NUKLEOVÉ KYSELINY. Složení nukleových kyselin. Typy nukleových kyselin:

Transkript

1 NUKLEOVÉ KYSELINY Deoxyribonukleová kyselina (DNA, odvozeno z anglického názvu deoxyribonucleic acid) Ribonukleová kyselina (RNA, odvozeno z anglického názvu ribonucleic acid) Definice a zařazení: Nukleové kyseliny () řadíme mezi přírodní látky, protože jsou základní složkou všech živých organismů. Zajišťují jejich reprodukci. Jsou to makromolekulární látky, které nesou genetickou informaci o organismu a rozhodují o procesech v buňce. Jejich základní stavební jednotkou je nukleotid. Výskyt: Nalézají se především v jaderné hmotě, dále v semiautonomních organelách (mitochondrie, plastidy), ve virech, RNA také v cytoplasmě a ribosomech. DNA byla popsána roce v r. 1869, funkce rozpoznána v roce 1943, model struktury publikován v roce 1953 (James D. Watson a Francis Crick) Jádro (z lat. nucleus, řec. karyon) je organela eukaryotnich buněk, v níž je uložena většina genetického materiálu (DNA) buňky. Od cytoplazmy je odděleno polopropustnou membránou, v průměru má velikost 5 10 mikrometrů. Je zde realizován přepis určitých úseků DNA do kratších řetězců RNA. DNA se zde nalézá ve formě komplexů s bílkovinami (chromatinu). Je barvitelná zejména v době, kdy se vlákna DNA spiralizují a vytváří chromozomy. Složení nukleových kyselin Obr.: Buňky s jádrem a chromatinem Nukleové kyseliny obsahují vzájemně vázaných nukleotidů do řetězců nukleových kyselin. Lidská buňka obsahuje DNA o délce přibližně 1 metr ( nukleotidů). Nukleotid obsahuje 3 základní části: - Cukernou část (ribosu či deoxyribosu) - Zásaditou část (ovou či purinovou bázi) - Kyselou část (zbytek kyseliny fosforečné H 3 PO 4, čili fosfát) Typy nukleových kyselin: 1. Deoxyribonukleové kyseliny (DNA): Cukr: deoxyribosu, Dusíkaté báze: adenin (A), thymin (T), guanin (G) a cytocin (C) Zbytek kys. fosforečné (fosfát) Výskyt: jádro či jaderná hmota prokaryot, mitochondrie, plastidy, viry, plasmidy (menší kruhovité řetězce DNA v cytoplasmě bakterií) Struktura: dvouvláknitá šroubovice tvořena dvěma řetězci nukleotidů, které jsou k sobě poutány vodíkovými můstky mezi puriny a y obou vláken Funkce: nositel dědičné informace předávané na potomstvo Reg. č. projektu CZ.1.07/1.1.00/

2 Ribonukleové kyseliny (RNA): Cukr: deoxyribosa Dusíkaté báze: adenin (A), uracil (U), guanin (G) a cytosin (C) Zbytek kys. fosforečné (fosfát) Struktura: jednovláknitá, kratší úseky jsou také dvouvláknité Výskyt: jádro, cytoplasma, ribozomy, viry Funkce: přepis genetické informace z pořadí nukleotidů v DNA do pořadí AK v bílkovinách, tedy zajištění tvorby bílkovin Typy RNA: a) informační RNA; (=Messenger RNA, mediátorová RNA, m-rna) přednos genetická informace z jádra do cytolasmy, k ribozomům, jednovláknitá b) Transferová RNA (t-rna) přenos AK na ribozomy, struktura lístku jetele c) Ribozomální RNA (r-rna) tvoří stavební složku dvou ribozomálních podjednotek Schéma nukleotidu: dusíkatá báze fosfát pentosa ribosa či deoxyribosa Komplementarita dusíkatých bází (párování) Dusíkaté báze (puriny a pyramidy jsou vzájemně poutány ve dvou vláknech DNA vodíkovými můstky mezi OH a NH 2 skupinami. Vytvořené řetězce se stáčí do spirály (alfa helix). : A T ( v DNA) G C A U (v RNA) Schéma vlákna nukleové kyseliny: báze báze báze báze fosfát cukr fosfát cukr fosfát cukr fosfát cukr fosfát Primární struktura nukleové kyseliny je daná pořadím dusíkatých bází v polynukleotidovém řetězci. Nejvyšší struktura: V době dělení jádra vytváří komplexy DNA a bílkovin chromozomy. Reg. č. projektu CZ.1.07/1.1.00/

