Translacija: Ali prevajanje DNA

Translacija: Ali prevajanje DNA.(2.stopnja sinteze beljakovin). Na ribosomih se genetska informacija shranjena v mRNA prevede v specifino AK zaporedje beljakovin.Pri tem sodelujeta tRNA in rRNA.Med translacijo se nukleinski kod v RNA prevede v AK, ki sestavljajo beljakovino.V procesu sinteze beljakovin na vseh stopnjah sodeluje veliko razlinih encimov.Pri evkariontih in prokariontih poteka v citoplazmi.Zaetek translacije poteka v 3 fazah. Vezava prve tRNA na manjo podenoto ribosoma-mestoA. Elongacija(nastanek peptidne vezi-vkljuuje translokacijo na mestu P in E).Premik manje podenote ribosoma za 3 nukleotide in vezava nove tRNA na mesto A.Uporabljena tRNA se odcepi. Peptidil transferaza(tvorjenje peptidne vezi med AK, v novo nastajajoi polipeptidni verigi katalizira mRNA v veji podenoti ribosoma). Konec translacije(ko pride na mesto A stop kodon se nanj vee faktor sprostitve in polipeptidna veriga se sprosti. Transkripcija :Pomeni prepisovanje DNA,(1.stopnja sinteze beljakovin).Pri evkariontih poteka v jedru, pri prokariontih pa v citosolu.Sporoilo za nastanek beljakovin, ki je zapisano v genu se prevede v 2 stopnjah(najprej se sporoilo prepie na obveevalno mRNA,nato pa se iz mRNA prevede v protein na ribosomih).Vse RNA v celici nastajajo s transkripcijo.Zaetek prepisovanja se zane, ko se DNA odvije in razklene na doloenemu mestu.RNA polimeraza se vee na promotor, ki kodira za zaetek prepisovanje RNA, nato RNA polimeraza odvije DNA.Ena od verig DNA slui kot matrica za zaetek tvorbe RNA verige.Veriga se podaljuje dokler ne pride RNA polimeraza do zaporedja na DNA,ki oznauje konec prepisa-terminator-RNA polimeraza se odcepi od DNA. Transkripcija in mRNA pri evkariontih: Pomeni prepisovanje DNA,(1.stopnja sinteze beljakovin).Pri evkariontih poteka v jedru, pri prokariontih pa v citosolu.Sporoilo za nastanek beljakovin, ki je zapisano v genu se prevede v 2 stopnjah(najprej se sporoilo prepie na obveevalno mRNA,nato pa se iz mRNA prevede v protein na ribosomih).Vse RNA v celici nastajajo s transkripcijo.Zaetek prepisovanja se zane, ko se DNA odvije in razklene na doloenemu mestu.RNA polimeraza se vee na promotor, ki kodira za zaetek prepisovanje RNA, nato RNA polimeraza odvije DNA.Ena od verig DNA slui kot matrica za zaetek tvorbe RNA verige.Veriga se podaljuje dokler ne pride RNA polimeraza do zaporedja na DNA,ki oznauje konec prepisa-terminator-RNA polimeraza se odcepi od DNA. mRNA pri evkariontih=(Transkripcija in translacija potekata loeno.mRNA se mora prenesti iz jedra v citoplazmo - pred tem se mRNA procesira. Capping modifikacija 5 konca z atipinim nukleotidom gvaninski nukleotid z metilno skupino.Poli A rep poliadenilacija 3 konca (nekaj 100 adeninskih nukleotidov je dodanih na 3 koncu).RNA splicing spajanje RNA izrezovanje intronov.) Encimi : Encimi so vrsta proteinov, ki pospeijo kemijske reakcije, in sicer tako, da zniajo ptrebno aktivacijsko energijo (energijo, ki je potrebna za nastanek kemijske reakcije). Povezujejo energetsko neugodne z energetsko ugodnimi reakcijami. Pri teh reakcijah sodelujejo predvsem ATP, NADH, NADPH. Encim sodeluje kot katalizator - pri reakciji se ne porabi ali spremeni, samo pospei reakcijo. Na aktivno mesto encima se vee substrat, aktivno mesto tudi doloa specifinost encima. Regulacija delovanja encimov je alosterina (na alosterino mesto encima se vee alosterini modulator, ki zvia ali znia aktivnost encima) in fosforilacija (na encim se vee fosfat in ga aktivira). Golgijev aparat: Golgijev aparat ima primarno vlogo v zdruevanju polisaharidov, transportu ogljikovih hidratov, sintezi in predelavi oligosaharidnih stranskih verig membran in proteinov, izdelavi glikolipidov za plazmalemo in zdruevanju lizosomalnih encimov. Sestavljajo ga sploene membranske cisterne(diktisom),ki so med seboj povezane z mikrotubuli. Sprejema in pogosto tudi kemino preoblikuje snovi, ki so prej nastale v ER(endoplazemskem retikulumu), ki so v GA pripotovale zapakirane v membranskih meikih.Preoblikovane snovi spet zapakira v mehurke, usmeri jih proti zunanjosti ali drugim oddelkom znotraj celice.CIS-je vstopno mesto, TANS pa izstopno.V GA poteka sinteza glikolipidov,glikoproteinov. Celica: Je najmanja enota ivega. Vsi organizmi, ki so sestavljeni iz celic imajo nekaj skupnih znailnosti:s svojim okoljem izmenjujejo E, se nanj odzivajo, se mu prilagajajo, ter razmnoujejo. Celica je osnovna enota ivljenja.Obstajajo ogromne razlike v obliki in funkciji celic. Kemijski procesi so v celici enaki, ne glede na vrsto celic, oz.njihovo funkcijo. Celice delimo na: protobionte ali pracelice (makromolekule, obdane z lipidnim ovojem, ki so se sposobne podvajati), prokarionte (bakterijske celice), evkarionte (celice praivali, gliv, rastlin in ivali. Znailnosti evkariontov: Obstajata dve vrsti evkariontske celice, ivalska in rastlinska, ki se razlikujeta v celini zgradbi. Tipina evkariontska celica je ovalne oblike , velika 100 m. Osnovna struktura, ki doloa njeno velikost in obliko ter jo louje od okolice je celina membrana.