Nukleové kyseliny
Kde se NK vyskytují?
Struktura
Nukleotid NH2 N
N
O -
O P O
O
N
báze
N
OH OH
Zbytek kyseliny fosforečné
Cukerná složka
O H
OH
H
OH
H
OH
OH
HO
O
OH
OH
OH
ribosa
β-D-ribofuranosa
O H
H
H
OH
H
OH
HO
OH O
OH
OH
deoxyribosa
2-deoxy-β-D-ribofuranosa
O
Báze
NH NH
O
O
uracil
N
NH2
N
N
N NH
N
N O
N
N H
NH
NH
N
NH2
guanin NH2
cytosin
N
N
O
NH
N
NH NH
O
thymin
adenin
RNA
DNA
thymin
cytosin
uracil
guanin
adenin
O -
HO P O
Zbytek kyseliny fosforečné Esterová vazba
NH2
Esterová vazba
N
N
O N
N
O
O P O HO
HO
-
O HO P O
CH2
OH O
OH OH OH
OH
Význam nukleotidů • Kofaktory enzymů – NAD(P)+ • Stavební kameny NA • Makroergické sloučeniny – ATP, ADP ... NH2 N
N O
O
O
-
O P O P O P O O
-
O
-
O
N
N
-
CH2
O
OH OH
Nukleotid/nukleosid esterová vazba N
O -
O P O
NH2
N O
NH2 N
N N
HO
N O
N N
OH OH
OH
glykosidická vazba
OH
OH
glykosidická vazba
O NH N
5´konec
O -
O
P
N
O
NH2
N
Polynukleotid
O
-
O
NH2
O -
O
N O
P
N
O
O
O H2N
Fosfodiesterová Vazba vznik mezi fosfátovou a hydroxylovou skupinou
N
O -
O
P
N O
N
N
O
O O
O -
O
P O
O N
O
O
3´konec
CH3
NH
OH
DNA = Deoxyribonukleová kyselina
Primární struktura
O NH
A
N O -
O
P
N
N
O
NH2
• Báze – adenin(A),cytosin(C), guanin(G), thymin(T) • Cukerná složka – 2deoxyribosa • Zbytek kyseliny fosforečné
O
OH NH2
O -
O
C
N O
P
N
O
O
O H2N N
O -
O
P
G
N O
N
N
O
O O
O -
O
P O
CH3
NH O N
O
O
O
T
A/T nebo C/G = konstantní = 1 • Erwin Chargaff (r. 1949) = v DNA je stejný počet adeninových a thyminových bází a stejný počet guaninových a cytosinových bází
Historie • James D. Watson a Francis H. Crick – 1953 – Přeložili strukturní model dvoušroubovice DNA – 1962 – Nobelova cena – F. Crick – další výzkum v oblasti proteosyntézy a genetického kódu
Sekundární struktura
3D model
Vodíkové můstky
T:A H N
O H3C
N H
P
O
N O
O
H
N O
N
N
O
O
P OH
OH
H
N
N H
O
O
OH
HO
P
O
N O
OH OH
H N
O N
N
O HO
G:C
N
N H H
O
N
O
O
OH
OH
OH
P
OH
OH
Celková délka molekul DNA v jedné lidské buňce je 1 m! Jak se vejde do buňky která má rozměry cca 10 m?
Funkce DNA • Uchování genetické informace – je biochemicky zapsaná zpráva, umožňující živé buňce, resp. organismu, jenž ji obsahuje, realizaci určité vlastnosti (znaku)
• co to je gen – Součástí chromozomů, 1 lidský chromozom může obsahovat až 32000 genů, – 1 gen často reprezentuje 1 molekulu proteinu nebo molekulu RNA
Současnost •
GGATAGCATAGTAAACAAGTAAAATACTCATGGAGCAGGAAGAATAACATTTT AGCTATTAGTAAAAAGCATTTTGTTATACAACTTCTGAATAATTTTCTTTTAAAA TTATATTTATAAGGGCCTTTGTTTTTTGGTTAAATTTACAATATATGTTAGAAGA AATCTGATTAATTTTAT TTTTACTTCTTTTTGCAGCAGTAAGATTAAGAAAATT GTGCATTCAATTGTATCATCCTT TGCATTTGGGTATGTGAGACACAGAAAAC ACCATGTATTAAATATATCTGAGACTTGGCT GGGTGTGGTGGCTCACGCCTGTA ATCCCAGCACTCTGGGAGGCCGAGGCGGGCGGATCAC ATGAAGTCAGGAGTTC AAGACCAGCCTGGCTAACATGGTGAAACCCCATCTCTACTAAAAATACAAAAAT TAGCCAAGCATAATGGTGGGTGCCTGTAATCCCAGCTACTCAGGAGGCTGAGGC AGAAGAATCGCTTGAACCGAGGAGGCATAGGTTGCAGTGAGCTGAAATTGCAC CAT