Molekulární genetika a biologie – maturitní otázka z biologie

 

   Otázka: Molekulární genetika a biologie

   Předmět: Biologie

   Přidal(a): Tomáš Pfohl

 

 

 

 

Odvětví genetiky zkoumající strukturu a funkci genů na molekulární úrovni

Zakladatel klasické genetiky – Johan Gregor Mendel

 

Centrální dogma molekulární genetiky = schéma popisující přenos genetické informace

  • Nositelem genetické informace jsou nukleové kyseliny (DNA, RNA)
  • Výsledkem přenosu GI jsou proteiny = podstata všech živých organismů (stavební + řídící fce)
    • DNA v jádře buňky je nejprve přepsána do řetězce RNA, který je následně na ribozomech přeložen do řetězce aminokyselin = proteinu
  • DNA a RNA se mohou replikovat pro účely rozmnožování
  • Přenos GI probíhá pouze ve směru DNA → RNA→ protein
    • Změny, ke kterým v organismu dojde vlivem vnějšího prostředí, se do GI nepřenáší = Weismannovská bariéra (nelze bílkovina → DNA)
    • Výjimka – retroviry schopné reverzní transkripce (RNA → DNA) = virus HIV

 

Nukleové kyseliny

Jako zdroj informace v podobě DNA/RNA

  • Eukaryota – jádro a semiautonomní organely (mitochondrie + plastidy)
  • Prokaryota – nukleoid a plazmidy

 

Základní stavební jednotkou řetězce je nukleotid = monosacharid (pentoza) + dusíkatá báze + fosfát

DNA = deoxyribonukleová kyselina

  • Složení nukleotidu: fosfát + deoxyribóza + báze
    • 4 možné báze – pyrimidinové (thymin, cytosin) purinové (adenin, guanin)
  • Primární struktura – pořadí nukleotidů
  • Sekundární struktura – prostorové uspořádání – dvoušroubovice = dvě vlákna DNA se obtáčí kolem jedné osy a interagují spolu
    • Interakce probíhá mezi bázemi pomocí vodíkových můstků (formují a drží řetězce DNA při sobě)
    • Komplementarita bází – struktura bází umožňuje pouze párování dvojic adenin – thymin (2 H můstky) cytosin – guanin (3 H můstky)
  • Dva řetězce DNA jsou vzájemně nesymetrické (jedná se o totožné řetězce, které jsou vůči sobě přetočené) = řetězce jsou antiparalelní
    • Řetězec – 5´ konec – volný fosfát
    • Řetězec – 3´ konec – volný hydroxyl
    • Veškeré biosyntézy probíhají ve směru 5´ → 3´ konec (RNA/DNA polymerázy jsou schopné přidávat nukleotidy pouze na volný hydroxyl)
  • Objevitelé dvoušroubovice – James Watson a Francis Crick

 

RNA = ribonukleová kyselina

  • Složení nukleotidu: fosfát + ribóza + báze
    • 4 možné báze – pyrimidinové (uracil, cytosin) purinové (adenin, guanin)
  • Komplementarita bází: Adenin – Uracil (2 H můstky)                                                Cytosin – Guanin (3 H můstky)
  • RNA tvořena jedním vláknem, může být různě prostorově smotané (náhodné spojení bází vodíkovými můstky)
  • Druhy RNA
    • tRNA (transferová) – v procesu translace přenáší aminokyseliny na ribozom, vzniká řetězec aminokyselin = budoucí protein
    • mRNA (mediátorová) – v procesu transkripce vzniká přepisem z DNA, nese informaci pro vznik proteinu (pořadí nukleotidů je vzorem pro pořadí aminokyselin)
    • rRNA (ribozomální) – tvoří ribozom, na kterém probíhá translace

 

Proteiny

Funkce

  • Stavební (kolagen, elastin, keratin)
  • Transportní a skladovací (hemoglobin, membránové přenašeče)
  • Zajišťující pohyb (aktin, myosin)
  • Katalytické, řídící a regulační (enzymy, hormony)
  • Ochranné a obranné (imunoglobulin, fibrin, fibrinogen)