-plazmalema. Rastlinska celica ima okrog membrane dodaten zaitni sloj, celino celulozno steno.V citosolu so tevilni celini organeli- specializirane strukture obdane z lastno membrano, ki opravljajo celine funkcije. Veina organelov je skupna tako rastlinski, kot ivalski celici, rastlinske celice pa imajo dva dodatna organela, ki jih ivalske nimajo, kloroplaste, vakuole. Poleg organelov se v citoplazmi prosto nahajajo encimi, proteini, ki so udeleeni v celine procese, kot je sinteza in razgradnja proteinov. Njihov metabolizem je veinoma aeroben, razmnoujejo se z mitozo in mejozo. Znailnosti prokariontov: Organizmi, ki v celicah nimajo jedra so prokarionti.Izraza bakterija in prokariont se navadno uporabljata kot sopomenki.Prokarionti ivijo samostojno kot enocelini organizmi ali pa oblikujejo skupke,verige ali drugane veceline strukture.Celino steno imajo iz peptidoglikanov.Veliki so med 1-10mM.Ni jedrne ovojnice-ni definiranega jedra.Nekatere bakterijske celice poleg velike molekule DNA, ki ji reemo bekterijski kromosom, vsebujejo tudi majhne koke DNA-plazmide,ki so od bakt.kromosoma neodvisni. Plazmidi sodelujejo pri parjenju bakterij in prenosu dedne snovi iz ene bakt. v drugo.Prokariontska DNA in plazmidi so kroni.V citosolu so najbolj vidne strukture ribosomi,ki pa so manji kot v evkariontski celici. Plazma je nediferencirana,ni organelov(veinoma), ni citoskeleta, citoplazma je zrnata. Metabolizem je anaeroben, razmnouje se z delivijo-cepitev. Razlike med evkarionti in prokarionti :Najbolj oitna razlika med prokarionti in evkarionti, na nivoju celine organizacije in strukture, evkariontska celica je precej veja , bolj kompleksna od prokariontske. Poleg tega so evkariontski organizmi vecelini, medtem ko so prokarionti samo v enocelini obliki. Evkarionti so vse rastline in ivali, prokarionti so bakterije .Organizmi katerih celice imajo jedro so evkarionti. Evkarionti= Je enocelini ali mnogocelini organizem, z jasno oblikovanim jedrom in citoplazmo. Velikost Evk.celice je med 10-100mM. Kromosomi v jedru so organizirani linearno.Celina snov ,protoplazma je diferencirana v jedro in citoplazmo=citoskelet, citosol ,celini organeli. Njihov metabolizem je veinoma aeroben, razmnoujejo se z mitozo in mejozo. Prokarionti= so organizmi v katerih ni jedra. Njihova velikost je med 1-mM. Imajo debel zaitni pas-celino steno, pod katero membrana zapira enoten razdelek citosola, v katerem je DNA.(kroni kromosom). Citoplazma je nediferencirana , nimajo citoskeleta. Metabolizem je anaeroben, razmnouje se z delivijo-cepitev. Bakterija ali prokariont. Celina komunikacija: Osnova celine komunikacije je celino signaliziranje. To poteka tako, da signalna celica proizvede signalno molekulo, ki jo prepozna tarna celica. Ta ima receptorske proteine, ki prepoznajo in specifino odgovorijo na signal (molekulo). Celice uporabljajo tevilne razline molekule za poiljanje signalov, obstaja pa le nekaj nainov (vrst) medcelinega signaliziranja. Kontaktno - celici (signalna in tarna) morata biti v tesnem stiku, da se signal lahko prenese. Celici se neposredno poveeta prek signalnih molekul v plazemski membrani. Sporoilo se prenese z vezavo signalne molekule v membrani signalne celice na receptorsko molekulo v plazemski membrani tarne celice., Parakrino - signalna celica sproa signalne molekule, ki difundirajo v njeno okolico in delujejo lokalno. Take molekule delujejo kot lokalni mediatorji., Sinaptino - nevroni specifino oivujejo tarne celice (preko sinapse - sproajo se nevrotransmiterji). Tu se sporoila prenaajo lahko na zelo dolge razdalje, zelo hitro., Endokrino - signalne celice sproajo signalne molekule (hormone) v krvni obtok. Je nain prenosa signala po celotnem telesu (velike razdalje, za razliko od parakrinega).,Avtokrino - signalna celica je hkrati tudi tarna celica., Signalne molekule so hormoni (adrenalin, kortizol, insulin, testosteron, ...), lokalni mediatorji (rastni faktorji, ...), nevrotransmiterji (acetilholin, noradrenalin), pri kontaktni signalizaciji pa delta (v moganih). Sprejem signala se zane, kjer signalna molekula pride v stik z receptorjem na celici. Receptorji so navadno proteini na celini membrani (za steroidne hormone znotraj celice). En tip signalne molekule obiajno aktivira en receptorski protein. Sprejem signala je le prvi dogodek v signalni verigi (prenos signala - kaskada), v naslednjih stopnjah se signal prenaa preko intracelularnih signalnih molekul od celine membrane do jedra. Signalna veriga ima