Nukleinske kiseline, struktura I funkcija

Predavanja za 2. razred gimnazije društveno-jezičkog smera

Nukleinske kiseline

Nukleinske kiseline su heteropolimeri velike molekulske mase, kojihidrolizom daju heterocikličnu bazu, pentozu i fosfornu kiselinu.

RNK – ribonukleinska kiselinaDNK – deoksiribonukleinska kiselina

1869 - izolovana DNK (Friedrich Miescher) 1943 - sve nasledne informacije sadrži DNK (Oswald Avery). 1953 - struktura DNK (James Watson, Francis Crick)1962 - Nobel-ova nagrada (James Watson, Francis Crick, Maurice Wilkins)

1953 J.D. Watson, F.H.C.Crick

I was shown Rosalind Franklin's X-ray photograph and "Whooo! That was a helix!", and a month later, we had the structure...

-James Watson-

Nukleinske kiseline

Nukleinske kiseline

Delimičnom hidrolizom daju nukleotide, koji daljom hidrolizom daju nukleozide i fosfornu kiselinu

NUKLEOTID NUKLEOZID + FOSFORNA KISELINA

PENTOZA + HETEROCIKLICNA BAZA

Heterociklične baze

Derivati pirimidina

NH

N

NH2

O NH

NH

O

O NH

NH

O

O

citozin (C) timin (T) uracil (U)

N

N

12

34

5

6

pirimidin

DNK/RNK DNK RNK

Heterociklične baze

Derivati purina

NH

NN

N

1

2

34

56 7

8

9

NH

NN

N

NH2

NH

NNH

N

O

NH2

purin

adenin (A) guanin (G)

Monosaharidi

OOH

OH

OH OH

OOH

OH

OH

riboza deoksiriboza

OH

OH

OH

CH2OH

H

H

H

CHO

H

OH

OH

CH2OH

H

H

H

CHO

Sinteza nukleozida

reakcija monosaharida i heterociklične baze

transformacija N-glikozida u nukleozid

modifikacije nukleozida

OAcO

O OAc

BrN

N

OEt

OEt

N

N

OEt

OEtO

AcO

O OAc

NH

N

O

OO

AcO

O OAc

NH

N

O

OO

OH

OH OH

Ac Ac

++

H2O

Ac

OH

H2O

_

Reakcija monosaharida i heterociklične baze

Sinteza nukleotida

NO

OH

OH

OH

NO

O

OH

O

O P

O

Cl

OEt

EtON

O

O

O

O

P

O

OEtEtO

NO

OH

O

OH

P

O

OHOH

a. H+

b. H2/Pd

Neophodno je zaštititi sekundarne alkoholne grupe

P

O

Cl

OEt

EtO

Jedan od reagenasa za uvođenje fosfatne grupe

Nomenklatura nukleozida

Baza Riboza Deoksiriboza

adenin adenozin deoksiadenozinguanin guanozin deoksiguanozinuracil uridincitozin citidin deoksicitidintimin timidin

Struktura RNK

N

NH

O

N

N

N

N

O

O

O

OH

NH2

P

O

O

O OH

O

O

O

_

Struktura RNK je manje pravilna od DNK i sadrži samo jedan polinukleotidni lanac, kod kojeg samo delimično postoje vodonične veze.

5,

3,

Struktura DNK

Dvostruki heliks je stabilizovan vodoničnim vezama Količina adenina jednaka je količini timina, a količina guanina količini citozina Kičmu spirale čine molekuli šećera

Struktura DNK

NN

O

H

O

N

N

NN

NHH

NN

N

O

HH

N

N

NN

O

H

NHH

timin adenin citozin guanin

Vodonične veze

Znaci, ako u jednom lancu imamo redosled nukleotida GTCACTG u drugom ce biti CAGTGACZato kazemo da su dva lanca DNK komplementarnaBitno zbog preciznog prepisivanja koda tokom replikacije

Denaturacija DNK

Remeti se sekundarna struktura DNK raskidanjem vodonicnih veza usled ekstremnih uslova sredine (visoke T, radijacija…)Dolazi do raspliranja molekula DNK i gubitka funkcijePod odgovarajućim uslovima može doći do renaturacijeProcesi denaturacije i renaturacije odigravaju se i u ćeliji pod kontrolisanim uslovima i u ograničenom obimu. Kada se u rastvoru nađu dva polinukleotidna lanca koji imaju komplementarne redoslede nukleotida, nagradiće se hibridni dvolančani molekul

Replikacija DNKTokom celijske deobe, lanci DNK se razdvajaju i svaki sluzi kao matrica za nastanak kopija novog naspramnog lancaOvaj proces naziva se replikacija DNK

Funkcija DNK

Na DNK se nalaze sifre sa svim upustvima za pravilno funkcionisanje celija Upustva se nalaze u obliku gena a njih cini specifican redosled nukleotida koji odredjuje redosled aminokiselina u jednom proteinuTriplet nukleotida (3 nukleotida) na DNK predstavlja kod za 1 aminokiselinu u proteinu

Cemu onda sluzi RNK?

Proteini se sintetisu u citoplazmi na ribozomimaDNK se nalazi u jedruGeneticka informacija za sitezu proteina se sa DNK prenosi u citoplazmu posredstvom jedne vrste RNK-informacione RNK (iRNK)iRNK nastaje u procesu transkripcije gde se svaki gen sa DNK prepisuje na RNK

RNK

Postoje tri vrste RNK-Informaciona RNK (iRNK ili mRNK), prepisuje sifru sa DNK i prenosi je u citoplazmu-Ribozomalna RNK (rRNK) spaja ribozomalne subjedinice i tako ucestvuje u stvaranju polipeptidnog lanca-Transportna RNK (tRNK), kratka je I izuvijana-ima oblik deteline, transportuje aminokiseline do iRNK u citolazmi na ribozomima-

Translacija

Proces tokom koga se sintetisu proteini koji sledi prosle tanskripcijeNa osnovu strukture DNK sintetisu se RNK molekuli a prema njenoj strukturi proteiniDNK RNK Proteini

Hvala na pažnji !