O slideshow foi denunciado.
Utilizamos seu perfil e dados de atividades no LinkedIn para personalizar e exibir anúncios mais relevantes. Altere suas preferências de anúncios quando desejar.

Nukleorūgštys

10.862 visualizações

Publicada em

Pamoka apie nukleorūgštis

Publicada em: Educação
  • Dating for everyone is here: ❤❤❤ http://bit.ly/2F90ZZC ❤❤❤
       Responder 
    Tem certeza que deseja  Sim  Não
    Insira sua mensagem aqui
  • Follow the link, new dating source: ♥♥♥ http://bit.ly/2F90ZZC ♥♥♥
       Responder 
    Tem certeza que deseja  Sim  Não
    Insira sua mensagem aqui

Nukleorūgštys

  1. 1. Nukleorūgštys Martyna Petrulytė Lietuvos Sveikatos Mokslų Universitetas
  2. 2. Nukleorūgštys Nukleorūgštys – tai didelės polimerinės molekulės, sudarytos iš monomerų, vadinamų nukleotidais, kurie tarpusavyje yra sujungti fosfodiesteriniais ryšiais (kovalentinių ryšių tipas). Skiriamos dvi nukleorūgščių klasės: deoksiribonukleorūgštys (DNR) ir ribonukleorūgštys (RNR).
  3. 3. Sandara Visos nukleorūgštys sudarytos iš tokių komponentų: ♣ Azotinių bazių (heterociklinių junginių) ♣ Pentozės (monosacharido, turinčio 5 anglies atomus) ♣ Fosforo rūgšties liekanos. Heterociklinis junginys ir monosacharidas kartu vadinami nukleozidu, o nukleozidas su fosforo rūgštimi, t.y., visi trys komponentai kartu – nukleotidu.
  4. 4. Nukleobazės Nukleorūgščių azotinės bazės būna dviejų tipų: ♣ Purinai (adeninas (A) ir guaninas (G)), kurių molekulės yra dvižiedės; ♣ Pirimidinai (citozinas (C), timinas (T), uracilas (U)), kurių molekulės yra vienažiedės. Minėtos azotinės bazės jungiasi prie pentozės (ribozės RNR molekulėje arba deoksiribozės DNR molekulėje) 1‘ C atomo.
  5. 5. Nukleobazės Azotinėms bazėms būdinga tautomerija - dinaminė izomerijos būsena, kurios metu vyksta grįžtamas struktūrinių izomerų virsmas, migruojant judriai grupei tarp dviejų ar kelių molekulės centrų. Tautomerija gali būti dviejų formų: laktamo (ketoninė) ir laktimo (enolinė), kurios skiriasi vandenilio (H) atomo ir dvigubos jungties (=) vieta.
  6. 6. Purino bazių tautomerija Adeninas (iminas) H H NH NN N N NN N N NH2 H Adeninas (aminas) Guaninas (laktamas) NN N N O N H H2 H NN N N N OH H H2 Guaninas (laktimas)
  7. 7. Pirimidino bazių tautomerija NH2 H N N O Citozinas (laktamas) Citozinas (laktimas) N N N HO H2 NH H N NH O NH2 H N N O >> Citozinas (aminas) Citozinas (iminas)
  8. 8. Timino tautomerija Timinas (laktamas) Timinas (laktimas) N N O O CH3 H H HO N N CH3 OH
  9. 9. Pentozė Pentozė – yra nukleotiduose esantys monosacharidai (ribozė RNR molekulėje ir deoksiribozė DNR molekulėje). Bendra formulė yra (CH2O)5. Deoksiribozė nuo ribozės skiriasi tuo, jog deoksiribozėje prie 2‘ anglies atomo jungiasi ne hidroksilo grupė (-OH), o vienas vandenilis (H). Priešdėlis deoksi- rodo vieno deguonies atomo trūkumą. Prie pentozės 1‘ C atomo prisikabina azotinė bazė, o prie 5‘ C atomo – fosfato liekanos. NB! Pentozėje esantys anglies atomai žymimi su ženklu štrich (‘), pvz., 1‘C. Heterociklinės bazės anglies atomai žymimi paprastai skaičiumi bei C raide (pvz., 2 C).
