NUKLEOTYDY = podstawowe jednostki (monomery) budujące kwasy nukleinowe. Są estrami fosforanowymi nukleozydów. Składają się z trzech związków: cukru - pentozy, jednej z zasad azotowych i reszty kwasu fosforowego. Ze względu na rodzaj pentozy wyróżniamy dwa typy nukleotydów: rybonukleotydy zawierają rybozę, a deoksynukleotydy - deoksyrybozę. Natomiast w zależności od rodzaju zasady azotowej istnieje 5 typów nukleotydów: adenozyno-5'-monofosforan, guanozyno-5'-monofosforan, cytydyno-5'-monofosforan, tymidyno-5'-monofosforan, urydyno-5'monofosforan. Nukleotydy w procesie fosforylacji mogą tworzyć związki wysokoenergetyczne (np. ADP, ATP).

NUKLEOZYD = związek zbudowany z zasady azotowej i pentozy (ryboza, deoksyryboza) połączonych wiązaniem N-glikozydowym. Ze względu na rodzaj zasady azotowej wyróżnia się następujące nukleozydy: urydyna, tymidyna, cytydyna, adenozyna, guanozyna. Nukleozydy tworzą estry z kwasem fosforowym zwane nukleotydami.

Kod genetyczny jest:

1. Trójkowy- trzy nukleotydy tworzą jeden kodon kodujący jeden aminokwas,

2. Bezprzecinkowy- brak jest znaków przystankowych między kolejnymi kodonami,

3. Niezachodzący- nukleotydy nie zachodzą na kolejne trójki,

4. Zdeterminowany- dana trójka oznacza tyko i wyłącznie jeden aminokwas,

5. Zdegenerowany- większość aminokwasów kodowana jest przez kilka trójek,

6. Uniwersalny- kod genetyczny i tabela odczytu jest taka sama u prawie wszystkich organizmów

Rodzaje RNA:

- matrycowy RNA (mRNA) - przenosi informację genetyczną z jądra do cytoplazmy na rybosomy, gdzie odbywa się synteza białek. Zawiera, zatem kod genetyczny, który służy do uzewnętrzniania informacji genetycznej. Jest kwasem nietrwałym powstającym tylko czasowo na okres syntezy określonego białka. Jest go ok. 2%.

- transportujący RNA (tRNA) - jego zadaniem jest transport aminokwasów na miejsce syntezy białek, czyli na rybosomy. Powstaje stale na matrycy DNA i funkcjonuje w cytoplaźmie.

- rybosomowy RNA (rRNA) - łącznie z białkami buduje rybosomy, czyli miejsca syntezy białek. Ma miejsca zakodowane w obszarze jądrotwórczym. W organizmie jest go 80%.

Transkrypcja – zachodzi w jądrze komórkowym i jest to przepisanie informacji genetycznej z DNA na mRNA. Zachodzi w jądrze komórkowym. Matryca jest odczytywana w kierunku 3' → 5', a nowa cząsteczka RNA powstaje w kierunku 5' → 3'. Transkrypcji podlega odcinek DNA od promotora do terminatora. Sens procesu jest taki, że m Rna jest czynnikiem przenoszący inf gen z jądra do cytoplazmy na rybosomy, gdyż DNA nie może opuścić jądra.

Odwrotna transkrypcja – proces przepisania jednoniciowego RNA (ssRNA) przez enzym odwrotną transkryptazę (RT) na dwuniciowy DNA. Proces odwrotnej transkrypcji wykorzystywany jest przez niektóre wirusy RNA, takie jak HIV do włączenia swojego materiału genetycznego do genomu komórek gospodarza i jego replikacji.

Translacja – przetłumaczenie języka nukleotydów na język aminokwasów. Synteza łańcucha białkowego obejmująca następujące etapy:

a) inicjacja = rozpoczęcie syntezy łańcucha. Możliwa jest tylko wtedy jeżeli do rybosomu przyjdzie cząsteczka mRNA komplementarna do kodonu inicjującego w mRNA – AUG, metionina.

b) elongacja = wydłużanie łańcucha białkowego. Do rybosomu wpuszczane są kolejno cząsteczki tRNA przynoszące aminokwasy, ale tylko takie cząsteczki, których antykodony są komplementarne do kodonów mRNA. Przynoszone aminokwasy łączą się ze sobą za pomocą wiązania peptydowego.

c) terminacja = zakończenie syntezy łańcucha. Możliwa jest tylko wtedy gdy do rybosomu nadejdzie fragment mRNA z kodonem (trójką stopującą) UAA lub UAG lub UGA. Taka cząsteczka tRNA nie przynosi żadnego aminokwasu i dlatego tworzący się łańcuch białkowy nie ma się do czego przyłączyć (urywa się).