3 Vzorec látky Sloučenina název Funkce, poznámky Výskyt kyselá složka nukl. nukleotid kyselina fosforečná, kyselin fosfát adenin guanin thymin uracil purin purin nukleotid s T, U s cytosinem DNA s adeninem RNA s adeninem cytosin ribosa deoxyribosa = 2-deoxy D - ribosa monosacharid pentosa nukleotid s guaninem RNA DNA mitochondrie ATP Odkazy a zkladní doporučená literatura: MAREČEK, Aleš; HONZA, Jaroslav. CHEMIE pro čtyřletá gymnázia: 3. díl. 1. vydání, reprint Olomouc: NAKLADATELSTVÍ OLOMOUC, s.r.o., s. ISBN JELÍNEK, Jan, ZICHÁČEK, Vladimír a kol: Biologie pro gymnázia. 9. vydání., Olomouc: Nakladatelství Olomouc, s.r.o., ISBN: Reg. č. projektu CZ.1.07/1.1.00/

4 Nukleové kyseliny Pracovní list Pozorně si přečtěte úvodní informace, nastudujte zápisy vzorců z předepsané literatury a seznamu předepsaných základních pojmů. Poté vyvozujte odpovědi, dohledejte údaje či odpovídejte na přímo zadanou otázku. 1. Jakou strukturu mají nukleové kyseliny? 2. Co je to nukleotid? 3. Patří NK mezi primární či sekundární metabolity? Proč? 4. Napište třikrát Hawortův vzorec ribosy. 5. Která ze složek nukleotidu je heterocyklickou sloučeninou? Proč? 6. Napište dvakrát vzorec purinu. 7. Napište dvakrát vzorec u. 8. Čím se liší RNA od DNA? a) b) c) 9. Doplňte komplementární bázi: A -., C -, T -., G -.., U Co je to ribozom? 11. Napište pořadí druhého vlákna DNA v dvoušroubovici: A - A - T - C - G - G - C - A - T - C - T - G - A - C Určete, o jakou kyselinu jde, pokud je to jednovláknitý řetězec s pořadím dusíkatých bází: A A - U G- U C A A G 13. Určete na základě komplementarity, jaké je pořadí dusíkatých bází v DNA, pokud víme, že poradí bází v RNA je: A - U - A - U - A - A - G - G - A - C - A - U. Reg. č. projektu CZ.1.07/1.1.00/

5 Příloha: Téma: Nukleové kyseliny povinné vzorce, pojmy, rovnice Buněčné jádro Dědičnost Jaderná membrána Chromatin Chromozomy Dělení jádra Primární metabolit Heterocyklická Puriny Pyrimidiny Dusíkatá báze Fosfát Ribosa Deoxyribosa Nukleotid Pentosa Adenozintrifosfát Jednovláknitá struktura DNA Transferová RNA Informační RNA Ribozomální RNA Dvouvláknitá šroubovice DNA Ribozom Komplementarita dusíkatých bázi Vodíkové můstky Primární struktura nukleových kyselin Primární struktura bílkovin Zdroje obrázků: BRAIN. wikimedia [online]. [cit ]. Dostupný na WWW: DOSTÁL. wikimedia [online]. [cit ]. Dostupný na WWW: Reg. č. projektu CZ.1.07/1.1.00/