BiochémiaBiochémia Nukleových Nukleových kyselínkyselín II

DNA, RNA, interakcia NK s proteínmiDNA, RNA, interakcia NK s proteínmiP2P2

Peter Javorský Peter Javorský javorskyjavorsky@@saskesaske..sksk

http://www2.http://www2.saskesaske..sksk//javorskyjavorsky

Ústav fyziológie hospodárskych zvierat SAV, KošiceÚstav fyziológie hospodárskych zvierat SAV, Košice

information flows from information flows from DNA to RNA to PROTEINDNA to RNA to PROTEIN

Centrálna dogma Centrálna dogma molekulárnej biológiemolekulárnej biológie

ŠŠtruktúra truktúra DNA DNA a RNAa RNA

chemické zloženiechemické zloženie DNADNA a RNAa RNA

chemické väzby spájajúcechemické väzby spájajúce cukorcukor--fosfátovúfosfátovú kostrukostru

rozdiel medzirozdiel medzi 3’ 3’ koncomkoncom a 5’ a 5’ koncomkoncom

chemické väzby pripájajúcechemické väzby pripájajúce cukor k bázamcukor k bázam

štruktúruštruktúru DNADNA a RNAa RNA

TThere are four bases in DNA here are four bases in DNA • adenine (A)• adenine (A) • thymine (T) • thymine (T) • guanine (G)• guanine (G) • cytosine (C)• cytosine (C)

NN

N N

H

H

NH2

H

NN

N N

H

H

O

NH2

H

N

N

O

H

H3C

H

O

H

N

N

NH2

H

H

H

OGG

AA

CC

TT

purinepurine pyrimidinepyrimidine

Thymine is replaced by Thymine is replaced by uuracilracil (U) in RNA(U) in RNA• adenine (A)• adenine (A) • thymine (T) • • thymine (T) • uraciluracil (U)(U)• guanine (G)• guanine (G) • cytosine (C)• cytosine (C)

NN

N N

H

H

NH2

H

NN

N N

H

H

O

NH2

HN

N

NH2

H

H

H

OGG

AA

CC

UU

purinepurine pyrimidinepyrimidine

11

99

99

RNA a DNA RNA a DNA obsahujúobsahujú podobnépodobné cukrycukry

RNARNA DNADNADDNNAA

BázyBázy DNA/RNA DNA/RNA ((PuPuN9, N9, PyPyN1N1) s) sú ú naviazané na Cnaviazané na C1 1 uhlík cukruuhlík cukru

nunukkleoleozidzid adenoadenozínzín

99

11

33

55

NuNukkleotidleotidy súy sú fosfátfosfát--obsahujúceobsahujúce nunukkleoleozidyzidy

Nukleotid Nukleotid sasa skladáskladá: z : z monosacharidumonosacharidu (pentóza, 2(pentóza, 2--deoxydeoxy--ββ--DD--ribózaribózaaleboalebo ββ--DD--ribózaribóza), z H), z H33POPO44, z, z purínovejpurínovej ((adenínadenín--adeade, , guanínguanín--guagua) ) aleboalebopyrimidnovejpyrimidnovej ((cytozíncytozín--cytcyt, , tymíntymín--thythy, , uraciluracil--uraura) ) bázybázy..

deoxyribonukleotidydeoxyribonukleotidy

deoxyribonukleozidydeoxyribonukleozidy

2222

55

55

11 11

99 11

ŠŠtruktúra ntruktúra nuukkleotidleotiduu -- ATPATP

NuNukleotidykleotidy obsahujú:obsahujú:

BBázyázy –– ACGTUACGTU

CukorCukor –– r vs dr vs d

Fosfáty Fosfáty –– ααßßγγαα

KonformáciaKonformácia nukleozidovnukleozidov

PseudorotáciaPseudorotáciaribofuranózovéhoribofuranózového

kruhukruhu

KonformáciaKonformácia glykozidglykozidickejickej väzbyväzbyu u purínovýchpurínových a a pyrimidínovýchpyrimidínových nukleonukleozidovzidov