Základní stavební jednotka = aminokyselina

Protein – řetězec aminokyselin

 

Protein (bílkovina) – relativní molekulová hmotnost je větší než 10 000 (cca. 100 AMK)

Peptid – Mr je menší než 10 000 (méně jak 100 AMK)

 

Struktura aminokyselin

  • Primární = pořadí aminokyselin (AMK)
  • Sekundární = vzájemné prostorové uspořádání jednotlivých úseků řetězce
  • α-helix – pravotočivá šroubovice
  • β-skládaný list – rovnoběžné uspořádání řetězců AMK + propojení vodíkovými můstky
  • Terciální = prostorové uspořádání celého řetězce
  • Globulární struktura – zabalení řetězce do klubka
  • Fibrilární – tvar vlákna
  • Kvartérní – je závislá na prostředí, ve kterém se protein/peptid nachází

Vzájemná interakce více proteinů – tvorba složitějších struktur (hemoglobin)

 

Genetický kód

Soubor pravidel, který umožňuje převedení genetické informace z pořadí nukleotidů DNA resp. RNA do řetězce aminokyselin

RNA – 4 možné nukleotidy (4 různé báze)

Bílkovina – 20 možných AMK

  • Jednu AMK kóduje trojice nukleotidů = tripletový kodon
  • Celkem 64 možných tripletů(3(4) = 43 = 64), avšak pouze 20 AMK
    • Degenerovaný kód = jednu AMK může kódovat více tripletů (celkem 61 kódujících tripletů)
    • AUG – startovací kodon (iniciační triplet) – vždy nese AMK methionin
    • 3 stop kodony (UAA, UAG, UGA) – nekódují žádnou AMK, ukončují proces translace

Čtení sekvence nukleotidů je nepřekrývané – postupné čtení nukleotidů za sebou

Genetický kód je univerzální – většina živočichů používá stejný kód (→ předpoklad, že se život vyvinul z jednoho předka)

 

Gen

Část sekvence DNA nesoucí informaci

3 typy

  • Strukturní – kódují strukturní bílkoviny
  • Geny pro RNA – nejsou určené k translaci = tRNA, rRNA
  • Regulační geny – úsek DNA, na který usedá regulační protein (viz. dále)

Genová exprese = Proces převedení genetické informacena reálně existující buněčnou strukturu nebo funkci (bílkovina x RNA X regulační protein)

 

Replikace

= Zdvojení DNA

S fáze (syntetická) buněčného cyklu

Probíhá v jádře buňky a semiautonomních organelách

Vzor/matrice/templát Jedno z vláken DNA
Materiál na výrobu Volné nukleotidy (A, T, C, G), do jádra pronikají jadernými póry
Enzymy DNA polymerázy
Energie ATP

 

Průběh

  • Rozpletení dvoušroubovice
  • místo ORI (ORIGO) – zde začíná na řetězci vlastní replikace
  • v místě ORI dochází k oddálení řetězců – vzniká replikační vidlice (rozevření dvoušroubovice – zpřístupnění vláken)
  • replikační vidlice v obou směrech = replikační oko
  • současně může vznikat více míst ORI
  • Ke každému řetězci původní DNA je dle pravidla komplementarity dusíkatých bází (A↔ T, C ↔ G) syntetizováno nové vlákno

→ replikace je semikonzervativní = v nově vzniklé DNA je jeden řetězec nový, druhý původní

 

Enzymy účastnící se replikace

  • DNA polymeráza I – umožňuje nahrazení RNA primerů (viz. dále)
  • DNA polymeráza II – oprava DNA v případě, kdy replikační vidlice narazí na poškozený úsek
  • DNA polymeráza III – navazuje nukleotidy na nově vznikající řetězec
  • Helikáza – narušuje vodíkové vazby mezi bázemi → rozpojení dvoušroubovice
  • Topoizomeráza – odstraňuje vznikající pnutí v dvoušroubovici způsobené otvíráním replikační vidlice (hromadění závitů)
  • Ligáza – spojuje Okazakiho fragmenty (viz. dále)

