NUKLEINSAVAKNukleinsav:az élő szervezetek sejtmagjában és a citoplazmában található, az átöröklésben szerepet játszó, nagy makromolekula

RNS = Ribonukleinsav DNS = Dezoxi-ribonukleinsav

A nukleinsavak három komponensből tevődnek össze:

• cukor• nitrogén tartalmú heterociklusos bázis • foszforsav

A cukorkomponens alapján a nukleinsavakat két részre oszthatjuk: 1. Ribonukleinsavak (RNS), D-ribózt

tartalmaznak.2. Dezoxiribonukleinsavak (DNS), 2-dezoxi- D-ribózt tartalmaznak.

A nukleinsavak a fehérjékhez és a poliszacharidokhoz hasonlóan makromolekulák. Építőegységeiket nukleotidoknaknevezzük.

Így kapcsolódik lánccá a DNS

Az összekapcsolódó egységeket nukleotid egységekneknevezzük, mindegyik tartalmaz egy cukor, egy foszforsavmolekulát és egy szerves bázist

Nukleinsavakban előforduló szerves bázisok magyar neve:

• A= adenin• C=citozin• G=guanin• T=timin• U=uracil

• A DNS-ben adenin-timin, guanin-citizin van• Az RNS-ben adenin-uracil, citozin-guanin

fordul elő

A nukleotid egységeket a tartalmazott bázisról nevezzük el:

Pl. adenin nukleotid, citozin nukleotid, stb.

Bázispárok kapcsolódása a DNS -ben

A bázispárokat hidrogén-híd kötések rögzítik

Két polinukleotid lánc fut egymással párhuzamosan, de ellentétes (antiparallel) irányultságban. A szálak polaritását a cukor 5’ és 3’C-atomjaihoz viszonyítjuk: a szálvégi nukleotidok egyike szabad foszfátcsoportot tartalmaz a cukor 5’ C-atomjához kapcsoltan (ezt nevezzük a lánc 5’ végének); a szál másik végén lévő nukleotid cukor egységén a 3’ C-atomon szabad –OH-csoport van (ezt tekintjük a lánc 3’ végének).

A nukleinsavak fajlagosságát a monoton ismétlődő cukor-foszfát-lánchoz kapcsolódó purin- és pirimidin bázisok sorrendje adja meg. Az egymást specifikus sorrendben követő bázisok kódolják a fehérjék aminosav-sorrendjét.

A DNS anyagai, szerkezete

DNSA baktériumok gyakran kör alakú DNS-t tartalmaznak

DNS

A DNS-szintézis kezdetén a két polinukleotid-lánc felnyílik, és a két lánc eltávolodik egymástól. Ezt követően a szintézist irányító enzim mindkét szál mellett megkezdi az új polinukleotid-láncok felépítését. Az enzim a bázispárképzés szabályainak megfelelően dezoxiribóz-tartalmú nukleotidegységeket épít be: adeninnal szemben timint, guaninnal szemben citozint és fordítva.

A DNS egyedülálló tulajdonsága, hogy megkettőződésre (replikációra) képes

A kettős spirál egy szakaszon felbomlik, és mindkét szál mellé egy új szintetizálódik.

Ez a szemikonzervatív replikáció.

A DNS-szintézist irányító enzim a DNS-polimeráz.

A megkettőződést irányító enzimek pontosan dolgoznak, ennek ellenére előfordulnak másolási hibák, amikor az új láncba nem a megfelelő nukleotid épül be.

Ezek jelentős részét javító enzimek állítják helyre. Kivágják a hibásan beépült nukleotidot, és pótolják a megfelelővel.

A javító mechanizmusnak köszönhetően a DNS-szintézis végeredménye rendkívül pontos megkettőződés. Átlagosan csak 100 000 000-ik nukleotidegység beépülésére esik egy-egy hiba.