Replikacja – kopiowanie, powielanie, podwajanie ilości DNA. Zachodzi w jądrze komórkowym.Cel replikacji: zachowanie stałości informacji genetycznej w komórkach po podziałach oraz stałej ilości cząsteczki DNA. Replikację możemy podzielić na:

1. Replikacja konserwatywna = stara – na bazie dwuniciowej cząsteczki DNA powstaje nowa cząsteczka na zasadzie odbicia lustrzanego bez rozplecenia nici.

2. Replikacja przypadkowa – cząsteczka DNA w przypadkowych miejscach zostaje przecięta i tam wbudowane są nukleotydy.

3. Replikacja semikonserwatywna = półzachowawcza. Enzymy biorące udział w replikacji:

a) topoizomeraza – katalizuje rozkręcanie zwojów DNA

b) helikaza – ułatwia rozkręcenie helisy

c) primaza – odpowiada za syntezę krótkich odcinków RNA = staraterów = primerów (nazywana także polimerazą RNA)

d) polimeraza DNA – syntetyzuje nukleotydy DNA

e) ligaza – łączy nukleotydy DNA w ciągłą nić

Reakcja łańcuchowa polimerazy, PCR (ang. Polymerase Chain Reaction) – metoda powielania łańcuchów DNA w warunkach laboratoryjnych, polegająca na reakcji łańcuchowej polimerazy DNA w wyniku wielokrotnego podgrzewania i oziębiania próbki. PCR znajduje wiele zastosowań, m.in. w badaniach nad genomem, charakterystyce ekspresji genów , klonowaniu genów, diagnostyce klinicznej , identyfikacji osób zaginionych, kryminalistyce, paleontologii .

Rybosom przypomina spłaszczone grzybki. Każdy rybosom zbudowany jest z dwóch dopasowanych do siebie podjednostek: małej i dużej. Obie podjednostki są zbudowane z białek i rRNA (rybosomowy RNA). Podjednostki rybosomu są ze sobą połączone tylko podczas translacji – po zakończeniu translacji danego łańcucha białkowego podjednostki rozdzielają się, a podczas inicjalizacji translacji jakieś blisko siebie znajdujące się podjednostki (jedna duża i jedna mała) łączą się ze sobą, odtwarzając rybosom.

Ekson (egzon, sekwencja kodująca) − w komórkach eukariotycznych odcinek genu (zazwyczaj krótszy od intronu), kodujący sekwencję aminokwasów w cząsteczce białka. Eksony bywają w genomie jądrowym oddzielone intronami. Pierwotny transkrypt zawiera wówczas na przemian ułożone odcinki intronowe i eksonowe. Introny zostają wycięte, a eksony połączone w jedną całość (splicing)

Intron, sekwencja niekodująca − część sekwencji genu, która nie koduje sekwencji polipeptydu, a jedynie rozdziela kodujące eksony. Introny powszechnie występują w genach organizmów eukariotycznych, natomiast u prokariotów niezwykle rzadko, jedynie w genach kodujących tRNA i rRNA. Pełnią one funkcje stabilizujące

ATP

adenozynotrifosforan, ATP, adenozyno-5^’-trifosforan, nukleotyd adeninowy, zbudowany z adeniny, rybozy i trzech reszt fosforanowych; związek wysokoenergetyczny dzięki dwóm bezwodnikowym wiązaniom fosforanowym; powstaje z ADP w reakcjach fosforylacji oksydacyjnej, substratowej i fotosyntetycznej; główny bezpośredni donor energii swobodnej w organizmach, która jest uwalniana podczas hydrolizy a. do ADP i ortofosforanu lub AMP i pirofosforanu; cykl ATP–ADP jest podstawowym sposobem wymiany energii w organizmach.