Problém replikace- všechny buněčné biosyntézy včetně replikace probíhají pouze ve směru 5´konec → 3´ konec(3´ konec poskytuje volný hydroxyl pro napojení nukleotidu). Dvoušroubovice DNA je však tvořena dvěma antiparalelními vlákny

  • Na prvním vlákně (3´ → 5´) probíhá replikace snadno, neboť vznikající řetězec (musí být antiparalelní, tedy 5´ → 3´) poskytuje volný 3´ konec. Tento řetězec jevedoucí. Syntéza probíhá blízko replikační vidlice.
  • Na druhém vlákně (5´→3´ ) ovšem vzniká řetězec 3´ → 5´, který poskytuje nepoužitelný 5´ konec a syntéza tohoto řetězce je složitější a delší. Vznikající řetězec je opožděný. Syntéza probíhá na opačném konci od replikační vidlice. Opožděný řetězec dohání řetězec vedoucí.

 

Průběh syntézy opožděného řetězce

  • Vytvoření RNA primeru = krátkého oligonukleotidu, který poskytuje volný 3´ konec
  • Na volný 3´ konec se klasicky připojí krátký úsek odpovídající DNA

RNA primer + úsek DNA = Okazakiho fragment

  • Blíže k replikační vidlici se vytvoří nový RNA primer a celý proces se opakuje
  • Nakonec DNA polymeráza I nahradí nukleotidy primeru správnými nukleotidy DNA, ligáza jednotlivé úseky DNA spojí v konečný zreplikovaný řetězec

Replikace je semidiskontinuální  – vedoucí řetězec je tvořen kontinuálně (spojitě), zatímco opožděný diskontinuálně (postupná tvorba úseků, které se ve finále spojí).

Prokaryota

  • Jedna kruhová dvoušroubovice DNA
  • 1 místo ORI
  • Tvoří replikační oko (2 vidlice proti sobě)

 

Eukaryota

  • Delší DNA, více místo ORI → tvoří bublinkový model
  • Histony si ponechává vedoucí řetězec
  • Problém nedoreplikovaných konců
  • Při replikaci nelze nahradit poslední primer řetězce → při každém replikování se zkracují koncové části chromozomu = telomery (je zde k tomu určená sekvence nukleotidů, která nenese geny)
  • Vypotřebování sekvence telomery → buňka se přestává dělit, neboť by zkracovala DNA v místě, kde se již nachází geny →stárnutí
  • Telomeráza – reverzní transkriptáza schopná obnovit ubývající nukleotidy telomery
  • Nachází se pouze v neustále se dělících buňkách – pohlavní buňky, pokožka
  • Rakovina – aktivace telomerázy v normálních buňkách → neomezené dělení

 

Transkripce

= Přepis

  1. fáze proteosyntézy (výroby proteinu z GI)= přepis genetické informace z DNA do RNA

Místo:   Eukaryota – jádro

Prokaryota – cytoplasma

Vzor/matrice/templát Jedno z vláken DNA
Materiál na výrobu Volné nukleotidy (A, U, C, G), do jádra pronikají jadernými póry
Enzymy RNA polymerázy
Energie ATP

Přepisuje se pouze jeden řetězec dvoušroubovice (GI je pouze v jednom řetězci, liší se od GI na odpovídajícím úseku druhého řetězce) → nutno zvolit správný řetězec + najít začátek genu

  • Začátek genu určuje promotor – nachází se na řetězci, který není matricí (5´ → 3´)
  • TATA box – sekvence 7 nukleotidů (TATAAAA) – značí začátek transkripce
  • RNA polymeráza rozpozná promotor a zahájí transkripci na druhém řetězci

 

Průběh

  • Oddálení řetězců DNA – vznik transkripční bubliny v oblasti promotoru
  • RNA polymeráza zahájí transkripci na řetězci 3´ → 5´ (vznikající vlákno je vždy antiparalelní a musí mít volný 3´ konec, tj. 5´ → 3´)
  • Podle pravidla komplementarity bází (A →U, C ↔ G, T → A) jsou na volný 3´ konec vznikajícího řetězce postupně přidávány nukleotidy