TGCACCTCAGCCTTGGTGACACAGCAAGACTCCATGTAAAAAAAAAAAAA AAATGAGTCT CATATATATCTATACATACATATATATATATATGAGACTTAATA CTTCAATGAGAAACACTGAAATAAAATAACAAAAAAGCATTTCCACTGTCCATC AGTTGCTAAGTAGCCATGTGCCCCATCTAATGTAATCTAATTTATCATGGAATTT TGGTTTAAGCTGGACATTAAGAATTGCAAATAAATGGCTTTTGCCTAAGATTAAT AGTAACATATTGTTTTTCTTCCATCTGCAAAA GTAACATTAATGAAAATCAAAT GTTAAAATTCTGTAATTATTAGTAAAGTGTTTTATTAG TACCTTATACATCTGGA ATTACTCTTTAATTCTGGAAACTATTTATTTAGACTACATAAG AGTAAGATTTCA TACTATATGATATAGATTTATGCAATATAATTGTTTCCTTTTGAATTA ATAATAT TTGAATTTGAGCTGCAAGTTTTTAAAAAAGTACTTCAAAGACTAATTCACCTTCA TAGATTAGGCAAATAGTCGAATCAATTTATGGAGAATGTATTTGGAATATGTAA CAGC AAGTGGCAGGAGGTACTTTAGAGTTCAAGACTCATGTGCCCATCACTCTG CTCGAAGCAC CCATAAAGATGAAATCATGGACTTGTTGAAAATGTCACTGATGA AAAATCTTGGTCTTTTAAGAGCTTATGTTACTCATGCTTTCATTTGGTTTTTATTA ATAAATTCTTTAGAATTATCCAGATTAATGAGGGTTTATTTTTTATGAGAAGTTG GTATAAACTTCTTATGAAATTCTCACATTTTAAGAAGAGTTTGTAAACAGACACA GGTGATTTTAATTCAGTTTTACTTTTTCTCTCTTGAGGTGTTGGTCTGATGTGTCT ACTATAAAAGGCCATGATAATATCTTCTGAAGTGGTTTGGTGAGAATTTTGTTTA TTAAGAACTGCTTCTATTGGGTGAAAACAGTGATTTTTCTGAGATTCTAAGGCAT TACAGTTTTTCCTGCCACTGGGCAGCTTAATACTAAATAATAACATTTTGGTACC TGATCAGTGGCTTAAATATAGTATAGCTATAGGGACAAATGCCCCTTTATCTTTG CATTTATTTATTTATTTATTTATTTATTTATTTATTTATTTATTTATTTATTTTAGA CTATTTGGAGTTTTCCTCGTCTTACTGGATGTCACTCTCGTCCTTGCCGACC TAATTTTCACTGACAGCAAACTTTATATTCCTTTGGAGTATCGTTCTATTTC TCTAGCTATTGCCTTATTTTTTCTCATGGATGTTCTTCTTCGAGTATTTGTA GAAGGGTAAGTTTGATTATTTTTATAATAAGAACCACTTTGGGAGGCTGAGGTG GGAGGATCCCAAGGTCAGGAGTTCGAG
• Kompletní sekvenace lidského genomu
Současnost Genové inženýrství – Úprava (modifikace), umělá syntéza a přenos částí DNA (genů)
GMO – Zlepšení vlastností organismů (odolnost vůči škůdcům, chorobám, větší výnosnost, nutriční hodnota, léčba chorob ….)
Syntéza DNA • DNA templát • nukleotidy • DNA polymerasa • helikasa
nově připojené nukleotidy
dvoušroubovice DNA
nově syntetizovaná DNA
helikasa DNA templát DNA polymerasa
PCR • Polymerázová řetězová reakce • Využití v kriminalistice, léčbě či k zjišťování (detekci) chorob • http://highered.mcgrawhill.com/olc/dl/120078/micro15.swf
RNA =ribonukleová kyselina
DNA nebo RNA? H2N
NH2 N
N
A
O HO
P
N
N
O
NH N O N
N
O
O
O
OH
P OH
NH2 O HO
P
OH
NH2
N
C
O N
O
O
O N
O
O
O
P
N
O N
O
NH
NH
OH
G
NH2
N
H2N
O
N
N O
P
H3C
OH N O
O
OH
O
U
T
O
NH
NH
O
O
P O
O O
HO
O
N
O
O
P O
O
O O
HO
O
N
O N
O O
O
P O
OH
OH
OH
OH
Druhy a funkce RNA • mRNA – mediátorová („messenger“) RNA – zprostředkovává přenos genetické informace z DNA na bílkoviny
• tRNA – transferová RNA – zajišťuje přenos aminokyselin na místo syntézy bílkovin
• rRNA – ribosomová ribonukleová kyselina – je stavební složkou ribosomů, na kterých se uskutečňuje syntéza bílkovin
Jádro (přepis DNA do jednovláknové mRNA)
mRNA
mRNA Dvouvláknové DNA
ribozómy
rRNA Ribosom
malá podjednotka
velká podjednotka
V cytoplasmě naváže AMK a přenáší je na ribozóm
tRNA Místo, kde se váže AMK
Otevřít 3D model
tRNA
Přehrát
rRNA
mRNA
