- \n
- zvy\u0161ok kyseliny trihydrogenfosfore\u010dnej<\/li>\n
- deoxyribonukleozid
\n1. cukor deoxyrib\u00f3za
\n2. dus\u00edkat\u00e1 b\u00e1za<\/li>\n<\/ul>\nDus\u00edkat\u00fdch b\u00e1z je zn\u00e1mych nieko\u013eko, v DNA sa v\u0161ak uplat\u0148uj\u00fa len \u0161tyri: aden\u00edn<\/strong> (skratka A<\/strong>), tym\u00edn<\/strong> (T<\/strong>), guan\u00edn<\/strong> (G<\/strong>) a cytoz\u00edn<\/strong> (C<\/strong>). Spojen\u00edm aden\u00ednu s deoxyrib\u00f3zou vznik\u00e1 deoxyadenoz\u00edn (skratka dA), spojen\u00edm tym\u00ednu s deoxyrib\u00f3zou deoxytimid\u00edn (dT), at\u010f. Ke\u010f\u017ee kyselina fosfore\u010dn\u00e1 a deoxyrib\u00f3za s\u00fa spolo\u010dn\u00e9 zlo\u017eky pre v\u0161etky nukleotidy, jednotliv\u00e9 nukleotidy sa od seba odli\u0161uj\u00fa len b\u00e1zou. Pr\u00e1ve b\u00e1zy s\u00fa zodpovedn\u00e9 za k\u013e\u00fa\u010dov\u00fa schopnos\u0165 DNA zaznamen\u00e1va\u0165 a pren\u00e1\u0161a\u0165 genetick\u00fa inform\u00e1ciu. Deoxyrib\u00f3zov\u00e1 a kyselinov\u00e1 zlo\u017eka sl\u00fa\u017eia na to, aby dr\u017eali b\u00e1zy vo vhodn\u00fdch poloh\u00e1ch a vzdialenostiach. Tieto dve zlo\u017eky tvoria takzvan\u00fa pent\u00f3zafosf\u00e1tov\u00fa kostru DNA.<\/p>\n
DNA je nosite\u013ekou genetickej inform\u00e1cie bunky, riadi rast, delenie a regener\u00e1ciu bunky. V\u00e4\u010d\u0161inou je DNA v bunke ulo\u017een\u00e1 ako dvojz\u00e1vitnicov\u00e1 \u0161pir\u00e1la, ktorej vl\u00e1kna maj\u00fa navz\u00e1jom opa\u010dn\u00fa orient\u00e1ciu fosfodiesterov\u00fdch v\u00e4zieb (s\u00fa antiparaleln\u00e9). Dvojz\u00e1vitnica DNA je ve\u013emi tenk\u00e1, ale z\u00e1rove\u0148 dosahuje ve\u013ek\u00fa d\u013a\u017eku, ktor\u00e1 mnohon\u00e1sobne presahuje d\u013a\u017eku celej bunky. Preto je v bunke ve\u013emi pooh\u00fdban\u00e1 a zvinut\u00e1. Prokaryotick\u00e9 organizmy, mikroorganizmy bez bunkov\u00e9ho jadra, maj\u00fa iba jednu pre \u017eivot nevyhnutn\u00fa molekulu DNA v bunke. Je umiestnen\u00e1 vo\u013ene v cytoplazme a jej konce s\u00fa v\u00e4\u010d\u0161inou spojen\u00e9. Eukaryotick\u00e9 organizmy, organizmy s jadrom, maj\u00fa hlavn\u00fa \u010das\u0165 DNA v jadre, kde tvor\u00ed nieko\u013eko oddelen\u00fdch molek\u00fal, spravidla s vo\u013en\u00fdmi koncami. Okrem hlavnej DNA, ozna\u010dovanej ako chromozom\u00e1lna DNA, maj\u00fa organizmy men\u0161ie molekuly DNA ulo\u017een\u00e9 v bunkov\u00fdch organel\u00e1ch alebo v kr\u00e1tkych do kruhu uzavret\u00fdch \u00fasekoch umiestnen\u00fdch v cytoplazme, tzv. plazmidoch. Genetick\u00e1 inform\u00e1cia zap\u00edsan\u00e1 v DNA sa realizuje prostredn\u00edctvom dvoch z\u00e1kladn\u00fdch krokov, a to transkripcie a transl\u00e1cie.<\/p>\n
Najv\u00fdznamnej\u0161\u00edmi \u00fasekmi molekuly DNA s\u00fa g\u00e9ny<\/a>. Ako g\u00e9n mo\u017eno ozna\u010di\u0165 sekvenciu, ktor\u00e1 je prepisovate\u013en\u00e1 do RNA a pln\u00ed v organizme ur\u010dit\u00fa \u00falohu. Aby g\u00e9ny mohli by\u0165 prepisovan\u00e9 a aby sa to odohr\u00e1valo v spr\u00e1vny \u010das, obsahuj\u00fa g\u00e9ny takzvan\u00e9 regula\u010dn\u00e9 sekvencie. Tie nie s\u00fa s\u00fa\u010das\u0165ou polypeptidov\u00e9ho re\u0165azca (neprekladaj\u00fa sa), ale umo\u017e\u0148uj\u00fa regula\u010dn\u00fdm prote\u00ednom a prote\u00ednom sprostredkuj\u00facim priamo proces transkripcie n\u00e1js\u0165 k\u00f3duj\u00face sekvencie v DNA. Vyu\u017e\u00edvaj\u00fa sa pritom DNA-v\u00e4zobn\u00e9 prote\u00edny<\/em> viazan\u00e9 na \u0161pecifick\u00e9 sekvencie. G\u00e9ny s\u00fa zoraden\u00e9 line\u00e1rne za sebou, ale vzdialenosti medzi jednotliv\u00fdmi g\u00e9nmi b\u00fdvaj\u00fa r\u00f4zne, u prokaryotov v\u0161eobecne men\u0161ie ne\u017e u eukaryotov. V medzer\u00e1ch mimo regula\u010dn\u00fdch sekvenci\u00ed sa nach\u00e1dzaj\u00fa \u00faseky DNA, ktor\u00fdch funkcia v\u00e4\u010d\u0161inou nie je celkom alebo v\u00f4bec zn\u00e1ma. Niektor\u00e9 \u00faseky tvoria mnohopo\u010detn\u00e9 opakovania (repet\u00edcie), in\u00e9 s\u00fa jedine\u010dn\u00e9. Ka\u017ed\u00e1 molekula DNA mus\u00ed obsahova\u0165 tie\u017e minim\u00e1lne jeden replika\u010dn\u00fd po\u010diatok, \u010di\u017ee miesto, z ktor\u00e9ho sa zahajuje jej replik\u00e1cia.<\/p>\n
