genetska-informacija

%LRKHPLMDQXNOHLQVNLKNLVHOLQD%LRKHPLMDQXNOHLQVNLKNLVHOLQD%LRKHPLMDQXNOHLQVNLKNLVHOLQD%LRKHPLMDQXNOHLQVNLKNLVHOLQD

*HQHWVNDLQIRUPDFLMD*HQHWVNDLQIRUPDFLMD*HQHWVNDLQIRUPDFLMD*HQHWVNDLQIRUPDFLMD

DNK je nosilac naslednih informacija u eliji, dok RNK u estvuju u prenoenju tih informacija i njihovom prevo enju u proteine.

RNK je nolisac naslednih informacija kod nekih virusa.

GHRNVLULERQXNOHLQVNHNLVHOLQH1.ULERQXNOHLQVNHGHRNVLULERQXNOHLQVNHNLVHOLQH1.ULERQXNOHLQVNHGHRNVLULERQXNOHLQVNHNLVHOLQH1.ULERQXNOHLQVNHGHRNVLULERQXNOHLQVNHNLVHOLQH1.ULERQXNOHLQVNHNLVHOLQH51.NLVHOLQH51.NLVHOLQH51.NLVHOLQH51.

Gra a nukleozida i nukleoidaGra a nukleozida i nukleoida

nukleotidnukleotid

nukleozidnukleozid

Azotne bazeAzotne baze

PentozePentoze Fosfatna grupaFosfatna grupa

Sastav DNK nukleotida:

dezoksiriboza

azotna baza (A, G, C ili T)

ostatak fosforne kiselina

Sastav DNK nukleotida:

dezoksiriboza

azotna baza (A, G, C ili T)

ostatak fosforne kiselinaSastav RNK nukleotida:

riboza

azotna baza (A, G, C ili U)


Sastav RNK nukleotida:

riboza

azotna baza (A, G, C ili U)


Hemijske veze u nukleotiduHemijske veze u nukleotidu

Nazivi nukleozida i nukleotidaNazivi nukleozida i nukleotida

Nukleotide moemo smatrati, s jedne strane kaoestre nukleozida (fosfate), a sa druge strane kaokiseline zbog prisustva ostataka fosforne kiselinepa im u skladu sa tim dajemo i nazive.

DezoksiribonukleotidiDezoksiribonukleotidi

dezoksiadenozin-5-monofosfatdezoksiadenozinmonofosfat5-dezoksiadenilna kiselinadezoksiadenilat

A, dA, dAMP

dezoksiadenozin

dezoksiadenozin-5-monofosfatdezoksiadenozinmonofosfat5-dezoksiadenilna kiselinadezoksiadenilat

A, dA, dAMP

dezoksiadenozin

NUKLEOTID:

SKRA ENICE:

NUKLEOZID:

dezoksiguanozin-5-monofosfatdezoksiguanozinmonofosfat5-dezoksiguanilna kiselinadezoksiguanilat

G, dG, dGMP

dezoksiguanozin

dezoksiguanozin-5-monofosfatdezoksiguanozinmonofosfat5-dezoksiguanilna kiselinadezoksiguanilat

G, dG, dGMP

dezoksiguanozin

DezoksiribonukleotidiDezoksiribonukleotidi

NUKLEOTID:

SKRA ENICE:

NUKLEOZID:

(dezoksi)timidin-5-monofosfat (dezoksi)timidinmonofosfat5-(dezoksi)timidilna kiselina(dezoksi)timidilat

T, dT, dTMP

(dezoksi)timidin

(dezoksi)timidin-5-monofosfat (dezoksi)timidinmonofosfat5-(dezoksi)timidilna kiselina(dezoksi)timidilat

T, dT, dTMP

(dezoksi)timidin

dezoksicitidin-5-monofosfat dezoksicitidinmonofosfat5-dezoksicitidilna kiselinadezoksicitidilat

