Kod genetyczny i jego cechy

Kod genetyczny to sposób zapisu informacji genetycznej w DNA, określający zależność między sekwencją nukleotydów w DNA a kolejnością aminokwasów w łańcuchu polipeptydowym.

Kodon to trzy kolejne nukleotydy w DNA i mRNA, oznaczające jeden aminokwas w łańcuchu polipeptydowym lub zatrzymanie syntezy białka.

Cechy kodu genetycznego:

1. Kod genetyczny trójkowy - trzy kolejne nukleotydy $kodon$ wyznaczają jeden aminokwas.
2. Kod genetyczny jednoznaczny - określony kodon wyznacza zawsze ten sam aminokwas.
3. Bezprzecinkowy - między kodonami nie występują dodatkowe nukleotydy.
4. Kod genetyczny zdegenerowany - jeden aminokwas może być kodowany przez kilka różnych kodonów.
5. Kod genetyczny niezachodzący - kodony nie nakładają się na siebie.
6. Kod genetyczny uniwersalny - te same kodony wyznaczają takie same aminokwasy w prawie wszystkich przypadkach, z pewnymi wyjątkami.

Definition: Kolinearny kod genetyczny oznacza, że kolejność kodonów w mRNA odpowiada kolejności aminokwasów w białku.

Highlight: Cechy kodu genetycznego obejmują jego trójkowość, jednoznaczność, zdegenerowanie, niezachodzenie i uniwersalność.

Transkrypcja i modyfikacje potranskrypcyjne

Transkrypcja jest przeprowadzana przez enzym polimerazę RNA, który wytwarza łańcuch polinukleotydowy RNA na matrycy DNA w kierunku 5' → 3'. Powstały RNA jest komplementarny do nici DNA.

Przebieg transkrypcji:

1. Polimeraza przyłącza się do promotora genu i powoduje rozplecenie cząsteczki DNA.
2. Polimeraza przesuwa się, rozplata i dobudowuje kolejne nukleotydy.
3. Po ukończeniu transkrypcji rozplecione nici DNA ponownie się splatają, tworząc helisę.
4. Polimeraza RNA odłącza się od genu, a utworzona nić zostaje uwolniona.

Modyfikacje potranskrypcyjne RNA u organizmów eukariotycznych obejmują:

1. Składanie RNA $splicing$
2. Modyfikację końców cząsteczki RNA
3. Modyfikację wybranych nukleotydów

Example: Modyfikacje potranskrypcyjne RNA obejmują przyłączenie czapeczki na końcu 5' i ogona poli-A na końcu 3' cząsteczki pre-mRNA.

Highlight: Obróbka potranskrypcyjna jest kluczowa dla dojrzewania RNA u eukariontów.

Translacja i jej przebieg

Translacja to tłumaczenie sekwencji nukleotydów mRNA na sekwencję aminokwasów łańcucha polipeptydowego. W procesie tym uczestniczą:

• Aminoacylo-tRNA: cząsteczka z przyłączonym aminokwasem
• Peptydylo-tRNA: cząsteczka z przyłączonym łańcuchem polipeptydowym
• Rybosom: odpowiada za dopasowanie odpowiedniego aminoacylo-tRNA do kodonu mRNA oraz za tworzenie wiązań peptydowych między aminokwasami

Rybosom zawiera trzy miejsca aktywne:

1. Miejsce wiązania mRNA
2. Miejsce A - przyłączania tRNA z aminokwasem
3. Miejsce P - przyłączania tRNA z łańcuchem polipeptydowym
4. Miejsce E - odłączania tRNA

Przebieg translacji obejmuje trzy główne etapy:

1. Inicjacja - początek
2. Elongacja - wydłużenie łańcucha polipeptydowego
3. Terminacja - zakończenie translacji

Vocabulary: Jak odczytać kod genetyczny - poprzez analizę sekwencji kodonów w mRNA i ich tłumaczenie na odpowiednie aminokwasy podczas translacji.

Highlight: Transkrypcja i translacja to dwa kluczowe etapy ekspresji genów, prowadzące do powstania funkcjonalnego białka.

Inicjacja translacji

Proces inicjacji translacji obejmuje następujące kroki:

1. Do kodonu START przyłącza się mniejsza podjednostka rybosomu.
2. Do kodonu przyłącza się aminoacylo-tRNA.
3. Przyłącza się większa podjednostka rybosomu.

Inicjacja jest kluczowym etapem rozpoczynającym syntezę białka. Kodon START $AUG$ koduje metioninę, która jest pierwszym aminokwasem w powstającym łańcuchu polipeptydowym.

Example: Rysunek przedstawia jeden z etapów ekspresji informacji genetycznej - inicjację translacji, gdzie do kodonu START przyłącza się kompleks inicjacyjny.

Highlight: Uporządkuj w odpowiedniej kolejności etapy ekspresji genu: transkrypcja, obróbka potranskrypcyjna $u eukariontów$, translacja, modyfikacje potranslacyjne.

Ekspresja genów i transkrypcja

Ekspresja genów to procesy prowadzące do odczytania informacji genetycznej zawartej w genie, skutkujące powstaniem kodowanego przez gen RNA lub białka. Główne etapy to transkrypcja i translacja.

Transkrypcja to proces syntezy łańcucha RNA na matrycy DNA. Zachodzi ona w miejscach, gdzie znajduje się DNA - u prokariontów w cytozolu, a u eukariontów w jądrze komórkowym, mitochondriach i plastydach roślin.

Translacja to tłumaczenie sekwencji nukleotydów mRNA na sekwencję aminokwasów w łańcuchu polipeptydowym, czyli synteza białka. Proces ten zachodzi w cytoplazmie na rybosomach.

Highlight: Etapy ekspresji genów obejmują transkrypcję DNA do RNA, a następnie translację mRNA do białka.

Vocabulary: Gdzie zachodzi transkrypcja u prokariota - w cytozolu komórki prokariotycznej.