Deoxyribonukleová kyselina

Z Wikipédie

Kyselina deoxyribonukleová alebo DNK alebo DNA (angl. deoxyribonucleic acid) patrí spolu s kyselinou ribonoukleovou medzi nukleové (jadrové) kyseliny. Nukleové preto, lebo sa nachádza predovšetkým v bunkovom jadre. DNA je nositeľkou genetickej informácie bunky, riadi rast a regeneráciu bunky. V chromozómoch je DNA uložená ako špirála - dvojzávitnica.

DNA je polymérna molekula tvorená nukleotidmi, ktoré pozostávajú z troch zložiek:

1. fosfátového zvyšku kyseliny fosforečnej (PO₄³⁻),
2. molekuly deoxyribózy,
3. dusíkatej bázy.

Obsah 1 Dusíkaté bázy 2 Funkcie DNA 3 Replikácia DNA 4 Realizácia genetickej informácie 4.1 Transkripcia 4.2 Translácia 5 Genetický kód

[úprava] Dusíkaté bázy

Dusíkaté bázy sú štyri: adenín (A), guanín (G), cytozín (C) a tymín (T). Spájajú obe vlákna dvojzávitnice DNA pomocou vodíkových väzieb, pričom platí princíp tzv. komplementarity báz.

Znamená to, že adenín sa spája, teda je komplementárny s tymínom (dvomi vodíkovými väzbami) a guanín sa spája s cytozínom (tromi vodíkovými väzbami).

[úprava] Funkcie DNA

Úlohou DNA je uchovávať a odovzdávať genetickú informáciu (o poradí aminokyselín v bielkovinách), ktorá je zapísaná v jej primárnej štruktúre. Prenos genetickej informácie na molekulovej úrovni prebieha jedným smerom a v troch procesoch: replikácii, transkripcii a translácii.

[úprava] Replikácia DNA

Väčšina génov potrebných pre život sa nachádza v eukaryotických bunkách – v jadre, mitochondriách a v chloroplastoch na chromozómoch. V prokaryotických organizmoch sa nachádza na plazmidoch doplnková genetická informácia.

Na to aby mohla DNA plniť svoju funkciu musí byť schopná zdvojenia sa, čo sa uskutočňuje replikáciou – kopírovaním.

Pri vlastnej syntéze DNA sa obidve vlákna pôvodnej molekuly začnú od seba vzďaľovať a rozpletať (enzým helikáza). Voľné nukleotidy sa podľa princípu komplentarity (enzým DNA-polymeráza) začínajú prikladať k pôvodnému (matricovému) vláknu DNA (3’ → 5’), oproti druhému vláknu (5’→ 3’) syntetizuje DNA-polymeráza iba krátke fragmenty (tzv. Okazakiho fragmenty), ktoré následne spája enzým DNA-ligáza.

Týmto spôsobom z jednej pôvodnej DNA vzniknú dve molekuly, z toho každá ma jedno vlákno pôvodné a jedno vlákno nové, tzv. semikonzervatívny spôsob.

[úprava] Realizácia genetickej informácie

Realizácia genetickej informácie na molekulovej úrovni prebieha ako dvojstupňový proces:

• Transkripcia: prepis genetickej informácie z DNA do mRNA → syntéza mRNA
• Translácia: preklad genetickej informácie z poradia nukleotidov na mRNA do poradia aminokysleín v polypeptidovom reťazci → syntéza bielkovín

[úprava] Transkripcia

Je to syntéza molekúl mRNA podľa matrice DNA. Oba reťazce molekuly DNA sa čiastočne oddelia narušením vodíkových mostíkov, pričom iba jedno z vlákien potom slúži ako matrica pre syntézu mRNA. Tento proces katalyzuje enzým RNA-polymeráza, ktorý na základe komplementarity báz pripája nukleotidy do výslednej molekuly mRNA. Tento proces sa deje v jadre bunky, nasyntetizovaná molekula mRNA potom cez jadrové póry prechádza do cytoplazmy.

[úprava] Translácia

Je zavŕšením realizácie genetickej informácie, ide o vlastnú syntézu bielkovín (proteosyntéza). Tento proces sa uskutočňuje na ribozómoch – tie sa skladajú z bielkovín a z rRNA. Molekula mRNA sa zasunie medzi podjednotky ribozómov – triplety na mRNA sú kódom ku tvorbe polypeptidového reťazca. Dôležitá je molekula tRNA – na jej konci sa nachádza triplet CCA (aktívne miesto), na ktorý sa viaže aminokyselina a ďalší triplet → antikodón, ten je komplementárny s kodónom na mRNA. Molekuly tRNA sa dočasne pripájajú antikodónmi ku kodónom na mRNA a tak prenášajú jednotlivé aminokyseliny zo zásoby voľných aminokyselín v cytoplazme bunky. Medzi jednotlivými aminokyselinami potom vznikajú peptidické väzby, čím vzniká polypeptidový reťazec – bielkovina. Celý aparát sa po ukončení proteosyntézy tzv. nezmyselným alebo stop-kodónom rozpadne.

[úprava] Genetický kód

Je tripletový – univerzálny pre všetky organizmy. Triplet predstavuje kódové slovo – kodón určuje zaradenie jednej aminokyseliny do polypeptidového reťazca.