,5´
fosfodiesterovou väzbou
Sekundárna štruktúra DNA

• Najčastejšie štruktúra
dvojšrobovnice
• Na tvorbe sekundárnej štruktúry
sa podielajú predovšetkým
vodíkové väzby
• Oba reťazce sú navzájom
komplementárne a antiparalelné
• Na dvojšrobovnici sa rozlišuje
väčší a menší žliabok
Terciárna štruktúra DNA
• DNA ktorá nemá terciárnu štruktúru sa označuje
ako relaxovaná

• Vyššie vynutie DNA – superhelix (nadšrobovnica)

• Kladné alebo záporné nadšrobovicové vinutie

• Topoizomerázy – enzýmy ktoré katalyzujú zmeny
vynutia DNA
Replikácia DNA

• Semikonzervatívna – každé vlákno je templátom
materskej molekuly
• Semidiskontinuálna – jeden reťazec sa syntetizuje
diskontinuálne
• Katalyzovaná komplexnou enzymatickou
mašinériou
Priebeh replikácie

                     • Syntéza prebieha v tzv.
                     replikačnej vidlici
                     • Polymeráza potrebuje pre
                     začatie syntézy RNA
                     primer
                     • Vlákno je vždy
                     syntetizované v smere 5
                     ´→ 3´
Priebeh replikácie

• Jedno vlákno je syntetizované kontinuálne – vedúci
(leading) reťazec a druhé diskontinuálne –
oneskorujúci sa (lagging) reťazec
• Oneskorujúce sa vlákno je syntetizované cez
Okazakiho fragmenty – 100 až 1000 nukleotidové
úseky, jeho syntéza začína na konci RNA primeru
• Diskontinuálne nasyntetizované reťazce sú spojené
DNA ligázou
• Rýchlosť replikácie je približne 100 bp/s. a prebieha
súčastne v mnohých častiach genómu
Enzýmy zúčastnujúce sa na
replikácii DNA

Topoizomerázy Zmenou vynutia rušia terciárnu
              štruktúru DNA superhelixu

Helikázy       Ruší vodíkové väzby v dvojšrobovnici a
               mení ju na dve jednoreťazové vlákna

DNA            Syntetizujú nové vlákno DNA
polymerázy

Primázy        Katalyzuje syntézu RNA primeru –
               miesta odkial sa začína syntéza DNA

Ligázy         Katalyzujú vznik fosfodiesterovej väzby
Eukaryotické DNA polymerázy

                      α       β       χ      δ       ε
Lokalizácia           Jadro   Jadro   Mit.   Jadro   Jadro


3´→5´ exonukleázová   -       -       +      +       +
aktivita

Asociovná DNA         +       -       -      -       -
primáza


3´→5´ exonukleázová aktivita – excízia nesprávne
inkorporovaných nukleotidov (oprava mutácii)
Reverzná transkripcia

• Prepis genetickej informácie z RNA do DNA
• Katalyzovaná reverznou transkriptázou – enzýmom
retrovírusov – inkorporácia vírusovej cDNA do
eukaryotického genómu

More Related Content

Viewers also liked

SIMESITEM 2012: The European ARtSENSE project: Towards the Adaptive Augmented...
SIMESITEM 2012: The European ARtSENSE project: Towards the Adaptive Augmented...SIMESITEM 2012: The European ARtSENSE project: Towards the Adaptive Augmented...
SIMESITEM 2012: The European ARtSENSE project: Towards the Adaptive Augmented...ARtSENSE_EU
 
Знаете ли вы сказки А.С. Пушкина
Знаете ли вы сказки А.С. ПушкинаЗнаете ли вы сказки А.С. Пушкина
Знаете ли вы сказки А.С. ПушкинаNatalya Dyrda
 
Bosch Tools Construction Trade Skills Gap Infographic
Bosch Tools Construction Trade Skills Gap InfographicBosch Tools Construction Trade Skills Gap Infographic
Bosch Tools Construction Trade Skills Gap InfographicRobert Bosch Tool Corporation
 
Efficiency of TreeMatch Algorithm in XML Tree Pattern Matching
Efficiency of TreeMatch Algorithm in XML Tree Pattern  MatchingEfficiency of TreeMatch Algorithm in XML Tree Pattern  Matching
Efficiency of TreeMatch Algorithm in XML Tree Pattern MatchingIOSR Journals
 