Funkcie<\/h2>\n
Najzn\u00e1mej\u0161ou \u00falohou DNA<\/em> je uchov\u00e1va\u0165 a odovzd\u00e1va\u0165 genetick\u00fa inform\u00e1ciu o porad\u00ed aminokysel\u00edn v bielkovin\u00e1ch, ktor\u00e1 je zap\u00edsan\u00e1 v jej prim\u00e1rnej \u0161trukt\u00fare. Na z\u00e1klade prim\u00e1rnej \u0161trukt\u00fary sa pod\u013ea oboch vl\u00e1kien dvojz\u00e1vitnice DNA vytvoria dve nov\u00e9 dvojz\u00e1vitnice DNA (replik\u00e1cia), alebo sa pod\u013ea jedn\u00e9ho z nich vytvor\u00ed jedna jednovl\u00e1knov\u00e1 RNA (transkripcia). Vzniknut\u00e9 vl\u00e1kno RNA m\u00f4\u017ee nies\u0165 inform\u00e1ciu o tvorbe peptidov\u00e9ho re\u0165azca a pod\u013ea tejto inform\u00e1cie sa vytvor\u00ed nov\u00fd peptid v riboz\u00f3moch. RNA, pod\u013ea ktorej sa peptid vytv\u00e1ra, sa naz\u00fdva medi\u00e1torov\u00e1 RNA. Existuj\u00fa v\u0161ak aj \u010fal\u0161ie druhy RNA, ktor\u00e9 s\u00fa pre \u017eivot rovnako nevyhnutn\u00e9 a to takzvan\u00e9 funk\u010dn\u00e9 RNA, \u010do s\u00fa RNA, ktor\u00e9 sa do bielkov\u00edn neprepisuj\u00fa a plnia ur\u010dit\u00fa \u00falohu. Medzi funk\u010dn\u00e9 RNA patr\u00ed riboz\u00f3mov\u00e1 RNA a transferov\u00e1 RNA \u2013 bez \u00fa\u010dasti oboch t\u00fdchto RNA by transl\u00e1cia nemohla prebieha\u0165. Matrice pre funk\u010dn\u00fa RNA s\u00fa tie\u017e dan\u00e9 prim\u00e1rnou \u0161trukt\u00farou DNA.<\/p>\n
Pri transkripcii DNA do RNA vznikaj\u00fa n\u00e1hodn\u00e9 chyby, ktor\u00e9 m\u00f4\u017eu by\u0165 ne\u0161kodn\u00e9, ale tie\u017e m\u00f4\u017eu \u00faplne zmeni\u0165 funkciu produktu. Okrem toho v\u0161ak doch\u00e1dza u eukaryotick\u00fdch organizmov k z\u00e1mern\u00fdm zmen\u00e1m RNA (RNA processing a RNA editing), ktorej prim\u00e1rna \u0161trukt\u00fara u\u017e potom nezodpoved\u00e1 matrici v DNA a preto jej nemus\u00ed zodpoveda\u0165 ani v\u00fdsledn\u00fd produkt. Odvodi\u0165 preto v\u0161etky produkty v organizme, u ktor\u00e9ho je \u00faplne zn\u00e1ma sekvencia jeho DNA, je ove\u013ea zlo\u017eitej\u0161ie, ne\u017e sa na prv\u00fd poh\u013ead zd\u00e1.<\/p>\n
Hist\u00f3ria v\u00fdskumu DNA<\/h2>\n
![\"\"](\"http:\/\/www.adhara.sk\/wp-content\/uploads\/2022\/01\/978px-Maclyn_McCarty_with_Francis_Crick_and_James_D_Watson_-_10.1371_journal.pbio_.0030341.g001-O-300x236.jpg\")
<\/a>Objavitelia \u0161trukt\u00fary DNA James Dewey Watson a Francis Crick (vpravo) si pod\u00e1vaj\u00fa ruky s Maclynom McCartym (v\u013eavo). Zdroj obr\u00e1zku<\/a><\/p><\/div>\n
Nukleov\u00e9 kyseliny objavil v roku 1869 \u0161vaj\u010diarsky lek\u00e1r Friedrich Miescher. Jemu sa ako prv\u00e9mu podarilo z jadier bielych krviniek hnisu izolova\u0165 hmotu, ktor\u00fa nazval nukle\u00edn. Vzorka v\u0161ak nebola dos\u0165 \u010dist\u00e1 na to, aby sa mohla \u010falej sk\u00fama\u0165. Phoebus Levene za\u010diatkom 20. storo\u010dia zistil, \u017ee DNA<\/em> sa sklad\u00e1 z cukrov, fosf\u00e1tov a b\u00e1z. Jej funkcia v prenose genetickej inform\u00e1cie v\u0161ak dlho nebola zn\u00e1ma. Jedna te\u00f3ria toti\u017e hovorila, \u017ee genetick\u00e1 inform\u00e1cia sa pren\u00e1\u0161a vo forme \u0161pecializovan\u00fdch bielkov\u00edn a nie DNA. A\u017e v roku 1943 priniesol sl\u00e1vny Averyho-MacLeodov-McCartyho experiment prv\u00fd d\u00f4kaz o \u00falohe DNA v dedi\u010dnosti. Oswald Avery, Colin Munro MacLeod a Maclyn McCarty s\u00e9riou pokusov s transform\u00e1ciou pneumokokov zistili, \u017ee DNA je genetick\u00fdm materi\u00e1lom buniek. \u010eal\u0161\u00edm d\u00f4kazom bol Hersheyho-Chaseovej experiment v roku 1952.<\/p>\n
