Eukaryontní a prokaryontní systémy

   

   -         struktura chromosomů

   -         organisace genů (introny u eukaryontů), alelisace

   -         odlišnosti v proteosyntetickém aparátu – využití pro terapii

   

   

   Zásah inhibitorů do procesů přenosu genetické informace

   

   Replikace a transkipce – antimetabolity inhibující synt. nukleotidů (methotrexat), DNA
   (cisplatina), etidiumbromid,

   -         spec. eukaryntní – faloidin, amanitin (inhibice RNA polymerázy)

   -         spec. prokaryontní – rifampicin, aktinomycin D

   

   Translace u prokaryontů          – tetracykliny (obsazení místa A na ribosomech),

   –        chloramfenikol (inhibice peptidyltransferázové reakce),

   –        streptomycin (vazba na 30S podjednotku)

   -         další antibiotika –penicilin

   

   

   eukaryonti – cykloheximid (inhibice peptidyltransferázové reakce),

                           toxiny C. diphteriae, Ps. Aeruginosa (ADPribosilace elF2)

   

   

   

   Organely a jejich genetický aparát – mitochondrie a chloroplasty

   

   Organisace a vlastnosti odpovídají prokaryontům, většina genů kodujících jejich bílkoviny je
   součástí jaderného genomu – transport z cytoplasmy do organel.

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   Celkové schéma transportu bílkovin

   

   

   

   

   

   

   

   

   Viry – jen genetický materiál – DNA nebo RNA – exprese hostitelskou buňkou

   

   

   RNA-viry (např. HIV aj. retroviry) – reversní transkriptáza – syntéza DNA podle RNA

   

   

   -         cílové místo inhibice, biotechnologické využití

   [

   ]

   MUTACE – změny v geonomu buňky na různých úrovních

   

   -         bodové mutace – týkají  se jednoho nukleotidu v sekvenci DNA

   

   mutagenní faktory – vnější a vnitřní – nepřesnosti při replikaci - jistá pravděpodobnost –
   opravy

   

   vnější – indukovaná mutace – fysikální (záření – dimery T-T), chemické mutageny (HNO[2],
   dusíkatý yperit aj.)

   

   

   

   

   

   Možnosti – inserce, delece, - brzké ukončení syntézy polypeptidu

   

   Substituce – záměna aminokyseliny (ne vždy) – odlišná bílkovina

   

   

   

   

   

   Význam mutací – nové vlastnosti, výhody a nevýhody, positivní a negativní mutace – relativita,
   vliv podmínek, prostředí apod – vitaminy vs. hem, baze.

   

   Homologie bílkovin – vývoj druhů

   

   Geneticky podmíněné choroby – příklady – fenylketonurie, cystická fibrosa, HbS atd.

   

   Vliv alelisace na projev choroby – hetero a homozygoti.

   

   Poruchy mitochondriálního genomu – nejsou alely, jen od matky, poruchy energetického
   metabolismu, svalové dystrofie

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   METODY STUDIA

   

   

   Sekvence DNA – chemická (selektivní štěpení – Maxam-Gilbert), biochemická (syntéza, dideoxy
   metoda - Sanger)

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   PCR

   

   

   Taq polymeráza, dNTP, primery, vzorek-templát

   

   Termocycler - animace

   

   Potřeba primerů

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   Syntéza oligonukleotidů

   

   

   

   

   

   

   

                              +--------------------------------------+
                              |Table 12.3                            |
                              |--------------------------------------|
                              |Some Chemically Synthesized Genes     |
                              |--------------------------------------|
                              |Gene                             |Size|
                              |                                 |(bp)|
                              |---------------------------------+----|
                              |tRNA                             |126 |
                              |---------------------------------+----|
                              |α-Interferon               |542 |
                              |---------------------------------+----|
                              |Secretin                         |81  |
                              |---------------------------------+----|
                              |γ-Interferon               |453 |
                              |---------------------------------+----|
                              |Rhodopsin                        |1057|
                              |---------------------------------+----|
                              |Proenkephalin                    |77  |
                              |---------------------------------+----|
                              |Connective tissue activating     |280 |
                              |  peptide III                    |    |
                              |---------------------------------+----|
                              |Lysozyme                         |385 |
                              |---------------------------------+----|
                              |Tissue plasminogen activator     |1610|
                              |---------------------------------+----|
                              |c-Ha-ras                         |576 |
                              |---------------------------------+----|
                              |RNase T1                         |324 |
                              |---------------------------------+----|
                              |Cytochrome b [5                  |330 |
                              |---------------------------------+----|
                              |]Bovine intestinal Ca-binding    |298 |
                              |protein                          |    |
                              |---------------------------------+----|
                              |Hirudin                          |226 |
                              |---------------------------------+----|
                              |RNase A                          |375 |
                              +--------------------------------------+

   

   Delší geny po částech

   

   

   Komerčně dostupné oligonukleotidy

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   GENOVÉ MANIPULACE

   

   

   Gen se inkorporuje do nosiče – vektoru (analogie se strategií virů) a vnese do hostitelské
   buňky.

   

   Využití restrikčních endonukleáz (palindromové sekvence) event. reversních transkriptáz
   (vyřeší problém intronů)