ve nalog - sprejme signal, ga preoblikuje (transdukcija), prenese, pogosto tudi ojaa (pomnoevanje) in prerazporedi (distribucija) tako, da uinkuje vzporedno na ve procesov v celici. Receptorji na celini membrani: receptorji, povezani z G proteinom (na notranji strani membrane, receptorji, povezani z ionskimi kanalki, receptorji, povezani z encimi. Celini cikel Nova celica lahko nastane le iz predhodne celice (dogma v biologiji celice!), zato se morajo celice razmnoevati. Za to je potrebno podvojevanje celine vsebine (rast celice) in delitev celice. Cikel, v katerem se celica raste in se deli, imenujemo celini cikel. Gre za ponavljajo se proces. Razdeljen je v 4 stopnje: G1, S, G2 in M. Glavni stopnji cikla sta interfaza (sestavljajo jo G1, S in G2, v kateri celica raste, v njej se tudi podvoji DNA) in celina delitev, ki ima dve stopnji - mitozo in citokinezo (M faza). Mitoza je delitev jedra, citokineza pa delitev citoplazme: G0-faza v kateri celice mirujejo-ne rastejo, G1-rast in priprava na S fazo, S-celice podvojijo DNA, G2-rast in priprava na mitozo, M-sestavljena iz mitoze in citokineze, Mitoza je delitev jedra,Citokineza je delitev citoplazme, Celini cikel uravnavajo-CIKLINI. Celino dihanje: Je metabolini proces v katerem se razgradijo sladkorji ali druge energetsko bogate spojine. Energija,ki se sprosti iz kemijskih vezi se uporabi za delo v celici-RAST in RAZVOJ.Kot stranska produkta nastajata OGLJIKOV DIOKSID in VODA. Proces poteka 24 ur na dan v vseh ivih celicah tudi v tistih, ki soasno poteka FOTOSINTEZA. Proces celinega dihanja se ponavadi zane z razgradnjo sladkorja in ne potrebujejo KISIKA.-imenujemo ga GLIKOLIZA! Drugi del dihanja poteka v osrednjem metabolinem ciklu,ki ga imenujemo CITRATNI ali KREBSOV CIKEL.(tukaj nastane veina NADH in malo ATP) Zadnji del celinega dihanja je ELEKTRONSKA PRENAALNA VERIGA, ki se v aerobnem dihanju kona tako, da se KISIK reducira v VODO. V tem delu , ki mu pravimo OKSIDATIVNA FOSFORILACIJA(tukaj nastane veina ATP-ja). Celina delitev: Je sestavljena iz mitoze(delitev jedra), citokineze(delitev citoplazme). Mitoza= profaza(kondenziranje kromosoma, centrosoma se razcepita), metafaza(razpad jedrne ovojnice, rast mikrotubulov, zane se podvajanje kromosomov po mikrotubulih, kromosomi so pripeti na mikrotubule preko kinetohorjev, kromosomi se postavijo v ekvatorialno ravnino), anafaza(sestrske kromatide se loijo,zanejo potovati proti poloma celice),telofaza(oba seta kromosomov prispeta na pole celic, nastane nova jedrna ovojnica-konc mitoze. Citokineza= delitev citoplazme, nastane nova delitvena brazda,jo sestavljajo aktinski filamenti. Delitveno vreteno=mikrotubuli in z njim povezane molekule, se eliptino razporejajo v celici med mitozo, premikajo narazen podvojene kromosome.Centrosom se podvoji v interfazi.V profazi se nanj pritrdijo mikrotubuli delitvenega vretena.Prine se razpad jedrne ovojnice.Centrosoma prineta potovati na pola celice.V metafazi prideta do pola celice. Je sestavljena iz mitoze in citokineze. Mitoza je sestavljena iz 5-ih faz: Profaza: kondenzacija kromosomov, centrosoma se razcepita, Metafaza: kromosomi se postavijo v evkariontsko ravnino, Anafaza: sestrske kromatide se loijo in zanejo potovati proti poloma celice, Telofaza: tu oba seta kromosomov prispeta na pole celic, nastane nova jedrna ovojnica-konec mitoze, Citokineza: je delitev citoplazme, tu nastane nova delitvena brazda, ki jo sestavljajo aktinski filamenti. Celina smrt: Vsaka celica ima omejen as ivljenja.Poznamo 2 naina umiranja celic: 1.Umrejo zaradi pokodbe(mehanina pokodba,izpostavljnost kamikaljam in toksinom), 2.Sproen samomor Ireverzibilna pokodba celice-celica preide v toko brez vrnitve(povratka). Apoptoza: Apoptoza=samomor celice(apoptosis=odpadanje listov).Je oblika programirane celine smrti, ki nastopi kot odgovor na doloene signale.Pojavlja se pri embrionalnem razvoju, pri tkivni homeostazi, pri razlinih boleznih in kot odgovor na citotoksine dejavnike.Ponavadi prizadane samo eno celico naenkrat. Celica se skri in kondenzira, kondenzira se kromatin, celini organeli ostanejo nepokodovani. Sprostijo se apoptotska telesca (majhna z memebrano obdana), te male fragmente porejo sosednje celice.Energetsko odvisna= (ATP potreben). Nekroza: Nekroza=(oblika celine smrti zaradi hude pokodbe-mehanine,kemine). Celica nabrekne in eksplodira in pri tem se sprosti intracelina vsebina. Nabrekanje jedra, razkroj celinih organelov, pokoduje sosednje celice in povzroi vnetje. Energetsko neodvisna (ne potrebuje ATP). Citoskelet: Citoskelet je mrea proteinskih filamentov znotraj celice , ki sestavlja ogrodje celice. Sestavljen je iz mree treh tipov proteinskih filamentov: intermediatnih, mikrotubulov in aktinskih filamentov. Vsak filament sestavljajo druge