Erwin Chargaff so svojimi \u0161tudentmi na z\u00e1klade anal\u00fdz r\u00f4znych vzoriek DNA zistil, \u017ee pomer aden\u00ednu k tym\u00ednu a pomer guan\u00ednu a cytoz\u00ednu je v nich rovnak\u00fd. Vz\u00e1jomn\u00fd pomer dvoj\u00edc aden\u00edn-tym\u00edn k dvojici guan\u00edn-cytoz\u00edn bol rozdielny. Chargaff pova\u017eoval tieto v\u00fdsledky za v\u00fdznamn\u00e9, ale nevedel pre ne n\u00e1js\u0165 vysvetlenie.<\/p>\n
Odhalenie trojrozmernej \u0161trukt\u00fary DNA bolo v jej v\u00fdskume ve\u013emi v\u00fdznamn\u00fdm m\u00ed\u013enikom. Objav dvojz\u00e1vitnicovej \u0161trukt\u00fary sa sp\u00e1ja s menami Jamesa Watsona a Francisa Cricka. Pred vypracovan\u00edm Watsonovho-Crickovho modelu u\u017e bolo zn\u00e1me, \u017ee DNA je tvoren\u00e1 monom\u00e9rmi \u2013 nukleotidmi, ktor\u00e9 sa l\u00ed\u0161ia svojimi dus\u00edkat\u00fdmi b\u00e1zami. Dlho v\u0161ak nebolo jasn\u00e9, ako s\u00fa nukleotidy usporiadan\u00e9 za sebou do polynukleotidov\u00e9ho re\u0165azca, \u010di v ich usporiadan\u00ed existuj\u00fa nejak\u00e9 z\u00e1konitosti, ko\u013eko polynukleotidov\u00fdch re\u0165azcov tvor\u00ed jednu molekulu DNA a ak\u00e1 je priestorov\u00e1 orient\u00e1cia re\u0165azca. D\u00f4le\u017eit\u00fd pokrok v poznan\u00ed \u0161trukt\u00fary DNA urobil S. Furberg, ktor\u00fd v roku 1949 objavil, \u017ee rovina dus\u00edkatej b\u00e1zy v nukleotide je takmer kolm\u00e1 na rovinu, v ktorej le\u017e\u00ed v\u00e4\u010d\u0161ina at\u00f3mov cukornatej zlo\u017eky. V\u00fdskumn\u00e1 skupina Alexandra Todda v roku 1951 zistila, \u017ee nukleotidy s\u00fa spojen\u00e9 fosfodiesterovou v\u00e4zbou sp\u00e1jaj\u00facou 5′ at\u00f3m cukru s 3′ at\u00f3mom cukru nasleduj\u00faceho nukleotidu. Probl\u00e9mom priestorov\u00e9ho usporiadania at\u00f3mov v DNA sa v\u0161ak nezaoberali. Spr\u00e1vny priestorov\u00fd model DNA predstavili a\u017e Watson a Crick v roku 1953 v \u010dasopise Nature. Pri tomto objave vych\u00e1dzali z r\u00f6ntgenovej difrak\u010dnej anal\u00fdzy, ktor\u00fa rok pred ich publik\u00e1ciou vykonali Rosalind Elsie Franklinov\u00e1 a Raymond Gosling a tie\u017e publikovali v rovnakom \u010d\u00edsle \u010dasopisu Nature. Crick predlo\u017eil v roku 1957 s\u00e9riu pravidiel ozna\u010dovan\u00fdch ako centr\u00e1lna dogma molekul\u00e1rnej biol\u00f3gie. Tieto pravidl\u00e1 popisuj\u00fa vz\u0165ahy medzi DNA, RNA a prote\u00ednmi. V nasleduj\u00facom roku Meselsonov\u2013Stahlovv experiment predstavil sp\u00f4sob, ak\u00fdm je DNA v bunk\u00e1ch mno\u017een\u00e1. Na za\u010diatku 60. rokov Har Gobind Khorana, Robert W. Holley a Marshall Warren Nirenberg rozl\u00fa\u0161tili genetick\u00fd k\u00f3d<\/em>. V roku 1980 dostali Walter Gilbert a Frederick Sanger Nobelovu cenu za objav met\u00f3dy, ktorou mo\u017eno ur\u010di\u0165 poradie<\/p>\n
Komplement\u00e1rnos\u0165<\/h2>\n
![\"\"](\"http:\/\/www.adhara.sk\/wp-content\/uploads\/2022\/01\/640px-Base_pair_GC.svg_-300x179.png\")
<\/a>Watsonovo-Crickovo p\u00e1rovanie guan\u00ednu s cytoz\u00ednom. Zdroj obr\u00e1zku<\/a><\/p><\/div>\n
![\"\"](\"http:\/\/www.adhara.sk\/wp-content\/uploads\/2022\/01\/Base_pair_AT.svg_-300x170.png\")
<\/a>Watsonovo-Crickovo p\u00e1rovanie aden\u00ednu s tym\u00ednom. Zdroj obr\u00e1zku<\/a><\/p><\/div>\n
<\/p>\n
Komplement\u00e1rnos\u0165 DNA<\/em> znamen\u00e1, \u017ee dve \u0161pecifick\u00e9 dus\u00edkat\u00e9 b\u00e1zy dvoch vl\u00e1kien alebo jedn\u00e9ho dostato\u010dne ohnut\u00e9ho vl\u00e1kna s\u00fa, pokia\u013e sa nach\u00e1dzaj\u00fa oproti sebe, schopn\u00e9 utvori\u0165 chemick\u00e9 v\u00e4zby. Pod\u013ea pravidla, ktor\u00e9 sa naz\u00fdva Watsonovo-Crickovo pod\u013ea jeho objavite\u013eov, sa p\u00e1ruje v\u017edy pur\u00ednov\u00e1 s pyrimid\u00ednov\u00e1 b\u00e1za. V pr\u00edpade DNA sa teda aden\u00edn p\u00e1ruje s tym\u00ednom a guan\u00edn s cytoz\u00ednom. Guan\u00edn s cytoz\u00ednom sa via\u017eu tromi vod\u00edkov\u00fdmi