Základy molekulární biologie

Živou hmotu tvoří mnoho druhů organických molekul. Některé asociují nebo polymerizují do větších celků. Z těchto jsou pro molekulární biologii (a následně i bioinformatiku) nejzajímavější nukleové kyseliny a proteiny. Méně pak polysacharidy a lipidy.

Nukleové kyseliny jsou dlohé řetězce pozůstávající z několika málo druhů nukleotidů. Proteiny jsou polymery aminokyselin, kde těch základních je 20 druhů.

Struktura nukleových kyselin (DNA a RNA)

U DNA polymerují čtyři druhy nukleotidů (A,C,G,T) a dvě takto vzniklá vlákna pak tvoří v jádrách buněk pravotočivou šroubovici, přitom se orientují každé opačným směrem (jsou antiparalelní).

Nukleotidy

adenosine monophosphate (AMP)

adenosine monophosphate (AMP)

Báze (nukleotidů)

Každý nukleotid pozůstáva ze tří chemicky odlišných částí, cukru (ribózy nebo deoxyribózy), fosfátové skupiny (PO3-) a báze (u DNA směřující dovnitř šroubovice). Fosfátová skupina se kovalentně váže na 5’ uhlík, stehná skupina sousedního nukleotidu na 3’ uhlík, od čehož se pak odvozuje orientace celého polymeru.

Puriny

adenine (A) - guanine (G)adenine (A) - guanine (G)

adenine (A) - guanine (G)

Pyrimidiny

cytosine (C) - thymine (T) - uracil (U)cytosine (C) - thymine (T) - uracil (U)cytosine (C) - thymine (T) - uracil (U)

cytosine (C) - thymine (T) - uracil (U)

Důležité vlastnosti struktury DNA

  • komplementarita vláken (A<->T/U, C<->G)
  • vlákna jsou antiparalelní (5’->3’ orientace)
  • hydrofilní části molekuly na povrchu, hydrofobní uvnitř
  • přirozená točivost 10,5 nukleotidů na jednu otočku spirály
  • důležité rozměry 0.35nm (mezi bázemi) a 3.5nm (průměr šroubovice)

Struktura a funkce proteinů

TODO

Stavba proteinů z aminokyselin

Struktura proteinů

Pimární

Sekundární

Terciární

Kvarterní

Funkce proteinů

Enzymatická (konverzní)

Strukturní

Transportní

Signální

Regulační

Online

Seznamy a portály

Učební materiály

online

online

  1. Online video o struktuře DNA.
  2. YT video o procesech syntézy proteinů podle sekvence DNA
  3. [YT přednáška] o struktuře a funkci proteinů

Literatúra

references

references

  1. ref1
  2. ref2

Cvičenia

exercise

exercise

  1. DNA dlouho byla považována za příliš jednoduchou na to, aby mohla být odpovědna za přenos genetické informace. Proč asi? Jakou důležitou vlastnost si v té době vědci neuvědomovali? Které objevy je přesvědčili o opaku?
  2. Jmenujte různé typy funkcí proteinů s příklady, které nebyli v přednášce.

Icons in this material provided by Study icons created by Freepik - Flaticon