Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Nukleotidy a nukleové kyseliny Lékařská chemie a biochemie „0. ročník“ - letní semestr © Ústav lékařské biochemie a laboratorní diagnostiky, 1. lékařská.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "Nukleotidy a nukleové kyseliny Lékařská chemie a biochemie „0. ročník“ - letní semestr © Ústav lékařské biochemie a laboratorní diagnostiky, 1. lékařská."— Transkript prezentace:

1 Nukleotidy a nukleové kyseliny Lékařská chemie a biochemie „0. ročník“ - letní semestr © Ústav lékařské biochemie a laboratorní diagnostiky, 1. lékařská fakulta, Univerzita Karlova v Praze a Všeobecná fakultní nemocnice v Praze,

2 2 DNA - Deoxyribonukleová kyselina  Popsána Friedrich Miescher  Důkaz o přenosu genetické informace – Averyho-MacLeodův- McCartyho experiment  Dvoušroubovicový model – James D. Watson a Francis Crick  Elektrochemická redukovatelnost DNA – 1958 – Emil Paleček

3 Nukleové kys. 2014/15 3 NUKLEOTIDY NUKLEOVÉ KYSELINY NUKLEOSIDY NUKLEOVÉ BÁZE

4 Nukleové kys. 2014/154 Purinové báze Adenin Guanin 6-aminopurin 2-amino-6-oxopurin N-6-methyladenin (rostliny, živožichové)

5 Nukleové kys. 2014/155 Pyrimidinové báze Cytosin Uracil Thymin 2-oxo-6-aminopyrimidin 2,6-dioxo-pyrimidin2,6-dioxo-5-methylpyrimidin 5-Methylcytosin 5-Hydroxymethylcytosin (bakteriální DNA)(bakteriální viry, např. bakteriofágy sudé řady T 2,T 4,T 6 )

6 Nukleové kys. 2014/156 Tautomerní formy laktim laktam

7 Nukleové kys. 2014/157 Nukleosidy Dusíkatá báze + sacharid (ribosa, 2-deoxyribosa) N-glykosidová vazba + H 2 O N-glykosidová vazba cytosin ribosa cytidin

8 Nukleové kys. 2014/158 Názvosloví nukleosidů s pyrimidinovou bázi ribosadeoxyribosa - idindeoxy - … - idin s purinovou bázi ribosadeoxyribosa - osindeoxy - … - osin UridinThymidin (deoxythymidin) Cytidin Deoxycytidin AdenosinDeoxyadenosin GuanosinDeoxyguanosin

9 Nukleové kys. 2014/159 Pyrimidinové nukleosidy Uridin Cytidin Thymidin (Deoxythymidin)

10 Nukleové kys. 2014/1510 Purinové nukleosidy Adenosin GuanosinDeoxyadenosin

11 Nukleové kys. 2014/1511 Nukleotidy Nukleosid + Kyselina fosforečná esterová vazba Adenosin-5’-monofosfát AMP Cyklický adenosin-3’,5’-monofosfát c-AMP

12 Nukleové kys. 2014/1512 ATP Adenosin-5’-trifosfát

13 Nukleové kys. 2014/1513 BázeNukleosid Nukleotid adeninadenosin (A) adenosin-5’-monofosfát (AMP) adeninadenosin (A) adenosin-5’-trifosfát (ATP) guaninguanosin (G) guanosin-5’-monofosfát (GMP) cytosincytidin (C) cytidin-5’-monofosfát (CMP) uraciluridin (U) uridin-5’-monofosfát (UMP) thyminthymidin (dT) thymidin-5’-monofosfát (dTMP)

14 Nukleové kys. 2014/1514 Nukleotidy v metabolismu STAVEBNÍ JEDNOTKY NUKLEOVÝCH KYSELIN ATP makroergní sloučenina, zásoba energie c-AMP zprostředkuje účinek hormonů nebo neurotransmiterů „druhý posel“ UTP, CTP biosyntéza cukerných derivátů a lipidů

15 Nukleové kys. 2014/1515 NAD + (nikotinamidadenindinukleotid) koenzym oxidačně-redukčních reakcí (přenos vodíku) R

16 Nukleové kys. 2014/1516 FAD a FMN (flavinadenindinukleotid a flavinmononukleotid) koenzymy oxidačně-redukčních reakcí (přenos vodíku)

17 Nukleové kys. 2014/1517 Lineární řetězec polynukleotidů 3´, 5´ fosfodiesterová vazba 5´ konec  3´ konec 5´-konec 3´-konec

18 Nukleové kys. 2014/1518 Nukleové kyseliny biopolymery polynukleotidy až miliony nukleotidů genetická informace

19 Nukleové kys. 2014/1519 Rozdělení nukleových kyselin RNADNA SacharidRibózaDeoxyribóza BázeAdenin Guanin Cytosin Uracil Adenin Guanin Cytosin Thymin

20 Nukleové kys. 2014/1520 5´- konec 3´- konec pentosa báze P P P P P Pořadí bází !

21 Nukleové kys. 2014/1521 Druhy vazby Kovalentní vazba: Zprostředkovaná sdílenou elektronovou dvojicí ( kJ/mol). (Každý partner 1 e - nebo donorakceptorová vazba) Mezimolekulové síly:  Van der Waalsovy síly (4-8 kJ/mol) (a)coulombické síly (dipól je permanentní) b) indukční (dipól je indukovaný) c) disperzní (rozložené těžiště + a - náboje)  Vodíkový můstek (20-30 kJ/mol) – dipól-dipólová vazba Iontová vazba: coulombické přitažlivé síly

