Genetika

Odkazy na zdroj (naše verze je ve Wordu osekaná verze toho pdf):

Úvod

  • Jako vědecká disciplína ustanovena brněnským mnichem Gregorem Mendelem
    • Experimentoval s křížením rostlin u hrášku
  • Dědičnost x Proměnlivost
    • Dědičností rozumíme schopnost organismů uchovávat informace o své struktuře a funkčních schopnostech a předávat je svým potomkům.

    • Proměnlivost (variabilita) je schopnost organismů reagovat na vnější podmínky a přizpůsobovat jim své aktivity. Je podstatou morfologického a fyziologického rozrůznění jedinců v rámci druhu.

DNA

  • = deoxyribonukleová kyselina
  • Složení:
    • deoxyribóza (pentóza)
    • kyselina fosforečná (fosfát)
      • Spojuje molekyl do řetězce
    • dusíkaté báze
      • Adenin (A), guanin (G), cytozin (C), thymin (T)
  • Nukleotid
    • = Základní stavební kámen molekuly DNA
  • Tvořena dvěma vlákny spojenými v místech bází dle principu komplementarity

Replikace DNA

  • = kopírování DNA před buněčným dělením
  • Proces:
      1. Rozpojení obou vláken enzymem
      1. Na obě obnažená vlákna nasedají volné nukleotidy podle principu komplementarity (A=T, C=G)
      1. Nově připojené nukleotidy jsou spojovány enzymem DNA-polymerázou
  • (Replikace DNA v lidské buňce trvá přibližně 8 hodin)

RNA

  • = ribonukleová kyselina
  • Složení:
    • ribóza
    • kyselina fosforečná
    • dusíkaté báze
      • Adenin (A), guanin (G), cytozin (C), uracil (U)
  • Tvořena pouze jedním vláknem

Transkripce RNA

  • = Přepis z DNA (vznik RNA)
  • Proces:
      1. Vlákna DNA se rozpojí
      1. Na jedno vlákno nasedají nukleotidy RNA podle principu komplementarity (A=U, C=G)
      1. Nukleotidy RNA jsou spojovány enzymem RNA-polymerázou a tím vznikne molekula RNA a vlákna DNA se opět spojí

Typy RNA

  • Podle účelu rozlišujeme tři hlavní typy RNA
  • mRNA
    • = mediátorová RNA, “messenger RNA”
    • Nese informaci o stavbě bílkovin z jádra do ribozomu
  • tRNA
    • = transferová RNA
    • Přenos aminokyselin při translaci
  • rRNA
    • = ribozomální RNA
    • Tvoří přibližně polovinu hmoty ribozomů

Translace

  • = Překlad genetické informace do struktury bílkovin
  • Struktura bílkovin je jednoznačně určena pořadím aminokyseliny
    • => V genetické informaci je zakódováno pořadí aminokyselin
  • Kodon
    • = Triplety bází na mRNA
    • Každý kodon určuje zařazení jedné aminokyseliny do řetězce
    • Některé aminokyseliny jsou kódovány až šesti různými kodony
    • Některé kodony určují hranice mezi jednotlivými molekulami bílkovin (iniciáční a terminační)
  • Tabulka genetického kódu, jakou aminokyselinu kóduje určitý kodon
  • Proces:
      1. Ribozom nasedne na molekula mRNA, “přečte” první kodon
      • => tRNA s kompletním antikodonem
      1. Posun a další kodon a přitáhne další molekula tRNA
      • => Dvě aminokyseliny se spojí (peptidická vazba)
      1. Posune se o další triplet, první molekula tRNA se uvolní (bez aminokyseliny), “druhá” tRNA zůstává v ribozomu a vedle ní nasedá další další tRNA s aminokyselinou
      1. Proces se opakuje, dokud se na mRNA neobjeví jeden z terminačních kodonů
      • => peptidický řetězec se ukoˇnčí a uvolní se molekula bílkoviny
  • (Translace probíhá průměrnou rychlostí 15 kodonů za sekundu, tzn. průměrná molekula bílkoviny (obsahující cca 300 aminokyselin) vznikne přibližně za 2tr0 sekund)

Buněčná genetika

(eukaryotická buňka)

  • Chromozom
    • = jedna molekula DNA (v jádře)
  • Karotyp
    • = soubor všech chromozomů jádra
    • Haploidní sada (n)
      • Každý chromozom je v jádře přítomen jen jednou, u živočichů se vyskytuje jen v gametách (n = 23)
    • Diploidní sada (2n)
      • Vzniká splynutím dvou haploidních jader
      • Každý chromozom je obsažen ve dvou “kopiích”
  • Genom
    • = soubor všech genů buňky
  • Genotyp
    • = soubor všech genů v jádře
  • Genofond
    • = soubor všech genů ve sledované populaci
    • Např. Genofond smrků na Šumavě, genofond lidstva na Zemi atd.

Buněčné dělení

Mitóza

  • = jaderné dělení při kterém z jednoho standardního diploidního jádra vznikou dvě diploidní jádra s totožnou genetickou informací
  • Podmínkou mitózy je předcházející replikace každého chromozomu

Meióza (redukční dělení)

  • Při meióze z jedné diploidní buňky vznikají 4 haploidní
  • Uplatňuje se především při tvorbě gamět
  • Dva typy dělení:
      1. Meióza I
      • Tzv. redukční (heterotypické) dělení
      • Dochází k redukci počtu chromozomů na polovinu, z rodičovské buňky vznikají dvě dceřiné haploidní
      1. Meióza II
      • Tzv. ekvační (homeotypické dělení)
      • Sesterské chromatidy jsou rozděleny do dvou dceřiných buněk
  • Důsledkem meiózy je, že vzniklé buňky se liší kombinací mateřských a otcovských chromozomů

Genetické určení pohlaví

(! Retardace listu a vzdělávacího systému obecně způsobila, že zde probíráme pouze rozmnožováním se organisů s odděleným pohlavím (gonochristů) EDIT: V originále je vše a dává to smysl, do školy ptřebujeme ale jen tak polovinu nekompletních informací, protože that’s how we roll. !)

  • Jádro buňky člověka
    • 22 párů autozomů
    • 1 pár gonozomů
      • Gonozom X
        • Velký (nejdelší chromozom z celé sady, nese velké množství genů)
      • Gonozom Y
        • Malý (nese málo genů)

Savčí typ určení pohlaví

  • Kombinace gonozomů XX určuje samice a XY určuje samce
    • Kombinace YY nemůže vzniknout
  • Každé pohlaví vzniká s pravděpodobností 50%