nukleotidi in nukleinske kisline nukleozidov in nukleotidov v dna in rna baza nukleozid nukleotid...
TRANSCRIPT
![Page 1: NUKLEOTIDI IN NUKLEINSKE KISLINE nukleozidov in nukleotidov v DNA in RNA baza nukleozid nukleotid nukleinska kislina purinske baze adenin adenozin adenozin-5-monofosfat (5](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022013114/5d15d73288c993e8108d88b9/html5/thumbnails/1.jpg)
NUKLEOTIDI IN NUKLEINSKE
KISLINE
![Page 2: NUKLEOTIDI IN NUKLEINSKE KISLINE nukleozidov in nukleotidov v DNA in RNA baza nukleozid nukleotid nukleinska kislina purinske baze adenin adenozin adenozin-5-monofosfat (5](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022013114/5d15d73288c993e8108d88b9/html5/thumbnails/2.jpg)
Nukleinske kisline
NK so biološke molekule ki shranjujejo, prenašajo in izražajo
genetske informacije
-sodelujeta dve vrsti NK:
deoksiribonukleinska kislina (DNA) in
ribonukleinska kislina (RNA)
-DNA je v kromosomih v celičnem jedru kjer služi kot shramba
genetske informacije
-RNA ( informacijska,ribosomska in prenašalna) posreduje genetske informacije v smeri DNA RNA proteini
-NK so linearni polimeri zgrajeni iz 4 različnih monomerov ki ji imenujemo nukleotidi
![Page 3: NUKLEOTIDI IN NUKLEINSKE KISLINE nukleozidov in nukleotidov v DNA in RNA baza nukleozid nukleotid nukleinska kislina purinske baze adenin adenozin adenozin-5-monofosfat (5](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022013114/5d15d73288c993e8108d88b9/html5/thumbnails/3.jpg)
NUKLEOTIDI SO OSNOVNA SESTAVINA NUKLEINSKIH KISLIN
ZGRADBA NUKLEOTIDOV
Posamezni nuikleotid je sestavljen iz treh enot
- dušikova baza (purinska ali pirimidinska)
-sladkorja pentoze (riboza, deoksiriboza )
- iz ene, dveh ali treh fosfatnih skupin
+
N baza
Sladkor Sladkor Sladkor
Fosfat
N baza
Nukleinske kisline
N baza
Nukleozid Nukleotid
![Page 4: NUKLEOTIDI IN NUKLEINSKE KISLINE nukleozidov in nukleotidov v DNA in RNA baza nukleozid nukleotid nukleinska kislina purinske baze adenin adenozin adenozin-5-monofosfat (5](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022013114/5d15d73288c993e8108d88b9/html5/thumbnails/4.jpg)
ZGRADBA NUKLEOTIDA
dušikova baza
N-glikozidna vez
Fosfoestrska vez
1-3 fosfatne skupine
ogljikov hidrat s
petimi C atomi
NUKLEOTIDI SO OSNOVNA SESTAVINA NUKLEINSKIH KISLIN
![Page 5: NUKLEOTIDI IN NUKLEINSKE KISLINE nukleozidov in nukleotidov v DNA in RNA baza nukleozid nukleotid nukleinska kislina purinske baze adenin adenozin adenozin-5-monofosfat (5](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022013114/5d15d73288c993e8108d88b9/html5/thumbnails/5.jpg)
SESTAVINE NUKLEOTIDOV: dušikove baze
![Page 6: NUKLEOTIDI IN NUKLEINSKE KISLINE nukleozidov in nukleotidov v DNA in RNA baza nukleozid nukleotid nukleinska kislina purinske baze adenin adenozin adenozin-5-monofosfat (5](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022013114/5d15d73288c993e8108d88b9/html5/thumbnails/6.jpg)
SESTAVINE NUKLEOTIDOV : ogljikovi hidrati s 5 C- atomi -aldopentoze
Riboza (v RNA)
2-deoksiriboz (v DNA)
![Page 7: NUKLEOTIDI IN NUKLEINSKE KISLINE nukleozidov in nukleotidov v DNA in RNA baza nukleozid nukleotid nukleinska kislina purinske baze adenin adenozin adenozin-5-monofosfat (5](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022013114/5d15d73288c993e8108d88b9/html5/thumbnails/7.jpg)
H H
H
H3PO4
SESTAVINE NUKLEOTIDOV
ena, dve ali tri fosfatne skupine