A Design of Framework for AGRI-CLOUD
A Design of Framework for AGRI-CLOUDA Design of Framework for AGRI-CLOUD
A Design of Framework for AGRI-CLOUDIOSR Journals
 
Proyecto final Topicos Avanzados En Telecomunicaciones
Proyecto final Topicos Avanzados En TelecomunicacionesProyecto final Topicos Avanzados En Telecomunicaciones
Proyecto final Topicos Avanzados En TelecomunicacionesFrancisco Sanchez
 
I’m getting nuttin’ for christmas lyrics
I’m getting nuttin’ for christmas lyricsI’m getting nuttin’ for christmas lyrics
I’m getting nuttin’ for christmas lyricsICamarillo
 
Quick Identification of Stego Signatures in Images Using Suspicion Value (Sp...
Quick Identification of Stego Signatures in Images Using  Suspicion Value (Sp...Quick Identification of Stego Signatures in Images Using  Suspicion Value (Sp...
Quick Identification of Stego Signatures in Images Using Suspicion Value (Sp...IOSR Journals
 
Low ict competencies in language teaching
Low ict competencies in language teachingLow ict competencies in language teaching
Low ict competencies in language teachingblueseaqnu
 

Viewers also liked (17)

SIMESITEM 2012: The European ARtSENSE project: Towards the Adaptive Augmented...
SIMESITEM 2012: The European ARtSENSE project: Towards the Adaptive Augmented...SIMESITEM 2012: The European ARtSENSE project: Towards the Adaptive Augmented...
SIMESITEM 2012: The European ARtSENSE project: Towards the Adaptive Augmented...
 
Знаете ли вы сказки А.С. Пушкина
Знаете ли вы сказки А.С. ПушкинаЗнаете ли вы сказки А.С. Пушкина
Знаете ли вы сказки А.С. Пушкина
 
顧客要望資料
顧客要望資料顧客要望資料
顧客要望資料
 
A0950110
A0950110A0950110
A0950110
 
Bosch Tools Construction Trade Skills Gap Infographic
Bosch Tools Construction Trade Skills Gap InfographicBosch Tools Construction Trade Skills Gap Infographic
Bosch Tools Construction Trade Skills Gap Infographic
 
Efficiency of TreeMatch Algorithm in XML Tree Pattern Matching
Efficiency of TreeMatch Algorithm in XML Tree Pattern  MatchingEfficiency of TreeMatch Algorithm in XML Tree Pattern  Matching
Efficiency of TreeMatch Algorithm in XML Tree Pattern Matching
 
A Design of Framework for AGRI-CLOUD
A Design of Framework for AGRI-CLOUDA Design of Framework for AGRI-CLOUD
A Design of Framework for AGRI-CLOUD
 
Proyecto final Topicos Avanzados En Telecomunicaciones
Proyecto final Topicos Avanzados En TelecomunicacionesProyecto final Topicos Avanzados En Telecomunicaciones
Proyecto final Topicos Avanzados En Telecomunicaciones
 
I’m getting nuttin’ for christmas lyrics
I’m getting nuttin’ for christmas lyricsI’m getting nuttin’ for christmas lyrics
I’m getting nuttin’ for christmas lyrics
 
E01053539
E01053539E01053539
E01053539
 
G01044345
G01044345G01044345
G01044345
 
Quick Identification of Stego Signatures in Images Using Suspicion Value (Sp...
Quick Identification of Stego Signatures in Images Using  Suspicion Value (Sp...Quick Identification of Stego Signatures in Images Using  Suspicion Value (Sp...
Quick Identification of Stego Signatures in Images Using Suspicion Value (Sp...
 
OFIPA
OFIPAOFIPA
OFIPA
 
Oxford
OxfordOxford
Oxford
 
A0350107
A0350107A0350107
A0350107
 
Low ict competencies in language teaching
Low ict competencies in language teachingLow ict competencies in language teaching
Low ict competencies in language teaching
 