C, dC, dCMP

dezoksicitidin

dezoksicitidin-5-monofosfat dezoksicitidinmonofosfat5-dezoksicitidilna kiselinadezoksicitidilat

C, dC, dCMP

dezoksicitidin

RibonukleotidiRibonukleotidi

adenozin-5-monofosfat adenozinmonofosfat5-adenilna kiselinaadenilat

A, AMP

adenozin

adenozin-5-monofosfat adenozinmonofosfat5-adenilna kiselinaadenilat

A, AMP

adenozin

guanozin-5-monofosfat guanozinmonofosfat5-guanilna kiselinaguanilat

G, GMP

guanozin

guanozin-5-monofosfat guanozinmonofosfat5-guanilna kiselinaguanilat

G, GMP

guanozin

NUKLEOTID:

SKRA ENICE:

NUKLEOZID:

RibonukleotidiRibonukleotidi

NUKLEOTID:

SKRA ENICE:

NUKLEOZID:

uridin-5-monofosfaturidinmonofosfat5-uridilna kiselinauridilat

U, UMP

uridin

uridin-5-monofosfaturidinmonofosfat5-uridilna kiselinauridilat

U, UMP

uridin

citidin-5-monofosfatcitidinmonofosfat5-citidilna kiselinacitidilat

C, CMP

citidin

citidin-5-monofosfatcitidinmonofosfat5-citidilna kiselinacitidilat

C, CMP

citidin

Povezivanje nukleotida u polinukleotidni nizPovezivanje nukleotida u polinukleotidni niz

Redosled nukleotida primarna struktura DNK i RNKRedosled nukleotida primarna struktura DNK i RNK

Po etak polinukleotidnog niza je 5 krajPo etak polinukleotidnog niza je 5 kraj

Genetska informacija je uskladitena u primarnoj strukturi nukleinske kiseline

-2 antiparalelna lanca formiraju dvostruki heliksformiranjem vodoni nih veza izme u komplementarnih baza i hidrofobnim interakcijama

jedna zavojnica je 3.4 nm (34A) i cini je oko 10.4 baznih parova (bp)

-precnik duplog heliksa je 2nm (20A)

-- rastojanje izmedju susednih baznih parova je 0.34 nm (3.4A)

Sekundarna struktura DNK dupli heliks

G-C: 3 vodoni ne vezeA-T: 2 vodoni ne veze

%%%%1.:DWVRQ1.:DWVRQ1.:DWVRQ1.:DWVRQ&ULFN&ULFN&ULFN&ULFNVWUXNWXUDVWUXNWXUDVWUXNWXUDVWUXNWXUDGHVQD]DYRMQLFDGHVQD]DYRMQLFDGHVQD]DYRMQLFDGHVQD]DYRMQLFDSUHFQLNKHOLNVDQPESSUHFQLNKHOLNVDQPESSUHFQLNKHOLNVDQPESSUHFQLNKHOLNVDQPESSR]DYRMQLFLMHGQD]DYRMQLFDSR]DYRMQLFLMHGQD]DYRMQLFDSR]DYRMQLFLMHGQD]DYRMQLFDSR]DYRMQLFLMHGQD]DYRMQLFDQPQPQPQP

$$$$1.1.1.1. GHVQD]DYRMQLFDGHVQD]DYRMQLFDGHVQD]DYRMQLFDGHVQD]DYRMQLFDSUHFQLNKHOLNVDQPESSUHFQLNKHOLNVDQPESSUHFQLNKHOLNVDQPESSUHFQLNKHOLNVDQPESSR]DYRMQLFLMHGQD]DYRMQLFDSR]DYRMQLFLMHGQD]DYRMQLFDSR]DYRMQLFLMHGQD]DYRMQLFDSR]DYRMQLFLMHGQD]DYRMQLFDQPQPQPQP

