Dezoksiribonukleinske kiseline

SEMINARSKI RAD IZ BIOLOGIJE Tema: Dezoksiribonukleinske kiseline SADRAJ

Uvod (Genetika i nasljedni materijal).............................................3

Hromatin.........................................................................................3

Hromozomi.....................................................................................4

Geni.................................................................................................5

Nukleinske kiseline: DNK i RNK..................................................6

Struktura,osobine i funkcija DNK................................................14

Struktura DNK kao molekulska osnova za ouvanje i prenoenje genetske informacije......................................................................16

Struktura i funkcija RNK ..............................................................20

Znaaj i upotreba DNK..................................................................22 UVOD

GENETIKA I NASLJEDNI MATERIJAL

Genetika je nauka koja prouava nasljedni materijal,procese i zakonitosti biolokog nasleivanja.

Zahvaljujui nasleivanju i promjenljivosti javljaju se slinosti i razlike osobina u potomstvu u odnosu na roditelje i dalje pretke. Rasvjetljavanje uzroka tih slinosti i razlika u potomstvu jeste osnovni cilj genetike kako bi ona u doglednoj budunosti mogla da upravlja procesima nasleivanja i promjenljivosti.

Pod biolokim nasleivanjem podrazumjeva se proces razvia novih ivih bia-organizama slinih roditeljima i daljim precima. Potomstvo lii na roditelje zbog slinosti materijalnih osnova nasleivanja u polnim elijama,koje uestvuju u procesu oploenja i zato to se u toku razvia jedinke dijelom ponavlja istorijski razvoj vrste. Razlike izmeu roditelja i potomaka mogu da budu uslovljene nasljednom promjenljivou(novim kombinacijama postojeih nasljednih inilaca i promjenama u nasljednoj supstanci) i sredinom koja se neprekidno mijenja u toku razvia jednike. Bioloko nasleivanje i promjenljivost tijesno su povezani sa procesima razmnoavanja i razvia jedinke.

Nasljeivanje i promjenljivost su dvije osnovne katakteristike ivih bia,meusobno suprotne ,ali nerazdvojno povezane. Poto jedinke stare i umiru, priroda obezbjeuje neprekidnost ivota putem razmnoavanja i prenoenja nasljednih inilaca na nove jedinke-potomstvo.

U nasljedni materijal spadaju: hromatin,hromozom,DNK i gen.

HROMATIN Hromatin je supstanca jedra koja sadri dezoksiribonukleinske kiseline i proteine.

Tanije u hromatinu je dolo do uvijanja DNK oko proteina,zato ga jos i zovemo nukleoprotein. Hromatin se uoava u interfaznom jedru (to je jedro elije koja nije u deobi, ve se nalazi u interfazi). On je u obliku hromatinskih vlakana koja kondenzovanjem (u toku elijske diobe) postaju samostalna telaca hromozomi. HROMOZOMI Prouavajui elijsku diobu,naunik trasburger je 1875.godine zapazio konaste tvorevine koje lako primaju boju,pa ih je nazvao hromozomi(grki chroma = boja, soma = tijelo).

Hromozomi ine sastavni dio jedra. Vidljivi su pod mikroskopom obino u toku diobe elije.Hromozomi su izgraeni od dezoksiribonukleinskih kiselina,ribonukleinskih kiselina i bjelanevina. Nasljedni genetiki materijal hromozoma sainjavaju dezoksiribonukleinsle kiseline.

Hromozomi mogu da se reprodukuju,pa pri diobi jedra osiguravaju neprekidnost prenoenja nasljednih (genetikih) informacija iz generacije u generaciju. Hromozomi imaju vodeu ulogu u procesima nasljevanja i promjenljivosti.

Oblik,veliina,graa i broj hromozoma stalni su i karakteristini za odreenu vrstu i poznati pod imenom kariotip (formula vrste).

