Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je RNDr. Pavlína Kochová

CZ.1.07/1.5.00/34.0501

Autor materiálu: RNDr. Pavlína KochováDatum vytvoření: prosinec 2013Vzdělávací oblast: člověk a přírodaVyučovací předmět: chemieRočník: septima, 3.Téma: dynamická biochemie – metabolismus nukleových

kyselinDruh materiálu: prezentace + pracovní listKlíčová slova: replikace, komplementární báze, iniciace, elongace,

terminace, RNA, DNA, Anotace: prezentace s výkladem a aktivitou pro

procvičení ev. zpětnou vazbu

VY_32_INOVACE_3.3.Ch3.19/Žž

Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je RNDr. Pavlína Kochová

CZ.1.07/1.5.00/34.0501

Typ interakce

Dum se skládá z výkladu formou prezentace a následnou aktivitou formou pracovního listu Druh výukového zdroje

•Prezentace je učena pro vysvětlení replikace a transkripce NK•Popisuje jednotlivé děje a objasňuje jejich význam.•Pracovní list lze použít pro procvičování učiva v hodině nebo jako domácí úkol, nebo pro zpětnou vazbu

VY_32_INOVACE_3.3.Ch3.19/Žž

Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je RNDr. Pavlína Kochová

CZ.1.07/1.5.00/34.0501

Typická délka využití

•Dum je zamýšlen na jednu vyučovací jednotku. Dle schopností žáků je aktivitu možno realizovat v hodině nebo formou domácího úkolu.  Zařazení materiálu dle ŠVP

•Student charakterizuje syntézu a odbourávání NK

VY_32_INOVACE_3.3.Ch3.19/Žž

Metabolismus nukleových kyselinRNDr. Pavlína Kochová

Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je RNDr. Pavlína Kochová

CZ.1.07/1.5.00/34.0501

VY_32_INOVACE_3.3.Ch3.19/Žž

Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je RNDr. Pavlína Kochová

CZ.1.07/1.5.00/34.0501

VY_32_INOVACE_3.3.Ch3.19/Žž

Obr.1Charakteristika nukleových kyselin - NK

•Nesou genetickou (biologickou) informaci• Jsou tvořeny polynukleotidovými řetězci•Každý nukleotid nese jednu z dusíkatých bází –

adenin (A), guanin (G), thymin (T), cytosin (C), uracil (U)

• Informace je zakódována v pořadí dusíkatých bází•Přenos informace z buňky na buňku, respektive z

generace na generaci se děje při dělení buněk při procesu vytváření nových vláken NK při procesu REPLIKACE DNA při mitóze nebo meióze.

Replikace - fáze Je podobná u všech organismů a lze ji rozčlenit do 3 fází:

1. Iniciace2. Elongace3. Terminace

VY_32_INOVACE_3.3.Ch3.19/Žž

Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je RNDr. Pavlína Kochová

CZ.1.07/1.5.00/34.0501

Iniciace •Dvouvláknová struktura mateřské DNA se

rozplete přerušením vodíkových vazeb mezi komplementárními bázemi

VY_32_INOVACE_3.3.Ch3.19/Žž

Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je RNDr. Pavlína Kochová

CZ.1.07/1.5.00/34.0501

PURINOVÁ BÁZE PYRIMIDINOVÁ BÁZEkomplementární

adenin thymin (RNA – uracil)

guanin cytosin

Iniciace •Proces začíná na REPLIKAČNÍM POČÁTKU

prostřednictvím PRIMERU tvořeném krátkou molekulou RNA

•3´hydroxyl primeru provede nukleofilní atak na fosfát 1. deoxyribonukleotidu budoucí DNA

•Na 3´hydroxyl tohoto 1. nukleotidu se váží další a proces se opakuje

•Vzniká tzv. replikační vidlice obr. 1

VY_32_INOVACE_3.3.Ch3.19/Žž

Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je RNDr. Pavlína Kochová

CZ.1.07/1.5.00/34.0501

Elongace • Proces postupného navazování nukleotidů probíhá za

působení DNA polymerázy ve směru 5'—3', tedy od pátého uhlíku deoxyribózy. Tento enzym umí připojit nové nukleotidy pouze na 3' hydroxyl deoxyribózy. 

• druhé vlákno DNA je antiparalelní,  musí však být kopírováno rovněž v 5'—>3' směru (jinak to buňky neumí)

• DNA polymeráza replikuje tento řetězec po malých částech, tzv. Okazakiho fragmentech o délce asi 100–200 nukleotidů

• Na začátku každého fragmentu se musí pokaždé vytvořit nový RNA primer, ten je později vystřihnut a fragmenty jsou pospojovány DNA ligázou do souvislého vlákna, jež je od vedoucího řetězce k nerozeznání.

VY_32_INOVACE_3.3.Ch3.19/Žž

Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je RNDr. Pavlína Kochová

CZ.1.07/1.5.00/34.0501

RV

Terminace •Replikace končí přepsáním celé DNA. •Z jedné dvoušroubovice DNA vznikly dvě nové, z

nichž každá obsahuje jednu větev dceřinou a druhou větev matečné DNA

•DNA polymerázy nejsou schopné replikovat koncové části chromozomů (po odstranění primeru na 5´konci dceřiného vlákna), tzv. telomery, a tak je replikovaná DNA nepatrně kratší, než původní. Po určitém počtu buněčných dělení by to začalo vadit v praxi to však nepředstavuje problém, protože během meiózy se velikost telomer obnovuje pomocí enzymů telomeráz.

VY_32_INOVACE_3.3.Ch3.19/Žž

Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je RNDr. Pavlína Kochová

CZ.1.07/1.5.00/34.0501

Syntéza RNA - transkripce

•Je prvním stupněm exprese genů•Jde o převedení informace z místa uložení DNA

na místo jejího využití•Probíhá rovněž na bázi komplementarity•Vznikají jednovláknové struktury RNA

přepisem specifických DNA sekvencí•Tyto RNA (m-RNA, t-RNA, r-RNA) nesou návod

na proteosyntézu

VY_32_INOVACE_3.3.Ch3.19/Žž

Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je RNDr. Pavlína Kochová

CZ.1.07/1.5.00/34.0501

Syntéza RNA - průběh

•Probíhá v buněčném jádře•Při procesu působí enzym RNA polymerasa•Probíhá stejně jako replikace ve směru 5´- 3

´

VY_32_INOVACE_3.3.Ch3.19/Žž

Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je RNDr. Pavlína Kochová

CZ.1.07/1.5.00/34.0501

Syntéza RNA - fáze

Probíhá ve čtyřech fázích:1. Navázání na promotor a aktivace RNA

polymerázy2. Iniciace - rozvine se dvoušroubovice DNA,

začne se vytvářet RNA. RNA polymeráza vystupuje z oblasti promotoru.

3. Elongace - prodlužování řetězce4. Terminace - ukončení transkripce a uvolnění

RNA molekuly; následuje několik posttranskripčních úprav.

VY_32_INOVACE_3.3.Ch3.19/Žž

Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je RNDr. Pavlína Kochová

CZ.1.07/1.5.00/34.0501

obr. 2

Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je RNDr. Pavlína Kochová

CZ.1.07/1.5.00/34.0501

VY_32_INOVACE_3.3.Ch3.19/Žž

Obr. 1 – replikační vidlice

ZPĚT

RV ZPĚT

Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je RNDr. Pavlína Kochová

CZ.1.07/1.5.00/34.0501

VY_32_INOVACE_3.3.Ch3.19/Žž

Obr. 2 – transkripce

ZPĚT

ZDROJE• VODRÁŽKA, Zdeněk. Biochemie pro studenty středních škol a všechny,

které láká tajemství živé přírody. 1. vyd. Praha: Scientia, 1998, 161 s. ISBN 80-718-3083-6.

• Replikační vidlice http://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:DNA_replication_blank.svg

• Transkripce http://www.mojechemie.cz/images/thumb/Transkripce.png/500px-Transkripce.png

VY_32_INOVACE_3.3.Ch3.19/Žž

Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je RNDr. Pavlína Kochová

CZ.1.07/1.5.00/34.0501