====1.1.1.1. OHYD]DYRMQLFDSUHFQLNOHYD]DYRMQLFDSUHFQLNOHYD]DYRMQLFDSUHFQLNOHYD]DYRMQLFDSUHFQLNKHOLNVDQPESSRKHOLNVDQPESSRKHOLNVDQPESSRKHOLNVDQPESSR]DYRMQLFLMHGQD]DYRMQLFD]DYRMQLFLMHGQD]DYRMQLFD]DYRMQLFLMHGQD]DYRMQLFD]DYRMQLFLMHGQD]DYRMQLFDQPQPQPQP

1.MHIOHNVL1.MHIOHNVL1.MHIOHNVL1.MHIOHNVLEEEELODQPROHNXOPR]HLPDWLUD]OLFLWHNRQIRUPDFLRQHIRUPHXLODQPROHNXOPR]HLPDWLUD]OLFLWHNRQIRUPDFLRQHIRUPHXLODQPROHNXOPR]HLPDWLUD]OLFLWHNRQIRUPDFLRQHIRUPHXLODQPROHNXOPR]HLPDWLUD]OLFLWHNRQIRUPDFLRQHIRUPHX]DYLVQRVWLRGVHNYHQFHED]DLLOLXVORYDL]RORYDQMD]DYLVQRVWLRGVHNYHQFHED]DLLOLXVORYDL]RORYDQMD]DYLVQRVWLRGVHNYHQFHED]DLLOLXVORYDL]RORYDQMD]DYLVQRVWLRGVHNYHQFHED]DLLOLXVORYDL]RORYDQMD

Struktura RNK

Opte karatkteristike:

Riboza, uracil

Obi no jednolan ana, ipak esto prisutna sekundarna i tercijerna struktura

Nosilac naslednih informacija nekih virusa

Vrste:

iRNK, tRNK, rRNK u estvuju u sintezi proteina

druge RNK u estvuju u sintezi i obradi RNK

Neke RNK imaju enzimsko dejstvo

Pakovanje DNK u eliji

Eukarioti DNK spakovana u hromozome, interakcija sa histonskim i nehistonskim proteinima

Prokarioti superspiralizovana cirkularna DNK, interakcija sa RNK i proteinima

Nukleozomi prvi nivo pakovanja

30 nm vlakno slede i nivo pakovanja

u estvuje histon H1

30 nm vlaknonukleozomi

Dvolan ana zavojnica DNK

Nukleozomi

Nukleozomski paketi

Petlje

Trake na hromozomima

Metafazni hromozom

1.VHSUHSLVXMH1.VHSUHSLVXMH1.VHSUHSLVXMH1.VHSUHSLVXMHX51.D51.X51.D51.X51.D51.X51.D51.QRVLQRVLQRVLQRVLLQIRUPDFLMX]DLQIRUPDFLMX]DLQIRUPDFLMX]DLQIRUPDFLMX]DVLQWH]XSURWHLQDVLQWH]XSURWHLQDVLQWH]XSURWHLQDVLQWH]XSURWHLQD

&HQWUDOQDGRJPDPROHNXODUQHELRORJLMH&HQWUDOQDGRJPDPROHNXODUQHELRORJLMH&HQWUDOQDGRJPDPROHNXODUQHELRORJLMH&HQWUDOQDGRJPDPROHNXODUQHELRORJLMH

Replikacija (replika=kopija)

Proces dupliranje molekula DNK pri kome od jednog nastaju dva potpuno identi na molekula DNK.

Semikonzervativan proces

Semidiskontinuiran proces

roditeljskimolekul

DNK

razdvajanje lanaca pri emu

e svaki posluiti kao

matrica za sintezu novog

lanca

komplementarno sparivanje baza

dva novonastala

molekula DNK

SEMIKONZERVATIVNI MODEL REPLIKACIJE

DNA-polimeraza uvek sintetiu novi lanac u smeru 5-3

(matrica se ita u 3-5 smeru)

DNK-polimeraza ne moe zapo eti (inicirati) sintezu novog lancaDNK

zapo inje je primaza (RNK polimeraza)