  10. 10. Fosfato liekana Fosfatinės grupės DNR ar RNR molekulėje turi neigiamų krūvį, t.y. pasižymi rūgštinėmis savybėmis. Tai suteikia nukleorūgštims neigiamą krūvį, todėl elektriniame lauke jos juda link anodo. Laisvi nukleotidai paprastai turi tris fosfatines grupes, tačiau jungiantis nukleotidams į polinukleotidines grandines dvi fosfato grupės atskyla, todėl nukleorūgštyse kiekvieną pentozę jungia viena fosfato liekana.
  11. 11. Fosfato liekana Nukleozidtrifosfatuose (arba nukleotiduose) jungtys tarp pirmos ir antros bei antros ir trečios fosfatinių grupių yra nestabilios, todėl joms skylant išsiskiria didelis energijos kiekis. Dėl šios priežasties tokios jungtys vadinamos makroerginėmis (didžiaenerginėmis).
  12. 12. Fosfato liekana Jungiantis nukleotidams (pvz., DNR sintezės metu), nuo kiekvieno atskyla po dvi fosforo rūgšties molekules (kartu jos vadinamos pirofosfatu), o išsiskirianti energija naudojama jungtims tarp fosfato grupės ir pentozės cukraus sudaryti.
  13. 13. Polinukleotidinės grandinės susidarymas
  14. 14. Nukleotidų pavadinimų sudarymas Azotinės bazės pavadinim as Bazės tipas Nukleozido pavadinimas Nukleotido pavadinimas, kai fosforo rūgšties liekanų yra: viena dvi trys -monofosfatas -difosfatas -trifosfatas Adeninas purinas Adenozinas Adenozin- AMP ADP ATP Guaninas purinas Guanozinas Guanozin- GMP GDP GTP Citozinas pirimidinas Citidinas Citidin- CMP CDP CTP Timinas pirimidinas Timidinas Timidin- TMP TDP TTP Uracilas pirimidinas Uridinas Uridin- UMP UDP UTP Jei nukleorūgštis turi deoksiribozę, tada prie pavadinimo prisidės priešdėlis deoksi-. Jei nukleorūgštyje yra ribozė, priešdėlio nepridedame. Pavyzdžiui, dATP - deoksiadenozintrifosfatas - naudojamas DNR replikacijoje kaip statybinė medžiaga, o RNR sintezėje naudojamas adenozintrifosfatas (ATP).
  15. 15. Polinukleotidinė grandinė Jungiantis nukleotidams, susidaro polinukleotidinė grandinė. Viename jos gale lieka laisvas fosfatas, prisijungęs prie 5‘C atomo, todėl šis galas vadinamas 5‘ galu. Kitame gale lieka laisva –OH grupė, prisikabinusi prie pentozės 3‘C atomo. Šis galas vadinamas 3‘ galu. NB! Rašant polinukleotidines sekas, būtina nurodyti galų numerius.
  16. 16. Nukleorūgščių palyginimas DNR DNR molekulėje kaupiama visa genetinė informacija, reikalinga organizmui vystytis, funkcionuoti ir reprodukuotis. DNR yra universali paveldimumo medžiaga. RNR RNR pagrindinė atliekama funkcija yra paversti genetinę informaciją, užkoduotą DNR sekoje, į aminorūgščių seką baltymo molekulėje.
  17. 17. Nukleorūgščių palyginimas DNR ♣ Dvigrandė molekulė (grandines palaiko vandeniliniai ryšiai, kurie susidaro tarp komplementarių azotinių bazių) ♣ Nukleotide cukrus yra deoksiribozė ♣ DNR molekulei būdingos bazės yra A, G, C ir T. C-H ryšiai DNR molekulėje daro ja stabilia RNR ♣ Vienagrandė molekulė ♣ Nukleotide cukrus yra ribozė ♣ RNR molekulei būdingos bazės yra A, G, C ir U (pakeičiantis timiną). ♣ O-H ryšiai RNR molekulėje daro ją nestabilia, t.y. ji yra linkusi reaguoti su aplinkinėmis molekulėmis ♣ RNR molekulėms negalioja Chargaff’o taisyklė.
  18. 18. RNR ir DNR palyginimas
  19. 19. DNR sandara DNR molekulę sudaro dvi antiparaleliai išsidėsčiusios polinukleotidinės grandinės.