CC2´ 2´ --endoendo

CC2´ 2´ --endoendo CC3´ 3´ --endoendo

CC3´ 3´ --endoendo

NuNukleovékleové kyseliny sú polyméry cukrovkyseliny sú polyméry cukrov aabázbáz spojených spojených fosfofosfodiesterdiesterovouovou väzbouväzbou

Primárna štruktúra Primárna štruktúra DNADNA

FosfoFosfodiesterdiesterovéové väzbyväzby medzimedzi 3’ a 5’ 3’ a 5’

popolohamilohami spájajú cukry spájajú cukry v v DNADNA ((RNA)RNA)

PolynuPolynukkleotidleotidyy

•• NuNukkleotidleotidyy sa spájajúsa spájajúfosfofosfodiesterdiesterovýmiovými väzbamiväzbami

•• cukorcukor--fosfátová kostrafosfátová kostra

•• smerovanie väzbysmerovanie väzby–– 5’ 5’ fosfátfosfát–– 3’ hydroxyl3’ hydroxyl

•• oligonuoligonukkleotidleotidyy–– malémalé (10(10--100 100 ntnt))

Bázy vBázy v DNA DNA obsahujúobsahujúaakckceptoreptoryy a donora donory vodíkových väzieby vodíkových väzieb

NN

N N

H

H

NH2

H

NN

N N

H

H

O

NH2

H

N

N

O

H

H3C

H

O

H

N

N

NH2

H

H

H

OGG

AA

CC

TT

AT bAT bázovéázové ppáryáry majúmajú dvedve vodíkové väzbyvodíkové väzbyGC bGC bázovéázové ppáryáry majúmajú tri vodíkové väzbytri vodíkové väzby

NN

N N

H

H

NH2

H

NN

N N

H

H

O

NH2

H

N

N

O

H

H3C

H

O

H

N

N

NH2

H

H

H

OGG

AA

CC

TT

Sekundárna štruktúra DNASekundárna štruktúra DNA

•• DNA DNA je dvojvláknováje dvojvláknová

•• vlákna súvlákna sú antiparalelantiparalelnéné

•• 2 H2 H--väzby medziväzby medzi ATAT

•• 3 H3 H--väzbyväzby medzimedzi GCGC

•• na rozrušenie GC párov je na rozrušenie GC párov je

potrebné viac energiepotrebné viac energie

•• bázy sú umiestnené v bázy sú umiestnené v

centcentrere závitnicezávitnice

KKomplementomplementárnaárna šštrutrukkttúraúra DNADNA

Complementary, with opposite strands following Complementary, with opposite strands following WatsonWatson--CrickCrick base pairing rules (Abase pairing rules (A--T; GT; G--C)C)

DNA:DNA, DNA:RNA, RNA:RNA, DNA:DNA, DNA:RNA, RNA:RNA, antiparalelnéantiparalelné reťazcereťazce, , komplementárnekomplementárne párovaniepárovanie, , cis cis konfiguráciakonfigurácia, , jednoreťazcovájednoreťazcová RNARNA--sekundárnasekundárna štruktúraštruktúra

ChargaffovéChargaffové pravidlápravidlá: stechiometrické množstvo A=T, G=C: stechiometrické množstvo A=T, G=C

VrtulovýVrtulový vzkrutvzkrut

VrtulovVrtulovýý vzkrutvzkrut jeje veličinaveličina, , ktoráktorá charakterizujecharakterizuje vzájomnúvzájomnú polohupolohubázbáz vv tom tom istomistom bázovombázovom párepáre, , bázovýbázový párpár sasa môžemôže posunúťposunúť vzhľadomvzhľadomnana osos ajaj horizontálnehorizontálne ((dxdx, , dydy), AT: 15), AT: 15--2525°° (A(A--NH NH ⎯⎯ TT--OC4), GC: 5OC4), GC: 5--1515°°

SusednéSusedné bázovébázové párypáry môžumôžu meniťmeniť svojusvoju polohupolohu vvzkrutomzkrutom

vv rovinerovine aleboalebo výkrutomvýkrutom (+, (+, --), ), zároveňzároveň sasa môžumôžu posunúťposunúť

oprotioproti sebesebe ajaj smeresmere dxdx, , dydy, , dzdz (+, (+, --))

