Home Kompanije Baze podataka Bioinformatika Biomedicina Finansije Molekularna biologija Obrazovanje Servisi Organizacije Vesti Biblioteka Biotehnologija.net Kontakt

 

PORTAL - LINKOVI


Biotehnološke kompanije

Baze podataka online

Bioinformatika

Biomedicina

Finansije, berza i investicije

Molekularna biologija

Obrazovanje, obuka, posao

Online servisi i podrška

Organizacije i obrazovne institucije

Vesti, casopisi, konferencije

 

BIOTEHNOLOGIJA.NET


O portalu

Kontakt

Knjiga utisaka

Forum

OSNOVNI POJMOVI MOLEKULARNE BIOLOGIJE



Centralna dogma molekularne biologije


Identifikacija DNA kao genetickog materijala kod svih živih organizama i otkrice njene strukture 1953. godine doveli su do ogromnog napretka u razumevanju univerzalnih prirodnih zakonitosti.
Kada je 1972. godine napravljen prvi molekul rekombinantne DNA, sastavljen od lanaca DNA dva razlicita organizma, otvoreno je potpuno novo poglavlje u biologiji. Usmereno manipulisanje genetskim materijalom postalo je realnost, a istraživanja su pocela da teku u pravcu razvijanja sve savršenijih instrumenata i metoda.
Razvoj biotehnologije omogucio je pristup genetickim informacijama zapisanim u hromozomima i otvorio put novom razdoblju u biologiji.
Produkti nastali biotehnologijom imaju potencijal da na pozitivan nacin uticu na okolinu i izmene ljudsko društvo, od medicinskog napretka, poboljšanja kvaliteta i prinosa poljoprivrednih proizvoda pa do cistije životne sredine. Sa druge strane, mnogo je toga još uvek nepoznato i mogucnosti zloupotrebe naucnih otkrica kao i nepredvidjene posledice naucnih istraživanja još uvek predstavljaju realnost.
Samim tim razvoj biotehnologije otvara i veliki broj nerešenih pitanja, od pitanja intelektualne svojine i prava pristupa genetickim podacima, do kompleksnih etickih problema koji se u ovom trenutku postavljaju kako pred naucnicima, tako i pred širom javnošcu.
Mnogi prognoziraju da ce se tokom naredne decenije upravo zahvaljujuci sekvencioniranju genoma poslovanje u razvijenim zemljama sveta usmeriti u pravcu biotehnologije, dok ce Internet i informatika biti potisnuti sa današnje vodece pozicije.
Izradu grube šeme ljudskog genoma mnogi smatraju najvecim naucnim dostignucem dvadesetog veka. Išcitavanje genoma otvorice nova podrucja u oblasti nauke i medicine ali dovesti i do velikih promena kako u sferi industrije, ekonomije i drugih nauka tako i u kompletnom nacinu razmišljanja i gledanja na svet.

Osnovni pojmovi:

Sve do pedesetih godina prošlog veka bilo je rašireno mišljenje da proteini, kao najsloženiji biološki makromolekuli, sadrže uputstvo za vlastitu sintezu i da se to uputstvo preko njih prenosi na potomstvo.Tek su kasnija biohemijska i geneticka istraživanja pokazala da tu važnu ulogu ima drugi tip makromolekula - dezoksiribonukleinska kiselina (DNA).


Hemijska struktura DNA

Molekul DNA se sastoji od dva dugacka prepletena lanca sastavljena od fosfata i šecera deoksiriboze. Za svaki molekul šecera vezana je jedna od cetiri azotne baze - adenin (A), guanin (G), citozin (C) ili timin (T).
Preko tih baza vodoničnim vezama su povezana dva naspramna lanca, pri čemu se uvek vrši vezivanje adenina i timina odnosno citozina i guanina. Samim tim, redosled baza u jednom lancu u potpunosti zavisi od redosleda baza u drugom, komplementarnom lancu. Ovo svojstvo je od velikog značaja prilikom ćelijske deobe i prenošenja naslednog materijala pošto omogućava prenošenje identičnih kopija DNA u ćerke ćelije.

