Opracowane ćw.8 biochemia PDF

Preview

Summary

opracowany materiał z ćwiczeń...

Description

Kwasy nukleinowe



1. Budowa nukleozydu: Składa on się z: o Zasady azotowej połączonej wiązaniem β-N-glikozydowym (w pozycji 1’)z… o Pentozą (którą jest ryboza lub deoksyryboza)

2. Budowa nukleotydu:  

 

Jest to ester nukleozydu i reszty kwasu ortofosforowego (połączona wiązaniem estrowym w pozycji 5’ lub 3’) Na podstawie rodzaju zasady azotowej wyróżniamy: o Nukleotydy purynowe: Adenina (A), Guanina (G) o Nukleotydy pirymidynowe: Cytozyna (C) , Tymina (T) [tylko w DNA], Uracyl (U) [ostatni tylko w RNA] Jeżeli nukleotyd, jako cukier zawiera rybozę to wówczas posiada on dwie grupy hydroksylowe (-OH) położone w pozycjach 2’ i 3’ pierścienia cukrowego Jeżeli nukleotyd zawiera 2’-deoksyrybozę, to posiada on wówczas jedną grupę hydroksylową w położeniu 3’ pierścienia cukrowego

3. Budowa zasady azotowej 

Tak samo jak nukleotydy, zasady azotowe dzielimy na: o Puryny: A,G o Pirymidyny: C,T,U o Puryna składa się z dwóch połączonych pierścieni: pięcio- i sześcioczłonowego o Pirymidyna składa się z pojedyńczego pierścienia sześcioczłonowego

a)    

Pierwotna (I-rzędowa) struktura DNA Nukleotydy są ze sobą powiązane za pomocą wiązań fosfodiestrowych Wiązanie to powstaje między grupą 3’-hydroksylową jednego nukleotydu i grupą 5’-fosforanową Nukleotydy w tej strukturze są połączone liniowo Szkielet ten jest polarny, co znaczy że z jednej strony (3’) zawiera wolną grupę hydroksylową (-OH), a na drugim końcu (5’) zawiera grupę fosforanową

4. Struktury DNA

b) II-rzędowa struktura DNA I. DNA w tej strukturze ma formę podwójnej helisy (forma B)  Helisa ta składa się z dwóch antyrównoległych nici tworzących prawoskrętną helisę  Antyrównoległe to znaczy że jedna nić „na górze” ma koniec 5’, a druga nić ma „na górze” koniec 3’(tj. biegną w przeciwnych kierunkach)  Zasady azotowe są ze sobą połączone wiązaniami wodorowymi prostopadle do siebie w sposób komplementarny, co oznacza że adenina (w DNA) łączy się podwójnie z tyminą (z uracylem w RNA), a cytozyna potrójnie z guaniną

 Na każde 10 par zasad przypada 1 skręt helisy. Skręty tworzą 2 rowki: mniejszy i większy II. Alternatywne formy II-rzędowe DNA:  Forma A DNA: jest to bardziej zwarta forma B. 1 skręt przypada na 11 par zasad azotowych  Forma Z DNA: jest to helisa lewoskrętna. Jest najmniej skręcona, a na jeden skręt przypada 12 par zasad azotowych. Występują w niej (wyłącznie) naprzemiennie puryny i pirymidyny. Literę Z zawdzięcza biegnącemu zygzakowato szkieletowi fosfodiestrowemu III.

III-rzędowa struktura DNA a) Superhelisa (superzwój). Forma ta ma większą energię swobodną, niż DNA nieskręcone w superzwój. W zależności od kierunku skręcenia superhelisy wyróżniamy:  Superhelisę dodatnią – skręcona w prawo (tak jak helisa DNA)  Superhelisę ujemną – skręcona w lewo

b) Upakowanie DNA w chromosomie: 1. Chromatyna – przypomina „sznur korali”  Jest to DNA nawinięte na małe białka zasadowe: histony.  DNA niezwiązanie z histonami nazywamy DNA łącznikowym.  Histonem łącznikowym jest histon H1  Histony rdzeniowe: H2A, H2B, H3, H4  Jednostką strukturalną chromatyny jest nukleosom, czyli 2 histony rdzeniowe, wokół których nawinięte jest DNA. Nukleosomy łączą się DNA łącznikowym. 2. Solenoid (włókno 30 nm.) – jest to główna postać chromatyny, która przypomina solenoid. Do jej powstania niezbędne są histony H1 i białko zrębu 3. Struktury chromatyny wyższego rzędu:  Heterochromatyna – chromatyna upakowana ścisło. Jest nieaktywna w trakcie transkrypcji  Euchromatyna – chromatyna upakowana luźniej. Jest aktywna transkrypcyjnie  Domeny petlowe – DNA jest nawinięte w chromosomie wokół szkieletu jądrowego. DNA wystające poza ten szkielet ma formę pętli