 

Krátkodobě vzniká dvoušroubovice RNA + DNA

Po matrice se se pohybuje více RNA polymeráz – tvoří „vánoční stromeček“

Produkt transkripce:

  • pre-mRNA (prekurzorová) = primární transkript – před translací musí být upravena
  • Eukaryota – vznik pre-mRNA → nutná úprava
  • Prokaryota – vzniká RNA, může být bezprostředně použita pro translaci
  • tRNA (transferová) – méně jak 100 nukleotidů
  • pomocí H vazeb se formuje do terciální struktury – trojlístku
  • nese antikodon = triplet nukleotidů, který podle komplementarity odpovídá kodonu (tripletu)na mRNA
  • Na základě svého specifického antikodonu nese tRNA určitou aminokyselinu
  • rRNA(ribozomální)
  • tvoří ribozomy, na kterých probíhá translace
  • kódovány na 5 chromozomových párech – jednotlivé úseky se k sobě přikládají a tvoří jadérko – viditelnou organelu (v určité fázi buněčného cykklu)

 

Posttranskripční úpravy(probíhají v jádře)

  • Sestřih – pre-mRNA obsahuje úseky kódující gen (= exony) a nekódující úseky (= introny)
  • Vystříhání nepotřebných intronů – zůstanou v jádře jako stavební materiál
  • Zbylé exony se pospojují a vytvoří funkční RNA
  • Různé varianty sestřihu dávají různé RNA → různé bílkoviny
  • Aparát setřihu: snRNA + 6 proteinů
  • Úprava konců RNA
  • 5´ konec se označí methylguanosilovou čepičkou
  • 3´ konec se upraví polyadenilací

 

Návod na transkripci a translaci

  • Zvolíme si vhodný řetězec DNA (3´ → 5´), aby vznikající vlákno bylo 5´ → 3´
  • Podle komplementarity bází provedeme transkripci
  • Na vzniklém vlákně RNA nalezneme iniciační triplet AUG
  • Od tohoto tripletu pokračujeme dál v původním směru transkripce, pro každý následují triplet nukleotidů (kodon) určíme podle tabulky odpovídající AMK
  • Nemůžeme-li nalézt AUG, zkontrolujeme správnost směru transkripce
  • Pokud se stále nedaří, zreplikujeme původní řetězec DNA (bylo-li zadáno pouze 1 vlákno)

 

Translace

= překlad

  1. fáze proteosyntézy = převod informace z pořadí nukleotidů mRNA (resp. jejich tripletů) do sekvence aminokyseliny = proteinu

mRNA vzniklá transkripcí opouští jádro a na ribozomech je použita k translaci

Místo:   Eukaryota -ribozomy drsného endoplazmatického retikula (semiautonomní organely mají                                                                                                                                     vlastní prokaryotní ribosomy)

Prokaryota – volné ribozomy v cytoplasmě

Místo (zprostředkovatel) Ribozom
Vzor/matrice/templát mRNA
Materiál na výrobu Aminokyseliny vázané na tRNA
Překladatel tRNA
Energie GTP

 

Proteosyntetický aparát: mRNA, tRNA, ribozomy, GTP, bílkovinné faktory, aminokyseliny

 

Transferová RNA

  • 20 druhů (20 možných aminokyselin)
  • Terciální struktura jetelového trojlístku
  • Na řetězci mRNA je vyhledán kodon komplementární s antikodonem tRNA → nasednutí tRna na kodon → uvolnění dané aminokyseliny pro tvorbu řetězce

Ribosom

  • Velká a malá podjednotka, tvořen rRNA
  • Prokaryota: 30s a 50s → dohromady 70s (Svedberg – jednotka sedimentačního koeficientu =                čas, za který dojde k sedimentaci látky po její centrifugaci)
  • Eukaryota: 40s a 60s → dohromady 80s
  • Podjednotky ribosomu jsou normálně rozpojené, po zahájení translace dojde ke spojení
  • 2 vazebná místa (někdy uváděna 3):
  • A místo = aminoacylové – vazba tRNA nesoucí novou příchozí aminokyselinu
  • P místo = peptydylové – vazba tRNA nesoucí vznikající polypeptid