Na Na výslednúvýslednú konformáciukonformáciu DNADNA molekulymolekuly majúmajú okremokrem

nukleotidovejnukleotidovej sekvenciesekvencie vplyvvplyv ajaj obsahobsah vodyvody ((hydrofóbnehydrofóbne

interakcieinterakcie) a ) a iónovaiónova silasila ((distribúciadistribúcia elektrickýchelektrických nábojovnábojov

vv jednotlivýchjednotlivých bázachbázach a va v bázovýchbázových párochpároch

KKonformácionformáciaa DNADNA

VätšíVätší žliabokžliabok: OC4 : OC4 PyrPyr, OC6 , OC6 PurPur, , šírkašírka 1,2 1,2 nmnm, reaktivita , reaktivita -- N7 G,A; N7 G,A; C6A, OC4T, OC6G, C4TC6A, OC4T, OC6G, C4T

Menší Menší žliabokžliabok: OC2 : OC2 PyrPyr, N9 , N9 PurPur, , šírkašírka 0,6nm, 0,6nm, schopnosťschopnosť tvoriťtvoriťväzbyväzby ss proteínmiproteínmi –– N3 A, GN3 A, G;; OC2 OC2 T,C a C2G. T,C a C2G. MenejMenej reaktívnyreaktívny..

0,6 nm1,2 nm

Základné Základné konformáciekonformácie DNADNAA, B (pravotočivé), Z (ľavotočivé) A, B (pravotočivé), Z (ľavotočivé)

DNADNA--B je stabilná pri vlhkosti 95%, DNAB je stabilná pri vlhkosti 95%, DNA--A pri A pri

75%. Dehydratáciou prechádza B forma na A 75%. Dehydratáciou prechádza B forma na A

DNA forma B je základná, vyskytuje sa vo DNA forma B je základná, vyskytuje sa vo

všetkých všetkých prokaryotickýchprokaryotických a a eukaryotickýcheukaryotických

bunkách a vo vírusoch bunkách a vo vírusoch

DNADNA--A sa vyskytuje vA sa vyskytuje v spórach bacilov, DNAspórach bacilov, DNA--Z Z

sa uplatňuje prisa uplatňuje pri rekombináciirekombinácii, pri regulácii , pri regulácii

génovej génovej expresieexpresie, interakcie DNA, interakcie DNA--DNA, DNADNA, DNA--

RNA, RNA, DNADNA--proteínproteín

A, BA, BZZ

FormFormy dvojitej závitnicey dvojitej závitnice

0.26 nm0.26 nm

2.8 nm2.8 nmMinorMinorgroovegroove

MajorMajorgroovegroove

C GA T

T AG C

C G

G CT A

A T

G CT A

A TC G

A T

G C

1.2 nm1.2 nm

A DNAA DNA

1 nm1 nm

MajorMajorgroovegroove

MinorMinorgroovegroove

A T

T AG C

C G

C G

G CT A

A T

G CT A

A TC G

0.34 nm0.34 nm

3.9 nm3.9 nm

B DNAB DNA

+34.7+34.7oo Rotation/BpRotation/Bp11 Bp/turn11 Bp/turn

-30.030.0oo Rotation/BpRotation/Bp

12 Bp/turn12 Bp/turn+34.6+34.6oo Rotation/BpRotation/Bp

10.4 Bp/turn10.4 Bp/turn

C GG C

G CC G

C G

G CG C

G CC G

G CC G

0.57 nm0.57 nm

6.8 nm

0.9 nm0.9 nm

Z DNAZ DNA

ĎĎalšie formyalšie formy DNADNACC -- DNA:DNA: ExistExistuje len za podmienok vysokej uje len za podmienok vysokej dehydratácie, dehydratácie, 9.3 9.3 bpbp//otáčkuotáčku, 0.19 nm , 0.19 nm priemer, priemer, naklonené bázynaklonené bázy