DNK-polimeraza se vezuje za

dezoksribonukleozidtrifosfate

DNK-polimeraza kopira DNK sa

vrlo visokom ta no u

-greka prilikom replikacije 10 -9

DNK-polimerazama glavni enzim replikacije

formira se estarska veza izmedju 5fosfata novog nukleotida i 3 hidroksilne grupe na kraju lanca koji se sintetie

sinteza novog lanca u 5 3 smeru, na osnovu komplementarnosti

DNK polimeraza se vezuje za deoksiribonukleozid trifosfate (dATP, dGTP, dCTP, dTTP)

pirofosfat se osloba a (dalje u 2Pi), obezbe uje energiju za vezivanjedezoksiribonukleozid monofosfata (dAMP, dGMP, dCMP, dTMP)

enzim ostaje stalno vezan za replikacionu viljusku

Opti pregled replikacije - Bakterijska DNK

Replikacija cirkularne DNK:

- zapo inje u replikativnom po etku (origin replikacije) gde se vezuju proteini inicijatori replikacije

- odvija se u oba pravca istovremeno

- mesto replikacije (aktivne DNK sinteze) se ozna ava kao replikativna viljuka (uvek ih ima dve)

- replikacija se zavrava u terminacionom regionu

Replikacija kod bakterija

dve replikativne viljuke

Replikativna viljuka je asimetri na, oba lanca se sintetiu u 5-3 smeru, ali jedan lanac se sintetie kontinuirano (vode i lanac) a drugi diskontinuirano, u vidu Okazaki fragmenata koji se kasnije povezuju (lanac koji zaostaje).

=> Replikacija je semidiskontinuiran proces

Replikativna viljuka

Enzimi replikacije

1. DNK polimeraza

2. RNK polimeraza ili primaza enzim koji vri sintezu RNK po etnice (prajmera) na iji e 3

(RNK po etnica je neophodna kako za vode i lanac, tako i za svaki Okazaki fragment)

3. Ligaza- enzim koji povezuje Okazaki fragmente

(jako je vano da pre povezivanja Okazaki fragmenata, RNK po etnice budu ise ene i da se ta praznina popuni, a to vri enzim DNK polimeraza)

DNK polimerazu I

polimerazna aktivnost u smeru 5-3

egzonukleazna aktivnost u smeru 3-5

egzonukleazna aktivnost u smeru 5-3 .

DNK polimeraza II



DNK polimeraza III (DNK replikaza)



uklju ena u proces replikacije

uklju ena u procese reparacije

glavni enzim replikacije

Bakterijske DNK polimeraze

1. DNK helikaze (maine na ATP pogon)-omogu avaju raskidanje H-veza i otvaranje dvolan ane zavojnice

2. SSB proteini (single strand binding)- proteini koji se vezuju za jednolan anu DNK i odravaju replikativnu viljuku otvorenu

3. DNK TOPOIZOMERAZE-smanjenje tenzije uvrtanja u dvolan anom delu DNK usled otvaranja replikativne viljuke (kod prokariota se nazivaju DNK iraze)

Razdvajanje lanaca DNK i formiranje replikativne viljuke

Tenzija uvrtanja

Replikacija DNK

Replikacija DNK kod eukariota

Replikacija po inje na vie mesta du hromozoma -replikoni, to obezbe uje br e udvajanje velikog molekula DNK

Smatra se da se ne naruava struktura nukleozoma

DNK polimeraze , , , , .

replikacija mitohondrijske DNK

reparacija ote enja DNK

i i replikacija hromozomske DNK

DNK polimeraze kod eukariota

Transkripcija iRNK, tRNK, rRNK, mala nuklearna (snRNA), mala nukleolarna (snoRNA)....

