Nukleové kyseliny Replikace Transkripce, RNA processing Translace

Transkript

1 ukleové kyseliny Replikace Transkripce, RA processing Translace

2

3 Život závisí na schopnosti buněk skladovat, získávat a překládat genetickou informaci, která je nezbytná pro udržení života organismů.

4 Prokaryotická X eukaryotická buňka Hlavní rozdíl organizace genetického materiálu (u prokaryot není ohraničen)

5 nukleové kyseliny

6 ukleové kyseliny - DA Vystavěny ze čtyř monomerních stavebních jednotek nukleotidů Lineární molekuly (eukaryota) ativní struktura dvoušroubovice, komplementární antiparalelní řetězce

7 ukleotid základní stavební jednotka nukleových kyselin H 2 - P H báze Zbytek kyseliny fosforečné H Cukerná složka

8 Cukerná složka H H H H H H H H H ribosa H H β-d-ribofuranosa H H H H H H H deoxyribosa H H H 2-deoxy-β-D-ribofuranosa

9 H 2 H Báze Cytosin H H H H H Guanin H 2 Thymin H Pirimidinové deriváty Purinové deriváty H H 2 H Uracil Adenin

10 Zbytek kyseliny fosforečné - H 2 Esterová vazba H P H P - H H

11 ukleotid - (pentosa + báze + kyselina fosforečná) Fosfoesterová vazba -glykosidická vazba Dusíkatá báze je -glykosidicky vázána na příslušné sacharidy.

12 Význam nukleotidů Kofaktory enzymů AD(P) + Makroergické sloučeniny ATP, ADP... Stavební kameny A H 2 - P - P - P - CH 2 H H

13 Řetězec DA (DA strand) 5'-konec a jednom konci DA je hydroxylová skupina H pentosy (3'- konec). - P - H 2 P - H Mezi fosfátovou skupinou a hydroxylovou skupinou na 3. uhlíku na pentose vzniká tzv. fosfodiesterová vazba. CH 3 H 2 a druhém konci DA je fosfátová skupina od zbytku kyseliny fosforečné (5'-konec). P - H 2 H P - a povrchu je A velmi silně záporně nabitá. H 3'-konec

14 páteř nukleových kyselin (backbone)

15 Struktura DA Primární pořadí nukleotidů 5 3 Sekundární dvojšroubovice Terciární, kvarterní histony (proteiny)

16 Sekundární struktura DA dvojitá šroubovice 1953 James Watson, Francis Crick Rosalind Franklin rentgenostrukturní analýza, helikální struktura

17 Struktura DA

18 Párování bazí Antiparalelní struktura

19

20

21 A B Z

22 Sekundární struktura DA

23 Cirkulární DA Prokaryota Mitochondrie, chloroplasty

24 Eukaryotní DA Lineární chromozomy ukleosom základní stavební jednotka eukaryotického chromosomu (DA, histony)

25

26

27 Úrovně kondenzace chromatinu

28 DA - chromosomy Chromosomy jsou většinou značně rozvolněné a nejsou viditelné interfázové chromosomy, dekondenzovaný chromatin a počátku dělení buňky dochází k jejich spiralizaci, zkracování a tím i zviditelnění mitotické chromosomy Kondenzovaný chromatin

29 Mitotické chromosomy na snímku z elektronového mikroskopu

30 Figure 4-11 Molecular Biology of the Cell ( Garland Science 2008) Lidské chromosomy

31 Lidské chromosomy

32 Table 4-1 Molecular Biology of the Cell ( Garland Science 2008)

33 Figure 4-15 Molecular Biology of the Cell ( Garland Science 2008)

34

35 RA

36 Typy RA (ss, riboza, U) tra (transferová) Vybírá správné aminokyseliny a umísťuje je do správného místa na ribosomu, aby mohly být začleněny do rostoucího aminokyselinového řetězce. rra (ribosomální) Tvoří jádro ribosomů, na kterých je mra překládána do proteinu. mra (informační, mediatorová) Vzniká přepisem genů kódujících aminokyselinovou sekvenci proteinů a její základní funkcí je řídit vznik proteinu. rra a tra vznikají přepisem genů nekódujících aminokyselinovou sekvenci proteinu. Jedná se o tzv. neinformační RA.

37 Typy RA

38 Figure 6-52 Molecular Biology of the Cell ( Garland Science 2008) tra

39 Figure 6-63 Molecular Biology of the Cell ( Garland Science 2008) rra

40 mra

41 KEY CCEPTS - Structure of ucleic Acids Deoxyribonucleic acid (DA), the genetic material, carries information to specify the amino acid sequences of proteins. It is transcribed into several types of ribonucleic acid (RA), including messenger RA (mra), transfer RA (tra), and ribosomal RA (rra), which function in protein synthesis. All DAs and most RAs are long, unbranched polymers of nucleotides, which consist of a phosphorylated penrose linked to an organic base, either a purine or a pyrimidine. The purines adenine (A) and guanine (G) and the pyrimidine cytosine (C) are present in both DA and RA. The pyrimidine thymine (T) present in DA is replaced by the pyrimidine uracil (U) in RA. Adjacent nucleotides in a polynucleotide are linked by phosphodiester bonds. The entire strand has a chemical di rectionality with 5' and 3' ends.

42 KEY CCEPTS - Structure of ucleic Acids atural DA (B DA) contains two complementary antiparallel polynucleotide strands wound together into a regular right-handed double helix with the bases on the inside and the two sugarphosphate backbones on the outside. Base pairing between the strands and hydrophobic interactions benveen adjacent base pairs stacked perpendicular to the helix axis stabilize this native structure. The bases in nucleic acids can interact via hydrogen bonds. The standard Watson-Crick base pairs are G C, AT (in DA), and G C, A U (in RA). Base pairing stabilizes the native three-dimensional structures of DA and RA. Binding of protein to DA c::tn deform its helical structure, causing local bending or unwinding of the DA molecule. Heat causes the DA strands to separate (denature). The melting temperature Tm of DA increases with the percentage of G C base pairs. Under suitable conditions, separated complementary nucleic acid strands will renature.