DD -- DNA:DNA: Objavuje sa v závitnici s chýbajúcim Objavuje sa v závitnici s chýbajúcim guanínomguanínom, , 8 8 bpbp//otáčkuotáčku

EE -- DNADNA: Podobne akoPodobne ako DD--DNA DNA s chýbajúcim s chýbajúcim guanguanínomínom, , 7.5 7.5 bpbp//otáčkuotáčku

PP-- DNA:DNA: Umelo napnutá Umelo napnutá DNA DNA s fosfátovými skupinami, s fosfátovými skupinami, ktoré sa nachádzajú vo vnútri dlhej tenkej molekuly a ktoré sa nachádzajú vo vnútri dlhej tenkej molekuly a bbázamiázami blízko k vonkajšiemu povrchu závitnice, blízko k vonkajšiemu povrchu závitnice, 2.62 2.62 bpbp//otáčkuotáčku

Terciárna štruktúra DNATerciárna štruktúra DNANadzávitnicaNadzávitnica--superhelixsuperhelix: : môžemôže sasa vytvoriťvytvoriť zz kruhovej (CCC) kruhovej (CCC) akoakoajaj z z lineárnejlineárnej DNA (DNA (nadzávitnicanadzávitnica, , selenoidnéselenoidné smyčky, relaxovaná smyčky, relaxovaná forma)forma)..

DNA pred DNA pred replikácioureplikáciou musí byť vo musí byť vo forme forme superhelixusuperhelixu, ale v procese , ale v procese replikáciereplikácie už nie.už nie. !SuperreťazenieSuperreťazenie má význam pre uloženie má význam pre uloženie

relatívne dlhej relatívne dlhej chromozomálnejchromozomálnej DNA (400x DNA (400x dlhšia ako bunka dlhšia ako bunka E. E. colicoli, je to prirodzená , je to prirodzená

forma DNAforma DNA). ).

Energia uložená v štruktúre Energia uložená v štruktúre superzávitnicesuperzávitnice sa využíva pri biologických sa využíva pri biologických dejoch ako sú: dejoch ako sú: replikáciareplikácia DNA, transkripcia a jej oprava.DNA, transkripcia a jej oprava.

DNA DNA uvoľnená z uvoľnená z lyzovanejlyzovanej baktériebaktérie

SupercoilingSupercoiling results from coiling results from coiling of the axis of the double helixof the axis of the double helix

Odvíjanie Odvíjanie dvojzávitnicedvojzávitnice

DNA BDNA B

StáčanieStáčaniedvojzávitnicedvojzávitnice

NajNajčastejšie častejšie vvyskytujúcayskytujúcaforma forma superhelixusuperhelixu v prírode v prírode

(DNA (DNA gyrázagyráza))

ArchaeaArchaea--termofilnétermofilné baktérie baktérie (reverzná (reverzná gyrázagyráza))

TopoizomerázyTopoizomerázysúsú enzýmyenzýmy, , ktoréktoré katalyzujúkatalyzujú zmenyzmeny vv celkovom čísle celkovom čísle vinutiavinutia (L) (L)

dsDNAdsDNA

TopoizomerázaTopoizomeráza I:I: premiestňuje jeden neporušený reťazec cez zlom premiestňuje jeden neporušený reťazec cez zlom v protiľahlom reťazci vv protiľahlom reťazci v dvojzávitnicidvojzávitnici (relaxácia DNA).(relaxácia DNA).

TopoizomerázaTopoizomeráza II:II: premiestňujepremiestňuje neporušenúneporušenú dsds DNA DNA cezcez zlomy v zlomy v obidvochobidvoch reťazcochreťazcoch protiľahlejprotiľahlej dvojzávitnicedvojzávitnice (DNA(DNA--gyrázagyráza, vznik , vznik superhelixusuperhelixu).).

TopoizomerázyTopoizomerázy môžumôžu relaxovaťrelaxovať kladnúkladnú ajaj zápornúzápornúnadzávitnicunadzávitnicu, , čočo je je veľmiveľmi dôležitédôležité pripri transkripciitranskripcii a a

replikáciireplikácii, , majúmajú vplyv vplyv ajaj na tvorbu na tvorbu uzlovuzlov a a katenanovkatenanov..