Sve osim iRNK su krajnji produkti ekspresije gena

RNK polimeraza glavni enzim transkripcijesinteza novog molekula RNK u pravcu 5 3

Transkripciona jedinica segment DNK koji se prepisuje

Segment DNK koji prepoznaje i za koji se vezuje RNK polimeraza se naziva promotor

Transkripcija je va no mesto regulacije genske ekspresije

RNK polimeraza

ne zahteva prisustvo prajmera ili po etnice

RNK polimeraza se vezuje za ribonukleozidtrifosfate ATP, GTP, CTP i UTP

po principu komplementarnosti sa bazama u DNK ugra uje komplementarne ribonukleozidmonofosfate

energija dobijena odvajanjem PPi, a zatim 2Pi

U

Tri faze transkripcije:

1. inicijacija (vezivanje RNK polimeraze za promotor,otvaranje dvolancane zavojnice

2. elongacija(ugradnja nukleotida, formiranje fosfodiestarske veze)

3. terminacija

Orijentacija promotora iizbor lanca-matrice

Novosintetisani lanac RNK je i po smeru i po redosl edu nukleotida identi an lancu DNK koji nije prepisan osim to umesto T u gradjuje U. Lanac kom je identi an se naziva sense ili kodiraju i, a lanac koji se prepisuje je lanac matrice

Transkripcija kod prokariota

Kod prokariota transkripcija se odvija u nukleoidu.

Sve tri vrste RNK prepisuje jedna RNK polimeraza

Molekul iRNK, koji nastaje na ovaj na in se ne obra uje, odmah po sintezi je funkcionalan, nosi informaciju za sintezu obi no vie proteina, koji su potrebni za obavljanje jednog metaboli kog procesa.

Poto se set susednih gena prepisuje na jednu RNK koja onda kodira vie proteina, ova RNK je ozna ena kao POLICISTRONSKA

&LVWURQ&LVWURQ&LVWURQ&LVWURQ GHR1.NRGLUD]DMHGDQSROLSHSWLGQLGHR1.NRGLUD]DMHGDQSROLSHSWLGQLGHR1.NRGLUD]DMHGDQSROLSHSWLGQLGHR1.NRGLUD]DMHGDQSROLSHSWLGQLODQDFODQDFODQDFODQDFKod eukariota-1gen-1RNK-1 protein-MONOCISTRONSKA RNK

TRANSKRIPCIJA KOD PROKARIOTA

Istovremeno sa translacijom

iRNK - kratkoive e

RNK polimeraza E.coli

Holoenzim: jezgro ( aaaa, ( ), bbbb, bbbb) i ssss

Sigma subjedinica ima ulogu u prepoznavanju promotor skog regiona, a da bi otpo ela transkripcija sigma subjedinica mora da disosuje

signal za terminaciju:

- specificno uvrtanje transkripta (formiranje intramolekulske zavojnice)zbog uzastopnih U ostataka ili

- vezivanje faktora

TERMINACIJA TRANSKRIPCIJE

Razlike izmedju inicijacija transkripcije kod prokariota i eukariota

bakterije sadr e jedan tip RNK polimeraze dok eukarioti sadr e 3 tipa RNK polimetaze

transkripcija i translacija su vremenski i prostorno odvojeni kod eukariota

bakterijska RNK polimeraza mo e sama inicirati transkripciju dok eukarioteske zahtevaju pomo odredjenih proteina koji se nazivaju transkripcioni faktori

inicijacija transkripcije kod eukariota je kompleksnija i zbog pakovanja DNK u nukleozome

RNK polimeraze u eukariotskoj eliji

lokalizacija produkti

Nastala pre-mRNK (hnRNA) sadrzi egzone (kodirajuca sekvenca za polipeptidni lanac) i introne (umetnute sekvence) i podle e itavom nizu transformacija:

Vezivanje modifikovanog guanozina na 5 kraj (5kapa)

Vezivanje poli A na 3 kraj (3 rep)

Isecanje introna i povezivanje egzona - splajsovanje

(vri se u splajsozomima)

Posttranskripciona obradaiRNK kod eukariota

3URFHVSUHYRGMHQMDVHNYHQFHQXNOHRWLGD3URFHVSUHYRGMHQMDVHNYHQFHQXNOHRWLGD3URFHVSUHYRGMHQMDVHNYHQFHQXNOHRWLGD3URFHVSUHYRGMHQMDVHNYHQFHQXNOHRWLGD P51.XP51.XP51.XP51.XVHNYHQFXDPLQRNLVHOLQDXSURWHLQXVHNYHQFXDPLQRNLVHOLQDXSURWHLQXVHNYHQFXDPLQRNLVHOLQDXSURWHLQXVHNYHQFXDPLQRNLVHOLQDXSURWHLQX.

