Typy nukleových kyselin. deoxyribonukleová (DNA); ribonukleová (RNA).

Transkript

1 Typy nukleových kyselin Existují dva typy nukleových kyselin (NA, z anglických slov nucleic acid): deoxyribonukleová (DNA); ribonukleová (RNA). DNA je lokalizována v buněčném jádře, RNA v cytoplasmě a v jadérku.

2 Nukleové kyseliny Vystavěny ze čtyř monomerních stavebních jednotek nukleotidů Kostru tvoří pentózy a fosfát Lineární molekuly (eukaryota) Nesou genetickou informaci

3 DNA a RNA jsou tvořeny z nukleotidů Nukleotidy se skládají: 1. z dusíkaté heterocyklické báze 2. z pentosy 3. ze zbytku kyseliny fosforečné thymin - T adenin - A guanin - G cytosin - C uracil - U O NH 2 O NH 2 O HN CH 3 N N HN N N HN O NH N NH H 2 N N NH O NH O NH N N DNA RNA N N NH Purinové deriváty Pyrimidinové deriváty N

4 Báze

5 DNA a RNA jsou tvořeny z nukleotidů Nukleotidy se skládají: 1. z dusíkaté heterocyklické báze 2. z pentosy 3. ze zbytku kyseliny fosforečné

6 DNA a RNA jsou tvořeny z nukleotidů Nukleotidy se skládají: 1. z dusíkaté heterocyklické báze 2. z pentosy 3. ze zbytku kyseliny fosforečné OH HO P OH O

7 Nukleové kyseliny NH 2 N N báze O N N -O P O - O H 2 C H H O H H cukr OH OH nukleosid nukleotid

8 nukleotid (pentosa + báze + kyselina fosforečná) Fosfoesterová vazba N-glykosidická vazba Dusíkatá báze je N-glykosidicky vázána na příslušné sacharidy.

9 Fosfodiesterová vazba 5'-konec Na jednom konci DNA je hydroxylová skupina OH pentosy (3'-konec). O -O P O- O N NH 2 N O O O P O- N N O O HN O O N Mezi fosfátovou skupinou a hydroxylovou skupinou na 3. uhlíku na pentose vzniká tzv. fosfodiesterová vazba. CH 3 N NH 2 Na druhém konci DNA je fosfátová skupina od zbytku kyseliny fosforečné (5'-konec). O O P O- O O O O N H 2 N HN O N N N O P O- O O Na povrchu je NA velmi silně záporně nabitá. OH 3'-konec

10 páteř nukleových kyselin (backbone)

11 Struktura DNA Primární pořadí nukleotidů 5 3 Sekundární dvojšroubovice Terciární - histony

12 Sekundární struktura DNA dvojitá šroubovice 1953 James Watson, Francis Crick Rosalind Franklin rentgenostrukturní analýza, helikální struktura

13 Struktura DNA

14 Párování bází

15

16 Báze Chargaffova pravidla:

17 DNA se v buňce nachází ve formě duplexu komplementárních a antiparalelních vláken

18

19

20 A B Z

21 Sekundární struktura DNA

22

23 Denaturace DNA

24

25

26 Struktura nukleosomu (funkce histonů)

27 Úrovně kondenzace chromatinu

28

29 DNA - chromosomy Chromosomy jsou většinou značně rozvolněné a nejsou viditelné (tzv. interfázové chromosomy) Na počátku dělení buňky dochází k jejich spiralizaci, zkracování a tím i zviditelnění (tzv. mitotické chromosomy)

30

31 Mitotické chromosomy na snímku z elektronového mikroskopu

32 Lidské chromosomy

33 Velikost genomu v jednotlivých typech organismů

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

35 Typy RNA

36 Struktura trna

37

38

39 MOLEKULOVÁ GENETIKA Replikace: chemická reakce

40

41

42

43 U bakterií může iniciace následného cyklu předcházet ukončení stávajícího...

44

45

46 Diskontinuální průběh Replikace: chemická reakce

47 DNA helicase Figure 5-15 Molecular Biology of the Cell ( Garland Science 2008)

48

49

50

51

52

53

54

55

56 Jak jsou replikovány konce lineárních dvoušroubovic DNA

57

58 END

59 Vyřazené snímky

60 Bakterie Escherichia coli Genom = 1 kruhová molekula DNA, plazmidy 4 5 mil. nukleotidových párů 4500 genů, každý v jedné kopii (haploidní) 3 tis. různých proteinů

61 Eukaryotní buňka DNA je obsažena v: jádro mitochondrie písmen genetického kódu 37 genů mitochondrií vajíčko až mitochondrií chloroplasty

62 Eukaryotní buňka Jádro Geny jsou převážně umístěny na chromozomech soustředěných v jádře. Chromozómy Jádra všech buněk jednoho organismu mají stejnou chromozomovou výbavu stejný počet stejný tvar stejné rozměry stejný obsah genů Haploidie Diploidie

63 DNA - chromosomy Chromosomy jsou většinou značně rozvolněné a nejsou viditelné (tzv. interfázové chromosomy) Na počátku dělení buňky dochází k jejich spiralizaci, zkracování a tím i zviditelnění (tzv. mitotické chromosomy).