Hromozomi se po veliini jako razlikuju u zavisnosti od vrste organizma. Unutranja graa hromozoma je sloena i najbolje se moe uoiti na poetku elijske diobe. Tada se svaki hromozom sastoji iz dva kerinska vlakna (hromatide) koja su povezana centromerom. U zavisnosti od poloaja centromere,tipovi hromozoma su: metacentrian,submetacentrian,subtelocentrian i telocentrian.

Kod biljaka i ivotinja koje se polno razmnoavaju razliit je broj hromozoma u tjelesnim (somatskim) i u polnim elijama (gametima). Gameti sadre jednostruk-haploidan (n) broj hromozoma, a somatine elije dvostruk-diploidan (2n). Haploidnni hromozomi sainjavaju haploidnu garnituru ili genom.Broj tjelesnih hromozoma kod ovjeka je 46 a broj polnih hromozoma je 23.

GENI Gen je fizika i funkcionalna jedinica nasleivanja, koja prenosi nasljednu poruku iz generacije u generaciju, a ini ga cjelovit dio DNK potreban za sintezu jednog proteina ili jednog molekula RNK. Geni su nanizani du hromozoma. Gen za odreeno svojstvo uvijek se nalazi na istom mjestu na hromozomu koje se naziva genski lokus. Razliiti oblici jednog istog gena nazivaju se genski aleli i na njima se zasniva polimorfnost svih organizama. Geni su linearno rasporeeni delovi hromozomske DNK. Njihova veliina (broj nukleotida DNK) i raspored na hromozomima su stogo odreeni. Graa gena je ustvari graa same DNK i ogleda se u tano odreenom redosledu nukleotida (A, T, C i G).Vrlo se rijetko primjeuju iznenadne promjene nasljednih faktora. Promjenjeni gen nasljeuje se dalje u istoj formi. Promena tog redosleda, manjak ili viak nukleotida rezultira u promeni funkcije gena i naziva se genska mutacija (takasta mutacija).Takvim mutacijama objanjava se mnotvo nasljedno razliitih rasa.

Sveukupnost nasljednih inilaca (tj. gena) koji ulaze u sastav elijskih hromozoma jednog organizma oznaavamo kao genotip tog organizma,dok skup gena u njegovim gametima (tj. u jednoj garnituri hromozoma) ini genom. Koliina DNK u genomu eukariota daleko premauje zbir gena koji kodiraju sve proteine prisutne u elijama. To znai da dio genoma sadri nizove nukleotida koji ne nose ifru za sintezu proteina. Segmenti gena koji sadre informaciju za sintezu proteina su nazvani egzoni, a nekodirajui nizovi izmeu njih su introni. Gen je odreen koliinom materijala u hromozomu koja se moe odvojiti od njega i zamjeniti odgovarajuim dijelom (ali nijednim drugim) homolognog hromozoma. NUKLEINSKE KISELINE: DNK i RNK Nukleinske kiseline se danas smatraju kljunim molekulima ivota, jer sadre genetske informacije i neposredno sudjeluju kod biosinteze proteina.

Nukleinske kiseline se najvie nalaze u jedru (lat. nucleus) pa su po tome i dobile naziv. Prvi ih je izolovao Fridrih Mier 1872. godine. Neto kasnije ustanovljeno je da se, osim u jedru, nalaze i u citoplazmi. Prema dananjim podacima poznato je da zasebne nukleinske kiseline sadre i neke od elijskih organela, kakve su npr. mitohondrije i hloroplasti. Nukleinske kiseline su krupni i sloeni organski molekuli znaajni za eliju i odgovorni za najznaajnije procese, kao to su nasleivanje i sinteza proteina.

Razlikujemo razliite stupnjeve molekulskog reda:

1.primarnu strukturu,tj.sekvencu nukleozida,odnosno baza; u toj je sekvenci pohranjena informacija koju nosi molekul DNK,

2.sekundarnu strukturu, koja je ovdje definisana kao nain sparivanja baza,3.tercijarnu strukturu,tj. potpunu prostornu strukturu sa definisanim poloajem svih atoma u prostoru.Postoje dva tipa nukleinskih kiselina:

dezoksiribonukleinska kiselina (DNK) i ribonukleinska kiselina (RNK).