proteinske podenote. V vseh primerih se tisoe podenot povezuje v nerazvejan niz proteina, ki se lahko razprostira prek cele celice. Celici dajejo mehansko oporo, nadzorujejo njeno obliko in omogoajo in usmerjajo gibanja znotraj celice.Zgradba celice: jedrce, jedro, ribosom, vezikel, zrnati endoplazmatski retikulum (ER), Golgijev aparat, citoskelet, gladki endoplazmatski retikulum, mitohondrij, vakuola, citoplazma, lizosom, centrioli znotraj centrosoma. Celina membrana je izbirno prepustna. Obdaja celico, skoznjo prehajajo snovi v celico in iz nje. Zgrajena je iz dvojne plasti fosfolipidov (maobe) in razlinih beljakovinskih molekul. Njeno zgradbo prikazujemo z modelom tekoega mozaika.Citoplazma je vodna raztopina, zapolnjuje notranjost celice, v njej potekajo ivljenjski procesi.Celino jedro nadzoruje delovanje vseh celinih organelov , nosi dedni zapis kromosomi.Golgijev aparat ,zgrajen iz cistern, od katerih se odcepljajo mehurki, ki potujejo do celine membrane, se tam odprejo in vsebino izpraznijo navzven. V mehurkih se nahajajo beljakovine, povezane z OH..Endoplazemski retikulum je splet prostorov(cisterne).Na zrnatem ER se pojavljajo ribosomi, v katerih poteka sinteza beljakovin. Te beljakovine nato po cisternah potujejo po celici. Poznamo zrnati ER (z ribosomi) in gladki ER (brez ribosomov).Mitohondriji: v njih se sproa energija.Citoskelet-beljakovinska vlakna,ki dajejo celici obliko in omogoa usmerjeno gibanje.Lizosomi- mehurki, ki vsebujejo prebavne encime.Kloroplasti so skupina plastidov, znailna za rastlinske celice, (fotosintezo).Vakuola,znailna za rastlinsko celico.( tonoplast) Gen: Del DNA, ki nosi zapis za funkcionalni product.Sestavljen je iz Intronov (nekodirajoa sekvenca),eksonov(kodirajoa sekvenca).Nekateri geni so vekrat ponovljeni in tvorijo t.i druine genov. Skupni funcionalni zapis vseh genov=Genom. Genom: Je celoten zapis dedne informacije v DNA(skupni funkcionalni zapis vseh genov). Genski kod in osrednja dogma molekularne biologije Genski kod je pravilo, ki doloa zvezo med nukleotidnimi tripleti(kodoni) v DNA in RNA inAK v beljakovinah.Univerzalnost genskega koda je pomemben dokaz,da vse dananje oblike ivljenja izhajajo iz skupnega prednika. Osrednja dogma pa je:-EN GEN KODIRA EN PROTEIN. Nukleinske kisline: Nukleinske kisline so polimeri nukleotidov. Nastanejo s kondenzacijsko reakcijo med sladkorjem enega nukleotida in fosfatno skupino drugega nukleotida (fosfodiesterska vez). Nukleotid je sestavljen iz fosfatne skupine, enostavnega pentoznega sladkorja in duikove baze. Nukleotidi niso le gradniki nukleinskih kislin, delujejo tudi kot energetsko bogate snovi (ATP) ali kot sestavni del koencimov (NAD+). Kemiosmotska sklopitev: Povezava elektronskega transporta protonskega rpanja sinteze ATP. Kljuni proces pri CELINEM DIHANJU in FOTOSINTEZI. Kemiozmotska sklopitev pretvori oksidacijsko energijo v ATP. Prenaalci elektronov so vir elektronov za nastanek protonskega gradienta,ki je vir energije za nastanek ATP=ATP sintaza: Aminokisline: Aminokisline(AK) so gradniki proteinov. Imajo najmanj eno amino skupino (-NH2) in najmanj eno karboksilno skupino (-COOH). V lovekem organizmu so -AK in L-izomere. AK so amfoterne (polarna glava, nepolarni rep) - lahko so kisline ali baze. Izoelektrina toka je tisti pH, pri katerem je AK v dipolarni obliki. Znanih je okoli 80 aminokislin, od tega jih 26 sestavlja naravne proteine. Pri loveku je v proteinih 20 razlinih AK, od teh jih 11sintetizira sam (neesencialne AK), 9 je potrebno vnesti v organizem s hrano (esencialne AK). Stranska veriga AK (-R) pomembno prispeva k lastnostim AK. Po kemijski strukturi je AK lahko: nevtralna (polarna ali nepolarna),- bazina (ima 2 ali ve -NH2 skupin), kisla (ima 2 ali ve -COOH skupin). Peptidna vez: Aminokisline se med seboj povezujejo v peptide (di-, tri-, polipeptid). Kemino je polimerizacija aminokislin dehidracija (odstrani se molekula vode). Peptidna vez je kovalentna vez med dvema peptidoma, med amino in karboksilno skupino dveh AK. Dva cisteina se med seboj poveeta tako, da tvorita disulfidno vez , s tem stabilizirata tridimenzionalno obliko polipeptida. (R-C-N-R). PEPTIDNA VEZ=se tvori med AMINO in KARBOKSILNO skupino dveh aminokislin. Proteini Pomembni so za zgradbo celice.Delujejo kot encimi. ZGRADBA: -PRIMARNA-doloa jo zaporedje aminokislin.Od primarnega zaporedja AK v polipeptidni verigi je odvisno kako se bo veriga zvijala ali zlagala v prostoru. -SEKUNDARNA- a-heliks zvijanje verige okoli svoje osi, -b trak-cikcakasto gubanje v obliki vzporednih ali nasprotno potekajoih trakov.Pomembne so vodikove in ionske vezi -TERCIARNA-kovalentne vezi dodatno zvijejo polipeptidno verigo v tridimenzionalno prostorsko zgradbo B(beljakovin)-klobii, kroglice,nitke,snop, -KVARTARNA-kadar se