 

Průběh

  • INICIACE
  • Aktivace aminokyseliny – navázání AMK na tRNA s příslušným kodonem → vzniká aminoacyl-tRNA. Proces zajišťuje enzym aminoacyl – tRNA syntetáza
  • Menší podjednotka ribosomu se naváže na mRNA
  • Iniciační tRNA (= antikodon pro AUG, nesoucí methionin) postupuje společně s malou podjednotkou po řetězci mRNA, dokud nenarazí na kodon AUG → počátek translace
  • ELONGACE
  • Po nalezení AUG připojení velké podjednotky ribozomu
  • tRNA se naváže na P místo – nese methionin
  • tRNA s antikodonem pro další triplet mRNA usedne na A místo (přináší novou AMK)
  • Mezi methioninem a příchozí AMK vznikne peptidická vazba → tvorba řetězce
  • Následně se uvolní první tRNA a odchází pryč
  • V pořadí druhá tRNA přesedá na P místo (poskytla aminokyselinu, nyní drží vznikající řetězec AMK)
  • Na A místo přichází nová tRNA s další aminokyselinou
  • Ribozom se postupně posouvá po mRNA (malá podjednotka vždy o tři nukleotidy, velká podjednotka ji opožděně následuje)
  • Opakování procesu → prodlužování řetězce AMK

 

TERMINACE

  • Nalezení stop kodonu → navázání terminačního faktoru
  • Ukončení translace, rozpojení ribozomů a uvolnění mRNA
  • Vzniklý polypeptid později podléhá dalším úpravám

Polyribosom – po jedné mRNA jde více ribosomů

Prokaryota

  • Translace začíná před ukončením transkripce
  • Antibiotika inhibují proteosyntézu prokaryot (streptomycin, chloramfenikol)
  • Brání bakteriím v rozmnožování a růstu, avšak poškozují semiautonomní organely tělních buněk (mají prokaryotický původ)

 

Eukaryota – translace probíhá až po posttranskripčních úpravách

Posttranslační úpravy

·         Eukaryota – uvnitř endoplazmatického retikula

·         Uvedení bílkoviny do funkce – vytvoření kvartérní struktury

·         Úprava řetězce – štěpení (inzulín), spojení, glykosylace (připojení sacharidu – peptidoglykan)

Translační úpravy

·         Během translace

·         Fosforylace či tvorba disulfidické vazby

·         Formování sekundární a terciální struktury bílkovin

 

Genetika na úrovni buňky

 

Prokaryota

  • Nukleoid – kruhová DNA v centrální části buňky, nemá obal → není jádro
  • Všechny geny jsou v jedné formě – pouze jeden prokaryotický „chromozom“ (absence druhého homologního chromozomu → buňka je „haploidní“)
  • 2000 – 4000 genů, nejlépe prozkoumaným organismem je bakterie E. coli
  • Související geny (např. enzymy jedné metabolické dráhy) jsou řazeny za sebou = OPERON

+ jsou přepisovány do jedné mRNA

  • Při replikaci jedno místo ORI, tvoří replikační oko
  • Transkripce – vzniklý primární transkript je jako mRNA rovnou použit pro translaci
  • Translace – menší ribozomy + iniciační triplet kóduje formylmethionin

 

Řízení proteosyntézy

  • Probíhá na úrovní transkripce i translace
  • Řízení pomocí indukce (spuštění genové exprese) a represe (potlačení)
  • Součástí operonu je operační gen – zajišťuje přepis genů v operonu
  • Zablokování operačního genu (pomocí represoru) = zablokování přepisu DNA
    • Před operonem se nachází úsek nukleotidů – regulační gen
  • Přepisem a překladem tohoto genu vzniká bílkovina represor, která může zablokovat operační gen/za určitých podmínek odblokovat