v\u00e4zbami, a aden\u00edn s tym\u00ednom zase dvomi vod\u00edkov\u00fdmi v\u00e4zbami. Ke\u010f\u017ee v\u00e4zba aden\u00edn-tym\u00edn je kv\u00f4li men\u0161iemu po\u010dtu vod\u00edkov\u00fdch most\u00edkov slab\u0161ia, ve\u013ek\u00e9 mno\u017estvo aden\u00edno-tym\u00ednovych p\u00e1rov sa nach\u00e1dza v miestach, kde je potrebn\u00e9, aby sa dvojz\u00e1vitnica \u013eahko rozdelila na dve jednotliv\u00e9 vl\u00e1kna (napr. v tzv. replika\u010dn\u00fdch po\u010diatkoch). Sp\u00e1rovan\u00fdm komplement\u00e1rnych b\u00e1z sa utvor\u00ed typick\u00e1 dvojre\u0165azov\u00e1 \u0161trukt\u00fara DNA. T\u00e1 je vz\u00e1jomn\u00fd negat\u00edv inform\u00e1cie v \u0148om obsiahnutej. V\u00fdhoda takejto \u0161trukt\u00fary je v tom, \u017ee ak sa jedno vl\u00e1kno dvojz\u00e1vitnice DNA po\u0161kod\u00ed, inform\u00e1cia v \u0148om obsiahnut\u00e1 e\u0161te nie je \u00faplne straten\u00e1 a mo\u017eno ju obnovi\u0165 pod\u013ea druh\u00e9ho vl\u00e1kna.<\/p>\n
Re\u0165azce s\u00fa vzh\u013eadom na seba postaven\u00e9 v opa\u010dnom smere. K\u00fdm jeden re\u0165azec je orientovan\u00fd v smere 5’\u2192 3′, druh\u00fd bude orientovan\u00fd v smere 3’\u2192 5′. Oddeli\u0165 od seba tieto vl\u00e1kna mo\u017eno zahriat\u00edm na vysok\u00fa teplotu, zmenou pH, zmenou i\u00f3novej sily roztoku a pr\u00edtomnos\u0165ou niektor\u00fdch organick\u00fdch l\u00e1tok, napr\u00edklad mo\u010doviny. Tento jav, rozpadnutie dvojvl\u00e1kna na jednotliv\u00e9 vl\u00e1kna, sa naz\u00fdva denatur\u00e1cia DNA. Pri teplotnej denatur\u00e1cii je mo\u017en\u00e9 postupn\u00fdm ochladzovan\u00edm roztoku dosiahnu\u0165 op\u00e4tovn\u00e9 sp\u00e1rovanie b\u00e1z v oboch re\u0165azcoch a obnovenie p\u00f4vodnej \u0161trukt\u00fary.<\/p>\n
Watson-Crickovo pravidlo o p\u00e1rovan\u00ed b\u00e1z je z\u00e1kladn\u00fd sp\u00f4sob p\u00e1rovania, na ktorom je postaven\u00fd cel\u00fd prenos genetickej inform\u00e1cie. Existuj\u00fa v\u0161ak aj in\u00e9 sp\u00f4soby p\u00e1rovania, ktor\u00e9 ved\u00fa k vzniku trojre\u0165azov\u00fdch a \u0161tvorre\u0165azov\u00fdch molek\u00fal DNA. Taktie\u017e existuje dvojre\u0165azov\u00e1 DNA, ktorej re\u0165azce nie s\u00fa antiparaleln\u00e9, ale paraleln\u00e9. V takomto pr\u00edpade sa b\u00e1zy p\u00e1ruj\u00fa tzv. obr\u00e1ten\u00fdm Watsonovo-Crickov\u00fdm p\u00e1rovan\u00edm, ktor\u00e9ho zvl\u00e1\u0161tnos\u0165ou je, \u017ee dovo\u013euje aj p\u00e1rovanie dvoch rovnak\u00fdch b\u00e1z, napr\u00edklad guan\u00ednu s guan\u00ednom.<\/p>\n
Hoogestenovo p\u00e1rovanie b\u00e1z je p\u00e1rovanie za nezvy\u010dajn\u00fdch fyzik\u00e1lnochemick\u00fdch podmienok, pri ktorom sa vytv\u00e1ra spojenie medzi troma b\u00e1zami s\u00fa\u010dasne. Pri neutr\u00e1lnom pH v\u0161ak tak\u00e9to p\u00e1rovanie nie je stabiln\u00e9. Existuje aj p\u00e1rovanie \u0161tyroch b\u00e1z \u2013 tetr\u00e1d.<\/p>\n
Prote\u00edny via\u017euce sa na DNA<\/h2>\n
![\"\"](\"http:\/\/www.adhara.sk\/wp-content\/uploads\/2022\/01\/page1-316px-LambdaRep.pdf-198x300.jpg\")
<\/a>Lambda represor, druh prote\u00ednu via\u017e\u00faceho sa na DNA. Jeho DNA-v\u00e4zobn\u00e1 dom\u00e9na je typu helix-oto\u010dka-helix. Zdroj obr\u00e1zku<\/a><\/p><\/div>\n
DNA<\/em> by nebola schopn\u00e1 sa replikova\u0165 a spr\u00e1vne vykon\u00e1va\u0165 svoje funkcie bez prote\u00ednov, ktor\u00e9 sa na \u0148u v \u017eiv\u00fdch organizmoch via\u017eu. Tieto prote\u00edny sa na DNA via\u017eu tzv. nekovalentn\u00fdmi v\u00e4zbami \u2013 vod\u00edkov\u00fdmi most\u00edkmi, i\u00f3nov\u00fdmi v\u00e4zbami alebo hydrof\u00f3bnymi interakciami v\u00e4\u010d\u0161inou v oblasti v\u00e4\u010d\u0161ieho \u017eliabku. Ka\u017ed\u00e9 z t\u00fdchto spojen\u00ed je slab\u00e9, preto prote\u00edn mus\u00ed vytv\u00e1ra\u0165 tak\u00fdchto v\u00e4zieb viacero, aby sa dok\u00e1zal na DNA udr\u017ea\u0165 po dlh\u0161iu dobu. Pri svojom nadviazan\u00ed