a) Primární struktura NK NUKLEOTIDY Monomerem NK jsou nukleotidy

1

Nukleové kyseliny – Nukleové kyseliny (NK) sice tvoří malé procento hmotnosti buňky – ale významem v kódování genetické informace a její expresí zcela nezbytným typem biopolymeru všech živých soustav a) Primární struktura NK – Monomerem NK jsou nukleotidy Nukleotidy se kovalentně spojují navzájem v polynukleotidový řetězec (vlákno, pentlici). Zastoupení různých nukleotidů a jejich sekvenci v polynukleotidovém řetězci nazýváme primární strukturou.

NUKLEOTIDY Každý nukleotid je tvořen spojením organické dusíkaté zásady (baze), cukru (pentózy) a kyseliny fosforečné. Nukleotid, od kterého se odštěpila kys. fosforečná – označujeme jako nukleosid

PDF vytvořeno zkušební verzí pdfFactory www.fineprint.cz

2

Kyselina fosforečná – váže se estericky na třetí nebo pátý atom pentózy – určuje kyselý charakter molekuly

Pentózy – dvou typů: ribóza (v ribonukleotidech) deoxyribóza (v deoxyribonukleotidech) Podle toho rozlišujeme dva druhy NK: • Ribonukleové (RNA) • Deoxyribonukleové (DNA)


3

Dusíkaté baze – váží se s pentózou glykozidovou vazbou – dvou typů: purinové a pyrimidinové

Puriny: nejčastěji adenin (6-aminopurin) a guanin (2amino-6-oxopurin)

Pyrimidiny: nejčastěji cytozin (6-amino-2-oxopyrimidin), tymin (2,6-dioxo-5-metylpyrimidin) a uracil (2,6dioxopyrimidin) RNA - obsahuje vždy adenin (A), guanin (G), cytozin (C) a uracil (U) DNA - adenin (A), guanin (G), cytozin (C) a tymin (T)


4

Oba typy NK vždy obsahují dvě purinové a dvě pyrimidinové baze

V některých NK lze nalézt v malém počtu i baze jiné, tzv. minoritní baze – metylované deriváty jako 5-metylcytozin, 1-metylcytozin, 5-hydroxymetylcytozin, 2-metyladenin, 1metylguanin, 1-metyluracil, 4.5-hydroxyuracil a hypoxantin (6-oxopurin). Vyskytují se především v transferové RNA (tRNA) a některé z nich i u bakteriofágů.


5

STRUKTURA POLYNUKLEOTIDOVÉHO ŘETĚZCE Jednotlivé nukleotidy jsou v polynukleotidovém řetězci vázány esterickou vazbou mezi fosfátovou skupinou jednoho nukleotidu (vázanou na 3. uhlík pentózy) a pátým uhlíkem pentózy druhého nukleotidu.


6

V ose polynukleotidového řetězce se střídají kyselina fosforečná a pentóza, baze odstupují do strany. Polynukleotidový řetězec – polarizován: – na jednom (5´) konci je fosfátová skupina – na druhém (3´) je pentóza s volnou OH skupinou Pro jednotlivé druhy NK je charakteristický: – celkový počet pospojovaných nukleotidů – vzájemný poměr 4 různých nukleotidů – a jejich sekvence Různé druhy NK lišících se počtem bazí lze separovat na základě jejich rozdílů v sedimentačních rychlostech. Frakce označovány podle sedimentačních konstant ve Svedbergových jednotkách (S). Př. 70S RNA m.h. ∼ 4x106 počet nukleotidů asi 6 000


7

PRIMÁRNÍ STRUKTURA RNA Molekuly RNA - tvořeny jedním polynukleotidovým řetězcem ribonukleotidů s bazemi C, G, A, U • Molekulová hmotnost různých RNA dána počtem nukleotidů (m.h. ∼103-105) • Různé RNA se liší i sekvencí bazí (teoreticky možný

počet různých sekvencí je 4n, kde n je počet nukleotidů v molekule). Do objevu specifických endonukleáz

(restrikčních enzymů, štěpících v místech určitých sekvencí) bylo určení sekvence bazí (sekvenování) velmi obtížné.

Podle funkce, které RNA v buňkách zastávají, rozlišovány 3 kategorie RNA: - transferová RNA (tRNA) – m.h. ∼26 000 (asi 80 nukleotidů) - ribozomální RNA (rRNA) – m.h. ∼60 000-120 000 - mediátorová (mRNA) - m.h. ∼100 000-500 000 (dříve též označení messenger RNA, informační RNA)


8

PRIMÁRNÍ STRUKTURA DNA Molekuly DNA – jsou tvořeny zpravidla dvěma polynukleotidovými řetězci deoxyribonukleotidů s bazemi C, G, A, T

• Řetězce probíhají vedle sebe (dvouvláknová, dvoupentlicová molekula) – navzájem spojeny vodíkovými můstky mezi bazemi • Výjimečně (u některých virů – „DNA virů“)

DNA tvořena pouze jedním řetězcem (jednovláknová DNA, ssDNA) • U dvouřetězcové DNA (dsDNA) oba řetězce probíhají protiběžně, antiparalelně (na jednom konci molekuly je 3´ konec jednoho a 5´ konec druhého řetězce, na druhém konci je to opačně. Sekvence nukleotidů je v obou řetězcích na sobě závislá • V jednom řetězci v místě, kde leží cytozin, je ve druhém guanin, obdobně oproti tyminu je vždy situován adenin, a naopak – označováno jako komplementarita (párování) bazí (podmíněno sterickou strukturou molekul purinu a pyrimidinu) • Protilehlé baze jsou spolu vázány vodíkovými můstky


9

Z principu párování bazí vyplývá, že zastoupení adeninu a tyminu musí být stejné (A = T) a stejně cytozinu a guaninu (C = G) Poměrné zastoupení bazí v molekule DNA vyjadřováno poměrem A+T/C+G. Tento poměr je pro daný druh DNA vždy konstantní a je její důležitou charakteristikou.


10

Při popisu sekvence nukleotidů s různými bazemi vyjadřujeme sled jednotlivých párů bazí (ozn. jako sekvenci bazí) Nukleotidové sekvence v molekulách NK představují jistou informaci, kterou molekula nese, a proto pro funkci dané DNA (či RNA) je rozhodující.

KRUŽNICOVÁ DNA Některé druhy DNA nevytvářejí lineární molekuly (s volnými konci), ale oba konce jsou navzájem kovalentně spojeny – kružnicové (cirkulární) DNA Cirkulární je DNA některých virů, plazmidů, prokaryontních genoforů „chromozomů“, „chromozomů“ mitochondrií a chloroplastů


a) Primární struktura NK NUKLEOTIDY Monomerem NK jsou nukleotidy

Recommend Documents