 

  • Represor má dvě možnosti vazby
    • Jako INDUKTOR = vazba na substrát
  • Represor se váže na substrát → zanechává operační gen volný, tudíž probíhá proteosyntéza operonu
    • Jako KOREPRESOR = vazba na operační gen
  • Zablokování operačního genu → znemožnění proteosyntézy
    • Názorný příklad: geny operonu kódují enzymy, které se podílí na odbourání nějaké látky (substrátu). Pakliže je substrátu přebytek, represor se naváže přednostně na substrát → operační gen je volný a probíhá tak syntéza enzymů. Jakmile enzymy substrát odbourají, represor se naváže na operační gen, čímž zastaví další syntézu enzymů (nejsou již dále potřeba)

 

Plazmidy

  • Malé kružnicové DNA v cytoplasmě
  • Replikace nezávisle na nukleoidu
  • Geny, bez kterých se buňka obejde
  • Obsahují nadstandartní GI – rezistence vůči antibiotikům či míra patogenity
    • Lehce se začleňují do nukleoidu + bakterie jsou schopné je začlenit do genomu jiných organismů (rostlin) → využití v genovém inženýrství
    • Genom = soubor všech genů buňky = u prokaryot nukleoid a plazmidy

 

Eukaryota

  • Genom je jaderný (DNA v jádře) a mimojaderný (semiautonomní organely)
  • Jaderná DNA
  • Většinu času v podobě chromatinu = nekondenzovaná a nespiralizovaná vlákna DNA, namotaná na bazické bílkoviny = histony
  • Během dělení dochází ke kondenzaci a spiralizaci chromatinu do pentlicovitých útvarů = chromozomů (jsou viditelné pod mikroskopem)
  • Během dělení vznikají replikací chromozomu 2 sesterské chromatidy
  • Centromera = nezreplikovaná část chromozomu
  • Spojuje obě chromatidy
  • Místo připojení dělícího vřeténka (pomocí mikrotubulů)
  • Dělí chromozom na 2 ramena: p rameno a q rameno

 

Buněčný cyklus

  • G1 fáze
  • Po dělení buňky
  • Růst, syntéza bílkovin
  • S fáze (syntetická)
  • Replikace DNA
  • G2 fáze
  • Odpočinek, příprava na dělení
  • M fáze (mitotická)
  • Proběhne mitóza

 

Chromozomy

  • Tělní buňky
  • 2 sady chromozomů (každá sada od jednoho z rodičů) → buňky jsou diploidní
  • Chromozomy ze dvou sad patřící k sobě = homologické (tvoří pár)
  • Homologické chromozomy nesu stejné genové okrsky = LOKUSY
  • Geny v těchto okrscích se však vyskytují v různých formách (variantách) = ALELY
  • Pohlavní buňky
  • Pouze jedna sada chromozomů (otec nebo matka) → buňky jsou haploidní

 

Chromozomy člověka

  • Celkem 23 homologických párů chromozomů
  • 22 párů autozomů
  • 1 pár gonozomů = pohlavních chromozomů

Muž – heterologní pár chromozomů (každý jiný) →  XY

Žena – homologní pár chromozom → XX

  • Karyotyp = soubor všech chromozomů

Genetické odlišnosti eukaryot

  • Replikace
  • Začíná z více míst ORI – tvoří bublinkový model (→ rychlejší replikace)
  • Histony si ponechává vedoucí řetězec
  • Geny se nepřekrývají
  • Replikon – úsek DNA, která se replikuje z jednoho začátku (→ DNA se replikuje po úsecích = replikonech)
  • Transkripce
  • Pre-mRNA je upravena na mRNA
  • 1 mRNA = 1 gen
  • Nepotřebné úseky (introny) se vystříhají → zůstává sekvence exonů

 

Dělení buňky

Amitóza – nesprávné dělení buňky mimo mitotickou fázi

  • Přímé dělení buňky bez vytváření chromozomů a dělícího vřeténka
  • Degenerující a nádorové buňky