  20. 20. Komplementarumo principas ♣ Adeninas visuomet jungiasi su timinu (jei RNR molekulė – uracilu), o guaninas - su citozinu. Ši taisyklė vadinama komplementarumo principu. ♣ Komplementarioje poroje viena bazė dvižiedė, o kita - vienažiedė. ♣ Adeninas ir timinas sudaro dvi vandenilines jungtis, o guaninas ir citozinas - tris. ♣ Vieną dvigubos DNR spiralės viją sudaro 10 nukleotidų porų, vijos žingsnis - 3,4 nm, atstumas tarp nukleotidų porų – 0,34 nm.
  21. 21. Chargaff’o taisyklės ♣ Purininių ir pirimidininių heterociklinių azotinių bazių dvigrandėje DNR molekulėje yra vienodas kiekis, t.y.: A +G =T + C ♣ Visose DNR dvigrandėse molekulėse (o jų kai kuriuose virusuose gali būti ir vienagrandžių) adenino kiekis yra toks pats kaip ir timino, o guanino kiekis lygus citozino kiekiui, t.y.: A = T ir G = C ♣ Skirtinose organizmų rūšyse yra skirtingas nukleotidinių bazių skaičius.
  22. 22. DNR sandara Kaip ir baltymai, taip ir DNR turi pagrindinius struktūros lygmenis: pirminę, antrinę ir tretinę struktūras. ♣ Pirminė struktūra yra nukleotidų linijinė struktūra polinukleotidinėje grandinėje, sujungta fosfodiesteriniais ryšiais. ♣ Antrinė struktūra susidaro, kai polinukleotidinės grandinės susijungia vandeniliniais ryšiais bei hidrofobine sąveika, ir sudaro spiralę (double-helix). ♣ Tretinė struktūra yra antrinės struktūros išsidėstymas erdvėje. Dvivijė DNR grandinė gali būti linijinė arba žiedo formos
  23. 23. DNR sandara ♣ DNR molekulės ląstelės viduje superspiralizuojasi tam, jog užimtų mažesnį tūrį. ♣ DNR dvigubai spiralei glausčiau susisukti trukdo neigiamai įkrautos fosfato grupės, todėl DNR susijungia su teigiamai įkrautais baltymais histonais. Toks DNR ir baltymų kompleksas vadinamas chromatinu. ♣ DNR grandinės fragmentas (dažniausiai apie 200 bp (bazių porų)), apsivijęs kelis kartus apie skirtingus aštuonis histonus (histonų oktamerą), sudaro struktūrinį chromatino vienetą – nukleosomą.
  24. 24. Chromatinas Yra du pagrindiniai chromatino tipai: ♣ Heterochromatinas – tai labai kondensuotas chromatinas, kuris būdingas ląstelėms, kuriose aktyvi transkripcija ir DNR sintezė nevyksta. ♣ Euchromatinas - mažiau kondensuotas chromatinas, jame vyksta aktyvus genų nurašymas ir DNR sintezė.
  25. 25. DNR sandara DNR skirtingomis sąlygomis gali sudaryti įvairias DNR struktūras: ♣ B DNR ♣ A DNR ♣ Z DNR
  26. 26. DNR sandara ♣ Vandeniniuose tirpaluose visos DNR yra B formos. ♣ Jei drėgmė sumažinama iki 72% - vyrauja DNR A forma. ♣ Padidėjus druskų koncentracijai – įsivyrauja DNR C forma.
  27. 27. DNR denatūracija ♣ Dvigubos DNR grandinės išsivyniojimas, tretinės ir antrinės struktūros praradimas, vadinamas denatūracija , arba lydymusi. ♣ Denatūracijos metu nutrūksta vandeniliniai ryšiai, todėl grandinės atsiskiria. DNR denatūracija vyksta tokiomis sąlygomis, kai terpėje didinama temperatūra, mažinama druskų koncentracija, padidėja rūgščių arba šarmų koncentracija (keičiasi pH). ♣ Lydymosi temperatūra (Tm) yra tokia temperatūra, kuriai esant atsiskiria pusė DNR molekulių. Fosfodiesteriniai ryšiai dentūracijos metu nenutrūksta, o nutrūksta tik vandeniliniai ryšiai tarp azotinių bazių. ♣ Tm reikšmė priklauso nuo DNR sudėties ir tirpalo koncentracijos. Jei DNR molekulėje yra daug G-C porų, DNR lydosi aukštesnėje temperatūroje nei tada, kai molekulėje daug A-T ryšių. Todėl Tm gali būti vienas iš DNR sandaros rodiklių. Jei temperatūra sumažėja, disocijavusios komplementarios DNR grandinės gali reasocijuoti (vyksta renatūravimas).