podenoste proteinov povezujejo med seboj. DNA podvajanje replikacija: Sinteza DNA se zane v replikacijskih zaetkih, ki poteka v replikacijskih vilicah, ki so vedno asimetrine.DNA polimeraza je samo popravljalna. Kratka zaporedja RNA sluijo kot zaetniki za DNA sintezo.Proteini v replikacijskih vilicah sodelujejo med seboj in tvorijo replikacijski aparat.Telomeraza pa podvajajo konce evkariontskih kromosomov.Podvajanje DNA poteka po po vodilni verigi.DNA polimeraza dodaja nukleotide na 3 koncu.Katalizira dodajanje nukleotidov na 3 koncu z nastankom fosfodiesterskih vezi med 3 koncem in 5 fosfatno skupino novega. DNA-polimeraza: nameena je v replikacijske vilice,je zelo natanna.Lastnost DNA polimeraze je, da lahko popravlja nukleotide, ji omogoa polimerizacijo DNA molekul v smeri 3-5 in tudi,da bi zaela sintezo DNA molekule. RNA polimeraza: Ker DNA polimeraza dodaja nukleotide samo na osnovi parjenja baz, ne more zaeti sinteze DNA, DNA sinteza se zane z RNA polimerazo, ki sintetizira kratke verige RNA, ki jih nato zamenja DNA zastajajoa veriga(Oazakijevi fragmenti).Med seboj jih zleplja DNA-ligaza. Encimi v podvajanju DNA(DNA polimeraza-dodaja nukleotide, primaza-zane sintezo DNA, DNA ligaza-zleplja Okazakijeve fragmente, helikaza-odvija DNA.).Protein,ki se vee na enojno verigo DNA-prehodno prepreuje tvorbo dvojne verige.Drsea sponka-ohranja DNA polimerazo trdno pritrjeno na DNA. DNA rekombinacija: Prerazporejanje genov omogoa gensko raznolikost, kar omogoa populaciji razvoj in preivetje glede na spreminjajoe okolje.Prerazporejanje genov omogoajo procesi rekombinacije. Homologna rekombinacija: Proces pri katerem se dve DNA molekuli s podobnim zaporedjem najprej postavita druga ob drugo in se v zapletenem procesu prekriata,razcepita, ponovno poveeta z drugo molekulo DNA in tako nastaneta molekuli DNA z novim zaporedjem. Mesto menjave je lahko kjerkoli na DNA, kjer so zaporedja dovolj podobna.Na mestu zamenjave ne pride do spremembe v zaporedju nukleotidov. Nehomologna rekombinacija: Mesto-pecifina rekombinacija omogoa prenaanje specializiranih delov DNA-mobilnih genetskih elementov.Omogoajo jo rekombinacijski encimi. Mobilni elementi: Mob.gen elementi so kratka zaporedja DNA, ki se lahko premikajo iz enega konca genoma na drugi in zagotavljajo genetsko variabilnost.Na mestu insercije ne potrebuje specif. Zaporedja.Ve kot 50% lovekega genoma predstavljajo zaporedja DNA, ki so vekrat ponovljena. DNA popravljanje: Dolgorone napake v genomu vodijo do raznolikosti organizmov, na adaptiranje organizmov na okolje in osvajanje novih habitatov.Kratkorono za posamezen organizem so napake v genomu obiajno smrtne.Organizmi morajo biti genetsko stabilni, e elijo preiveti, razmnoevati.Stabilnost je zagotovljena ne samo spopravljanjem napak med podvajanjem DNA, ampak tudi naknadno-popravljanje napak, ki so ostale nepopravljene in tudi ostalih napak.Vpleteno je veliko encimov-skupno ime DNA popravljalni mehanizmi.Popravljanje DNA je relat. Lahko, ker obstaja komplementarna veriga DNA. Napake, ki nastanejo na novo nastali verigi popravi mis-match repair.t.napak= 1/10na 7nukleotidov. Napake na DNA lahko nastanejo tudi zaradi drugih vzrokov.Proteinov(encimov), ki spoznajo pokodbo na DNA je ogromno,osnovni princip je povsod isti.1.(primaza izree pokodovani del DNA),2.(DNA polimeraza naredi novo verigo-kombinacijo),3.(DNA ligaza zalepi konce). Mutacije: e ostanejo pokodbe na DNA molekuli nepopravljene loimo(DNA mutacije, kromosomske mutacije). DNA mutacije: Tokaste mutacije(spremenijo samo enega ali nekaj nukleotidov).Nesmiselne mutacije(e predasno zakljui prepisovanje).Brezsmiselne(nastanek novega kodona povzroi, da se vkljui nepravilna AK v protein).Frameshift mutacije(premik bralnega okvirja).Kromosomske mutacije: Vkljuujejo spremembe na vejem delu DNA, obiajno na nivoju kromosomov. Translokacije(lovljenje kromosomov in tvorbo novih),pomnoevanje genov(nastanek double minute zaradi pomnoevanja doloene verige na kromosomu),inverzije(del kromosoma se odcepi in prilepi nazaj v obratni smeri),podvojitve(doloeni geni se pomnoijo ali pa se izgubijo), aneuplodija(med celino delitvijo pride do napane porazdelitve kromosomov med herinski celici). Lastnosti (znaki) ivega: Najmanja enota ivega je celica. Lastnosti ivega pa so: metabolizem (razgradnja, izgradnja), homeostaza, jemanje energije od zunaj in njena transformacija, rast in razvoj, razmnoevanje, odgovarjanje na draljaje, adaptacija na okolje. Nastanek ivljenja: Za nastanek ivljenja je potreben nastanek makromolekul (te lahko spontano polimerizirajo v primernih okoliinah) ter samoreplikacija (samopodvajanje - RNA molekula je makromolekula, ki je zmona samopodvajanja in daje zapis za nastanek proteinov). Prva celica je bila RNA molekula, obdana z lipidnim