Mitóza – dělení mateřské buňky, jehož cílem je zajistit rovnoměrné předání nezredukované genetické informace dceřiným buňkám

  • Složitý proces dělení jádra
  • 1 diploidní rodič → 2 diploidní potomci
  • Fáze:
    • Profáze
  • Spiralizace a kondenzace chromatinu (2 chromatidy)
  • Rozpad jaderné membrány
  • Rozdělení centrozomu – obě části putují k opačným pólům buňky, kde vytváří ještě nevyvinutá dělící vřeténka
    • Metafáze
  • Srovnání chromozomů do ekvatoriální roviny
  • Dělící vřeténka jsou již plně vyvinuta
  • Vlákna dělícího vřeténka se upínají na centromery chromozomů
    • Anafáze
  • Zkracování vláken dělícího vřeténka → oddělení sesterských chromatid
  • Přitahování chromatid k pólům buňky
    • Telofáze
  • Chromozomy u buněčných pólů, despiralizace na chromatin
  • Vytvoření jaderné membrány kolem chromozomů
  • Zaškrcení buňky → vznik dvou dceřiných buněk (cytokineze)

 

Meióza = redukční dělení

  • Snížení počtu chromozomů v buňce
  • 1 diploidní buňka → 4 haploidní buňky
  • Tvorba pohlavních buněk
  • 2 etapy (2 po sobě jdoucí dělení)

 

Heterotypické dělení

  • Snížení počtu chromozomů na polovinu(rozdělení homologických chromozomů)
  • 1 diploidní buňka → 2 haploidní
  • Fáze:
    • Profáze
  • Homologické chromozomy se k sobě přikládají, spojí se do jednoho útvaru = bivalentu (4 chromatidy)
  • Chromatidy se vzájemně obtáčí a překřižují – dochází k výměně odpovídajících genových okrsků = Crossing – over
  • Rozpad jaderné membrány, rozchod centrozomů k opačným pólům buňky

 

  • Metafáze
  • Srovnání chromozomů do ekvatoriální roviny
  • Dělící vřeténka z centrozomů
  • Vlákna dělícího vřeténka se upínají na centromery chromozomů
    • Anafáze
  • Zkracování vláken dělícího vřeténka → homologické chromozomy putují k opačným pólům buňky (nedochází k rozdělení chromatid jednoho chromozomu, ale k rozdělení celého páru dvou homologních chromozomů – každý chromozom putuje do jedné z dceřiných buněk → jsou haploidní)
    • Telofáze
  • Vytvoření jaderné membrány kolem chromozomů
  • Cytokineze
  • Telofáze nemusí nastat – okamžité pokračování meiózy (homeotypické dělení)

 

Homeotypické dělení

  • Stejný průběh jako mitóza, v buňkách je však pouze poloviční sada chromozomů
  • Haploidní buňky z heterotypického dělení obsahují jeden chromozom (o dvou chromatidách) z homologního páru → v homeotypickém dělení dochází k rozdělení sesterských chromatid tohoto chromozomu
  • 2 haploidní buňky → 4 haploidní buňky (jednochromatidové chromozomy)

 

Buněčný cyklus

  • sled dějů od jedné mitózy ke druhé (G1, S, G2, M)
  • pokud je buňka v extrémně produktivní fázi, střídá se pouze S a M fázi
  • Interfáze – G1, S, G2 – období, ve kterém se buňka nedělí (mezi mitózami)
  • kontrolní uzel – na začátku G1 fáze
  • vyhodnocení, jestli je vhodné pokračovat v cyklu a podniknout mitózu, či pozastavit buněčný cyklus a přečkat určité období v klidovém stádiu = cystě
  • vstup do jednotlivých fází řízen cykliny
  • dependentní kinázy = enzymy aktivované cykliny

→řídí, která fáze nastane






—————————————————————————

 Stáhnout práci v PDF  Upozornit na chybu

 Učebnice k maturitě  Maturitní kurzy

 Učebnice k VŠ přijímačkám  Kurzy na přijímačky

—————————————————————————

Další podobné materiály na webu: