Transkripce

• Transkripce je přepis genetické informace z DNA do molekuly RNA.

• Často se jedná o přepis informace z jednoho genu, sloužícího k tvorbě jedné specifické bílkoviny, kterou buňka v danou chvíli potřebuje.

• Vlákno RNA se vytvoří na principu komplementarity k vláknu DNA.

• Poté, co je informace přepsána, je díky mRNA přenesena z jádra na ribozomy, kde může začít syntéza bílkoviny.

• Transkripce je jako většina procesů v buňce katalyzována enzymy. Nejdůležitějším enzymem je RNA polymeráza.

• RNA polymeráza hledá v DNA startovní sekvenci nukleotidů, tzv. promotor.

• Molekula DNA je dvouřetězcová, dochází však vždy k přepisu jen jednoho vlákna – označujeme ho jako vlákno pracovní (též antikódující či nesmyslné). Druhé vlákno pro transkripci tohoto genu význam nemá – vlákno paměťové (též kódující či smysluplné).

• Po rozpoznání promotoru a rozpojování vodíkových můstků se podle komplementarity bází k pracovnímu vláknu DNA syntetizuje RNA vlákno. POZOR! Namísto thyminu se v molekule RNA objevuje uracil.

• V okamžiku, kdy polymeráza narazí na stop sekvenci v řetězci, dojde k zastavení přepisu.

• Na transkripci eukaryot se podílí řada bílkovin – tzv. transkripční faktory. Transkripce je zahájena navázáním transkripčních faktorů do specifické oblasti TATA boxu (obsahuje vyšší množství T a A). Následuje připojení RNA polymerázy.

• Po skončení transkripce dochází u eukaryotních buněk k důležitým úpravám nově vzniklé molekuly RNA. Primární transkript prochází tzv. sestřihem, kdy jsou z něj odstraněny nekódující sekvence. Dochází k odstřižení INTRONŮ (části řetězce nekódující žádné aminokyseliny). Kódující úseky (EXONY) jsou pak pospojovány do finálního řetězce. U prokaryotních buněk obecně k žádným posttranskripčním úpravám mRNA nedochází.

 

Obr. 1: Schéma transkripce

Genetický kód

• Genetický kód představuje soubor pravidel, podle kterých se genetická informace uložená v sekvenci nukleotidů DNA (respektive RNA) převádí na primární strukturu bílkovin (sekvence aminokyselin v řetězci). U většiny živých organismů je genetický kód univerzální.

• Genetický kód je tripletový (třínukleotidový). Jedna aminokyselina je kódována trojicí nukleotidů v nukleové kyselině (tripletem).

• Genetická informace určitého organismu je zapsaná v molekule DNA. Každá funkční část (jednotka) DNA se nazývá gen. Každý gen se v procesu transkripce přepíše do odpovídající kratší molekuly mRNA, která slouží jako přenašeč informace od DNA k ribozomům - buněčným strukturám, na kterých probíhá translace.

• Princip čtení genetického kódu spočívá v jednosměrném a specifickém rozpoznávání kodonů v mRNA antikodony tRNA nesoucí aminokyselinu. Toto rozpoznávání se děje na základě komplementarity bází.

Vlastnosti genetického kódu

• Genetický kód je tripletový (třínukleotidový). Jedna aminokyselina je kódována trojicí nukleotidů v nukleové kyselině (tripletem).

• Skládá se tedy z 64 kodonů (4³ = 64).

• Kodon neboli triplet je označení tří za sebou jdoucích bází v mRNA. Určuje druh aminokyseliny. Ke každému kodonu existuje komplementární antikodon, což jsou vlastně tři za sebou jdoucí báze tRNA komplementární ke kodonu. Jednotlivá tRNA je specifická pro určitou aminokyselinu.

Obr. 2: Specifické rozpoznávání kodonů v mRNA antikodony tRNA nesoucí aminokyselinu

• Genetický kód je degenerovaný - každá aminokyselina může být kódována více kodony.

• Jeden kodon ale představuje pouze jednu aminokyselinu.

• Některé kodony mají výjimečné postavení.

• Iniciační kodon AUG - začíná u něj translace.

• Stop kodony UAA, UAG, UGA - končí u nich translace.

 

Obr. 3: Genetický kód

Zdroje

• CAMPBELL, Neil A. a kol. Biology: concepts. 4. vyd. San Francisco: Benjamin Cummings, 2003, 781 s. ISBN 080536627X.

• RAYMOND, Kenneth W. General, organic, and biological chemistry: an integrated approach. 1. vyd. Hoboken, N.J.: John Wiley, 2006, 494 s. ISBN 04-714-4707-2.

• REECE Jane B., Lisa A. URRY, Michael L. CAIN, Steven A. WASSERMAN, Peter V. MINORSKY a Robert B. JACKSON. Campbell Biology. 9. vyd. San Francisco: Benjamin Cummings, 2011, 1309 s. ISBN 978-0321558237.

• Pokud není uvedeno jinak je autorem obrázků Mgr. František Brauner, Ph.D.