NUCLEOZIDE

-sunt formate dintr-un rest de mz (riboza, deoxiriboza) condensat cu un rest de baza azotata

NUCLEOTIDELE

-contin un rest de zaharid, o baza azotata respectiv 1,2 sau 3 resturi de acid fosforic

=nucleozid + a. fosforic

*** riboza, deoxiriboza

-bazele azotate se leaga N- β- glicozidic prin atomii de N din pozitia 1 a pirimidinelor si pozitia 9 a purinelor

-la pH fiziologic se manifesta caracterul acid al resturilor de acid fosforic (cedeaza H) – are loc ionizarea resturilor

*** desen molec. ATP

-aparitia celor 4 sarcini electrice negative vecine (pozitii adiacente) determina tensiuni in leg. chimice care devin bogat energetice (macroergice) si care pot suferi usor hidrolize

ATP + H2O ADP + H3PO4 + Q

ADP + H2O AMP + H3PO4 + Q

ATP + H2O AMP + PPi + Q

(*H3PO4 = Pi;

PPi = acid pirofosforic)

-in cazul unui exces energetic predomina forma ATP

-atunci cand organismul necesita energie pt. diferite procese fizice/metabolice predomina formele ADP/ AMP

cAMP 3’,5’ - Adenozin monofosfatul ciclic

***

-intervine ca mediator, stimluland diferite procese biochimice

degradare glicogen gluconeogeneza lipoliza cetogeneza eliberarea insulinei din pancreas eliberarea HCl din sucul gastric

-datorita prezentei bazelor azotate care au caracter nesaturat, nucleotidele si nucleozidele prezinta proprietatatea absorbtiei radiatilor in UV

-acest aspect este exploatat analitic in determinari experimentale cantitative ale nucleotidelor si polinucleotidelor

POLINUCLEOTIDELE (acizii nucleici = cei mai ! reprezentanti)

-se obtin prin policondensari ale nucleotidelor a.i. se utilizeaza capetele 3’ ca furnizori de gr. –OH respectiv 5’ pt. resturi fosfat

-prezinta structuri cu gr. polare (datorate resturilor de –OH din pentoze) si caracter acid datorat resturilor de a. fosforic

-prezinta 3 tipuri de organizare:

primare secundare tertiare

-chiar daca se utilizeaza doar 5 baze azotate (cate 4 pentru fiecare tip de acid nucleic) se obtine o variabilitate foarte mare a structurii primare prin combinarea diferita a acestora (4n posibilitati)

Procesele de hidroliza

-au loc enzimatic in prezenta endonucleazelor sau exonucleazelor

-nucleazele sunt fosfodiesteraze care se clasifica in:

o RN-aze (ribonucleaze) si

o DN-aze (deoxiribonucleaze) in functie de acidu nucleic pe care il hidrolizeaza

-atunci cand se obtin secvente de 4 – 6 nucleotide se utilizeaza:

endonucleaze de restrictie

-dpdv structural adenina, guanina si citozina sunt baze azotate comune pentru ADN si ARN

o timina – specifica ADN

o uracilul – specific ARN

ADN

-implicat activ in biosinteza proteinelor

-asigura diferentierea si reglarea multiplicarilor celulare

-orice mutatie la nivelul structurii primare se regaseste in mutatii care pot sa apara la nivelul biosintezei proteice

-prezinta structura dublu helicala (dublu α-helix)

-studii specifice au demonstrat ca raporturie in care se afla adenina si timina respectiv citozina si guanina sunt unitare

-acest aspect s-a explicat prin formarea de leg. H intre baze azotate complementare

o adenina si timina 2 leg. H

o guanina si citozina 3 leg. H

*** DNA leg H

-cele doua spire ale helixului sunt cuplate antiparalel asigurandu-se astfel posibilitatea formarii leg. H si stabilitatea helixului

-cu cat % de perechi C-G este mai mare cu atat structura ADN-ului este mai stabila

-organizarea spatiala a lanturilor ADN tine cont ca zonele hidrofile (glucidul si fosfatul) sa fie spre exteriorul helixului in contact cu lb apoase si zonele hidrofobe (bazele azotate) sa fie orientate spre interiorul helixului in abenta apei din lb