prote\u00edny nemenia jej chemick\u00e9 zlo\u017eenie, ale napriek tomu ovplyv\u0148uj\u00fa jej vlastnosti. M\u00f4\u017eu napr\u00edklad sp\u00f4sobi\u0165 ohyb molekuly DNA, \u010do sa uplat\u0148uje pri zbalen\u00ed molekuly DNA do kompaktnej\u0161\u00edch \u0161trukt\u00far, ale aj pri plnen\u00ed funkcie DNA (napr\u00edklad prote\u00edn TBF ohnut\u00edm molekuly DNA umo\u017e\u0148uje, aby na \u0148u nasadli \u010fal\u0161ie prote\u00edny sl\u00fa\u017eiace na spustenie transkripcie). Obvykle sa na DNA nevia\u017ee cel\u00fd prote\u00edn, len jeho takzvan\u00e1 DNA-v\u00e4zobn\u00e1 dom\u00e9na. Rozpozn\u00e1vac\u00ed v\u00fdznam m\u00e1 v\u00e4zba jednotliv\u00fdch aminokysel\u00edn prote\u00ednu na b\u00e1zy DNA, v\u00e4zba na fosfodiesterov\u00fa kostru len upravuje poz\u00edciu prote\u00ednu vzh\u013eadom na b\u00e1zy. DNA-v\u00e4zobn\u00e9 prote\u00edny m\u00f4\u017eu rozozn\u00e1va\u0165 r\u00f4zne b\u00e1zov\u00e9 p\u00e1ry bez toho, aby rozru\u0161ili vod\u00edkov\u00e9 most\u00edky medzi nimi a t\u00fdm sp\u00f4sobili „rozpletenie“ molekuly. Schopnos\u0165 prote\u00ednu viaza\u0165 sa len na b\u00e1zy zoraden\u00e9 v spr\u00e1vnom porad\u00ed (\u0161pecifickom pre dan\u00fd prote\u00edn), naz\u00fdvame sekven\u010dn\u00e1 \u0161pecificita prote\u00ednu. In\u00fdmi slovami, DNA porad\u00edm svojich b\u00e1z v jednom \u00faseku dovo\u013euje na tento \u00fasek nasadn\u00fa\u0165 len prote\u00ednu z ur\u010ditej skupiny. Niektor\u00e9 DNA-via\u017e\u00face prote\u00edny sa m\u00f4\u017eu na DNA nadviaza\u0165, len ak s\u00fa na nej u\u017e pr\u00edtomn\u00e9 in\u00e9 prote\u00edny.<\/p>\n
Prote\u00edny nadviazan\u00e9 na DNA m\u00f4\u017eu umo\u017e\u0148ova\u0165 transkripciu dan\u00e9ho \u00faseku, zosil\u0148ova\u0165 ju, alebo naopak tlmi\u0165 a\u017e \u00faplne zastavi\u0165. S\u00fa preto k\u013e\u00fa\u010dov\u00e9 pre regul\u00e1ciu g\u00e9nov<\/em> a s\u00fa zodpovedn\u00e9 za to, aby sa spr\u00e1vny g\u00e9n prejavoval v bunke v spr\u00e1vnom \u010dase. DNA v\u00e4zobn\u00e9 prote\u00edny, ktor\u00e9 sa via\u017eu na DNA len do\u010dasne a \u0161pecificky zap\u00ednaj\u00fa a vyp\u00ednaj\u00fa prepisovanie ur\u010dit\u00e9ho g\u00e9nu, s\u00fa napojen\u00e9 na sign\u00e1lne dr\u00e1hy v bunke.<\/p>\n
Rekombin\u00e1cia DNA (zvan\u00e1 tie\u017e genetick\u00e1 modifik\u00e1cia, g\u00e9nov\u00e1 manipul\u00e1cia)<\/h2>\n
DNA v\u0161etk\u00fdch organizmov na Zemi je po chemickej str\u00e1nke rovnak\u00e1. Hociktor\u00fd vo\u013en\u00fd 5′ koniec sa m\u00f4\u017ee spoji\u0165 s hocijak\u00fdm vo\u013en\u00fdm 3′ koncom. Preto je mo\u017en\u00e9 spoji\u0165 fragmenty DNA aj vysoko nepr\u00edbuzn\u00fdch druhov a takisto je mo\u017en\u00e9 aj spojenie DNA chromozom\u00e1lnej a extrachromozom\u00e1lnej.<\/p>\n
Rekombin\u00e1ciu DNA si netreba zamiena\u0165 s pohlavn\u00fdm rozmno\u017eovan\u00edm. Pri spojen\u00ed dvoch pohlavn\u00fdch buniek nedoch\u00e1dza k vz\u00e1jomnej rekombin\u00e1cii ich DNA. DNA v ka\u017edej pohlavnej bunke tvor\u00ed samostatn\u00e9 oddelen\u00e9 molekuly, ktor\u00e9 sa s\u00edce v oplodnenom vaj\u00ed\u010dku dostan\u00fa spolu do jedn\u00e9ho jadra, no fyzicky sa nesp\u00e1jaj\u00fa ani nerekombinuj\u00fa. Ale v ove\u013ea neskor\u0161ej f\u00e1ze ontogen\u00e9zy, pri tvorbe vlastn\u00fdch pohlavn\u00fdch buniek jedinca, rekombinova\u0165 m\u00f4\u017eu \u2013 tento sp\u00f4sob prirodzenej rekombin\u00e1cie sa naz\u00fdva crossing over.<\/p>\n