ovojem. Hrano in energijo je dobivala iz morja z organskimi molekulami, za nadalnji razvoj pa je bil pomemben razvoj sistemov za tvorbo in uporabo metabolne energije: glikoliza, fotosinteza, oksidativna fosforilacija. Transport proteinov: Potee preko jedrnih por, membran ali z vezikli. Proteini ki nastanejo na ribosomih v citosolu potujejo v jedro, mitohondrije in peroksisome. Proteini ki nastanejo na ribosomih, vezanih na ER vstopajo v ER. Mendlov zakon razline verzije genov so odgovorne za variacije v podedovanih lastnostih; organizem podeduje za vsako lastnost dva gena; e se alela razlikujeta, bo dominanten alel vplival na lastnost; aleli se razdelijo med gameti. Spolno razmnoevanje: Diploidne celice se delijo in tvorijo haploidne celice gamete (spolne celice). Haploidni celici dveh razlinih osebkov se zdruita in tvorita novo diploidno celico. Je meanje genov dveh osebkov. Mejoza I homologna rekombinacija; pride do meanja genov (crossing over), Delitev embrija najhitreji celini ciklus; ker ni faz G1 in G2 ni rasti in je vsaka herinska celica manja od starevske. Primeri dedovanja: Avtosomno dominantno: mutacije ene kopije gena povzroi bolezen (spol ni pomemben). Primer: hetingova bolezen (prizadete so moganske celice. Avtosomno recesivna: mutacija mora biti na obeh kopijah gena da pride do pojava bolezni. Primeri: cistina fibroza - disfunkcija eksokrinih lez. Na kromosomu x vezano recesivno: enska prenaalka, moki zboli. Primer: hemofilija, miina distrofija. Na kromosomu x vezano dominantno: je zelo redko. Mitohondrij: Celina elektrarna, membranski organel velik kot bakterija.V njem poteka oksidativna fosforilacija, kjer nastane veina ATP v evkariontski celici. Valjaste oblike s premerom 0,5-1mM,doline 1-3mM..Sprejema energijo iz prebavljene hrane v obliki piruvata,acetil-CoA,jo pretvarja v obliko,ki jo lahko uporabijo vsi deli celice.Njihovo tevilo se v celicah spreminja,odvisno od presnovne aktivnosti posameznega tkiva. Veliko jih je v miinih,srnih,jetrnih celicah-katere potrebujejo veliko energije.Sestavljen je iz zunanje membrane, notranje membrane-zloena v cevaste gube(kriste).Taka membranska ureditev ustvari znotraj mitohondrija 2 oddelka,prvi je prostor med obema memranama. Drugi=matriks=elatinasta sredica,ki jo omejuje notranja mitohondrijska membrana. V matriksu poteka CTK, kjer se shrani nekaj energije v obliki ATP ali visoko energ.elektronov v koencimih NADH,FADH2.Na ne-beljak. in beljakovinskih prenaalcih, vsajenih v notranji membrani, potekata prenos elektronov, protonov ter sinteza ATP z encimom ATP-sintaze.V matriksu se nahaja mithos. DNA, ribosomi ,proteini, potrebni za transkripcijo mithos.DNA in translacijo mithos. mRNA. 10% proteinov, potrebnih za mitohondrij, kodira mithos. DNA, ostale pa jedrna DNA. Niso sposobni samopomnoevanja. RNA Je ribonukleinska kislina. Gradnik je nukleotid (vsak je sestavljen iz fosfatne skupine, enostavnega sladkorja, duikove baze). Duikove baze so: citozin, uracil sta pirimidinske baze in gvanin, adenin sta purinske baze. RNA je enoverina, sladkor je riboza. Poznamo 3 razline RNA: mRNA (messenger oz informacisjka, s pomojo translacije prevajanja, s pomojo ribosomov nastane doloen protein), rRNA(ribosomska RNA, zapletena struktura), tRNA(prenaalna, sodeluje z ribosomi in mRNA, pri nastanku proteinov translacije). Vezikularni transport Poteka v obe smeri, iz celice in v celico - stalno kroi (biosintetine - sekretorne poti, endocitozne poti). Krebsov cikel: Drugi del dihanja poteka v osrednjem metabolinem ciklu,ki ga imenujemo CITRATNI ali KREBSOV CIKEL.(tukaj nastane veina NADH in malo ATP) Eksoni Je kodirajo odsek od D1 znotraj doloenega gena. Leijo med nekodirajoimi zaporedji introni. Npr. po konani transkripciji v jedru nastane primarni prepis R1. Iz njega se introni izreejo e preden RNA transkript zapusti jedro. Ostanejo le eksoni ki kodirajo aminokisline. Eksoni se med seboj poveejo v mRNA. Fotosinteza Je elektromagnetna energija sonne svetlobe, se pretvori v kemijske vezi v celici v procesu fotosinteze. Poznamo 2 stopnji: Svetlobna faza (nastanek ATP in NADPH), Temotna faza (nastanek sladkorjev) Fotosinteza in celino dihanje sta komplementarna procesa ATP, NADH, NADPH ATP je energijska valuta celice, v molekuli ATP je vezana energija, ki se sprosti (s hidrolizo) iz kemijske vezi ob odcepu konne fosfatne skupine. ATP sodeluje pri energijsko neugodnih reakcijah. Nastaja z energijsko neugodno reakcijo fosforilacije. NADH in NADPH sta koencima, derivata niacina, v celicah pa tvorita zalogo elektronov. Sodelujeta pri reakcijah redukcije in oksidacije. Organske snovi Ogljikovi hidrati: Ogljikovi hidrati so enostavni sladkorji in makromolekule, ki so iz njih sestavljene. Splona formula OH je (CH2O)n. Monosaharidi - osnovna