![Page 8: NUKLEOTIDI IN NUKLEINSKE KISLINE nukleozidov in nukleotidov v DNA in RNA baza nukleozid nukleotid nukleinska kislina purinske baze adenin adenozin adenozin-5-monofosfat (5](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022013114/5d15d73288c993e8108d88b9/html5/thumbnails/8.jpg)
Poimenovanje nukleotidov
baza nukleotid
citozin citidin-5-mono-fosfat
timin timidin-5-mono-fosfat (pri DNA)
uracil uridin-5-mono-fosfat (pri RNA)
adenin adenozin-5-mono-fosfat
gvanin gvanozin-5-mono-fosfat
![Page 9: NUKLEOTIDI IN NUKLEINSKE KISLINE nukleozidov in nukleotidov v DNA in RNA baza nukleozid nukleotid nukleinska kislina purinske baze adenin adenozin adenozin-5-monofosfat (5](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022013114/5d15d73288c993e8108d88b9/html5/thumbnails/9.jpg)
ADENOZIN TRIFOSFAT (ATP)
Glavni prenašalec kemijske energije v celici
![Page 10: NUKLEOTIDI IN NUKLEINSKE KISLINE nukleozidov in nukleotidov v DNA in RNA baza nukleozid nukleotid nukleinska kislina purinske baze adenin adenozin adenozin-5-monofosfat (5](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022013114/5d15d73288c993e8108d88b9/html5/thumbnails/10.jpg)
Fosfatne skupine dajejo nukleotidu negativen naboj
Fosfoestrska vez Fosfoanhidridne
vezi
NUKLEOTIDI NASTOPAJO V OBLIKI MONO‐, DI‐ ALI TRI‐FOSFATOV
![Page 11: NUKLEOTIDI IN NUKLEINSKE KISLINE nukleozidov in nukleotidov v DNA in RNA baza nukleozid nukleotid nukleinska kislina purinske baze adenin adenozin adenozin-5-monofosfat (5](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022013114/5d15d73288c993e8108d88b9/html5/thumbnails/11.jpg)
FUNKCIJE NUKLEOTIDOV
- Gradniki nukleinskih kislin
- Sestavni del koencimov (NAD, CoA, itd.)
- Nukleozid-5'-trifosfati: prenašalci energije in aktivacijska vloga:
namesto baze adenina je gvanin, citozin ali uracil
(označujemo jih s kraticami GTP, CTP,UTP)
ATP:prenašalec kemijske energije
GTP:“poganja”proteinsko sintezo
CTP:“poganja”lipidno sintezo
UTP:“poganja”ogljikohidratni metabolizem
- Ciklična nukleotida cAMP, cGMP: signalni molekuli in regulatorja metabolizma
![Page 12: NUKLEOTIDI IN NUKLEINSKE KISLINE nukleozidov in nukleotidov v DNA in RNA baza nukleozid nukleotid nukleinska kislina purinske baze adenin adenozin adenozin-5-monofosfat (5](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022013114/5d15d73288c993e8108d88b9/html5/thumbnails/12.jpg)
so polimeri zgrajeni iz štirih različnih nukleotidov
deoksiribonukleinska kislina (DNA, deoxyribonucleic acid ) in
ribonukleinske kisline (RNA, ribonucleic acid )
Nukleinske kisline
![Page 13: NUKLEOTIDI IN NUKLEINSKE KISLINE nukleozidov in nukleotidov v DNA in RNA baza nukleozid nukleotid nukleinska kislina purinske baze adenin adenozin adenozin-5-monofosfat (5](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022013114/5d15d73288c993e8108d88b9/html5/thumbnails/13.jpg)
Poimenovanje nukleozidov in nukleotidov v DNA in RNA
baza nukleozid nukleotid nukleinska kislina
purinske baze
adenin adenozin adenozin-5-monofosfat (5-AMP) RNA
deoksiadenozin deoksiadenozin-5-monofosfat (5-dAMP) DNA
gvanin gvanozin gvanozin-5- monofosfat (5-GMP) RNA
deoksigvanozin deoksigvanozin-5- monofosfat (5-dGMP) DNA
pirimidinske baze
citozin citidin citidin-5-monofosfat (5-CMP) RNA
deoksicitidin deoksicitidin-5-monofosfat (5-dCMP) DNA
timin deoksitimidin deoksitimidin-5-monofosfat (5-dTMP) DNA
uracil uridin uridin-5-monofosfat (5-UMP) RNA