Előfordul, hogy a DNS bizonyos szakaszáról RNS-másolat készül.A folyamat neve: transzkripcióAz RNS-ek szintézise nagyban hasonlít a DNS-szintéziséhez: A folyamat 5’-3’ irányú, a ribonukleotidok a komplementer bázispárosodás elvének megfelelően épülnek be. A komplementer szál leolvasása itt is 3’-5’ irányultságú. Annyi különbség van, hogy itt az adeninnel szemben nem timin, hanem uracil bázist tartalmazó nukleotid épül be.

A sejtek DNS állománya a sejtmagban helyezkedik el.

A sejt osztódása előtt kromoszómákká tömörödik.

A kromoszómák száma fajspecifikus (jellemző az adott fajra)

Embernél a testi sejtekben 23X2 db

Az ivarsejtekben 23 db

A genetikai kódaz a jelrendszer, amely megfelelteti egymásnak a nukleinsavak bázisait és a fehérjék aminosavait. A fehérjeszintézis során 20-féle aminosav épülhet be a polipeptid-láncba, de a nukleinsavak molekuláiban csak négy különböző bázis található.

Ha a genetikai kódban egy bázis jelentene egy aminosavat, akkor csak 4-féle aminosav beépítésére lenne lehetőség. Ha két bázis jelölne egy aminosavat, a különböző lehetőségek száma 16 lenne.A három bázisból álló jel már 64-féle

lehetőséget kínál.

a jel háromtagú, vagyis három egymás melletti bázis határoz meg egy aminosavat. A bázishármasok között vannak olyanok is, amelyek a fehérjeszintézis kezdetét (lánckezdő jel) és olyanok is, amelyek a szintézis végét (stopjel) jelentik. A bázishármasok jelentését a kódszótár tartalmazza.

Az élő szervezetek fehérjéit 20 féle aminosav építi fel. A nukleinsavakban ezzel szemben csak 4 különböző bázis van, ezért a DNS-ben és az arról átíródó mRNS-ben legalább három bázisnak kell jelölnie egy aminosavat. A genetikai kód tehát bázishármasokból áll. Az mRNS bázishármasai a kodonok, jelentésüket a kódszótár foglalja össze.

A kódszótárban egyezményesen nem a DNS, hanem a fehérjeszintézisben közvetlenül részt vevő mRNS bázishármasai szerepelnek. Az mRNS bázishármasait kodonoknak nevezzük. A kódszótárból kiolvasható, hogy az aminosavak jelentős részét nem egy, hanem több bázishármas is kódolja.

A genetikai kód tulajdonságai:

1. A genetikai kód univerzális, vagyis az egész élővilágban egységes, vagyis a különböző élőlényekben ugyanaz a bázishármas ugyanazt az aminosavat jelenti. Ez döntő bizonyítéka az élőlények egységes származásának.

2. egyértelmű, vagyis ugyanannak a bázishármasnak csak egyféle jelentése van.3. vesszőmentes, vagyis a bázishármasok határát nem jelzi semmi. 4. leolvasása átfedés- és kihagyásmentes, tehát a bázishármasok folyamatosan követik egymást az mRNS-en és minden bázis csak egy bázishármashoz tartozik. 5. a kód degenerált, ami azt jelenti, hogy egy aminosavat több bázishármas is kódolhat.

Az RNS anyagai, szerkezete

Az RNS típusai

Az RNS típusai

• mRNS= messanger (hírvivő)RNS• tRNS= transzfer (szállító)RNS• rRNS= riboszómálisRNS • (ez alkotja a riboszómákat)

Riboszóma:A sejt plazmájában található sejtszervecske, felületén zajlik a fehérjeszintézis

FEHÉRJESZINTÉZIS

A kettős spirál modelljét Watson és Crick tárta fel. A kettős spirálban a bázisok belül vannak és a poláros hidrofil részek (dezoxiribóz és foszfor-diészter) kívül helyezkednek el.

1962 Nobel díj