DNK je nosilac naslednih informacija u eliji, dok RNK uestvuju u prenoenju tih informacija i njihovom prevoenju u proteine.

Nukleinske kiseline su makromolekuli izgraeni od velikog broja graevinskih jedinica koje se nazivaju nekleotidi. Prema tome nukleinske kiseline su po hemijskom sastavu polinukleotidi. Nukleotidi su sloena jedinjena koja obrazuje jedan pentozni eer za koje je vezana fosfatna frupa i jedna azotna,purinska ili pirimidinska baza.Nukleotidi se meusobno povezuju i na taj nain, zahvaljujui vezi koja se uspostavlja izmeu fosfata i eera,formirajui lanac.

Osim u virusima,koji sadre jednu ili drugu nukleinsku kiselinu (nikada obe), DNK i RNK se nalaze u svim vrstama organizama. Prema grai su polimeri izgraeni od monomera - nukleotida.

U izgradnji nukleotida, koji formiraju DNK uesvuju:

pentozni eer (-D-dezoksiriboza, purinske (derivati purina, izgraene od jednog petolanog prstena) baze adenin i guanin ili pririmidinske(derivati pirimidin, izgraene iz jednog petolanog i jednog estolanog prstena) baze citozin i timin,

kiselinski ostatak fosforne kiseline.

U izgradnji nukleotida RNK uesvuju:

pentozni eer (-Driboza, purinske (derivati purina, izgraene od jednog petolanog prstena) baze adenin i guanin ili pririmidinske(derivati pirimidina, izgraene iz jednog petolanog i jednog estolanog prstena) baze citozin iuracil,

kiselinski ostatak fosforne kiseline. (-D-riboza (-D-dezoksiriboza Meu heterociklinim bazama sreu se dvije vrste-derivati purina ili pirimidina.

purin pirimidin

Hemijski nazivi baza se izvode na osnovu prirode supstituenta i numeracije atoma osnovnog heterociklinog jedinjenja,ali se daleko ee koriste trivijalna imena. Purinske baze. Najvanije purinske baze su adenin (6-aminopurin) i guanin (2-amino-6-oksopurin) koje ulaze u sastav DNK i RNK. Piramidinske baze.Najvanije pirimidinske baze su citozin (2-okso-4-aminopirimidin) ,uracil (2,4-dioksopirimidin)i timin (2,4-diosko-5-metilpirimidin). Uracil se nalazi iskljuivo u RNK, a timin uglavnom u DNK. adenin (A) guanin (G) citozin (C) uracil (U) timin (T) Pored pentoze i baze neophodna je i fosforna grupa da bi nastao jedan nukleotid; fosforna kiselina

Meutim,prije nastajanja nukleotida,dolazi do reakcije jedne baze sa

pentozom i dolazi do graenja N-glikozida koji se nazivaju nukleozidi. Nukleozidi su prokursori nukleotida i uvijek sadre (-N-glikozidnu vezu,dok je pentoza u furanoznom obliku. Nukleozidi imaju trivijalna imena,koja se izvode iz imena baza;Kod pirimidinskih nukleozida na korijen imena baze se dodaje sufiks idin (npr.cistidin,timidin,deoksicistidin )a kod purinskih nukleozida se dodaje sufiks ozin (npr. guanozin,adenozin).

Za razliku od numerisanja prstena baze C-atomi eera oznaavaju se sa 1 do 5 . Nukleozidi nastaju iz baze i eera odvajanjem vode i nastajanjem (-N-glikozidne veze: -D-dezoksiriboza Nukleotidi nastaju esterifikacijom jedne od slobodnih hidroksilnih grupa ostatka pentoze fosfornom kiselinom,pri emu mogu nastati 2-,3- i 5 ribonukleotidi,odnosno 3- i 5-dezoksiribonukleotidi.

Meu njima su najrasprostranjeniji i najznaajniji 5-nukleotidi (ili nukleozid 5-fosfati).