Umelou rekombin\u00e1ciou s\u00fa vedci schopn\u00ed vyrobi\u0165 tak\u00e9 sekvencie DNA, ktor\u00e9 sa v pr\u00edrode nevyskytuj\u00fa. Tak\u00e1to DNA sa naz\u00fdva rekombinantn\u00e1. Samotn\u00e9 spojenie dvoch koncov molekuly v\u0161ak e\u0161te nezaru\u010duje, \u017ee dan\u00fd \u00fasek DNA bude mo\u017en\u00e9 transkribova\u0165 a \u017ee sa bude pod\u013ea neho bude v inom organizme tvori\u0165 rovnak\u00fd produkt ako v p\u00f4vodnom organizme. Osud RNA po transkripcii je napr\u00edklad u prokaryotick\u00fdch organizmov in\u00fd ne\u017e u eukaryotick\u00fdch. Takisto prote\u00edny po skon\u010den\u00ed synt\u00e9zy podliehaj\u00fa u eukaryotov \u010dasto e\u0161te zlo\u017eit\u00fdm \u00faprav\u00e1m. Dosiahnu\u0165 preto, aby napr\u00edklad bakt\u00e9ria produkovala nejak\u00fd cicav\u010d\u00ed prote\u00edn, je preto ve\u013emi zlo\u017eit\u00e9 a nesta\u010d\u00ed jednoducho vy\u0161tiepi\u0165 pr\u00edslu\u0161n\u00fd g\u00e9n<\/em> z DNA cicavcov a vlo\u017ei\u0165 ho do DNA bakt\u00e9rie. Ke\u010f\u017ee bakt\u00e9rie napr\u00edklad nedok\u00e1\u017eu zostriha\u0165 z pre-mRNA intr\u00f3ny, pre expresiu g\u00e9nu<\/em> v bakt\u00e9rii sa do nej mus\u00ed vnies\u0165 cDNA dan\u00e9ho prote\u00ednu.<\/p>\n
Rekombin\u00e1cia DNA m\u00e1 v\u00fdznam napr\u00edklad v medic\u00edne. Vlo\u017een\u00edm g\u00e9nov pre produkciu \u013eudsk\u00fdch prote\u00ednov do mikroorganizmov je mo\u017en\u00e9 z\u00edskava\u0165 vo ve\u013ek\u00fdch mno\u017estv\u00e1ch \u010dist\u00fd prote\u00edn. Ten sa potom umelo pod\u00e1 pacientovi, ktor\u00e9ho telo kv\u00f4li genetickej chorobe dan\u00fd prote\u00edn neprodukuje. Tvorba rekombinantn\u00fdch organizmov v\u0161ak nar\u00e1\u017ea na etick\u00e9 ot\u00e1zky, ako aj obavy z nepredv\u00eddate\u013en\u00fdch n\u00e1sledkov rekombin\u00e1cii \u010di z \u00faniku rekombinantn\u00fdch organizmov do pr\u00edrody a ich nepriazniv\u00fdch efektov na ekosyst\u00e9my.<\/p>\n
V\u00fdznam DNA<\/h2>\n
V\u0161etky v s\u00fa\u010dasnosti \u017eij\u00face organizmy okrem sporn\u00fdch \u00fatvarov na hranici medzi \u017eiv\u00fdm a ne\u017eiv\u00fdm potrebuj\u00fa na svoje mno\u017eenie DNA. V DNA je toti\u017e obsiahnut\u00e1 inform\u00e1cia na tvorbu z\u00e1kladn\u00fdch stavebn\u00fdch komponentov bunky \u2013 prote\u00ednov a prostredn\u00edctvom DNA je t\u00e1to inform\u00e1cia dlhodobo skladovate\u013en\u00e1 a replikovate\u013en\u00e1. DNA m\u00e1 ka\u017ed\u00fd jedinec spomedzi bunkov\u00fdch foriem \u017eivota a niektor\u00e9 v\u00edrusy. \u010eal\u0161ie v\u00edrusy \u2013 retrov\u00edrusy, v sebe neobsahuj\u00fa DNA iba RNA, ale aj t\u00e1to RNA mus\u00ed by\u0165 na zmno\u017eenie v\u00edrusovej \u010dastice najprv prep\u00edsan\u00e1 v hostite\u013eskej bunke do DNA enz\u00fdmom zvan\u00fdm reverzn\u00e1 transkript\u00e1za. Niektor\u00e9 v\u00edrusy ale uskuto\u010d\u0148uj\u00fa kop\u00edrovanie svojej genetickej inform\u00e1cie len pod\u013ea RNA a DNA forma sa v ich \u017eivotnom cykle nevyskytuje.<\/p>\n
DNA je potrebn\u00e1 na mno\u017eenie buniek, ich rast, \u0161pecializ\u00e1ciu v ur\u010ditej funkcii (diferenci\u00e1ciu), signaliz\u00e1ciu, ale aj na z\u00e1kladn\u00e9 \u017eivotn\u00e9 pochody v bunk\u00e1ch, ktor\u00e9 nemusia vykon\u00e1va\u0165 nijak\u00fa z predt\u00fdm spomenut\u00fdch aktiv\u00edt. V ka\u017edej bunke toti\u017e pod vplyvom nepriazniv\u00fdch vonkaj\u0161\u00edch faktorov, ale aj samovo\u013en\u00fdmi procesmi \u010dasom jej stavebn\u00e9 a funk\u010dn\u00e9 makromolekuly zanikaj\u00fa. Preto musia by\u0165 neust\u00e1le tvoren\u00e9 nov\u00e9 molekuly pod\u013ea vzoru zap\u00edsan\u00e9ho v DNA. Bunky, ktor\u00e9 neobsahuj\u00fa DNA, alebo pod\u013ea ich DNA nie je mo\u017en\u00e9 vytv\u00e1ra\u0165 prote\u00edny (DNA je v kondenzovanom stave), maj\u00fa obmedzen\u00fa \u017eivotnos\u0165. Tak\u00e9to bunky sa nem\u00f4\u017eu replikova\u0165 a tvorba \u010fal\u0161\u00edch tak\u00fdchto buniek je z\u00e1visl\u00e1 na bunk\u00e1ch, ktor\u00e9 maj\u00fa funk\u010dn\u00fa \u2013 transkrip\u010dne akt\u00edvnu DNA. Neplat\u00ed, \u017ee ka\u017ed\u00e1 bunka, ktor\u00e1 m\u00e1 transkrip\u010dne akt\u00edvnu DNA, je schopn\u00e1 sa deli\u0165, no je to jeden z nevyhnutn\u00fdch predpokladov. Ke\u010f\u017ee DNA je pre \u017eivot buniek a organizmov z dlhodob\u00e9ho h\u013eadiska nevyhnutn\u00e1, v priebehu evol\u00facie sa v organizmoch vyvinuli mechanizmy, ako v pr\u00edpade po\u0161kodenia DNA toto po\u0161kodenie opravi\u0165.<\/p>\n