enota OH - so sestavljeni iz ene molekule enostavnega sladkorja, di-, tri-, ..., polisaharidi - iz veliko molekul enostavnih sladkorjev. Ogljikove hidrate razdelimo glede na vlogo v organizmih na zalone, strukturne in transportne, zaloni (sluijo kot energijska zaloga): krob (rastline), glikogen (ivali), - strukturni: celuloza (rastline), hitin (ivali), - transportni: saharoza (disaharid -vanj sta povezani glukoza in fruktoza). Glikozidna vez Glikozidna vez je vez med dvema monosaharidoma. Nastane z reakcijo kondenzacije med dvema monosaharidoma. Lipidi: Glavni skupini lipidov sta maobe in fosfolipidi. Glavne funkcije lipidov so shramba energije, sestavni deli membran, medcelina komunikacija. Maoba je kombinacija molekule glicerola in treh maobnih kislin. Maobe (trigliceridi) so netopne v vodi, zato v citoplazmi agregirajo kot kapljice. Predstavljajo glavni depo energije v organizmu. Maobe vsebujejo nasiene ali nenasiene maobne kisline. Fosfolipidi so sestavljeni lipidi, v katerih je ena od treh ma. kislin zamenjana s fosfatno skupino. So sestavni del biolokih membran. Fosfatna skupina tvori polarno glavo, ki je topna v vodi, maobnokislinska (nepolarna) repa pa ne (amfipatska molekula). Glikolipidi so ravno tako polarne molekule, katere tvori na glicerol vezan sladkor. So sestavni del membran. Membrane sestavljo e steroli, v ivalskih celicah je to najbolj pogosto holesterol. Ta daje membrani trdnost. Je polarna molekula, ki je sestavljena iz tirih obroev ogljikovodikov (rigidnost) in ravne verige ogljikovodikov. Med sterole sodijo tudi spolni hormoni. Beljakovine imajo tevilne bioloke vloge v celici: encimi, hormoni, transportni proteini, zaloni proteini, gibalni proteini, strukturni proteini, obrambni proteini, proteini s posebnimi nalogami, signalni proteini. Beljakovine so sestavljene iz manjih organskih molekul - aminokislin. Te so med seboj povezane s peptidno vezjo. V lovekem organizmu je znanih 20 aminokislin, od teh je 9 esencialnih (organizem jih ne more sintetizirati sam, potrebno jih je zauiti s hrano). Aminokisline razdelimo glede na stranske verige na: kisle, bazine, nenabite polarne, nepolarne. Bioloke membrane: Razmejujejo celice od zunaj celinega prostora, Omejuje predelke oz. organele c celici, Regulira prehajanje snovi v in iz celice, Ohranja konstantno notranje okolje, Omogoa komunikacijo z okoljem .Model tekoega mozaika (nakazuje da je oljnat, v membrani so poleg lipidov tudi beljakovine). Bioloka membrana je dinamina, delno tekoa struktura, asimetrino sestavljena iz lipidov in proteinov. Membrana je sestavljena iz dvojne plasti fosfolipidov. Fosfolipidi imajo polarno glavo in dva nepolarna maobnokislinska repka. Membrane v celici: Plazmalema je ojaana z korteksom, Jedrni ovoj, ER, Golgijev aparat, Mitohondrij, Lizosomi, Peroksisomi, Vezikli. Membranski transport Aktivni in pasivni transport. Proteini v membrani so prenaalci in kanalki. Kanalki tvorijo hidrofilne pore v membrani skozi katere lahko pronicajo doloeni anorganski ioni in vasih druge majhne molekule. Prenaalci doivijo konformacijske spremembe pri prenosu snovi iz ene strani membrane na drugo. Transport preko kanalkov je hiotreji kot s prenaalci, to je pospeena difuzija. Pasivni transport: deluje po naelu difuzije, se pravi da se skozenj premikajo molekuje vzdol koncentracisjkega gradienta s tiste strani membrane kjer jih je ve na stran kjer jih je manj. Transport preko prenaalcev je hitreji od enostavne difuzije. Aktivni transport: potujejo v nasprotni smeri kontracijskega gradienta. Potrebna je ATP ki omogoa prenos molekul. Kanalki: -veina kanalkov omogoa prehod ionov ionski kanalki: Transport preko njih je vedno pasiven, Transport preko kanalkov je najmanj tisokrat hitreji kot preko prenaalcev. Ionski kanalki: veina ionskih kanalkov je selektivnih odpirajo se kot odgovor na doloen signal: Voltage gated (odpirajo se zaradi sprememb v transmembranskem potencialu), Ligand gated (odpirajo se zaradi vezave ligandov),Stress gated (odpirajo se zaradi mehaninega stresa). Oksidativna fosforilacija: Protoni teejo nazaj proti elektrokemijskemu gradientu prek proteinskega kompleksa, ki mu reemo ATP-sintaza. Ta kompleks katalizira sintezo ATP iz ADP in anorganskega fosfata, za katero je potrebna energija. Ta encim igra vlogo turbine, tako da protonski gradient omogoa sintezo ATP iz ADP. Celini metabolizem: Celice so odprti sistemi, ki energijo sprejemajo, pretvarjajo.Jo ne morejo ustvariti.Celini metabolizem je sestavljen iz katabolizma in anabolizma-katabolinih in anabolinih presnovnih reakcij.Veina energije, shranjene v kem.vezeh molekul hrane se porazgubi kot toplota.Celice regulirano sproajo energijo. Katabolizem=procesi, v katerih se molecule v kem.reakcijah razgradijo na enostavneje molekule.Pri the