03 nukleinske kiseline

Nukleinske kiseline

• Postoje dva osnovna tipa nukleinskih kiselina

• Dezoksiribonukleinska kiselina (DNK) i

• Ribonukleinska kiselina (RNK).

Nukleinske kiseline• Prvi put su otkrivene u jedru celije

(nucleus) odatle i naziv nukleinske kiseline

• To su makromolekuli koji cuvaju i prenose geneticke informacije

Nukleotidi

• Izgradjene su od nukleotida (monomeri)

• Nukleotidi se sastoje od 3 komponente:– Pentoznog secera– Fosforne grupe– Azotne baze

Azotne baze• Molekul secera i

fosforna grupa su uvek isti, azotne baze su promenljiv deo nukleotida

• Postoje dve vrste azotnih baza:– Purinske, veci molekuli

(adenin i guanin)– Pirimidinske, manji

molekuli (citozin, timin I uracil)

• Timin se nalazi samo u DNK, a uracil samo u RNK

• Pored ove razlike nukleotidi DNK i RNK razlikuju se i po seceru koji ulazi u njihov sastav. DNK izgradjuje secer dezoksiriboza a RNK riboza.

uracil

DNK nukleotid RNK nukleotid

Fosfatna grupa Fosfatna grupa

Dezoksiriboza* Riboza*

Adenin Adenin

Guanin Guanin

Citozin Citozin

Timin* Uracil*

timin

Nukleozid

• Jedinjenje koje nastaje od azotne baze i šećera pentoze naziva se nukleozid.

• Kada se za nukleozid veže fosfatna grupa onda nastaje nukleotid. Nukleotidi su međusobno povezani gradeći polinukleotidni lanac.

Nukleotidi

• Nukleotidi su medjusobno povezani gradeci polinukleotidni lanac

• Povezani su fosfodiestraskim vezama koje se formiraju izmedju fosfatne grupe jednog nukleotida i secera drugog nukleotida

• Vrsta i redosled nukleotida DNK predstavlja njenu primarnu strukturu i specifičan je za svaku vrstu.

• http://www.johnkyrk.com/DNAanatomy.html

DNK

• Molekuli RNK sastoje se od jednog polinukleotidnog lanca dok se molekuli DNK sastoje iz dva lanca koji su medjusobno spiralno uvijena i grade dupli helix (duplu zavojnicu)

DNK• Dvostruka zavojnica

nastaje zahvaljujuci vodonicnim vezama koje se uspostavljaju izmedju purinskih I pirimidinskih baza I to uvek izmedju adenina I timina (AT parovi) I guanina I citozina (GC parovi).

• Izmedju AT parova uspostavlja je dvostuka a izmedju GC trostruka veza

• Svaki obrtaj spirale na 10 nukleotida

DNK

• Znaci, ako u jednom lancu imamo redosled nukleotida GTCACTG u drugom ce biti CAGTGAC

• Zato kazemo da su dva lanca DNK komplementarna

• Bitno zbog preciznog prepisivanja koda tokom replikacije

Denaturacija DNK• Remeti se sekundarna struktura DNK raskidanjem

vodonicnih veza usled ekstremnih uslova sredine (visoke T, radijacija…)

• Dolazi do raspliranja molekula DNK i gubitka funkcije• Pod odgovarajućim uslovima može doći do

renaturacije• Procesi denaturacije i renaturacije odigravaju se i u

ćeliji pod kontrolisanim uslovima i u ograničenom obimu.

• Kada se u rastvoru nađu dva polinukleotidna lanca koji imaju komplementarne redoslede nukleotida, nagradiće se hibridni dvolančani molekul

• Kod eukariota organizacija DNK molekula je nešto komplikovanija. DNK molekul je veoma dugačak, u proseku do 2.5 metara. Ta dužina molekula mora da stane u ćelije koje su jako malo i ne mogu da se vide golim okom. Tako da ćelija mora da veoma kompaktno spakuje DNK molekul, kako bi stao u tako sićušan prostor.

• Način na koji je ovo moguće je zahvaljujući proteinima koji se zovu histoni

Replikacija DNK

• Tokom celijske deobe, lanci DNK se razdvajaju i svaki sluzi kao matrica za nastanak kopija novog naspramnog lanca

• Ovaj proces naziva se replikacija DNK

Funkcija DNK• Na DNK se nalaze sifre sa svim

upustvima za pravilno funkcionisanje celija

• Upustva se nalaze u obliku gena a njih cini specifican redosled nukleotida koji odredjuje redosled aminokiselina u jednom proteinu

• Triplet nukleotida (3 nukleotida) na DNK predstavlja kod za 1 aminokiselinu u proteinu

Cemu onda sluzi RNK?• Proteini se sintetisu u

citoplazmi na ribozomima• DNK se nalazi u jedru• Geneticka informacija za

sitezu proteina se sa DNK prenosi u citoplazmu posredstvom jedne vrste RNK-informacione RNK (iRNK)