Nomenklatura nukleotida je takva,da na naziv nukleozida dodajemo sufiks

-monofosfat,-difosfat,-trifosfat, u zavisnosti od toga koliko imamo fosfatnih grupa u nukleozidu.Uobiajno je i skraeno ispisivanje naziva nukleotida, npr. dAMP (deoksiadenozinmonofosfat) ili GTP (guanozintrifosfat). deoksiadenozinmonofosfat

(dAMP) Meutim,primarna hidrokislna grupa pentoze se moe esterfikovati i pirofosfornom ili trifosfornom kiselinom,pri emu se dobijaju difosfati i trifosfati nukleozida. U sluaju adenozina ovim reakcijama nastaju adenozindifosfat (ADP), odnosno adenozintrifosfat (ATP).Nukleotidi se ne nalaze samo u nukleinskim kiselinama.Neki od njih ulaze u sastav tzv. nukleotidnih koenzima,a neki se nalaze slobodni.Tako,na primjer,u svim elijama su prisutni,kao stalni sastojci,AMP,ADP i ATP.

Adenozintrifosfat (ATP) je nukleotid poznat u biohemiji kao molekulska valuta za unutarelijski transfer energije; to jest, ATP je u stanju da uskladiti i transportuje energiju unutar elija. ATP takoe igra vanu ulogu u sintezi nukleinskih kiselina. Molekuli ATP-a se takoe koriste za skladitenje korisne energije koju biljke konvertuju u elijskoj respiraciji.

Nukleinske kiseline su sastavljene od velikog broja nukleotida,povezanih fosfodiestarskim mostovima preko 3- i 5- hidroksilnih grupa pentoza.Prema tome,skelet polunukleotidnog lanca (kako DNK, tako i RNK) ine naizmjenino povezani ostaci fosforne kiseline i odgovarajue pentoze, a azotne baze su orijentisane bono u odnosu na skelet ili kimu lanca.

Kod polinukleotida je karakterisian 5-kraj,koji ini prvi nukleotid i 3- kraj, koji ini posljednji nukleotid u lancu.

Redoslijed ili sekvenca baze u polinukleotidnim lancima, od bitnog je znaaja za konformaciju nukleinskih kiselina,odnosno za njihovu biolokufunkciju. Prikazano je povezivanje jednog lanca,tanije povezivanje nukleotida,ali DNK je dvostruki,spiralno uvijeni lanac. Svaki polinukleotidni lanac je pridruen drugome zbog vodoninih veza koje nastaju meu njima i odreuju komplementarno sparivanje prema pravilu: adenin sa timinom;citozin sa guaninom. Identitet baza pri tome odreuje i jainu i duinu trajanja veze. Zbog sparivanja baza, same baze su okrenute prema unutranjosti molekule tvorei osovinu zavojnice, a fosfatne grupe i eeri nukleotida su okrenute prema van pri emu lanci ine kostur zavojnice.

Dakle,DNK se sastoji iz dva polinukleotidna lanca,koji su uvijeni udesno (u pravcu kretanja kazaljke na satu) oko iste ose.Sparivanjem baza dobijamo strukturu,gdje su ovi lanci antiparalelni,to znai da njihovi 3,5-internukleotidni fosfodiestarski mostovi teku u suprotnim smjerovima.Lanci nisu identini ve su komplementarni.To znai da se nasuprot adeninu u lancu I,u lancu II nalazi timin,odnosno nasuprot guanozinu-citozin. Utvreno je da se DNK razliitih organizama meusobno razlikuju prema sastavu baza, ali je kod svih ispitivanih DNK ustanovljeno da su molarni odnosi adenina i timina, odnosno citozina i guanina isti tj. A=T i G=C . Ovi odnosi se oznaavaju kao ekvivalencija baza. Interakcija parova baza dovodi do formacije duplog heliksa.

