Předmět Molekulární a buněčná biologie Biologický ústav LF Organizace studia: Přednášky praktická cvičení zápočty, zkoušky Učebnice: Nečas a spol. Biologie 2000 Skripta: Veselská a kol, 2004 Obecné principy buněčné organizace BUNĚČNÁ TEORIE 1. Buňky jsou strukturální jednotkou všech organizmů 2. Buňky jsou funkční (a dysfunkční) jednotkou všech organizmů 3. Buňky vznikají pouze z již existujících buněk 4. Buňky obsahují genetický materiál Definice buňky: Buňka je základní (minimální) strukturální a funkční jednotkou všech živých organizmů Nebuněčné formy: Virusy Buněční paraziti, neschopní vlastní existence. Jejich genom se replikuje a exprimuje jen v živé buňce Viroidy Malé cirkulární RNA molekuly bez kapsidy, které se replikují pouze v živé buňce Priony Variantní produkty normálních buněčných genů, které jsou schopny ovlivnit průběh transkripce nebo úprav RNA, takže jsou produkovány defektní proteiny. Priony imitují infekční částice a jsou zdrojem neuroinfekcí Společné vlastnosti všech buněk 1. všechny buňky ukládají genetickou informaci v genech tvořených DNA 2. používají stejný genetický kód 3. dekódují genetickou informaci pomocí RNA a ta se překládá do bílkovin 4. proteiny vytváří strukturu buněk a realizují její funkce Společné vlastnosti všech buněk 5. syntetizují bílkoviny na ribosomech 6. vyžadují energii pro udržování svého vnitřního prostředí 7. jsou obaleny plasmatickou membránou Buňky prokaryontní a eukaryontní n Srovnání prokaryontních a eukaryontních buněk JÁDRO Prokaryontní: žádný jaderný obal žádné jadérko žádné histony Eukaryontní Jaderný obal 1 nebo více jadérek Histony vázané na DNA Srovnání prokaryontních a eukaryontních buněk DNA prokaryontní Obsah: 7,5.10^5 -- 5.10^6 pb Geny bez intronů 1 chromosom eukaryontní Obsah: 1.10^7 -- 1,5.10^11pb Geny s introny 2 a více chromosomů Srovnání prokaryontních a eukaryontních buněk Membránové struktury prokaryontní Nejsou přítomny vnitro- buněčné membrány eukaryontní Rozsáhlý systém vnitrob. membrán: Mitochondrie Chloroplasty ER,GA, L Srovnání prokaryontních a eukaryontních buněk Cytoskelet prokaryontní Chybí komponenty cytoskeletu eukaryontní Obsahují MT,MF,IF Srovnání prokaryontních a eukaryontních buněk Chemické složení membrán prokaryontní Chybí steroly eukaryontní V plasmatické membráně přítomny steroly Bakterie: Eubakterie většina v půdě, jen malá část jsou patogeny Archebakterie (Archea) bakterie v horkých pramenech, mořských hlubinách, kalech aj. ARCHEA -- charakteristika: * prokaryontní organizace * DNA s histony (nukleosomy) * 1 nebo více cirk. chromosomů * DNA replikace -- eukaryontni * transkripce -- eukaryontní * ribosomy -- prokaryontní * translace - eukaryontní Evoluční souvislosti prokaryontů, eukaryontů a archeí Biopolymery nukleové kyseliny DNA (deoxyribonukleová) RNA (ribonukleová) bílkoviny polysacharidy Vlastnosti biopolymerů 1. Jsou tvořeny spojováním (polymerizací nebo kondenzací) monomerů (homopolymery, heteropolymery) 2. Velikost: 1-100nm, mol.hmotnost nad 7.000 3. Rozpustnost: hydrofilie, hydrofobie Bílkoviny: monomery: aminokyseliny, asi 20 druhů spojení monomerů: kondenzace -- peptidická vazba Struktura: primární sekundární terciární kvarterní Nukleové kyseliny n Monomery: nukleotidy Nukleotid: kys.fosforečná deoxyribóza (ribóza organická báze n Guanin n Cytozin n Uracil n Adenin Struktura DNA Nukleové kyseliny RNA: Monomery: ribonukleotidy báze: A,G,C,U DNA: Monomery Deoxyribonukleotidy Báze: A,G,C,T