Mitósa, meiósa, proteosyntéza

DĚLENÍ JÁDRA. Rozeznáváme dvě formy dělení jádra (karyokinéza):
1. dělení přímé – amitóza
2. dělení nepřímé – mitóza

AMITÓZA
· přeškrcení jádra
· jen ve zvláštních případech
· dceřiné buňky nejsou shodné s buňkou mateřskou
· rakovinotvorné buňky


MITÓZA
· zaručuje dokonalé rozdělení genetického materiálu, a tedy i genetické informace mezi dceřiné buňky
o 1 buňka s 2n dvouchromatidovým chromozomem
· zachovává se stejný počet chromozómů
· dceřiné buňky jsou úplně stejné jako mateřské
· probíhá ve 4 fázích:
o Profáze – rozpadá se obal jádra, utvářejí se „kondenzují“ chromozómy, ostatní jaderná hmota se rozptyluje po celé buňce, jadérko přestává být patrné. o Metafáze - do centrální roviny se seřadí chromozomy a spojí se centromerou na achromatické vřeténko
o Anafáze – chromatidy (poloviny podélně – v místě centromery - rozštěpených chromozomů) jsou přitáhnuty k pólům, kde se zdvojí
o Telofáze - jádro se opět utváří, probíhají opačné děje než v profázi; uprostřed se vytvoří cytoplazmatická přepážka, která rozdělí mateřskou buňku na 2 buňky dceřinné

o 2 buňky s 2n jednochromatidovým chromozomem


MEIÓZA
· !!! redukce chromozomů na polovinu
· původně haploidní
· 2 dělení: redukce a samotná mitóza
· vznik pohlavních buněk – vznikne zygota

1. dělení: heterotypické dělení = vlastní redukce
v profáze I.:
- rozpadne se jadérko a jaderná blána; chromozóm se zviditelní
- 2 stejné chromozomy se přiloží k sobě a vynikne čtveřice chromatid (chromatidové tetrády)
- někdy dochází k výměně částí chromatid sousedních chromozomů – crossing – overu

v metafáze I.:
- tetrády se uspořádají v rovnovážné rovině
v anafáze I.:
- oddělí se tetrády, které se přesunou k pólům
v telofáze I.:
- mateřská buňka se rozdělí na 2 dceřinné buňky (n)

2. dělení: homotipické dělení
- každá z dceřiných buněk prodělá mitózu

BUNĚČNÉ DĚLENÍ (CYTOKINÉZE)
Jediný známý způsob rozmnožování, resp.

vzniku buněk.
1. zaškrcení – živočišné buňky
2. pučení – kvasinky
3. přehrádečné dělení – rostliny
4. schizogonie – výtrusovci; mateřská buňka se rozdělí na větší počet buněk dceřiných
5. volné novotvoření – vřeckaté houby; nejdříve vznikne dělením několika jader, která se dodatečně obklopí cytoplazmou a pak stěnou


NUKLEOVÉ KYSELINY
- makromolekulární látky
- v buňkách slouží k uchovávání dědičných znaků a k jejich přenosu na další generace (genetická informace)
- základními stavebními jednotkami jsou:
§ purinové báze – adenin, guanin
§ pyrimidinové báze – uracil, thymin, cytosin
§ pentosy - ribosa, deoxyribosa
§ kyselina fosforečná

- spojením báze s pentosou a H3PO4 vznikne nukleotid – základní stavební jednotka NK
- nukleotidy se propojují pomocí diesterických vazeb a tvoří polynukleotidový řetězec

- DNA – 2 protiběžné polynukleotidové řetězce (2 vlákna) – navzájem propojené vodíkovými můstky mezi bázemi - pravotočivá dvoušroubovice
o A — T - 2 vodíkové můstky komplementarita bází
o G — C – 3 vodíkové můstky
- V jedné makromolekule je vázáno 3000 – 10 000 000 nukleotidů
- Schopnost replikace = samozdvojení (díky DNA-polymerázy dojde ke zrušení vod. Můstků mezi bázemi a řetězce slouží jako matrice (vzory) k přiřazování volných komplementárních nukleotidů. Vznikají 2 dceřiné dvouřetězcové molekuly DNA, ve kterých vždy 1 řetězec pochází z původní mateřské makromolekuly DNA.