STRUKTURA,OSOBINE I FUNKCIJA DNK DNK - je materija specifina za svaku ivu jedinku na planeti. Ona je osnovna materija naslijea - prenoenja osobina sa roditelja na potomke.Smjetena je unutar elijskog jezgra u strukturnim jedinicama zvanim hromozomi. Na svakom od hromozoma se nalaze specifini dijelovi koji se nazivaju geni. Svaki gen definie jednu od osobina kod ovjeka, koju je naslijedio od svojih roditelja. Duina ukupne DNK u jednoj eliji se kod ovjeka procijenjuje na 174 cm. Molekulske teine DNK su vrlo velike i kreu se od 1 do 10 miliona,a u pojedinanim sluajevima i od 50 do 100 miliona.Tako DNK Esherichiae coli ima molekulsku masu 2,4 * 109 i sadri 8,4 * 106 nukleotida.Najvei molekul DNK naen je kod vinske muice, a izgraen je od 4 * 1010 nukleotida,dok DNK kod ovjeka sadri oko 2 * 1010 nukleotida. Sama DNK je graena od specifinih supstanci. Osnovna gradivna jedinica DNK je nukleotid koji ine dezoksiriboza, fosforna kiselina i jedna heterociklina baza (adenin,guanin,timin ili citozin) .

DNK je spiralizovana, ima dva lanca, a na svakom od tih lanaca su "nanizani" nukleotidi, po principu komplementarnosti heterociklinih baza. Heterocokline baze, koje su dio nukleotida, podijeljene su prema svojim hemijskim specifinostima na purinske baze i pirimidinske baze. U purinske baze spadaju adenin i guanin, a u pirimidinske spadaju citozin, timin i uracil (uracil je dio RNK). Sistem komplementarnosti se zasniva na spajanju jedne purinske sa jednom pirimidinskom bazom, vezajui tako DNK u dvolananu spiralnu strukturu. U dvostrukom lancu DNK se spajaju adenin-timin i guanin-citozin. Takva jedna specifina sekvenca ini genetiki kod, koji e svojim ispoljavanjem na organizmu dati odreenu osobinu.Danas pridajemo veliko znaenje metodama utvrivanja sekvence DNK,jer njom razjanjavamo genetski kodon koji se koristi za pojedine amino kiseline i za utvrivanje signala koji reguliu, npr. poetak lanca, kraj transkripcije, poetak replikacije i dr.Dakle, gen je jedna precizna sekvenca kombinacija nukleotida koja odreuje odreenu osobinu kod organizma. Svaki gen se nalazi na odreenom, njemu specifinom mjestu na posebnom hromozomu, na DNK. To DNK ini osnovnom nasljednom makrostrukturom.

Ako se DNK paljivo izoluju iz biolokog materijala, dobijaju se jako viskozni rastvori, to je u skladu sa njihovom makromolekularnom strukturom. Kada se ovaj rastvor zagrije, ili se dodaju kiseline ili baze, viskozitet opada. Ova injenica ukazuje da je molekul DNK kruto ureen sistem koji pod uticajem agenasa , koji raskidaju vodonine veze, podlijee promjeni konformacije u nasumice izuvijane polinukleotidne nizove. Ova pojava se naziva denaturacija. STRUKTURA DNK KAO MOLEKULSKA OSNOVA ZAOUVANJE I PRENOENJE GENETSKE INFORMACIJE

Kao to je ve reeno,osnovna uloga DNK je uvanje i prenoenje genetske informacije. Ova informacija se nalazi upisana u redoslijedu azotnih baza i prenosi se na potomke procesom koji se naziva replikacija, odnosno biosinteza DNK. Replikacija je proces kopiranja, kojim iz roditeljske DNK nastaju dva idnetina molekula DNK potomka, nosei iste genetske informacije. Replikacija DNK odvija se prije svake elijske diobe i omoguava kasniju podjelu svakog hromozoma na dvije hromatide. Zapoinje odmotavanjem lanaca DNK i njihovim razdvajanjem. Za osloboene baze u svakom od lanaca veu se komplementarne baze koje meusobno povee DNK polimeraza. Tako na svakom lancu nastane jedan novi lanac i cijela se DNK udvostrui. Pre nego to se elija podeli, neophodno je da se hromozomi tj. DNK udvostrui (duplira, kopira) kako bi kerke elije sadrale istu koliinu DNK, odnosno sve kopije gena kao i roditeljska elija. Semikonzervativnost replikacije

