Nukleinske kisline
Nukleinske kisline vloga pri shranjevanju, prenašanju in izražanju genetske informacije: DNA RNA proteini zgradba in delovanje celice 2 osnovni vrsti nukleinskih kislin: deoksiribonukleinska kislina (DNA) v kromosomih v celičnem jedru, pa tudi v mitohondrijih in kloroplastih ribonukleinska kislina (RNA); 3 vrste: ribosomska informacijska prenašalna
Nukleotidi Osnovna strukturna formula nukleotida 3 enote: dušikova baza (purinska ali pirimidinska) 2. aldopentoza (riboza ali 2 deoksiriboza) 3. 1, 2 ali 3 fosfatne skupine 1.
Sestava nukleotidov aldopentozi v RNA in DNA: vse dušikove baze v DNA in RNA izhajajo iz purina in pirimidina purin pirimidin
Osnovne baze v RNA in DNA Baze v RNA: adenin (A) gvanin (G) purini citozin (C) uracil (U) Baze v DNA: adenin (A) gvanin (G) citozin (C) timin (T) pirimidini
Manj pogoste baze
Nukleozidi iz purinske ali pirimidinske baze, ki je povezana z ogljikovim hidratom z N glikozidno vezjo (kovalentna vez)
Poimenovanje nukleozidov in nukleotidov v DNA in RNA Nukleotidi: v molekuli še fosfatna skupina, esterska vez na ribozo oz. deoksiribozo
Nukleozidi mnoge sintetične nukleozide uporabljajo za zdravljenje raka, AIDSa itd.
Najpomembnejši mononukleotidi adenozin 5 monofosfat (AMP) adenozin 5 difosfat (ADP) adenozin 5 trifosfat (ATP) Prenos energije: ATP + H2O ADP + Pi + energija Pi... (HPO4)2
Nukleotidi Številne različne biološke vloge: Biosinteza proteinov, NK uridintrifosfat (UTP) citidintrifosfat (CTP) Regulacijska kaskada Celično signaliziranje: gvanozintrifosfat (GTP) ciklični AMP ciklični GMP UTP CTP
Številni koencimi in povezane spojine so derivati AMP NAD... nikotinamidadenindinukleotid FAD...flavinadenindinukleotid CoA...koencim A
Nukleinske kisline povezava nukleotidov s fosfodiestersko povezavo: med 3 C enega in 5 C drugega nukleotida
Zapisovanje nukleinskih kislin navpična črta = sladkor črka = baza
DNA približno 1 % suhe mase celice naravna DNA: veliko število nukleotidov
Dvojna vijačnica DNA sekundarna struktura dvojna vijačnica prevladujoča in vivo antiparalelni verigi Watson in Crick, 1953
Vodikove vezi med pari komplementarnih baz pari: adenin timin (A T), gvanin citozin (G C)
Struktura DNA β - veriga α - veriga
Poenostavljena shema podvojevanja dvojne vijačnice DNA vsaka veriga služi kot matrica za izdelavo komplementarne hčerinske verige
Terciarna struktura DNA 1. linearna DNA 2. krožna DNA 1. 2. sproščena dodatno zvita (ni tako stabilna, a zavzame manj prostora v celici) možna denaturacija (segrevanje na 85-90 C, kisline, baze, organska topila) in renaturacija DNA
RNA približno 5 10 % suhe mase celice 1. informacijska RNA (mrna) prenos sporočila za sintezo proteina od jedrne DNA do ribosomov, sinteza v jedru 2. prenašalna RNA (trna) poveže se z AK in jo prinese na mesto sinteze proteina, majhne molekule 3. ribosomska RNA (rrna) v ribosomih, sinteza proteinov S...Svedberg, sedimentacijski količnik, ki je običajno sorazmeren z velikostjo molekule
Struktura RNA Razlike z DNA v primarni strukturi: riboza bolj občutljiva na hidrolizo uracil (ni timina) Razlike v sekundarni in terciarni strukturi: enoverižna več različnih strukturnih elementov
Struktura trna trna za prenos Phe najmanjše vsaka AK ima najmanj eno ustrezno trna 74 93 nukleotidov več nenavadnih baz (kemijsko modificirane) sekundarna struktura oblika deteljice m1g...metilgvanozin m2g...dimetilgvanozin I...inozin m1i metilinozin ψ...psevdouridin
Struktura rrna več vrst strukturnih elementov veliko obsežnih področij dvojne vijačnice 3 prokariontske rrna: 5 S, 16 S in 23 S
Ribocimi katalitična RNA (odkrita 1981, 1989 Nobelova nagrada) ribonukleaza P (RNaza P): iz neaktivne pekurzorske molekule trna s hidrolitičnim razcepom fosfodiestrske vezi nastane običajna trna
Ribocimi samoizrezujoči introni RNA vloga: zorenje RNA
Ribocimi reakcije, ki jih lahko katalizira RNA: cepitev in spajanje oligonukleotidnih substratov cepitev fosfodiestrskih vezi v DNA cepitev RNA na določenih mestih v sekvenci hidroliza estrov nastanek peptidnih vezi med AK kinetične značilnosti podobne kot pri proteinskih katalizatorjih vedno večja vloga v biokemiji, medicini
Kompleksi med NK in proteini nadmolekulski kompleksi kompleksna struktura, določena biokemijska vloga virusi: iz NK (DNA ali RNA) in beljakovinskih podenot povprečna velikost: 100 nm bakteriofagi (fagi): specifični za bakterije, običajno DNA virusi rastlinski virusi: npr. TMV (virus mozaika tobakovca) je RNA virus živalski virusi: lahko zelo patogeni; retrovirusi: v gostitelju svojo RNA prepišejo v DNA
Virusi HIV (virus človeške imunske pomanjkljivosti), povzroča AIDS (sindrom pridobljene imunske pomanjkljivosti)
Kromosomi funkcionalne enote v jedru evkariontskih celic, kjer je spravljena DNA; različno število (človek 46) zvitki DNA in proteinov (histoni in nehistonski kromosomski proteini): npr. človek 2 m DNA v jedru premera 5 µm kromatin: nukleoproteinski kompleks nukleosomi: histoni oviti z DNA (človek: vsak kromosom cca 106 nukleosomov) nukleosomi zviti v kromatinska vlakna, ta pa naprej v kromatide