Úterý 31. března 2020svátek má Kvido 4 °C sněhové přeháňky Předplatné LN
Lidovky.cz > Relax > Věda

Zeptali jsme se vědců: Jak jsou v genech zakódovány proteiny?

Genetický kód určuje, které kombinace „písmen“ (bází) DNA nebo mRNA označují... | na serveru Lidovky.cz | aktuální zprávy Genetický kód určuje, které kombinace „písmen“ (bází) DNA nebo mRNA označují... | foto: Wikimedia Commons

Geny určují pořadí aminokyselin v molekulách proteinů. Dělají to podobným způsobem, jakým morseovka kóduje jednotlivá písmena abecedy. Na otázku odpověděl Mgr. Jan Kolář, Ph.D.z Přírodovědecké fakulty UK.

Geny jsou základní jednotky dědičné informace. Chemicky jde o úseky deoxyribonukleové kyseliny, zkráceně DNA. Většina genů jsou vlastně „recepty“ pro výrobu bílkovin neboli proteinů. Každý gen obvykle obsahuje návod na sestavení jednoho proteinu.

Molekula DNA se skládá ze dvou řetězců. „Páteř“ každého řetězce tvoří molekuly cukru deoxyribózy, které se střídají s fosforečnanovými skupinami. Na tuto páteř se přes deoxyribózu připojují báze: adenin (označovaný zkatkou A), cytosin (C), guanin (G) a thymin (T).

Pro strukturu DNA i pro zapisování instrukcí k výrobě proteinů je klíčové takzvané párování bází. Báze z jednoho řetězce se pomocí slabých chemických vazeb (vodíkových můstků) spojují s bázemi druhého řetězce. Díky tomu drží oba řetězce DNA u sebe, podobně jako dvě poloviny zipu. Platí zde elegantně jednoduchá pravidla – A se vždycky páruje s T, zatímco C se páruje s G:

Chemická struktura DNA s vyznačeným párováním bází

Teď se podívejme, jak vypadají bílkoviny. Jejich stavebními kameny jsou organické sloučeniny nazývané aminokyseliny. Každou bílkovinu tvoří jeden nebo několik řetězců, ve kterých jsou chemickými vazbami spojeny do dlouhé řady desítky až stovky aminokyselin.

V proteinech se vyskytuje dvacet druhů aminokyselin (vzácně ještě tři další, ale ty teď můžeme ignorovat). Proteinové řetězce si tedy můžeme představit jako provázky, na nichž jsou navlečeny korálky dvaceti různých barev. Pořadí „korálků“ přitom rozhoduje o chemických a biologických vlastnostech dané bílkoviny.

V DNA je zapsáno, které aminokyseliny a jak se mají poskládat do molekuly příslušného proteinu. Organismy využívají princip podobný tomu, na němž je založena Morseova abeceda. Morseovka se dřív používala pro posílání telegramů nebo komunikaci lodí na moři. Dnes už ji většinou nahradily počítačové technologie, ale možná jste se s ní setkali při různých hrách na letních táborech nebo ve skautských oddílech. Morseovka má jenom dva znaky – tečky a čárky. Jejich kombinacemi ovšem dokáže zapsat všechna písmena i číslice:

Mezinárodní Morseova abeceda

Dědičná informace využívá čtyři znaky – báze DNA, tedy A, C, G a T. Trojice bází (odborně kodony) označují jednotlivé aminokyseliny a určují jejich pořadí v proteinu. Každý druh aminokyseliny má přiřazenu jednu nebo několik trojic. Speciální kodony navíc vyznačují začátek a konec proteinu. Tomuto systému se říká genetický kód. Až na drobné výjimky je naprosto univerzální, společný všem organismům na Zemi.

Jak to všechno v buňkách funguje? Prvním krokem je přepis čili transkripce. Během něj se podle informace uložené v DNA vytváří jednořetězcová molekula mRNA. Jde o druh ribonukleové kyseliny, látky chemicky příbuzné DNA. mRNA také obsahuje čtyři báze – jenom je v ní místo thyminu uracil (U), který se může párovat s adeninem. Díky párování bází mezi DNA a mRNA je přepis docela snadná záležitost.

Zeptejte se vědců

Neumíte si vysvětlit některé zákony přírody? Zajímá vás proč je obloha modrá, nebo proč si sova nemůže ukroutit krk? Zeptejte se vědců prostřednictvím rubriky serveru Lidovky.cz. Otázky posílejte na e-mail internet@lidovky.cz a do předmětu napište: otázka pro vědce a nebo položte otázku přes Twitter s hashtagem # otazkaprovedce.

mRNA pak putuje uvnitř buňky ke speciálním útvarům zvaným ribozomy. Zde se odehrává překlad neboli translace. Ribozomy „čtou“ trojice bází v mRNA a podle tohoto návodu postupně spojují správné aminokyseliny do proteinového řetězce. Zakódovanou zprávu ACA-GGU-UGC například přeloží jako kombinaci aminokyselin threonin-glycin-cystein:

Genetický kód určuje, které kombinace „písmen“ (bází) DNA nebo mRNA označují...
Premium

Která auta jsou skutečně bezpečná? Crash testy versus realita

Folksam je na trhu od roku 1908 a patří k největším švédským pojišťovnám. Od... | na serveru Lidovky.cz | aktuální zprávy

Setkáváme se s názory, že auta jsou navrhována tak, aby dosáhla dobrých výsledků v nárazových testech. Díky Folksamu...

Premium

Trend u rozvodů: čím dál více dětí končí ve střídavé péči

ilustrační snímek | na serveru Lidovky.cz | aktuální zprávy

Neustálé pendlování mezi dvěma domácnostmi dětem škodí, varují odborníci. Ve střídavé péči je v Česku stále více dětí....

Premium

Když je střílečka povinná. Hraju hry a platí mě za to, říká člen týmu Brute

Filip Dolenský, profesionální hráč počítačových her | na serveru Lidovky.cz | aktuální zprávy

Má k dispozici fitness trenéra, mentálního kouče, psychologa a ve škole individuální studijní plán. Tedy servis...