Sposobnost DNK da duplira samu sebe od osnovne je vanosti za njenu ulogu nasljednog materijala. Za replikaciju je od najvee vanosti princip komplementarnosti vezivanja naspramnih baza u polinukleotidnim lancima DNK. Udvajanju molekula DNK prethodi rasplitanje dvostruke spirale i odvajanje roditeljskih lanaca. Roditeljski lanci slue kao kalup (matrica) za sintezu novog komplementarnog lanca DNK. Svaki novonastali molekul DNK sadri po jedan stari i jedan novi lanac DNK, pa se zbog toga kae da je replikacija semikonzervativan proces (lat. semi= polu; konservativan =ouvan). faza br. 1 faza br. 2

Bidirekcionost

Replikacija se i kod prokariota i kod eukariota vri bidirekciono, to znai da se od mjesta gde poinje vri istovremeno u oba smijera i to iskljuivo u

5' 3' smijeru. Kod prokariota, ija je DNK prstenasta (kruna) replikacija poinje na samo jednom mjestu i odvija se bidirekciono. Kada se lanci DNK razmotaju obrazuje se replikaciona viljuka (ima oblik slova Y).Kod prokariota u svakom trenutku replikacije postoje dvije replikacione viljuke: jedna se kree u smeru kazaljke na satu, a druga u suprotnom smijeru.

Replikacija DNK u eukariotama, ija je DNK linearna, zapoinje istovremeno na mnogo mijesta du hromozoma i tee istovremeno. Na taj nain replikacija ukupne hromozomske DNK se u eukariotskim elijama zavrava za nekoliko sati, iako je brzina ugraivanja nukleotida znatno sporija nego kod prokariota. Enzimi replikacije

Iako je princip replikacije veoma jednostavan, u eliji je to sloen proces u kome uestvuje dvadesetak enzima i drugih proteina, od kojih su najvaniji: helikaze, nukleaze, DNK-polimeraze, ligaze i primaza.

Helikaze su enzimi koji hodaju po DNK raskidajui vodonine veze izmeu lanaca DNK u 5 3' pravcu.

Nukleaze su enzimi koji raskidaju fosfodiestarske veze, pri emu se razlikuju one koje deluju na krajevima lanaca (egzonukleaze) i one koje deluju na veze unutar lanca (endonukleaze). DNK- polimeraze su enzimi koji imaju kljunu ulogu u replikaciji. One u 5 3 pravcu povezuju nukleotide novog lanca fosfodiestarskim vezama, poto su se oni postavili komplementarno (A-T, C-G) nukleotidima starog (roditeljskog) lanca. DNK polimeraza (kod prokariota je DNK polimeraza III, a kod eukariota je DNK polimeraza delta) ima jo jednu ulogu: u suprotnom pravcu, 3 5, ona raskida fosfodiestarske veze izmeu pogreno vezanih nukleotida novog lanca. Ukoliko DNK polimeraza naie na pogreno sparen nukleotid, ona upotrebi svoju egzonukleaznu aktivnost u smijeru 3 5 i raskine vezu tog nukleotida sa lancem. Ta njena egzonukleazna aktivnost omoguava ispravljanje greaka, koje tokom replikacije nastanu to doprinosi tome da je replikacija izuzetno taan proces.

Ligaze deluju suprotno nukleazama one delove novog lanca povezuju u cjelinu obrazujui izmeu tih delova fosfodiestarske veze.

Primaza meusobno povezuje nukleotide RNK u kratke lance da bi time omoguila dejstvo DNK polimeraze.