TopoizomerTopoizomeráázaza II

Premiestňuje jeden neporušený Premiestňuje jeden neporušený reťazec cez zlom v protiľahlom reťazec cez zlom v protiľahlom reťazci vreťazci v dvojzávitnicidvojzávitnici, čím ju , čím ju relaxuje. relaxuje.

……superhelixysuperhelixy v jednotlivých doménach v jednotlivých doménach chromozomálnejchromozomálnej DNA sa však vplyvom DNA sa však vplyvom tohto enzýmu relaxujú nezávisle…tohto enzýmu relaxujú nezávisle…

TopoizomerázaTopoizomeráza I je jednoduchý I je jednoduchý polypeptidpolypeptidnevyžadujúci pre svoju činnosť vysokú energiunevyžadujúci pre svoju činnosť vysokú energiu

TopoizomerázaTopoizomeráza IIIIPremiestňujePremiestňuje neporušenúneporušenú dsds DNA DNA cezcezzlomy v zlomy v obidvochobidvoch reťazcochreťazcoch protiľahlejprotiľahlejdvojzávitnicedvojzávitnice (DNA(DNA--gyrázagyráza).).

DNA DNA gyrázagyráza zavádza zavádza negatívny negatívny superhelixsuperhelix do DNA, do DNA,

vzniká pritom pravotočivá vzniká pritom pravotočivá nadzávitnicanadzávitnica, vyžaduje ATP , vyžaduje ATP

(baktérie(baktérie).).

OrganizáciaOrganizácia nukleotidovýchnukleotidových sekvenciísekvencií v DNA v DNA izolovaných izolovaných zozo živých živých sústavsústav

(jedinečné (jedinečné aleboalebo repetitívnerepetitívne--jadrájadrá eukaryotickýcheukaryotických organizmovorganizmov))

Tandemové Tandemové repetícierepetície:: opakujúopakujú sasa za sebou (5za sebou (5--10, 2010, 20--200 200 bpbp, , vv počtochpočtoch 106106--107, 107, vyskytujúvyskytujú sasa vv heterochromatínovejheterochromatínovej oblasti oblasti centromérycentroméry a do RNA a do RNA sasa neprepisujúneprepisujú).).

ObrátenéObrátené repetícierepetície:: opakujúopakujú sasa na na rovnakomrovnakom reťazcireťazci DNA DNA vv komplementárnejkomplementárnej podobepodobe a na a na komplementárnomkomplementárnom reťazcireťazcivv protismereprotismere5´......ATGC.....GCAT.....3´ 5´......ATGC.....GCAT.....3´ palindrómpalindróm 5´......5´......ATGCATGC/GCAT.....3´/GCAT.....3´3´......TACG.....CGTA.....5´ 3´.3´......TACG.....CGTA.....5´ 3´......TACG/.....TACG/CGTACGTA.....5´.....5´

Výskyt Výskyt obrátenýchobrátených repetíciírepetíciívedievedie kk tvorbe tvorbe vláseniekvláseniek a a

krížovýchkrížových štruktúrštruktúr

Zaujímavosťou je, že práve tieto stredovo symetrické repetitívneZaujímavosťou je, že práve tieto stredovo symetrické repetitívne a purína purín--pyrimidín alternujúce pyrimidín alternujúce sekvencie sa v živých systémoch často nachádzajú sekvencie sa v živých systémoch často nachádzajú hlavne hlavne v regulačných oblastiach DNA ako v regulačných oblastiach DNA ako sú: promótor, terminator a počiatok replikácie (ori).sú: promótor, terminator a počiatok replikácie (ori).