5. Organizacja DNA u eukariota a) DNA eukariontów można podzielić na trzy główne klasy I. Sekwencje unikatowe (niepowtarzające się).  Stanowią 60% całego DNA eukariota.  Geny te dzielą się na sekwencje ulegające ekspresji (eksony) oraz sekwencje wtrąceniowe (introny)  Introny są transkrybowane (przepisywane z DNA na mRNA), a potem ulegają wycięciu w procesie zwanym splicingiem RNA, tak więc nie ulegają translacji II. Sekwencje powtarzające się umiarkowanie: stanowią 30% całkowitego DNA. Powtarzają się dziesiątki, a nawet setki razy III. Sekwencje powtarzające się często: stanowią 10% DNA. Powtarzają się od setek do setek tysięcy b) Dalsza klasyfikacja powtarzających się DNA Geny powtarzające się tandemowo (parami): składają się z wielokrotnie (100x-1000x) powtarzających się par genów, poodzielanych sekwencjami niekodującego DNA (sekwencje rozdzielające). Np. geny kodujące rRNA i tRNA II. Niekodujące powtarzające się DNA: a) Proste powtórki sekwencji – krótkie sekwencje powtarzające się w tandemach I.

b) Rozproszone sekwencje powtórzone – dzielimy je na: krótkie (150-300 pz.) sekwencje losowo rozproszone w genomie i długie (1000-6000pz.) sekwencje rozproszone. Są one elementami ruchomymi DNA.

6. Organizacja DNA u prokariota   

DNA u prokariota ma najczęściej formę kolistego chromosomu, zwanego nukleoidem DNA przybiera u nich forme superhelisy U prokariota nie zachodzi splicing

7. Struktura RNA I.

Struktura pierwotna (I-rzędowa) RNA:  Niemal identyczna jak w DNA. Jedyną różnicą jest cukier (tutaj ryboza) w nukleotydzie

II.

Struktura II-rzędowa a) Helisa A- w tej formie wystepuje dwunicowe RNA. Adenina łączy się podwójnie z uracylem wiazaniem wodorowym, a cytozyna łączy się potrójnie z guaniną b) Struktura szypuły z petlą spinki od włosów – jeżeli końce 3’ i 5’ jednoniciowego RNA sa do siebie komplementarne, wówczas stworzą one pętle, a sparowane zasady stworzą szypułę

III.

Struktura III-rzędowa a) mRNA:  przenośnik informacji genetycznej z jądra do cytoplazmy  powstaje komplementarnie do matrycy DNA w procesie transkrypcji  u Eukariota najpierw powstaje w formie pre-mRNA, które następnie ulega splicingowi, czyli wycięciu części niekodujących  dodatkowo u Eukariota posiada na końcu 5’ czapeczkę (ochrona przed enzymami i stabilizacja struktury mRNA), a na końcu 3’ posiada ogon poli-A (łączy mRNA z rybosomem). Nie ulegają one translacji.  po przyłączeniu do rybosomów, stanowi matrycę do syntezy białka (3 nukleotydy w łańcuchu=1 aminokwas)  proces syntezy białek na podstawie mRNA nazywamy translacją b) rRNA:  występuje razem z białkami rybosomalnymi, tworzac rybosom  u prokariota występuje w 3 rodzajach, u eukariota w czterech  u Eukariota mała podjednostka rybosomu składa się z 18S rRNA, a duża 5S, 5.8S i 28S rRNA c) tRNA:  odpowiada odczytywanie informacji z mRNA i na jej podstawie przyłącza do siebie aminokwasy w odpowiedniej kolejności, tworząc białko  ma budowę palczastą, a kształtem przypomina koniczynę. Można w nim wyróżnić 4 ramiona: o ramię DHU- zawiera informację jaki rodzaj aminokwasu mmoże zostać przyłączony do danego aminokwasu. Zawiera dihydroksyuracyl – aminokwas nietypowy dla RNA o ramię akceptorowe – przyłączają się do niego aktywowane aminokwasy za pomocą wiązania estrowego o ramię rybotymidowe psi – służy do łączenia z rybosomem i mocowania tRNA w matrycy

o pętla antykodonowa – odpowiedzialna za rozpoznanie i związanie z kodonem w mRNA. o ramię zmienne – nie wystepuje w każdym tRNA...