![Page 14: NUKLEOTIDI IN NUKLEINSKE KISLINE nukleozidov in nukleotidov v DNA in RNA baza nukleozid nukleotid nukleinska kislina purinske baze adenin adenozin adenozin-5-monofosfat (5](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022013114/5d15d73288c993e8108d88b9/html5/thumbnails/14.jpg)
Nukleinske kisline so polimeri zgrajeni iz štirih različnih nukleotidov
Nukleotidi se v NK povezujejo s fosfatnimi skupinami tako da se
5’-fosfatna skupina enega nukleotida poveže s
3’-OH skupino naslednjega nukleotida,
fosfodiestrska povezava omogoča nastanek kovalentnega ogrodja DNA in RNA
![Page 15: NUKLEOTIDI IN NUKLEINSKE KISLINE nukleozidov in nukleotidov v DNA in RNA baza nukleozid nukleotid nukleinska kislina purinske baze adenin adenozin adenozin-5-monofosfat (5](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022013114/5d15d73288c993e8108d88b9/html5/thumbnails/15.jpg)
3’
5’
RNA DNA
Primarna struktura DNA in RNA je zaporedje nukleotidov
![Page 16: NUKLEOTIDI IN NUKLEINSKE KISLINE nukleozidov in nukleotidov v DNA in RNA baza nukleozid nukleotid nukleinska kislina purinske baze adenin adenozin adenozin-5-monofosfat (5](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022013114/5d15d73288c993e8108d88b9/html5/thumbnails/16.jpg)
Nukleotidi ki gradijo nukleinske kisline
DNA
RNA
![Page 17: NUKLEOTIDI IN NUKLEINSKE KISLINE nukleozidov in nukleotidov v DNA in RNA baza nukleozid nukleotid nukleinska kislina purinske baze adenin adenozin adenozin-5-monofosfat (5](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022013114/5d15d73288c993e8108d88b9/html5/thumbnails/17.jpg)
Poenostavljena predstavitev verige DNA
nukleotid BAZA DEOKSIRIBOZA
FOSFAT
![Page 18: NUKLEOTIDI IN NUKLEINSKE KISLINE nukleozidov in nukleotidov v DNA in RNA baza nukleozid nukleotid nukleinska kislina purinske baze adenin adenozin adenozin-5-monofosfat (5](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022013114/5d15d73288c993e8108d88b9/html5/thumbnails/18.jpg)
James Watson in Francis Crick, ki sta podala model
dvojne vijačnice DNA, leta 1953. Nobelovo nagrado
-
Watson in Crick sama nista naredila nobenih eksperimentov, sta združila vsa
dotedanje znanje o DNA:
- molekulsko sestavo DNA;
-ustreznost parov A-T in C-G
- enake dimenzije baznih parov,
- možnost različnih šibkih interakcij za stabilizacijo molekule
(H-vezi,hidrofobne interakcije)
- povezavo med strukturo in delovanjem DNA
![Page 19: NUKLEOTIDI IN NUKLEINSKE KISLINE nukleozidov in nukleotidov v DNA in RNA baza nukleozid nukleotid nukleinska kislina purinske baze adenin adenozin adenozin-5-monofosfat (5](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022013114/5d15d73288c993e8108d88b9/html5/thumbnails/19.jpg)
Osnova za sekundarno strukturo DNA
je povezava dveh polinukleotidnih verig:
-vedno se purinske baze povezujejo
vodikovimi vezmi pirimidinskimi bazami
-nastanejo 4 bazni pari.
-v parih sta si vedno nasproti purin in pirimidin
A = T G C
T = A C G
-zaporedje 4 baznih parov nosi genetsko
informacijo
-DNA pri ljudeh ima 6 milijard baznih parov
v raztegnjenem stanju je dolga 2 metra.
A = adenin
T = timin
G = gvanin
C = citozin
![Page 20: NUKLEOTIDI IN NUKLEINSKE KISLINE nukleozidov in nukleotidov v DNA in RNA baza nukleozid nukleotid nukleinska kislina purinske baze adenin adenozin adenozin-5-monofosfat (5](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022013114/5d15d73288c993e8108d88b9/html5/thumbnails/20.jpg)
G C T = A
Komplementarno parjenje baz dveh enojnih verig DNA.