Priama Priama repetíciarepetícia:: opakuje opakuje sasa vv rovnakomrovnakom smeresmere na tom na tom istomistomreťazcireťazci

5´.....ATGC............ATGC.....3´5´.....ATGC............ATGC.....3´3´.....TACG............TACG.....5´3´.....TACG............TACG.....5´

DlháDlhá koncová koncová repetíciarepetícia (LTR (LTR sekvenciasekvencia):): nachádzanachádza sasa na na koncochkoncochtoho toho istéhoistého reťazcareťazca, , pričompričom ale konce LTR ale konce LTR sekvenciesekvencie súsú vovo vzťahuvzťahuobrátenýchobrátených repetíciírepetícií

5´5´--ATGC.....GCAT............................ATGC......GCATATGC.....GCAT............................ATGC......GCAT--3´3´3´3´--TACG.....CGTA............................TACG......GCATTACG.....CGTA............................TACG......GCAT--5´5´

Rozptýlené Rozptýlené repetícierepetície:: nachádzajúnachádzajú sasa na na rôznychrôznych miestachmiestachhaploidnéhohaploidného genómugenómu, , majúmajú charakter charakter transpozónovtranspozónov, , môžumôžu byť byť krátkekrátke (300 (300 bpbp) ) aleboalebo dlhédlhé (> 300bp).(> 300bp).

OrganizáciaOrganizácia nukleotidovýchnukleotidových sekvenciísekvencií v DNA v DNA izolovaných izolovaných zozo živých živých sústavsústav

(jedinečné (jedinečné aleboalebo repetitívnerepetitívne--jadrájadrá eukaryotickýcheukaryotických organizmovorganizmov))

DDNANA

dvojvláknovádvojvláknová

Dusíkové bázyDusíkové bázy = = adenadenínín, , ttymymínín, guan, guanínín, , cytocytozínzín

Je uložená v jadreJe uložená v jadre

obsahujeobsahuje deoxyribdeoxyribózuózu

RNARNA

jednovláknovájednovláknová

Dusíkové bázyDusíkové bázy = = adenadenínín, , uraciluracil, guan, guanínín, , cytocytozínzín

Tvorí sa v jadre, ale je Tvorí sa v jadre, ale je funkčná v cytoplazmefunkčná v cytoplazme

obsahujeobsahuje ribribózuózu

tRNA, rRNA, mRNA tRNA, rRNA, mRNA sa zúčastňujú na sa zúčastňujú na expresiiexpresii genetickéjgenetickéj informácieinformácie

••tRNAtRNA pripájajú špecifické aminokyseliny k pripájajú špecifické aminokyseliny k tripletomtripletom báz v báz v mRNAmRNA ((adaptorovéadaptorové molekuly)molekuly)

••rRNArRNA sú hlavné zložky rsú hlavné zložky riboibozómovzómov. . RiboRibozómyzómy uľahčujú uľahčujú interakciu správnych interakciu správnych aaaa--tRNA tRNA so špecifickým so špecifickým kodónomkodónom a a katalyzujúkatalyzujú pridanie AMK k rastúcemu pridanie AMK k rastúcemu peptidovémupeptidovému reťazcu reťazcu (syntéza proteínov)(syntéza proteínov)

••mRNAmRNA slúžia ako sprostredkovateľ medzi génmi a slúžia ako sprostredkovateľ medzi génmi a translačnoutranslačnou mašinérioumašinériou ((templátytempláty pre syntézu proteínov)pre syntézu proteínov)

RNARNA

RNARNA

malé jadrovémalé jadrové RNA (RNA (splicesomalsplicesomal RNA)RNA)

malé jadrovémalé jadrové RNA (ribosomal RNA processing)RNA (ribosomal RNA processing)

iinterferennterferenčnéčné RNA (gene silencing)RNA (gene silencing)

microRNAmicroRNA (translation regulation)(translation regulation)

vírusovévírusové RNA (code virus genome)RNA (code virus genome)

V porovnaní so V porovnaní so štrúkturamištrúkturami DDNA, NA, sú štruktúry RNA sú štruktúry RNA omnoho menej známeomnoho menej známe. . VäčšinaVäčšina RNA RNA je asociovaná s je asociovaná s

bielkovinami, ktoré im umožňujú zbaľovanie do bielkovinami, ktoré im umožňujú zbaľovanie do správnych štruktúrsprávnych štruktúr

Obecná charakteristika štruktúry Obecná charakteristika štruktúry ribonukleovýchribonukleových kyselínkyselín