Mehanizam replikacije Endonukleaza zasjeca samo jedan lanac DNK ime poinje njeno rasplitanje. Helikaze raskidaju vodonine veze izmeu lanaca ime se lanci razdvajaju i obrazuju se replikativne viljuke. Poto se replikacija odvija bidirekciono, na svakom mjestu gde ona poinje obrazuju se dvije replikativne viljuke koje se kreu u suprotnim smijerovima. Pratiemo sada ta se deava u jednoj replikativnoj viljuci. Svaka replikaciona viljuka je asimetrina jer su lanci antiparalelni, a istovremeno se naspram oba sintetiu novi lanci u 5 3 pravcu. Lanac DNK koji se sintetie u pravcu kretanja replikativne viljuke naziva se vodei lanac, a onaj koji se sintetie u suprotnom smijeru je lanac koji zaostaje. Vodei lanac se sintetie kao cjelovit dok se ovaj drugi sintetie u vidu dijelova koji se nazivaju Okazakijevi fragmenti. Sintezu oba lanca obavlja DNK polimeraza tek poto se vee za roditeljski lanac koji slui kao matrica. Ovaj enzim ne moe da se vee za ogoljeni lanac-matricu ve zahteva postojanje zaetnika (prajmera; engl. primer). Zaetnik je kratki lanac RNK i njegovu sintezu katalizuje enzim primaza. Kada se kratki lanac RNK komplementarno spari (hibridizuje) sa poetkom lanca matrice to omoguuje vezivanje DNK polimeraze i poinje sinteza novog lanca. Za sintezu lanca koji zaostaje potrebno je da se sintetie vei broj zaetnika. Okazakijeve fragmente, po zavretku sinteze, meusobno povezuje enzim ligaza. faza br. 3 krajnji produkt: od jednog DNK-lanca nastala su

dva sa istim redosljedom nukleotida STRUKTURA I FUNKCIJA RNK Postoje tri osnovne vrste RNK u elijama: ribozomalne RNK (rRNK), transportne RNK (tRNK) i informacione RNK (iRNK), koje se nekad nazivaju mesender (engleski, message poruka) RNK (mRNK). Svaka vrsta ima karakteristian sastav baza, molekulski masu i bioloku funkciju.

Sve RNK su jednolanani molekuli, mada se u nekim dijelovima polinukleotidnog lanca moe obrazovati dvostruki heliks. Udio helikoidalne strukture u pojedinim vrstama RNK je razliit, mada se grubo kree oko 50%.

Ribozomalne RNK su glavne komponente ribozoma. Njohova uloga nije sasvim razjanjena ali se pretpostavlja da sudjeluju u procesu kretanja ribozoma za vrijeme sinteze proteina. Transportne RNK su relativno mali molekuli koji u molekulu sadre od 75 do 90 nukleotidnih ostataka. Ove nukleinske kiseline uestvuju u procesu aktivacije i prenoenja aminokiselina pri biosintezi proteina. U organizmima se moe nai oko 60 razliitih tRNK, pri emu svaka od dvadesetak aminokiselina, koje ulaze u sastav proteina, ima barem jednu specifinu tRNK, a neke i vie. One imaju karakteristinu trodimenzionalnu strukturu u kojoj je oko 70% u obliku heliksa.

Informacione (mesender) RNK se u elijama javljaju u velikom broju, a u strukturi, odnosno sekvenci nukleotida, nose informaciju za sintezu razliitih proteina. Sve ribonukleinske kiseline se u eliji sintetiu procesom koji se naziva transkripcija, odnosno prepisivanje odreenog segmenta DNK . Da bi dolo do transkripcije, dvostruka spirala DNK se na odreenom dijelu odvija i djelimino razdvaja. Na razdvojenom dijelu, na jednoj niti DNK, koji je gen za odreeni tip RNK, zapoinje sinteza ribonukleotidnog lanca, pri emu se ribonukleotidi reaju na kalupu po poznatom principu sparivanja baza ( guanin sa citozinom, a adenin sa uracilom), a poreani nukleotidi se povezuju fosfodiestarskim mostovima, zahvaljujui djelovanju enzima RNK-polimeraze. Nakon zavrene transkripcije, ribonukleinska kiselina se odvaja od DNK. Preko pora jedarne membrane prelazi u citoplazmu, gdje, zavisno od prirode, ispoljava bioloku funkciju (izgradnja ribozoma, aktivacija aminokiselina ili prenos informacije za sintezu proteina).