Vis van bij ons
Vis van bij onsVis van bij ons
Vis van bij ons
 

Základy molekulárnej biológie – Proteiny a DNA

  • 1. Základy molekulárnej biológie – Proteiny a DNA PharmDr. Vladimír Patráš Apríl 2005
  • 2. Ústredná dogma molekulárnej biológie Francis Crick, Nature, vol. 227, pp. 561-563 (August 8, 1970)
  • 3. Aminokyseliny • Všetky majú aminoskupinu na α uhlíku a sú ľavotočivé • Ich fyzikálno-chemické vlastnosti sú určené charakterom bočného reťazca
  • 4. Rozdelenie aminokyselín Nepolárne Gly, Ala, Val, Leu, Ile, Phe, Trp, Met, Pro Polárne Tyr, Asn, Gln, Ser,Thr, Cys Kyslé Asp, Glu Zásadité His, Arg, Lys
  • 5. Stavba proteinov • Sú polypeptidy, ich monomérnymi jednotkami sú aminokyseliny • Aminokyseliny sú navzájom spojené peptidovými väzbami – vznikajú spojením karboxylových a aminoskupín
  • 6. Štruktúra proteinov • Okrem peptidických (kovalentných) sa na jej tvorbe podialajú iónové, vodíkové a Van der Waalsove väzby • Rozlišuje sa primárna, sekundárna, terciárna a kvartérna štruktúra proteinov
  • 7. Molekuly tvoriace nukleové kyseliny • Pentóza • Zvyšok kyseliny fosforečnej • Dusíkaté bázy: - deriváty purínu: adenín, guanín - deriváty pyrimidínu: cytozín, tymín, uracyl (RNA)
  • 8. Párovanie báz • Spojenie dvoch báz vodíkovými väzbami • Na základe Watson-Crickových pravidiel sa navzájom párujú adenín s tymínom a guanín s cytozínom
  • 9. Primárna štruktúra DNA • Je určená poradím báz v jednoreťazovom vlákne DNA • Na jej tvorbe sa podielajú kovalentné väzby • Nukleotidy sú spojené 3´,5´ fosfodiesterovou väzbou
  • 10. Sekundárna štruktúra DNA • Najčastejšie štruktúra dvojšrobovnice • Na tvorbe sekundárnej štruktúry sa podielajú predovšetkým vodíkové väzby • Oba reťazce sú navzájom komplementárne a antiparalelné • Na dvojšrobovnici sa rozlišuje väčší a menší žliabok
  • 11. Terciárna štruktúra DNA • DNA ktorá nemá terciárnu štruktúru sa označuje ako relaxovaná • Vyššie vynutie DNA – superhelix (nadšrobovnica) • Kladné alebo záporné nadšrobovicové vinutie • Topoizomerázy – enzýmy ktoré katalyzujú zmeny vynutia DNA
  • 12. Replikácia DNA • Semikonzervatívna – každé vlákno je templátom materskej molekuly • Semidiskontinuálna – jeden reťazec sa syntetizuje diskontinuálne • Katalyzovaná komplexnou enzymatickou mašinériou
  • 13. Priebeh replikácie • Syntéza prebieha v tzv. replikačnej vidlici • Polymeráza potrebuje pre začatie syntézy RNA primer • Vlákno je vždy syntetizované v smere 5 ´→ 3´
  • 14. Priebeh replikácie • Jedno vlákno je syntetizované kontinuálne – vedúci (leading) reťazec a druhé diskontinuálne – oneskorujúci sa (lagging) reťazec • Oneskorujúce sa vlákno je syntetizované cez Okazakiho fragmenty – 100 až 1000 nukleotidové úseky, jeho syntéza začína na konci RNA primeru • Diskontinuálne nasyntetizované reťazce sú spojené DNA ligázou • Rýchlosť replikácie je približne 100 bp/s. a prebieha súčastne v mnohých častiach genómu
  • 15. Enzýmy zúčastnujúce sa na replikácii DNA Topoizomerázy Zmenou vynutia rušia terciárnu štruktúru DNA superhelixu Helikázy Ruší vodíkové väzby v dvojšrobovnici a mení ju na dve jednoreťazové vlákna DNA Syntetizujú nové vlákno DNA polymerázy Primázy Katalyzuje syntézu RNA primeru – miesta odkial sa začína syntéza DNA Ligázy Katalyzujú vznik fosfodiesterovej väzby
  • 16. Eukaryotické DNA polymerázy α β χ δ ε Lokalizácia Jadro Jadro Mit. Jadro Jadro 3´→5´ exonukleázová - - + + + aktivita Asociovná DNA + - - - - primáza 3´→5´ exonukleázová aktivita – excízia nesprávne inkorporovaných nukleotidov (oprava mutácii)
  • 17. Reverzná transkripcia • Prepis genetickej informácie z RNA do DNA • Katalyzovaná reverznou transkriptázou – enzýmom retrovírusov – inkorporácia vírusovej cDNA do eukaryotického genómu