PárovaniePárovanie bázbáz vv sekundárnejsekundárnej štruktúreštruktúre RNA a RNA a pripri interakciáchinterakciách medzimedzireťazcamireťazcami RNA: RNA: obrátenéobrátené WC WC -- GC, GC, obrátenéobrátené H H -- AC, AC, obrátenéobrátené kolísavé kolísavé

GU, AC, GU, AC, párovaniepárovanie AA, GG, AG, UCAA, GG, AG, UC

TerciárnaTerciárna štruktúraštruktúra RNARNA

Väzobné interakcie Väzobné interakcie proteínov sproteínov s DNADNA

αα--helixhelix ….. ….. ⇔⇔ väčšíväčší žliabokžliabok

••priamepriame vodíkové vodíkové väzbyväzby medzimedzi AMK AMK

proteínovproteínov a a bázamibázami

••príležitostnépríležitostné väzbyväzby medzimedzi

polypeptidovoupolypeptidovou kostrou a kostrou a bázamibázami

••vodíkové vodíkové väzbyväzby sprostredkovanésprostredkované

molekulami vodymolekulami vody

••hydrofóbnehydrofóbne interakcieinterakcie

••väzbyväzby ss kostrou DNA (vodíkové kostrou DNA (vodíkové väzbyväzby

ss kyslíkomkyslíkom fosfodiesterovýchfosfodiesterových väziebväzieb))

SekundárneSekundárne štruktúryštruktúry proteínovproteínov rozoznávajúcerozoznávajúce regulačnéregulačné oblasti DNA oblasti DNA

DNA binding domainsDNA binding domains

There are many strategies that proteins use to bind DNA in a higThere are many strategies that proteins use to bind DNA in a highly hly specific manner. HTH, zinc finger, and specific manner. HTH, zinc finger, and leucineleucine zippers are three zippers are three common motifs. Each motif relies on making numerous hydrogen common motifs. Each motif relies on making numerous hydrogen bonds, ionic bonds and van bonds, ionic bonds and van derder wa’alswa’als contacts with the bases and contacts with the bases and sugarsugar--phosphate backbone.phosphate backbone.

ProteínyProteíny ss motívommotívom helixhelix--otačkaotačka--helixhelix

súsú zložkamizložkami represorovrepresorov fágafága λλ, operátora , operátora ββ--galaktozidázygalaktozidázy, aktivátora CAP , aktivátora CAP proteínuproteínu

3

MotMotíív v zinkovzinkovéého ho prstuprstu

22--9 9 tandemovétandemové repetícierepetície (29(29--31 AMK) v31 AMK) v tvaretvare slučkyslučky, , ktorýktorý udržujeudržuje vv tvaretvareprstaprsta iónión zinkuzinku spoluspolu ss dvomidvomi zbytkamizbytkami cysteínucysteínu a a histidínuhistidínu

Zinc Zinc ffingeringer motifmotif--MotMotíív v zinkovzinkovéého ho prstuprstu

thethe thirdthird fingerfinger

thethe secondsecond fingerfinger

thethe firstfirst fingerfinger

major major groovegroove

ββ structurestructure

LeucineLeucine zipper motifzipper motif-- Motív Motív leucínovéholeucínového zipsuzipsu

bZIPbZIP

((basicbasic zipzip))

LeucineLeucine zipper motifzipper motif-- Motív Motív leucínovéholeucínového zipsuzipsu

major major groovegroove

joinjoin helixshelixs

motívy typu motívy typu bzipsubzipsu tvoria transkripčné faktory kódované tvoria transkripčné faktory kódované protoonkogénmiprotoonkogénmicc--mycmyc, , cc--fosfos, , cc--junjun, tieto motívy umožňujú aj , tieto motívy umožňujú aj dimerizáciudimerizáciu rovnakých alebo rovnakých alebo odlišných proteínov zodlišných proteínov z rôznymi funkciami a aktivitami čo vedie k možnosti rôznymi funkciami a aktivitami čo vedie k možnosti

kombinácii transkripčných faktorovkombinácii transkripčných faktorov