reakcijah se sproa energija(celino dihanje , fotosinteza-svetlobna faza).Anabolizem=procesi v katerih iz enostavnih molekul nastajajo bolj zapletene molekule.Potreben je vnos energije. Znotrajcelini kompartmenti (razdelki), organeli in transport: Jedro - je obiajno najbolj jasno viden organel v evkariontski celici. V jedru je shranjen dedni material v obliki melekul DNA. Jedro obdaja jedrna ovojnica, ki je sestavljena iz dveh membran. Zunanja membrana se neposredno nadaljuje v endoplazmatski retikel. V jedrni ovojnici so jedrne pore. Jedrna ovojnica je popolnoma neprepustna, zato je potrebna za transport preko por energija - aktivni transport. Jedrna ovojnica je po sestavi lipidni dvosloj. V notranjosti jedra se nahaja jedrna plazma (zrnata tekoina), kromatin, jedrca. Endoplazmatski retikel - je najobseneji membranski sistem v celici. Na ER loimo dva predela/obmoji: zrnati in gladki ER (cisterne in cevi). Zrnat videz ER dajejo ribosomi, ki so pripeti na membrane ER in so mesto sinteze beljakovin v celici. Na gladkem ER nastajajo membranski fosfolipidi. Oba dela ER oblikujeta membranske mehurke (vezikle), ki se odcepljajo od ER in se zlivajo z drugimi membranami (transport snovi - poteka v obe smeri). Proteini vstopajo v ER med sintezo iz ribosomov, ki so nanj vezani. V lumnu ER nastajajo posttranslacijske spremembe proteinov (glikolizacija, zvijanje). Golgijev aparat - je skladovnica sploenih mehurjev (cisterne). Cis- je vstopno mesto, trans- izstopno mesto. Transport med ER in Golgijem poteka v obliki veziklov (v obe smeri). Golgijev aparat sprejema in procesira proteine in lipide, v njem se sintetizirajo lipidi (glikolipidi) in polisaharidi. V veziklih nato potujejo snovi iz Golgija na plazmalemo, lizosome ali se izloijo iz celice. Ribosomi - poleg ribosomov, ki se nahajajo na povrini ER, so nekateri tudi prosto v citosolu. Na njih nastajajo citosolni proteini. Transport proteinov - proteini, ki nastajajo na ribosomih, ki so prosto v citoplazmi, se lahko transportirajo v jedro (preko por), mitohondrije ali peroksisome (preko membrane). Proteini, ki pa nastanejo na ribosomih, vezanih na membrane (ER), pa potujejo z vezikularnim transportom do lizosomov, na plazmalemo ali pa se izloijo izven celice. Vezikularni transport - poteka v obe smeri, iz celice in v celico - stalno kroi (biosintetine - sekretorne poti, endocitozne poti). Lizosomi - so mesto celine prebave v ivalskih celicah. Napolnjeni so s tevilnimi prebavnimi encimi (encimi kisle hidrolaze - pH 5), ki razgrajujejo proteine, nukleinske kisline, oligosaharide in fosfolipide. Zunajcelini partikli, ki vstopajo v celico z endocitozo, konajo v lizosomih. Endosomi - so vezikli, ki so udeleeni pri endocitozi - vnosu makromolekul v celico. Endocitoza se deli na pinocitozo (vnos tekoin v celico) in fagocitozo (vnos vejih delcev, tudi celic). Peroksisomi - so organeli, napolnjeni s peroksidom, ki oksidirajo maobne kisline do Acetil CoA, ki nato vstopa v mitohondrij (-oksidacija). Mitohondriji - so kljuni organeli celinega dihanja. Mitohondrij sestavlja gladka zunanja membrana in notranja membrana, zgubana v kriste. Znotraj se nahaja matriks. V mitohondriju nastaja ATP; ima svojo lastno DNA, se deli proizvaja lastne proteine. V matriksu poteka citratni cikel, na prenaalcih, ki so vsajeni na notranjo membrano, pa poteka prenos elektronov in protonov in sinteza ATP-ja ob pomoi ATP-sintaze (oksidativna fosforilacija). Plazmalema - loi celico od zunanjega okolja. Kot selektivna bariera doloa vsebino citoplazme ter omogoa interakcijo celice z okoljem. Plazmalemo opisuje model tekoega mozaika. Lipidi, ki se nahajajo v plazmalemi, so razlini na zunanji in notranji strani. Glikolipidi se nahajajo samo na zunanji strani plazmaleme. Na zunanji strani se nahaja tudi glikokaliks - predstavlja mehansko in kemino zaito celice. Ker sladkorji absorbirajo vodo, je povrina celice sluzasta. Ima tudi funkcijo pri prepoznavanju celic med seboj, pri pritrjevanju celic in pri celini signalizaciji. Na notranji strani plazmaleme se nahaja korteks. Nevron ali ivna celica: So glavni gradniki ivevja. Glavna funkcija je kroenje in prevajanje ivnih impulzov. AKTINSKI FILAMENTI: so povezani z razlinimi proteini, odvisno od funkcije v celici (mikrovili, celina brazda, celini korteks). M FAZA: sestavlja jo 5 faz: profaza, metafaza, anafaza in telofaza, ki so del mitoze, ter citokeneza. Profaza kondenzacija kromosomov, centrosoma se razcepita in razpade jedrna ovojnica, Metafaza kromosomi so postavijo v ekvatorialno ravnino, Anafaza sisterske kromatide se loijo in zano potovati proti poloma celice, Telofaza oba seta kromosomov prispeta na pole celice; nastane nova jedrna ovojnica in je tako mitoze konec, Citokineza delitev citoplazme; nastane delitvena brazda.