  28. 28. RNR RNR molekulę taip pat sudaro keli struktūros lygmenys: ♣ Pirminė struktūra – tai ribonukleotidų grandinė, kurią sutvirtina fosfodiesteriniai ryšiai. ♣ Antrinė struktūra – tai kai kurių RNR zonų sukibimas kartu. Šią sąveiką palaiko vandenilinės jungtys ir hidrofobinė sąveika.
  29. 29. RNR struktūra ♣ Tretinė struktūra - tai RNR polinukleotidų struktūra, kuri formuojasi erdvėje įvairiai išsidėstant spiraliniams ir nespiraliniams fragmentams. Paveikslėlyje pavaizduota tretinė tRNR struktūra. ♣ Tretinę struktūrą lemia vandenilinės bei joninės jungtys.
  30. 30. RNR tipai Pagrindiniai RNR tipai yra: ♣ Ribosominės RNR (rRNR) ♣ Informacinė RNR (iRNR, mRNR) ♣ Transportinė (pernašos) RNR (tRNR) ♣ Nekoduojančio RNR (ncRNR) ♣ Ribozimai (RNR molekulės, veikiančios kaip fermentai)
  31. 31. Informacinė RNR (iRNR) ♣ iRNR, dar vadinama mRNR (messenger RNA) koduoja baltymo aminorūgščių seką. ♣ iRNR yra sintetinama nuo DNR matricos transkripcijos metu ir neša informaciją apie aminorūgščių seką polipeptidinėje grandinėje į ribosomas, kuriose sintetinami baltymai.
  32. 32. Transportinė RNR (tRNR) ♣ tRNR yra neilgos, dobilo lapo formos ribonukleorūgščių grandinės, transportuojančios aminorūgštis į ribosomas. ♣ Kiekvieną aminorūgštį perneša skirtinga tRNR. Žmogaus organizme yra 48 skirtingos tRNR. Vadinasi, kai kurias aminorūgštis perneša net kelios tRNR.
  33. 33. Transportinė RNR (tRNR) tRNR būdingas nevienareikšmis atitikimas – voblingas. Jungiantis tRNR antikodonui su iRNR kodonu, tik du pirmieji nukleotidai sudaro komplementarias poras. Tuo tarpu trečiasis nukleotidas tRNR antikodone gali sudaryti poras su daugiau kaip vienu iRNR kodono nukleotidu.
  34. 34. Pirminė tRNR struktūra ♣ Visų tRNR 3’ gale yra trijų nukleotidų CCA seka, prie kurios jungiasi aminorūgštys. ♣ tRNR viduryje yra trijų nukleotidų seka, vadinama antikodonu, kuris sąveikauja su iRNR kodonu. ♣ tRNR būdinga neįprastos, daugiausiai metilintos bazės. Metilinimas neleidžia susidaryti kai kurioms bazių poroms, todėl tos bazės gali dalyvauti kitose sąveikose, bei suteikia kai kurioms zonoms hidrofobiškumą, todėl pagerėja sąveika su kai kuriomis molekulėmis, pvz., ribosomomis.
  35. 35. Antrinė tRNR struktūra tRNR grandinė sudaro dobilo lapo formos struktūrą.
  36. 36. Tretinė tRNR struktūra ♣ Tretinę tRNR struktūrą sudaro besisukanti tRNR molekulė į apverstą L raidės formą. ♣ tRNR akceptorinis galas, prie kurio jungiasi pernešama aminorūgštis, yra viename L raidės formos gale, o antikodonas, kuris sąveikauja su kodonu iRNR molekulėje, yra kitame kilpos gale.
  37. 37. Ribosominė RNR (rRNR) ♣ Ribosominės RNR kartu su ribosominiais baltymais sudaro ribosomas. ♣ rRNR ląstelėje yra daugiausiai. ♣ Prokariotuose ir eukariotuose yra skirtingų tipų rRNR: • Prokariotuose randamos rRNR - 5S, 16S, 23S; • Eukariotinės randamos rRNR – 5S, 5.8S, 18S, 28S. *S- Svedbergas – tai sedimentacijos konstanta, molekulės nusėdimo greitis, nustatomas centrifuguojant. Ši konstanta charakterizuoja dalelių molekulinę masę. Didėjant molekulinei masei, sedimentacijos koeficientas taip pat didėja. ♣ Žinduolių ribosomos sudarytos iš dviejų subvienetų- didžiojo (60S) ir mažojo (40S).