Bazna para A:T in G:C imata skoraj enake
dimenzije •A in T: 2 H-vezi •G in C: 3 H-vezi
BAZNA PARA A-T, C-G
![Page 21: NUKLEOTIDI IN NUKLEINSKE KISLINE nukleozidov in nukleotidov v DNA in RNA baza nukleozid nukleotid nukleinska kislina purinske baze adenin adenozin adenozin-5-monofosfat (5](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022013114/5d15d73288c993e8108d88b9/html5/thumbnails/21.jpg)
-vodikove vezi so šibke, a jih je veliko.
-za stabilno povezavo dveh polinukleotidnih
verig niso zadostne
-potrebne še druge vezi, ki pa se lahko
vzpostavijo le ob zvitju ‘odprte lestvice’
kompaktno dvojno vijačnico.
-obe polinukleotidni verigi se vijačno
ovijeta ena okrog druge v
nasprotnih smereh ( antipareleln )
![Page 22: NUKLEOTIDI IN NUKLEINSKE KISLINE nukleozidov in nukleotidov v DNA in RNA baza nukleozid nukleotid nukleinska kislina purinske baze adenin adenozin adenozin-5-monofosfat (5](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022013114/5d15d73288c993e8108d88b9/html5/thumbnails/22.jpg)
Watson - Crickov model DNA
![Page 23: NUKLEOTIDI IN NUKLEINSKE KISLINE nukleozidov in nukleotidov v DNA in RNA baza nukleozid nukleotid nukleinska kislina purinske baze adenin adenozin adenozin-5-monofosfat (5](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022013114/5d15d73288c993e8108d88b9/html5/thumbnails/23.jpg)
Lastnosti dvojne vijačnice
• Dve polinukleotidni verigi sta zaviti okrog iste osi. Desni navoj. Veliki in mali žleb na površini.
• Verigi tečeta v nasprotno smer( antiparalelno)
• V vodnem okolju so fosfatne skupine in sladkorji na zunanjosti vijačnice in so izpostavljeni vodi.
• Hidrofobne baze so usmerjene v notranjost vijačnice, 10 baznih parov na zavoj vijačnice.
• Stabilizacija vijačnice:
-H-vezmi med bazami: A::T, G:::C
-Van der Walsovimi in hidrofobnimi interakcijami
![Page 24: NUKLEOTIDI IN NUKLEINSKE KISLINE nukleozidov in nukleotidov v DNA in RNA baza nukleozid nukleotid nukleinska kislina purinske baze adenin adenozin adenozin-5-monofosfat (5](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022013114/5d15d73288c993e8108d88b9/html5/thumbnails/24.jpg)
VIŠJE STRUKTURE DNA so posledica tesnega zvitja DNA v kompaktne
strukture vse do kromosoma (terciarna zgradba).
• Samo tako je mogoče, da se 2 m dolga molekula DNA lahko ‘stlači’ v
jedro naše celice.
• NAMEN: večja zašita molekule DNA, večja
zgostitev za okoli 100,000 x in le organizirano
razvitje ter prepis v RNA in proteine.
![Page 25: NUKLEOTIDI IN NUKLEINSKE KISLINE nukleozidov in nukleotidov v DNA in RNA baza nukleozid nukleotid nukleinska kislina purinske baze adenin adenozin adenozin-5-monofosfat (5](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022013114/5d15d73288c993e8108d88b9/html5/thumbnails/25.jpg)
Zvitje DNA
- vsak nukleosom je skoraj 2x ovit z DNA (146 baznih parov),
- povezujoča DNA (linker) pa ima okrog 50 baznih parov.
-DNA se dvakrat ovije okrog histonskega oktamera in dobimo nukleosom.
![Page 26: NUKLEOTIDI IN NUKLEINSKE KISLINE nukleozidov in nukleotidov v DNA in RNA baza nukleozid nukleotid nukleinska kislina purinske baze adenin adenozin adenozin-5-monofosfat (5](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022013114/5d15d73288c993e8108d88b9/html5/thumbnails/26.jpg)
-DNA se dvakrat ovije okrog histonskega oktamera in dobimo nukleosom.