• iRNK nastaje u procesu transkripcije gde se svaki gen sa DNK prepisuje na RNK

RNK

• Postoje tri vrste RNK• Informaciona RNK (iRNK ili mRNK), prepisuje

sifru sa DNK i prenosi je u citoplazmu• Ribozomalna RNK (rRNK) spaja ribozomalne

subjedinice i tako ucestvuje u stvaranju polipeptidnog lanca

• Transportna RNK (tRNK), kratka je I izuvijana-ima oblik deteline, transportuje aminokiseline do iRNK u citolazmi na ribozomima

Translacija

• Proces tokom koga se sintetisu proteini koji sledi prosle tanskripcije

• Na osnovu strukture DNK sintetisu se RNK molekuli a prema njenoj strukturi proteini

• DNK RNK Proteini

Adenozin trifosfat (ATP)

• Neki nukleotidi se javljaju i u slobodnom stanju u citoplazmi i Imaju izuzetno vaznu ulogu u metabolickim procesima jer su nosioci energije

ATP• Veze izmedju fosfatnih grupa u ATPu se mogu razgraditi

procesom hidrolize• Kad se odvoji jedna fosfatna grupa ostaje ADP

(adenozindifosfat), a ako ostane bez dve fosfatne grupe ostace AMP (adenozin monofosfat)

• Ove tri fosfatne grupe su negativno naelektrisane i medjusobno se snazno odbijaju, lako raskidaju pri cemu se oslobadja velika kolicina energije 31 kJ/mol in vitro

ATP• Fosfatna grupa koja se oslobodila iz ATP-a ili

ADP-a, je bogata energijom i vezujući se za neko jedinjenje ona i njega obogaćuje energijom (proces se naziva fosorilacija)

Vitamini

VITAMINI (lat.vita=život)

LIPOSOLUBILNI: A, D, E, K, se deponuju u organima i masnom tkivu

Vitamin A, retinol neophodan za vid i rast, antioksidant prisutan kao provitamin -β karoten- u biljnoj hrani

noćno slepilo, slepilo, ljuspanje kože Izvor: šargarepa, riblje ulje, spanac, dzigerica Vitamin D ima ulogu u metabolizmu Ca2+-stvaranje kostiju

Izvor: dzigerica, zumance, riblje ulje, mlecni proizvodi

Vitamin E, tokoferol neophodan za razvoj i funkcionisanje gonada, antioksidantIzvor: biljna ulja, zitarice, riba, meso

Vitamin K neophodan za proces koagulacije krvi, tj. sintezu protrombina u jetriIzvor: zeleno povrce

HIDROSOLUBILNI: B, F, H, C se eliminišu urinom

Vitamin B1, tiamin koenzim kokarboksilaze, neophodan za dekarboksilaciju piruvata i početak Krebsovog ciklusa; 1.5mg/24h neophodan za funkcionisanje nervnog i mišićnog sistema beri-beri (poremećaj perifernog NS), edemi, srčana insuficijencija

aktivatori enzima

Vitamin B2, riboflavin neophodan za sintezu FAD, FMN; prostetične grupe ksantin oksidaze, Cyt reduktaze, oksidaza aminokiselina; 1,8mg/24h rast, dermatitis, paraliza zbog degeneracije mijelina Vitamin B3, niacin, nikotinska kiselina u sastavu NAD i NADP; 20mg/24h pelagra, anoreksija, lezije kože i GIT-a, dijarea

Vitamin B5, pantoten u sastavu CoA, aktivira metaboličke procese, bitan za sintezu acetilholina, neurotransmisiju; 5-10mg/24h umor, poremećaj sna, oslabljena koordinacija

Vitamin B6, piridoksin koenzim transaminaza aminokiselina; 2mg/24h iritabilnost, konvulzije, mišićne trzavice, kamen u bubregu, Vitamin B12, kobalamin koenzim neophodan za transaminacije, transmetilacije; eritropoezu; 3g/24h

Vitamin F, folacin neophodan za sintezu nukleinskih kiselina, replikaciju gena, stvaranje novih ćelija; 0.4mg/24h anemija, poremećaji GIT-a, dijarea

Vitamin H, biotin neophodan za aktivnost ezima koji učestvuju u metabolizmu AK, nukleotida..

Vitamin C, askorbat aktivira pro-hidroksilazu OH-Pro kolagen; antioksidant; 100mg/24h skorbut

VITAMINI (lat.vita=život)

VITAMINI (lat.vita=život)

sa adeninom i pentozom formira koenzim NAD,

akceptor H+

dehidrogenazapirogrožđane

CoA, transfer acetil gupe

B3

B3

B3

B3

transaminacijaaminokiselina

nosač formil i hidroksilmetil grupe,sinteza baza

transaminacije,koenzim u redukciji

ribonukleotida

sinteza FAD, FMNtransport elektrona

• http://www.zivotinjsko-carstvo.com/bioskolos/biologija%20celije.php

• http://www.dna-fingerprinting.org/Dna-Solutions/Dna-Pictures/Rna-Pictures