Genetick\u00fa inform\u00e1ciu obsiahnut\u00fa v DNA, ani mno\u017eenie a opravy po\u0161kodenej DNA, v\u0161ak nie je mo\u017en\u00e9 realizova\u0165 bez u\u017e existuj\u00facich prote\u00ednov. Prote\u00edny a DNA s\u00fa od seba vo svojom vzniku a \u0161\u00edren\u00ed vz\u00e1jomne z\u00e1visl\u00e9.<\/p>\n
Vedci v\u0161ak uva\u017euj\u00fa, \u017ee prv\u00e9 \u017eiv\u00e9 organizmy na Zemi obsahovali ako z\u00e1kladn\u00fa genetick\u00fa inform\u00e1ciu RNA a len prostredn\u00edctvom RNA sa dok\u00e1zali rozmno\u017eova\u0165. Nesk\u00f4r boli vytla\u010den\u00e9 efekt\u00edvnej\u0161\u00edmi a odolnej\u0161\u00edmi DNA formami \u017eivota.<\/p>\n
\nZmeny v DNA<\/h2>\n
Pri replik\u00e1cii DNA ob\u010das (asi v 1 pr\u00edpade z 10 000 000) doch\u00e1dza k zapojeniu chybn\u00e9ho nukleotidu. V\u00e4\u010d\u0161ina t\u00fdchto ch\u00fdb je opraven\u00e1 bu\u010f samotnou DNA-polymer\u00e1zou, alebo syst\u00e9mom opravy chybn\u00e9ho p\u00e1rovania b\u00e1z, ale niektor\u00e9 pretrv\u00e1vaj\u00fa. Tieto chyby, ktor\u00e9 m\u00f4\u017eu by\u0165 pri \u010fal\u0161ej replik\u00e1cii pren\u00e1\u0161an\u00e9 na novovzniknut\u00e9 DNA a s nimi do dc\u00e9rskych organizmov, sa naz\u00fdvaj\u00fa mut\u00e1cie. Mut\u00e1cie vznikaj\u00fa aj v obdob\u00ed mimo replik\u00e1cie DNA, napr\u00edklad pod vplyvom ionizuj\u00faceho \u017eiarenia, \u010di p\u00f4soben\u00edm vo\u013en\u00fdch radik\u00e1lov. Ale aj DNA umiestnen\u00e1 v ide\u00e1lnych podmienkach mimo v\u0161etk\u00fdch be\u017en\u00fdch \u0161kodliv\u00fdch vplyvov, podlieha kontinu\u00e1lnemu po\u0161kodzovaniu. Medzi tieto druhy po\u0161kodenia patr\u00ed depurin\u00e1cia (strata pur\u00ednov\u00fdch b\u00e1z), deamin\u00e1cia \u2013 zmena cytoz\u00ednu na uracil, a \u010fal\u0161ie. Mut\u00e1cie<\/em> m\u00f4\u017eu ma\u0165 mnoh\u00e9 podoby. M\u00f4\u017eu postihn\u00fa\u0165 naraz aj dlh\u00e9 sekvencie \u010di dokonca cel\u00fa molekulu DNA alebo gen\u00f3m. M\u00f4\u017ee napr\u00edklad d\u00f4js\u0165 k zlomu v jednom alebo naraz v oboch vl\u00e1knach DNA, pri\u010dom druh\u00fd pr\u00edpad je ove\u013ea z\u00e1va\u017enej\u0161\u00ed.<\/p>\n
Keby neexistoval opravn\u00fd mechanizmus mut\u00e1ci\u00ed, nahromaden\u00e9 mut\u00e1cie by vo v\u00e4\u010d\u0161ine pr\u00edpadov r\u00fdchlo sp\u00f4sobili z\u00e1nik organizmu. Na\u0161\u0165astie je v\u00e4\u010d\u0161ina mut\u00e1ci\u00ed rozpozn\u00e1van\u00e1 a opravovan\u00e1 repara\u010dn\u00fdmi mechanizmami. Tieto zah\u0155\u0148aj\u00fa enz\u00fdmy zo skupiny endonukle\u00e1z, ktor\u00e9 (po\u0161koden\u00fa) DNA \u0161tiepia a lig\u00e1z, ktor\u00e9 zlepuj\u00fa roz\u0161tiepen\u00fa DNA dokopy. DNA je preto dynamick\u00e1 \u0161trukt\u00fara, v ktorej neust\u00e1le prebiehaj\u00fa po\u0161kodenia a opravy.<\/p>\n
Ob\u010das ale niektor\u00e1 mut\u00e1cia opravn\u00e9mu mechanizmu unikne. Pokia\u013e dan\u00e1 mut\u00e1cia sp\u00f4sob\u00ed zmenu zmyslu \u017eivotne d\u00f4le\u017eit\u00e9ho g\u00e9nu, bunka zahynie. Mut\u00e1cia v\u0161ak m\u00f4\u017ee by\u0165 aj synonymn\u00e1, tzn. jeden nukleotid sa zmen\u00ed, ale zhodou okolnost\u00ed aj so zmenen\u00fdm kod\u00f3nom prirad\u00ed transla\u010dn\u00fd apar\u00e1t k pr\u00edslu\u0161n\u00e9mu kod\u00f3nu t\u00fa ist\u00fa aminokyselinu ako p\u00f4vodne (preto\u017ee pre niektor\u00e9 aminokyseliny existuje a\u017e do 6 r\u00f4znych kod\u00f3nov). Menej \u0161kodliv\u00e9, ne\u0161kodn\u00e9 a priazniv\u00e9 mut\u00e1cie s\u00fa odovzd\u00e1van\u00e9 potomstvu bunky. DNA je chemicky v\u0161ade rovnak\u00e1 a neopraven\u00e9 mut\u00e1cie sa v nej vyskytuj\u00fa \u00faplne n\u00e1hodne. No ke\u010f\u017ee mut\u00e1cie meniace zmysel \u017eivotne d\u00f4le\u017eit\u00fdch g\u00e9nov ved\u00fa k smrti bunky, potomstvu sa bud\u00fa odovzd\u00e1va\u0165 naj\u010dastej\u0161ie mut\u00e1cie v miestach DNA, ktor\u00e9 nebud\u00fa ma\u0165 pre bunku ve\u013ek\u00fd v\u00fdznam. Pozri tie\u017e heslo mut\u00e1cia<\/em><\/a>.<\/p>\n