-pe langa leg. H care apar intre bazele azotate complementare mai apar si interactii van der Waals

pasul = 34 A/tura

n= 10 perechi de baze azotate/ tura 3,4 A/baza diametru helix = 20 A

-helix dublucatenar

Denaturare

-in anumite conditii structura ADN-ului se poate denatura

-denaturarile termice ale ADN-ului depind de temperaturile aplicate

-daca variata de t0 este f. mare denaturare rapida si ireversibila

-daca variatia de t0 pot sa aiba loc denaturari (se rup unele leg. H), dar la restabilirea t0 se poate reface structura dublu helix (denaturare reversibila = renaturare)

Hibridarea

-daca in anumite conditii exista un singur lant ADN in prezenta unor baze azotate din nucleotide pot sa aiba loc formari de noi catene pe baza complementaritatii

-se pot obtine astfel structuri hibride de tip

ADN – ADN

ADN – ARN

HISTONELE

-cp. cu M relativ mici = 10.000/20.000 Da

-constituite din lanturi pp in care lisina si arginina sunt prezente excedentar

cele care contin cant. mari de Lys sunt specifice acizilor nucleici care au proportii mari de perechi A-T

cele care contin preponderent Arg sunt caracteristice acizilor nucleici care au in proportie mare C-G

-se formeaza cp. de incluziune cu resturile de a. nucleic care ofera acestuia stabilitate

-se formeaza NUCLEOZOMI

(= unitati structurale ADN si histone; specifici ADN eucariot)

Plasmidele

-capabile de replicare

-caracteristice cel. bacteriene, oferindu-le rezistenta la antibiotice, Me divalente, radiatii UV

-participa la obtinere de toxine bacteriene

REPLICAREA

-se utilizeaza cu scopul obtinerii unor materiale genetice in cant. mare, pornind de la cant. mici de ADN

Etape:

1. Despiralarea ADN-ului – catena initiala dublu helix se rupe (leg. H) si se formeaza doua catene primer.

2. Condensarea specifica complementara a bazelor azotate din nucleotidele libere din mediu in prezenta DNA polimerazei. Se obtin doua catene fiice similare cu catena initiala (mama)

-procesul se reia de zeci/ sute de ori prin tehnici PCR (Polymarase Chain Reactin) pana cand materialul genetic final este suficient tehnicilor de BLOTTING

-procesul de replicare este ! in transcrierile genetice

-gene discontinue:

o zone netranscriptibile (introni)

o zone transcriptibile (exoni)

Recombinarea – presupune incorporarea ADN-ului strain (ex. virus) si multiplicarea pe seama gazdei

Clonarea – presupune legarea hibrizilor ADN-ADN sau ADN-ARN de plasmide si incorpoarea in cel. gazda

Mutatia – presupune modificari structurale ADN (schimbari de baze azotate)

Mutatia silentioasa – presupune mutatii, la care codonii obtinuti cuantifica/codifica acelasi rest de aa

ACIZII RIBONUCLEICI

-3 mari clase:

o ribozomal rRNA

o de transfer tRNA

o mesager mRNA

-structural fata de ADN:

˗ deoxiriboza este inclocuita cu riboza, iar

˗ timina cu uracilul

tARN

-este implicat in transportul aa la nivel ribozomal

-fiecare aa standard este transportat de un tARN specific

-reprezinta 15% din totalul ARN

-se identifica specific codonul compementar de pe mRNA prin intermediul anticodonului si se leaga aa specific

Biosinteza proteica

-in etapele de biosinteza proteica se intalnesc:

o activarea aa

o fixarea specifica a aa pe tRNA

o initierea procesului de biosinteza cu ajutorul unor codoni START

o elongarea catenei – au loc condensarile aa adusi pe rand la nivel ribozomal

o terminarea catenei – atunci cand apare codonul STOP nu se mai codifica niciun aa, pr. de

condensare fiind incheiat o eliberarea catenei

-se obtin astfel catene peptidice, pp sau proteice necesare in diverse procese biochimice

-aa nestandard se obtin dupa biosinteza prin modificari posttranslationale

VIRUSUL

=NU este o celula

-nu are metabolism propriu

-se multiplica pe baza celulei gazda

-structural prezinta ca material genetic fie ADN fie ARN (niciodata ambele) si o capsida virala => adenovirus/ retrovirus

-capsida virala ofera izolarea materialului genetic fata de mediu stabilitate, rezistenta

-la nivelul capsidei pot exista situsuri sau gr. functionale care sa ofere capacitatea de antigenitate

-capsida virala poseda si capacitate catalitica (de enzima) si specificitate