- RNA – báze A, C, G, U – uracil komplementární s A
o většinou 1 vlákno - lineární
o 3 druhy:
§ rRNA – ribozomální
§ mRNA – mediátorová
§ tRNA – transferová – účastní se přenosu AMK potřebných při proteosyntéze

PROTEOSYNTÉZA

Teorie biosyntézy bílkovin je základní biologickou teorií. Je založena na tzv. ústředním dogmatu molekulární biologie, což je předpoklad, podle kterého přenos genetické informace z nukleové kyseliny do nukleové kyseliny, nebo z nukleové k. do bílkoviny je možný, ale její přenos z bílkoviny do nukleové kyseliny možný není.

Předáváním dceřiných molekul DNA do dceřinných buněk při buněčném dělení je zajištěno předávání genetické informace z jedné buněčné generace do druhé (horizontální přenos genetické informace). DNA je schopna zdvojování za vzniku dceřiných molekul. Tento proces se nazývá replikace. Genetickou informací je určena primární struktura bílkovin. Vyjádření genetické informace v této struktuře (vertikální přenos genetické informace) probíhá ve dvou stupních:

1. Přepis informace z DNA do mRNA – tento přepis se děje syntézou molekul RNA na molekulách DNA a označuje se jako transkripce. Probíhá v buněčném jádře (obsahuje převážnou část DNA organismu) nebo dalších buněčných organelách obsahujících DNA (mitochondriích).
2. Syntéza bílkovin – translace – probíhá v buňce na ribozómech. Pořadí, v jakém budou při translaci do syntetizovaného polypeptidového řetězce začleňovány jednotlivé aminokyseliny, je dáno pořadím ribonukleotidů v molekule mRNA.

TRANSKRIPCE
ü Přepis genetické info. z DNA do mRNA
ü Enzymatický proces a jeho průběh je závislý na katalytickém působení enzymu RNA-polymerázy.
ü Nejdříve dochází k rozvolnění dvoušroubovité struktury DNA ( v oblasti promotoru) a k jednotlivým deoxyribonukleotidům se přiřazují volné komplementární ribonukleotidy (G+C; A+U) – vznikne řetězec mRNA. Transkripce končí v oblasti DNA nazývaném terminátor.

mRNA odchází do cytoplazmy, kde se napojuje na ribozómy.

TRANSLACE
ü Proces syntézy bílkovin podle informace obsažené v molekulách mRNA a její průběh je katalyzován řadou enzymů (jsou buď volně v cytoplazmě nebo jsou vázány na strukturu ribozomů).
ü Napojení molekuly mRNA na ribozóm samo o sobě není podnětem pro zahájení translačního procesu. K tomu dochází teprve tehdy, když se při pohybu ribozómu po mRNA dostane do vazebného P-místa ribozómu iniciační kodón molekuly mRNA. Je to obvykle kodón AUG nebo GUG. To je signálem pro připojení iniciační tRNA s navázanou aminokyselinou. Pohybem ribozómu po molekule mRNA se do A-místa dostane kodón mol. mRNA a připojí se další tRNA s aminokyselinou a díky vzájemnému prostorovém uspořádání mohou vzniknout peptidové vazby mezi aminokyselinami. Vznikem peptidové vazby se ruší vazba iniciační aminokyseliny na iniciační tRNA a tato tRNA se z ribozómu uvolňuje (vazebné P-místo je volné a v A-místě ribozómu je připojen komplex tvořený molekulou tRNA a dvojicí vzájemně spojených aminokyselin – dipeptidem). Následuje přesun tRNA-dipeptidu do P-místa a opakuje se celý proces až do vzniku tripeptidu. Toto připojování komplexů a narůstání peptidového řetězce pokračuje tak dlouho, dokud se do A-místa nedostane tripletová oblast mRNA, která svým nukleotidovým složením odpovídá některému z terminačních kodónů (UGA,UAA, UAG) – pro tyto kodóny neexistuje žádný odpovídající typ tRNA s komplementárním antikodónem.