MOLEKULARNA BIOLOGIJA

1. MOLEKULARNA BIOLOGIJA • Proučava čuvanje, prenos i ekspresiju (ispoljavanje) genetičke informacije • Građu i funkciju informacionih molekula: nukleinskih kiselina i proteina • Procese u kojima se ostvaruje prenos genetičke informacije: replikaciju, transkripciju i translaciju

2. Genetička informacija • Redosled nukleotida u DNK koji određuje redosled aminokiselina u proteinu

3. NUKLEINSKE KISELINE • izgrađene od polinukleotidnih lanaca • DNK grade 2 polinukleotidna lanca • RNK gradi 1 polinukleotidni lanac

4. NUKLEOTID • Fosfatna grupa • Pentoza (dezoksiriboza ili riboza) • Azotna baza

5. Purinske baze su derivati purina Azotne baze • Pirimidinske baze su derivati pirimidina citozin adenin timin guanin uracil

6. Više nukleotida povezanih fosfodiestarskim vezama Polinukleotidni lanac 5’ 3’

8. Antiparalelnost lanaca DNK

9. Sparivanje komplementarnih azotnih baza

11. RNK mala podjedinica ribozoma podjedinice ribozoma

12. tRNK

13. Hromatin • Jedrov materijal • Izgrađen od DNK i baznih proteina histona Hromozomi • Najviši stepen kondenzacije hromatina • Vidljivi u deobi ćelije

14. Pakovanje hromatina

15. PROTEINI • U njihov sastav ulaze: C, H, O i N • Makromolekuli izgrađeni od 20 vrsta amino-kiselina povezanih međusobno peptidnim vezama u linearni polipetidni lanac

16. Aminokiseline • Organska jedinjenja sa dve funkcionalne grupe: amino-grupom (–NH2) i karboksilnom grupom (–COOH) • Razlikuju se po R-grupi

17. Nepolarne Vrste aminokiselina Pozitivno naelektrisane Polarne nenaelektrisane Negativno naelektrisane

18. Peptidna veza • Nastaje reakcijom između karboksilne grupe jedne aminokiseline i amino-grupe druge aminokiseline dipeptid

19. Primarna struktura proteina • Broj i redosled aminokiselina u polipetpidnom lancu • Zapisana u genima

20. Sekundarna struktura proteina • Dva oblika: α-heliks i β-ploča • Uspostavlja se formiranjem vodoničnih veza između H i O peptidnih veza β-ploča α-heliks

21. Tercijarna struktura proteina • Čine ga α-heliksi, β-ploče i “neuređeni” delovi

22. Kvaternarna struktura proteina • Više polipeptidnih lanaca gradi funkcionalan protein kolagen hemoglobin

23. Globularni proteini loptasti – sferni Fibrilarni proteini končasti Konformacija- prostorni oblik proteina

24. Primarna struktura proteina Sekundarna struktura proteina Tercijarna struktura proteina Kvaternarna struktura proteina

25. Funkcije proteina • Gradivna – strukturna: grade ćeliju i tkiva • Biokatalitička – enzimi – usmeravaju biohemijske reakcije • Transportna – hemoglobin, transferin • Imunološka – antitela • Kontraktilna – aktin i miozin • Regulatorna – hormoni • Rezervna– albumin

26. GENOM • Ukupna DNK u ćeliji: • u jedru – jedarni genom: 99.99% genoma • u mitohondrijama – mitohondrijalni genom • u hloroplastima – hloroplastni genom • VELIČINA GENOMA izražava se kao broj baznih parova u haploidnoj ćeliji (C vrednost) • Veličina genoma čoveka: 3,2 · 10 bp 9

27. Prokariote Bakterije Haploidne ćelije (n) Kružna DNK Eukariote Protisti, biljke, životinje, gljive Diplodne ćelije (2n) Linearna DNK

28. Hromozomi čoveka

29. Organizacija genoma • Unikalna DNK: 45% genoma • Repetitivna DNK: 55% genoma • Satelitska DNK – na krajevima hromozoma i u oblasti centromere (uloga: sparivanje hromozoma u mejozi, održavanje strukture hromozoma) • Intermedijarna DNK • Familije gena (globinska familija, histonska familija) • Uzastopno ponovljeni geni (geni za rRNK i geni za tRNK) • Mobilni genetički elementi – skoči-geni

30. Kodirajuća DNK • DNK koja kodira proteine čini samo 3% genoma • Ostala DNK – 97%

31. GEN • Deo DNK koji se transkribuje u informacionu RNK, ribozomalnu RNK ili transportnu RNK • Gen koji se transkribuje u iRNK nosi informaciju za sintezu proteina

32. Kontinuirani geni: sadrže samo kodirajuću DNK Diskontinuirani geni: sadrže egzone (kodirajuće delove) i introne (nekodirajuće delove) Geni prokariota i eukariota

33. egzon intron egzon intron egzon DNK transkripcija gena RNK primarni transkript isecanje introna i spajanje egzona iRNK transport iRNK u citoplazmu

34. PRENOSGENETIČKEINFORMACIJE

35. Genetička informacija • Redosled nukleotida u DNK koji određuje redosled aminokiselina u proteinu

36. Prenos i ekspresija genetičke informacije ostvaruje se kroz procese: • Replikacije – sinteze DNK • Transkripcije – sinteze RNK • Translacije – sinteze proteina

37. Prenos genetičke informacije replikacija DNK DNK transkripcija RNK translacija PROTEIN

38. Replikacija A T G C C G T A T A G C C G C G A T A T C G C G T A T A G C G C

39. Transkripcija – sinteza RNK kodirajući lanac 5‘-ATG-AGA-CAT-GTA-AGC-3' DNK 3‘-TAC-TCT-GTA-CAT-TCG-5' matrični lanac transkripcija 5‘-AUG- AGA-CAU-GUA-AGC-3’ iRNK

40. Prenos genetičke informacije replikacija DNK DNK transkripcija RNK translacija PROTEIN

41. Genetički kod • Skup pravila za prevođenje redosleda nukleotida u redosled aminokiselina • Čini ga 64 znaka – kodona • Kodon – niz od tri nukleotida (triplet nukeotida) u iRNK koji određuje mesto jedne aminokiseline u proteinu • SINONIMNI KODONI – kodoni koji kodiraju istu aminokiselinu

42. GENETIČKI KOD

43. Translacija iRNK 5‘-AUG-AGA-CAU-GUA-AGC-3' translacija protein ??? NH2- -COOH

44. GENETIČKI KOD

45. Translacija iRNK 5‘-AUG-AGA-CAU-GUA-AGC-3' translacija NH2-Met-Arg-His-Val-Ser-COOH protein

46. kodirajući lanac 5‘-ATG-AGA-CAT-GTA-AGC-3' DNK 3‘-TAC-TCT-GTA-CAT-TCG-5' matrični lanac transkripcija iRNK 5‘-AUG-AGA-CAU-GUA-AGC-3' translacija NH2-Met-Arg-His-Val-Ser-COOH protein

47. Prenos genetičke informacije • Genetička informacija je redosled nukleotida u DNK koji određuje redosled aminokiselina u proteinu • Prenos i ekspresija genetičke informacije ostvaruje se kroz procese replikacije, transkripcije i translacije: replikacija DNK DNK transkripcija iRNK translacija protein

48. REPLIKACIJA DNK

49. Replikacija • Replika – kopija • Proces udvajanja DNK • Odvija se ujedru, u S-fazi ćelijskog ciklusa, pred ćelijsku deobu

50. Replikacija A T G C C G T A T A G C C G C G A T A T C G C G T A T A G C G C