  38. 38. Ribosominė RNR (rRNR)
  39. 39. Nekoduojančio RNR (ncRNR) Mažosios RNR būna kelių rūšių: ♣ snRNR (small nulcear RNA) – tai mažos branduolio RNR, kurios dalyvauja iRNR splaisinige, transkripcijos reguliavime ♣ snoRNR (small nucleolar RNA) – tai mažos branduolėlio RNR, kurios dalyvauja rRNR modifikacijoje. ♣ miRNR (micro RNA) – tai RNR grandinė, kuri reguliuoja genų raišką. ♣ siRNR (small interfering RNA)- tai mažos interferuojančios RNR, reguliuojančios iRNR degradaciją.
  40. 40. Ribozimai ♣ Ribozimai – tai RNR molekulės, kurios, kaip ir fermentai, pasižymi kataliziniu aktyvumu.
  41. 41. Šaltiniai http://rack.1.mshcdn.com/media/ZgkyMDEzLzA2LzEzLzU0L2RuYS40NjE1MC5qcGcKcAl0aHVtYgkxMjAweDYyNyMKZQlqcGc/54ec3455/275/dna.jpg http://threepointeightbillionyears.files.wordpress.com/2013/11/dna-rna-dreamstime-com.jpg http://staff.jccc.net/pdecell/biochemistry/nucleotheme.gif http://www.bio.miami.edu/tom/courses/protected/MCB6/ch02/2-17.jpg http://iws.collin.edu/biopage/faculty/mcculloch/1406/notes/macromolecules/images/pentose%20sugar.jpg http://biochem.co/wp-content/uploads/2008/07/sugarphosphatebackbone.png http://www.daviddarling.info/images/RNA.gif http://intranet.tdmu.edu.ua/data/kafedra/internal/chemistry/classes_stud/en/pharm/prov_pharm/ptn/3/03.%20BASIC%20PRINCIPLES%20OF%20METAB OLISM.files/image059.jpg http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/1/1e/DNA_synthesis_EN.png/400px-DNA_synthesis_EN.png http://www.peoi.org/Courses/Coursesen/bot/bot6.html http://web2.mendelu.cz/af_291_projekty2/vseo/files/26/911.png http://www.visionlearning.com/img/library/large_images/image_4337.jpg http://www.nature.com/scitable/content/24234/sadava_11_7_FULL.gif http://www.abcam.com/cms/displayImage.cfm?intImageID=4228 http://biochem.slu.edu/faculty/gonzalo/images/chromationstructure3.jpg http://www.bio.miami.edu/tom/courses/protected/MCB6/ch04/4-04.jpg http://4.bp.blogspot.com/-zEeQ9t7oAZs/UGr7hFvmPuI/AAAAAAAABJM/nc_XmuY0K9Q/s640/forms+of+DNA+chart.jpg http://3.bp.blogspot.com/-4TFhMGcj0yY/UXjh2k29Z1I/AAAAAAAAAl8/tNL6Kc1dA1U/s1600/primary+strucutre+of+RNA.jpg http://4.bp.blogspot.com/-L-AnnxzIYaQ/UXjiS5EfBMI/AAAAAAAAAmE/-uo_iAQ_YmM/s1600/secondary+structure+of+RNA.jpg http://images.virtualology.com/images/5333.gif http://csls-text.c.u-tokyo.ac.jp/images/fig/fig03_4.gif http://jpkc.sdau.edu.cn/zbgpp/vocabulary/messengerRNA.jpg http://www.bio.miami.edu/dana/pix/wobble.jpg http://barleyworld.org/sites/default/files/figure-09-10.jpg http://images.tutorvista.com/cms/images/101/transfer-rna.png http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/5/59/TRNA-Phe_yeast_en.svg/620px-TRNA-Phe_yeast_en.svg.png http://universe-review.ca/I11-50-denaturation.jpg http://what-when-how.com/wp-content/uploads/2011/09/tmpE6_thumb.jpg https://diogenesii.files.wordpress.com/2008/03/ribozyme.jpg Antanas Praškevičius , Laima Ivanovienė, Biochemija Zita Naučienė, Vida Mildažienė, Dalė Vieželienė, Rasa Žūkienė, Biochemijos laboratoriniai darbai Jurgis Kadziauskas, Biochemijos pagrindai
  42. 42. Pabaiga

×