7UDQVODFLMD7UDQVODFLMD7UDQVODFLMD7UDQVODFLMD VLQWH]DSURWHLQDVLQWH]DSURWHLQDVLQWH]DSURWHLQDVLQWH]DSURWHLQD

Translacija se odvija na ribozomima

Triplet baza na iRNK KODON

Triplet baza na tRNK ANTIKODON(antikodon je komplementaran kodonu)

=> ifra za jednu aminokiselinu

JHQHWLFNLNRGJHQHWLFNLNRGJHQHWLFNLNRGJHQHWLFNLNRG

Standardni geneti ki kod

iRNK klizi du ribozoma i nosi informaciju o redusledu aminokielina

tRNK dovodi jednu po jednu aminokiselinu do ribozoma (antikodoni na tRNK su komplementarni kodonima na iRNK)

Faze translacije: inicijacija, elongacija i terminacija

mnogi proteinski faktori potrebni za svaki korak

start kodon (AUG za metionin kod eukariota, formilmetionin kod prokariota)

stop kodoni, signal za prestanak prevodjenja

Vezivanje kodon - antikodon

sinteza proteina: od N ka C kraju itanje kodona na iRNK: od 5 ka 3 kraju

Sinteza proteina u tri koraka

Peptidil transferaza kataliti ka aktivnost velike subjedinice ribozoma

Utroak energije (GTP)

Da bi postao funkcionalan novosintetisani protein podlee posttranslacionim modifikacijama

.RQWURODHNVSUHVLMHJHQDNRGSURNDULRWD.RQWURODHNVSUHVLMHJHQDNRGSURNDULRWD.RQWURODHNVSUHVLMHJHQDNRGSURNDULRWD.RQWURODHNVSUHVLMHJHQDNRGSURNDULRWD

najvie na nivou transkripcije

Elementi koji kontroliu njihovu ekspresiju

Geni koji kodiraju funkcionalno povezane enzime se nalaze jedan do drugog, imaju zajedni ki promotor i ine jednu ekspresionu jedinicu (od njih nastaje policistronska iRNK)

OPERON

U okviru promotora nalazi se operator, mesto za koje se vezuju regulatorni proteini koji mogu biti aktivatori ili represorii koji aktiviraju ili inhibiraju transkripciju datog operona

3ULPHUQHJDWLYQDNRQWUROD/DFRSHURQD3ULPHUQHJDWLYQDNRQWUROD/DFRSHURQD3ULPHUQHJDWLYQDNRQWUROD/DFRSHURQD3ULPHUQHJDWLYQDNRQWUROD/DFRSHURQD

Laktozni operon: tri gena iji produkti u estvuju u razgradnji laktoze

Nema laktoze, represor vezan za operator =>nema transkripcije

Ima laktoze, represor se vezuje za laktozu => te e transkripcija

Transkripcija

Kontrola regulacijom transkripcije

Kontrolaregulacijom translacije

Translacija

Kontrola proteazama !"!"

Bez modifikacije

#$#$ %%!&!&

Kovalentna modifikacija

Degradacija

Kontrolaposttranslacionommodifikacijom

!"!"

Inhibiijai aktivacija

Kontrolafunkcionalnosti enzima

GEN

deo DNK koji koji nosi informaciju za sintezu RNK molekula (rRNK, tRNK) ili polipeptidnog lanca (preko iRNK)

GENOM

kompletan geneti ki materijal organizma (obuhvata gene ali i nekodiraju e sekvence)

GENOTIP itav set gena jednog organizma

Documents

genetska-informacija