\nZdroje<\/h1>\n
- \n
- ROSYPAL, Stanislav. \u00davod do molekul\u00e1rn\u00ed biologie. tretie. vyd. Brno : [s.n.], 1998. (\u010desky)<\/li>\n
- Nukleov\u00e9 kyseliny [online]. Biopedia.sk, [cit. 2011-01-13]. Dostupn\u00e9 online.<\/li>\n
- http:\/\/is.muni.cz\/th\/151360\/prif_b\/bc_MB.txt<\/li>\n
- DNA deoxyribonukleov\u00e1 kyselina [online]. Encyklop\u00e9dia V\u0161ev\u011bd, [cit. 2011-01-13]. Dostupn\u00e9 online. (\u010desky)<\/li>\n
- ALBERTS, Bruce; BRAY, Dennis; JOHNSON, Alexander, Julian Lewis, Martin Raff, Keith Roberts, Peter Walter Z\u00e1klady bun\u011b\u010dn\u00e9 biologie. Redakcia Miranda Brownov\u00e1, Eleanor Lawrenceov\u00e1, Valerie Nealov\u00e1, Anne Vinnicombeov\u00e1; preklad Arno\u0161t Kotyk, Bohumil Bouzek, Pavel Hoz\u00e1k; ilustr\u00e1cie Nigel Orme. 2.. vyd. \u00dast\u00ed nad Labem : Espero Publishing, \u00a9 1998. ISBN 80-902906-2-0. (\u010desky)<\/li>\n
- Nukleov\u00e9 kyseliny a proteosynt\u00e9za [online]. [Cit. 2011-02-09]. Dostupn\u00e9 online.<\/li>\n
- THOMPSON, James S.; THOMPSONOV\u00c1, Margaret W.. Klinick\u00e1 genetika. Preklad Viliam Izakovi\u010d. \u0161tvrt\u00e9. vyd. Martin : Osveta, 1988. 440 s.<\/li>\n
- MI\u0160\u00daROV\u00c1, Eva; SOL\u00c1R, Peter. Molekulov\u00e1 biol\u00f3gia. [s.l.] : Univerzita Pavla Jozefa \u015aaf\u00e1rika v Ko\u0161iciach, 2007. ISBN 978-80-7097-671-5.<\/li>\n<\/ul>\n
Mohlo by v\u00e1s zauj\u00edma\u0165<\/h2>\n
- \n
- Retrotransl\u00e1cia<\/a><\/li>\n
- Riboz\u00f3m<\/a><\/li>\n
- David Settle<\/a><\/li>\n<\/ul>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
DNA DNA (skratka pre deoxyribonukleov\u00fa kyselinu) je polym\u00e9r, \u010di\u017ee molekula zlo\u017een\u00e1 z mnoh\u00fdch jednotiek zvan\u00fdch monom\u00e9ry. Monom\u00e9ry DNA sa naz\u00fdvaj\u00fa deoxyribonukleotidy, niekedy sa po\u017e\u00edva aj n\u00e1zov nukleotidy, \u010do je s\u00fahrnn\u00fd n\u00e1zov pre monom\u00e9ry DNA \u2013 deoxyribonukleotidy a monom\u00e9ry RNA \u2013 ribonukleotidy. Do polynukleotidov\u00e9ho re\u0165azca s\u00fa deoxyribonukleotidy spojen\u00e9 esterovou (fosfodiesterovou) v\u00e4zbou. Deoxyribonukleotid tvor\u00ed zvy\u0161ok kyseliny trihydrogenfosfore\u010dnej (pokračovať v čítaní…) <\/a><\/span><\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"parent":677,"menu_order":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","template":"","meta":{"footnotes":""},"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.adhara.sk\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/pages\/7076"}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.adhara.sk\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/pages"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.adhara.sk\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/types\/page"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.adhara.sk\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.adhara.sk\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcomments&post=7076"}],"version-history":[{"count":2,"href":"https:\/\/www.adhara.sk\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/pages\/7076\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":7079,"href":"https:\/\/www.adhara.sk\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/pages\/7076\/revisions\/7079"}],"up":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.adhara.sk\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/pages\/677"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.adhara.sk\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fmedia&parent=7076"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}
- Riboz\u00f3m<\/a><\/li>\n
- Retrotransl\u00e1cia<\/a><\/li>\n