http://web.ukonline.co.uk/webwise/spinneret/genes/andna.htm
Replikacija DNA

Pre deobe ćelije dolazi prvo do procesa replikacije DNA. Prilikom replikacije DNA dolazi do raskidanja vodoničnih veza i odvajanja komplementarnih lanaca. Svaki pojedinačni lanac onda služi kao kalup za sintezu dvolančane DNA u kojoj se opet nasuprot guanina ugradjuje citozin, a nasuprot adenina timin (proces replikacije DNA) i vrši povezivanje vodoničnim vezama.
Na taj način nastaju dva identična molekula DNA, koji nose identične genetske informacije, od kojih svaki odlazi u drugu ćerku ćeliju. U jedru svake ljudske ćelije nalazi se molekul DNA gusto zbijen i podeljen u 23 para hromozoma, od kojih jedna polovina potiče od oca a druga od majke, čineći zajedno ljudski genom.


 

OSNOVNI PRAVCI ISTRAZIVANJA


Gen predstavlja tačno određeni deo DNA koji ima svoj početak i kraj i koji nosi informaciju za sintezu tačno određenog proteina. Informacija za sintezu proteina zavisi od redosleda baza u jednom od lanaca DNA. Taj redosled se procesom transkripcije kopira na manji molekul ribonukleinske kiseline (mRNA) koji tu informaciju prenosi do mesta sinteze proteina.
Informacije sadržane u kodonima prevode se u aminokiseline u procesu translacije (sinteza proteina).Ukoliko dođe do promene u redosledu baza u DNA (mutacija), dolazi do promene u mRNA i redosledu aminokiselina u odgovarajućem proteinu, što u velikom broju slučajeva utiče na njegovu aktivnost. Izmenjena aktivnost jednog jedinog proteina može dovesti do velikih poremećaja u organizmu. Smatra se da je za više od pet hiljada različitih oboljenja, uključujući i različite oblike kancera, odgovoran nedostatak ili promena u nekom od ćelijskih proteina.

Svaka specifična kombinacija od tri baze (triplet ili kodon) određuje pojedinu aminokiselinu u proteinu. Ovaj genetički kod isti je kod svih živih bića. Postoji 64 kodona od kojih svaki ima odgovarajuću funkciju.
Tri kodona (UAA, UAG, UGA) služe kao stop-signali, koji ukazuju protein-sintetizujućem kompleksu da sintezu proteina treba završiti. Ovim kodonima ne odgovara ni jedna aminokiselina. Svi ostali kodoni (njih 61) kodiraju odgovarajuće aminokiseline, odnosno jednoj aminokiselini odgovara nekoliko kodona.

Sinteza proteina u ili translacija se u ćeliji odvija na ribozomima i u njoj važnu ulogu imaju molekuli RNA. Postoje tri tipa RNA:

" informacione RNA (mRNA)- nose informaciju za sintezu proteina

" ribozomske RNA (rRNA) - strukturne komponente ribozoma

" transportne RNA (tRNA) - prenose aminokiseline do ribozoma i omogućavaju njihovo ugrađivanje u polipeptidni lanac u toku sinteze proteina


Sinteza proteina

Celokupna nasledna informacija jednog organizma sadržana je u genima, odnosno u molekulu DNK. Protok informacija kroz ćeliju je usmeren tako da se informacije sadržane u DNK preslikavaju posredstvom RNK u strukturu proteina, koji obavljaju skoro sve funkcije neophodne za održavanje ćelije u životu. Ovo se još naziva i centralnom dogmom molekularne biologije.

Struktura proteina određena je strukturom DNK, a jedan od osnovnih i početnih zadataka molekularne biologije bio je upravo da objasni na koji se način struktura DNK prevodi u strukturu proteina.