- nukleosomi se tesno navijejo v strukturo kromatinsko vlakno
-30 nm vlakno se zvije v zanke,
-6 zank se okrog proteinske strukture
organizirajo v rozeto,
-30 rozet se zvije v en ovoj,
-več takih ovojev sestavlja eno kromatido,
-dve kromatidi se združita v kromosom.
2 kromatidi
(vsaka 10 zavojev)
1 zavoj (30 rozet)
1 rozeta (6 zank)
1 zanka (75.000 bp)
30 nm fibril
DNA
![Page 27: NUKLEOTIDI IN NUKLEINSKE KISLINE nukleozidov in nukleotidov v DNA in RNA baza nukleozid nukleotid nukleinska kislina purinske baze adenin adenozin adenozin-5-monofosfat (5](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022013114/5d15d73288c993e8108d88b9/html5/thumbnails/27.jpg)
Nukleinske kisline-RNA
• Grajena je podobno kot DNA iz
monomernih enot- nukletidov
• Značilne razlike:.
- RNA vsebuje sladkopr ribozo
- v RNA je vgrajen uridin (U), ne
pa timidin (T)
![Page 28: NUKLEOTIDI IN NUKLEINSKE KISLINE nukleozidov in nukleotidov v DNA in RNA baza nukleozid nukleotid nukleinska kislina purinske baze adenin adenozin adenozin-5-monofosfat (5](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022013114/5d15d73288c993e8108d88b9/html5/thumbnails/28.jpg)
Primarna struktura RNA
Usmerjenost!
je
ZAPOREDJE NUKLEOTIDOV
Kovalentna povezava nukleotidov z
estresko vezjo
Verigi imata dva konca:
5’-konec (tam je fosfat!) in
3’-konec (tam je prosta -OH!)
Značilnost kovalentnega ogrodja je
usmerjenost 5 proti 3
RNA napišemo s kraticami (UGC)
![Page 29: NUKLEOTIDI IN NUKLEINSKE KISLINE nukleozidov in nukleotidov v DNA in RNA baza nukleozid nukleotid nukleinska kislina purinske baze adenin adenozin adenozin-5-monofosfat (5](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022013114/5d15d73288c993e8108d88b9/html5/thumbnails/29.jpg)
lasnica
zanka
izboklina
enojna veriga
dvojna vijačnica
Sekundarna struktura RNA je veliko kompleksnejša kot pri DNA!
![Page 30: NUKLEOTIDI IN NUKLEINSKE KISLINE nukleozidov in nukleotidov v DNA in RNA baza nukleozid nukleotid nukleinska kislina purinske baze adenin adenozin adenozin-5-monofosfat (5](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022013114/5d15d73288c993e8108d88b9/html5/thumbnails/30.jpg)
Lastnosti treh vrst RNA
vrsta RNA biološka funkcija
-informacijska RNA (mRNA)
se prepiše iz dela DNA, nosi informacijo
za sintezo proteinov
-ribosomska RNA (rRNA) skupaj s proteini gradi ribosome, mesta
kjer poteka sinteza proteinov
-prenašalna RNA (tRNA)
aktivira in prinaša aminokisline za
sintezo proteinov
![Page 31: NUKLEOTIDI IN NUKLEINSKE KISLINE nukleozidov in nukleotidov v DNA in RNA baza nukleozid nukleotid nukleinska kislina purinske baze adenin adenozin adenozin-5-monofosfat (5](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022013114/5d15d73288c993e8108d88b9/html5/thumbnails/31.jpg)
- Vloga DNA je shranjevanje in prenos genske informacije
(informacijo za izdelavo proteinov )
-DNA se mora podvojit in kopija se mora prenesti na
hčerinsko celico ( podvajavanje ali replikacija ).
-pretrgajo se vodikove vezi, močne fosfodiestrske vezi pa
‘ne dovolijo’,da bi se spremenilo zaporedje baz in s tem
informacija za sintezo proteinov.
-kopija DNA je popolnoma enaka starševski DNA.
-Vloga RNA je prenos gensko informacijo od DNA do
sinteze proteinov
DNA RNA PROTEIN
-
![Page 32: NUKLEOTIDI IN NUKLEINSKE KISLINE nukleozidov in nukleotidov v DNA in RNA baza nukleozid nukleotid nukleinska kislina purinske baze adenin adenozin adenozin-5-monofosfat (5](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022013114/5d15d73288c993e8108d88b9/html5/thumbnails/32.jpg)