Untitled

Spis treści
1
Komórki i wirusy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.1 Budowa komórki . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.1.1 Budowa komórki prokariotycznej . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.1.2 Budowa komórki eukariotycznej . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.2 Błony biologiczne i ich składnik lipidowy . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.2.1 Fosfolipidy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.2.2 Cholesterol i sterydy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.3 Jądro komórkowe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.3.1 Chromosomy i kariotyp . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.4 Organelle cytoplazmatyczne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.4.1 Mitochondria . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.4.2 Chloroplasty . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.4.3 Siateczka wewnątrzplazmatyczna i aparat Golgiego . . . .
1.4.4 Peroksysomy, lizosomy, wakuole i glioksysomy . . . . . . . . .
1.5 Wirusy i bakteriofagi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.5.1 Klasyfikacja wirusów . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1
1
2
3
5
5
6
7
8
9
9
10
10
10
11
12
2
Budowa i funkcja białek . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.1 Aminokwasy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.2 Peptydy i białka . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.3 Struktura drugorzędowa białka . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.3.1 Wiązania wodorowe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.3.2 Helisa alfa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.3.3 Łańcuch beta, harmonijka beta i baryłka beta . . . . . . . . .
2.3.4 Struktura trzecio- i czwartorzędowa białek . . . . . . . . . . . .
2.4 Funkcje białek . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.4.1 Enzymy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.4.2 Białka błonowe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
13
13
16
17
18
18
19
20
21
21
23
VI
Spis treści
3
Kwasy nukleinowe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.1 Nukleotydy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.1.1 Pentozy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.1.2 Zasady azotowe nukleotydów . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.2 Budowa DNA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.2.1 Łańcuch nukleotydowy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.2.2 Struktura DNA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.3 Struktura i funkcja RNA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.3.1 Informacyjny RNA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.3.2 Transferowy RNA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.3.3 Rybosomy i rRNA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.3.4 Małe niekodujące cząsteczki RNA . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.4 Organizacja materiału genetycznego w jądrze - chromatyna . . .
3.4.1 Histony i nukleosomy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.4.2 Struktura chromatyny . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.5 Kod genetyczny . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.6 Geny i genomy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.7 Sekwencje powtarzające się . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
27
27
28
28
29
29
32
33
34
34
35
36
38
38
39
39
42
42
4
Replikacja DNA, mutacje i naprawa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.1 Mechanizm replikacji DNA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.1.1 Polimerazy DNA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.2 Telomerazy i starzenie komórkowe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.3 Topoizomerazy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.4 Mutacje i ich konsekwencje . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.4.1 Substytucja (podstawienie) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.4.2 Delecja (usunięcie) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.4.3 Insercja (wstawienie) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.4.4 Pominięcie eksonu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.5 Mechanizmy powstawania mutacji . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.5.1 Mutacje spowodowane światłem UV . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.5.2 Mutacje wywołane czynnikami chemicznymi . . . . . . . . . .
4.5.3 Mutacje powstające w wyniku błędów replikacyjnych . .
4.5.4 Metylacja DNA i wyspy CpG (CG) . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.6 Mechanizmy naprawy DNA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.6.1 Naprawa poprzez wycinanie zasady . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.6.2 Naprawa poprzez wycinanie nukleotydu . . . . . . . . . . . . . .
4.6.3 Naprawa źle sparowanych zasad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
45
45
46
48
50
51
51
52
52
52
53
54
56
57
57
58
59
60
60
5
Transkrypcja i procesy posttranskrypcyjne . . . . . . . . . . . . . . . .
5.1 Pojęcie ekspresji genów . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.2 Transkrypcja genów i polimerazy RNA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.2.1 Polimerazy RNA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.3 Elementy regulatorowe w DNA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.3.1 Sekwencje wiążące swoiste czynniki transkrypcyjne . . . .
63
63
64
65
67
68
Spis treści
6
7
VII
5.4 Mechanizm transkrypcji genów kodujących białka u Eukariota
5.5 Rola czynników transkrypcyjnych i struktury chromatyny
w regulacji transkrypcji . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.5.1 Elementy graniczne (izolatory) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.5.2 Mechanizm tworzenia zakładek genowych . . . . . . . . . . . . .
5.6 Motywy strukturalne w czynnikach transkrypcyjnych . . . . . . . .
5.7 Transkrypcja genów kodujących RNA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.8 Dojrzewanie RNA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.8.1 Dołączenie czapeczki . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.8.2 Poliadenylacja . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.8.3 Dojrzewanie pre-rRNA i pre-tRNA . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.8.4 Składanie RNA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.8.5 Redagowanie RNA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.9 Odwrotna transkrypcja . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
69
Synteza i obróbka posttranslacyjna białek . . . . . . . . . . . . . . . . .
6.1 Synteza białek . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6.1.1 Sygnał inicjacyjny dla syntezy białka . . . . . . . . . . . . . . . .
6.1.2 Przesunięcia ramki odczytu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6.1.3 Geny nakładające się . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6.1.4 Udział tRNA w translacji . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6.1.5 Przebieg syntezy białka . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6.2 Obróbka posttranslacyjna i sortowanie białek . . . . . . . . . . . . . . .
6.2.1 Wprowadzanie białek do szorstkiego retikulum
endopazmatycznego . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6.2.2 Transport białek do i w poprzek aparatu Golgiego . . . . .
6.2.3 Transport białek do lizosomów . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6.2.4 Transport jądrowy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6.3 Degradacja białek . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
85
85
86
86
87
87
89
91
71
72
72
73
75
76
77
78
79
79
80
81
91
94
95
95
97
Podział komórki . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99
7.1 Cykl komórkowy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99
7.1.1 CDK i cykliny . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99
7.1.2 Mechanizm rozpoczęcia i zakończenia fazy S . . . . . . . . . . 100
7.2 Mitoza . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
7.2.1 MPF i inicjacja mitozy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
7.2.2 Mechanizm terminacji mitozy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
7.3 Mejoza . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
7.3.1 Niezależna segregacja chromosomów . . . . . . . . . . . . . . . . . 105
7.4 Rekombinacja DNA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105
7.4.1 Rekombinacja homologiczna . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106
7.4.2 Rekombinacja zlokalizowana . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107
7.4.3 Transpozycja . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108
VIII
8
Spis treści
Szlaki sygnałowe i apoptoza . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109
8.1 Sygnalizacja przez cząsteczki hydrofobowe . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109
8.2 Przekazywanie sygnału przez kanały jonowe . . . . . . . . . . . . . . . . . 111
8.3 Przekazywanie sygnału przez receptory związane z białkiem G 113
8.3.1 Receptory związane z białkiem G . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114
8.3.2 Białka G . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114
8.3.3 Efektory i przekaźniki wtórne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115
8.4 Przekazywanie sygnału przez enzymy związane z błoną
komórkową . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116
8.4.1 Receptorowe kinazy tyrozynowe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117
8.4.2 Receptorowe kinazy serynowo-treoninowe . . . . . . . . . . . . . 119
8.5 Sygnalizacja wewnątrzkomórkowa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119
8.5.1 Przekazywanie sygnału za pośrednictwem cAMP . . . . . . 119
8.5.2 Przekazywanie sygnału za pośrednictwem NF-kappaB . . 120
8.5.3 Przekazywanie sygnału za pośrednictwem STAT . . . . . . . 121
8.5.4 Przekazywanie sygnału za pośrednictwem MAPK . . . . . . 122
8.6 Apoptoza . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123
Literatura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127
Skorowidz rzeczowy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129