Δοµή και ιδιότητες του DNA. 09/04/ Μοριακή Βιολογία Κεφ. 1 Καθηγητής Δρ. Κ. Ε. Βοργιάς

Transcript

1 Δοµή και ιδιότητες του DNA 09/04/2014 1

2 Ορίζεται η γραµµική αλληλουχία των 4 βάσεων damp, dcmp, dgmp, dtmp που είναι συνδεδεµένες µε 3-5 φωσφοδιεστερικό δεσµό. AGCTCGCGTCGCTCACTCTCTGCAT! TCGAGCGCAGCGAGTGAGAGACGTA! 09/04/2014 2

3 Μια πολυνουκλεοτιδική αλυσίδα δηµιουργείται µε µια σειρά φωσφοδιεστερικών δεσµών που συνδέουν τις θέσεις 5 και 3 των σακχάρων διαδοχικών νουκλεοτιδίων, σχηµατίζοντας έτσι ένα σκελετό από τον οποίο προεξέχουν οι βάσεις. 09/04/2014 3

4 Το πλάτος της διπλής έλικας διατηρείται σταθερό, διότι στα συµπληρωµατικά ζεύγη βάσεων Α-Τ και G-C οι πουρίνες βρίσκονται πάντα απέναντι από τις πυριµιδίνες. Η αλληλουχία στην Εικόνα είναι T-A, C-G, A- T, G-C. 09/04/2014 4

5 Το επίπεδο των ζευγών βάσεων βρίσκεται κάθετα στο σακχαροφωσφορικό σκελετό. H έλικα είναι δεξιόστροφη µε τον υδρόφιλο σκελετό στην περιφέρεια και τις υδρόφοβες βάσεις στο εσωτερικό του βιοπολυµερούς. 09/04/2014 5

6 Η συµπληρωµατικότητα των αλυσίδων υποδηλώνει οτι η νουκλεοτιδική αλληλουχία της µιας αλυσίδας καθορίζει τη νουκλεοτιδική αλυσίδα της άλλης. 09/04/2014 6

7 Οι δύο αλυσίδες του DNA σχηµατίζουν διπλή έλικα. Franklin: Kings College, UK 09/04/2014 7

8 Watson and Crick: Cambridge, UK Οι δύο αλυσίδες του DNA σχηµατίζουν διπλή έλικα. Franklin: Kings College, UK 09/04/2014 8

9 Συνήθης στερεοδιάταξη του DNA είναι η Β. Βήµα της έλικας είναι 10 bp/στροφή, 3.4 nm (34 Å) Mεγάλο αυλάκι της έλικας (major groove) Σηµαντικό σηµείο της στερεοδιάταξης του DNA που αλληλεπιδρούν µε πρωτεϊνες Mκρό αυλάκι της έλικας (minor groove) 09/04/2014 9

10 09/04/

11 Σε µικρά γονιδιώµατα, πχ. φχ174 υπάρχουν επικαλυπτόµενα γονίδια για λόγους οικονοµιάς. Τα γονίδια αυτά εµφανίζονται σε ήδη υπάρχοντα γονίδια µέσω της διαδικασίας αλλαγής πλαισίου ανάγνωσης (ORF). Σε κάποια βακτήρια έχουν εντοπισθεί κρυφά γονίδια µέσα σε ήδη υπάρχοντα γονίδια. B K F Α C D J 09/04/

12 Συνήθης στερεοδιάταξη του DNA in vivo είναι η Β. Kάτω από υψηλό αλάτι και σε αλληλουχίες εναλλασσοµένων πουρινών και πυριµιδινών εµφανίζεται η Ζ-µορφή, αριστερόστροφη, 12 bp/ στροφή, λιγότερο ελικωµένο απο το Β, ένα µόνο αυλάκι. 09/04/

13 Χαρακτηριστικά Α Β Ζ 25.5 Å 23.7 Å 18.4 Å Δεξιόστροφη Δεξιόστροφη Αριστερόστροφη Å 33.2 Å 45.6 Å Μεγάλη αύλακα Βαθειά/πολύ στενή Ενδιάµεσου βάθους/ευρεία Επίπεδη Μικρή αύλακα Ευρεία/ρηχή Ενδιάµεσου βάθους/στενή Πολύ βαθειά/ πολύ στενή Διάµετρος έλικας Φορά έλικας bp/στροφή Βήµα έλικας 09/04/

14 Τοπική αλληλουχία βάσεων, µε υψηλό ποσοστό ΑΤ υποβοηθά στην κάµψη του DNA, µε στόχο την χωροταξική σύγκλιση αλληλουχιών για ρυθµιστικούς λόγους των διαδικασιών της αντιγραφής, µεταγραφής και ρύθµισης του γονιδιώµατος 09/04/

15 Το DNA είναι χηµικά πολύ σταθερό. Θερµοκρασία: ->100 0 C ph: ακραίες τιµές <2 και >12 Το DNA απορροφά στα 260 nm: dsdna ~ +30% ssdna Υπερχρωµικότητα λόγω διατάραξης των στοιβάδων των βάσεων που απορροφούν ενέργεια = UV. 09/04/

16 09/04/

17 09/04/

18 Από τι εξαρτάται; GC%, Buffer, ιοντική ισχύ, GCεπαναλαµβανόµενες ακολουθίες κλπ. Σε τι χρησιµεύει; Πειράµατα υβριδισµού, PCR, γενετική µηχανική κλπ. Ποιά είναι η φυσιολογική σηµασία; Γενετική διαγνωστική, δοµικές αλλαγές του DNA: κάµψη, άνοιγµα κλπ. 09/04/

19 Οι αποδιαταγµένες αλυσίδες DNA µπορούν να επαναδιαταχθούν και να σχηµατίσουν τη δίκλωνη µορφή. 09/04/