ZNAAJ I UPOTREBA DNK ( potencijalni zakljucak )Bioinformatika (en. bioinformatics ili computational biology) je nauka koja se bavi informatikim osnovama kao i pohranjivanjem, organizacijom i analizom biolokih podataka. Na poetku su ti podaci dolazili mahom iz genetike ali se u meuvremenu bioinformatika upotrebljava i u farmaciji, za proraun prognoze proteinskih struktura i interakcije. Simulacija i proraun biolokih eksperimenata i podataka se naziva i in siliko proraun (in silico).

Prvi bioinformatiki programi su bili razvijeni za DNK sekvencijalnu analizu. Tu se radi prvenstveno o brzom pronalaenju ponovljenih dijelova (ablona) u veoma dugim DNK sekvencama i rjeavanje problema preklapanja i pozicioniranja dvije ili vie sekvenci da bi se dobila njihova najvea podudarnost. Primjenu u toj oblasti su nali algoritmi dinaminog i metodolokog programiranja. Kod biolokih hipoteza se rijetko trae tane podudarnosti kratkih sekvencijalnih dijelova i to najee za odvojene "signale" kao startna i zavrna sekvenca genetskog koda. Genetska identifikacija, genetsko testiranje i genetski profil su tehnike kojim se vri identifikacija izmeu individua iste vrste koristei pritom samo uzorke njihovih dezoksiribonukleinskih kiselina (DNK), odnosno genetskog materijala. Ovakva upotreba genetskog materijala je predstavljena 1985. na Univerzitetu Lajkester od strane njenog izumitelja gospodina Aleka Defrisa.

Upotpeba DNK analize

Dvoje ljudi mahom imaju veliku veinu DNK sekvenci zajednikih. Genetska identifikacija se slui mikrosatelitima - sekvence koje se ponavljaju i imaju visok stepen varijacija. Dvoje ljudi koji nisu u krvnom srodstvu e imati razliit broj mikrosatelita na datom lokusu. Koristei PCR za utvrivanje stepena ponavljanja sekvenci na nekoliko lokusa, mogue je pronai istu sekvencu koja u normalnim okolnostima nikad ne bi mogla biti uspostavljena igrom sluaja.

Sudski vetaci koriste u velikoj meri genetsku identifikaciju kako bi utvrdili moguu vezu izmeu uzoraka krvi, vlakna kose, pljuvake ili sperme. Ovaj nain identifikacije je takoe pomogao u mnogim sluajevima gde su pojedinci nepravedno okrivljeni i njihova nevinost ustanovljena. Takoe se koristi u studijama o populaciji divljih ivotinja, testiranjima za utvrivanje oinstava, identifikaciji leeva, i utvrivanje sastava prehrambenih proizvoda. Ova vrsta identifikacija se takoe nala korisnom u postavljanju hipoteza o modelu ljudske dijaspore u preistorijskom vremenu.

LITERATURA1. Dr Petar D. Mii: Genetika,Zavod za udbenike i nastavna sredstva Srbije,Beograd,1972.2. Teodosilijus Dobanski: Evolucija ovjeanstva,Nolit,Beograd,1982.

3. Dr Julijana Petrovi,Dr Smiljana Velimirovi: Hemija za 4. razred gimnazije prirodno-matematikog i opteg smjera,Zavod za ubenike i nastavna sredstva Srpsko Sarajevo,2002.4. www.wikipedia.com

Ukoliko se u imenu nukleozida nalazi prefiks deoksi-,rije je onda o nukleozidima koji ulaze u sastav DNK i obnuto,ukoliko nukleozid nema prefiks deoksi- ,rije je o nuklozidima koji ulaze u sastav RNK.

U ribonukleinskim kiselinama se po pravilu ne nalazi timin, ve uracil.

PAGE 2