22 Nukleové kys. 2014/1522 Koordinační sloučeniny  1s H   2s 2p N Donor-akceptorová vazba NH 3 H H  1s  2s 2 2p 3 d Např. [Fe 2+ (CN) 6 ] 4-, [Fe 3+ (CN) 6 ] 3-, Fe(CO) 5, [Cu + (NH 3 ) 2 ] +, [Cu + (CN) 2 ] -, [Cu 2+ (H 2 O) 4 ] 2+, [Cu 2+ (NH 3 ) 4 ] 2+,   3d 4s 4p Cu 0 NH 3   NH 3 3d 4s 4p Cu 2+ dsp 2

23 Nukleové kys. 2014/1523 Vodíkový můstek  Slabá interakce mezi atomem vodíku, "ochuzeným" o elektrony a jiným atomem, který má "přebytek" elektronů.  K "ochuzení" atomu vodíku dochází v případě, že je vodík vázán chemickou vazbou na tzv. elektronegativní atom. Nejčastějším příkladem může být hydroxylová skupina (-O-H). Kyslík je silně elektronegativní, tzn. že přitahuje 2 elektrony, sdílené ve vazbě s vodíkem "k sobě".  Vzniká tzv. dipól, tj. nerovnoměrné rozdělení nábojů, kdy jsou elektrony blíže atomu kyslíku, ten má pak tzv. částečně (parciálně) záporný náboj, zatímco vodíkový atom je o elektrony částečně ochuzen, takže má částečně (parciálně) kladný náboj.  Pokud se takovýto atom vodíku, "vyčnívající" ze své molekuly na okraji OH-skupiny, octne blízko jiného elektronegativního atomu, který si "k sobě stáhl" elektrony z jiné chemické vazby a získal tak jejich "přebytek" a částečně záporný náboj, budou mezi částečně kladně nabitým vodíkem a částečně záporně nabitým partnerem působit přitažlivé síly a vznikne vodíkový můstek. molekula -- O - H O -- molekula molekula -- O - H N -- molekula molekula -- N - H O -- molekula molekula -- N - H N -- molekula

24 24 Párování bází 2 vodíkové vazby ADENINTHYMIN

25 25 Párování bází 3 vodíkové vazby GuaninCytosin

26 26 Redoxní centra

27 27 Redoxní centra

28 Nukleové kys. 2014/1528 deoxyribosa adenin thymin deoxyribosa deoxyribosa thymin adenin deoxyribosa deoxyribosa guanin cytosin deoxyribosa deoxyribosa cytosin guanin deoxyribosa deoxyribosa thymin adenin deoxyribosa P P P P P P P P PP Komplementární řetězce

29 Nukleové kys. 2014/1529 Funkce DNA Nositel genetické informace genetická informace - obsažena v sekvenci nukleotidů Úsek DNA, který odpovídá jedné bílkovině se nazývá gen genom - soubor všech genů

30 Nukleové kys. 2014/1530 Struktura DNA dvouvláknová dvojitá pravotočivá šroubovice 2 komplementární řetězce vodíkové vazby A T G C primární struktura – sekvence bází - genetická informace, - triplety bází - kódují jednu aminokyselinu

31 Nukleové kys. 2014/1531 Charakteristika DNA výskyt v jádře ve formě chromatinu - molekuly DNA jsou asociovány s histony při dělení buněk probíhá replikace DNA Replikace proces vytvoření komplementárního nového vlákna DNA k původnímu vláknu DNA

32 Nukleové kys. 2014/1532 RNA jednořetězcové obsahuje ribózu místo deoxyribózy kratší než DNA vznik RNA - podle přepisu z určitých úseků DNA (komplementarita bází) - úprava enzymovým štěpením a sestřihem výskyt i různých modifikovaných bázi

33 Nukleové kys. 2014/1533 Rozdělení RNA Mediátorová RNA - mRNA Transferová RNA - tRNA Ribosomová RNA - rRNA

34 Nukleové kys. 2014/1534 Mediátorová RNA mRNA Informační, messenger matrice pro syntézu polypeptidického řetězce přepis genetické informace z DNA do mRNA jednořetězcová přenos genetické informace z jádra na místo syntézy bílkovin, tj. do ribozomů ribozomy - syntéza polypeptidických řetězců

35 Nukleové kys. 2014/1535 Charakteristika mRNA specifické mRNA vznikají podle vlákna DNA (proces transkripce) délka různá podle délky polynukletidového řetězce který se bude syntetizovat krátká životnost

36 Nukleové kys. 2014/1536 Kodón - triplet - sekvence 3 bazí každá aminokyselina má svůj triplet 64 kódujících tripletů: 61 kodonů - značí aminokyseliny 3 kodony - terminační signály, signál k ukončení syntézy (terminace) degenerovaný kód - každá aminokyselina je kódována větším počtem tripletů

37 Nukleové kys. 2014/ báze UCAG 1. báze U UUU (Phe/F)Fenylalanin UUC (Phe/F)Fenylalanin UUA (Leu/L)Leucin UUG (Leu/L)Leucin (Start)FenylalaninLeucin UCU (Ser/S)Serin UCC (Ser/S)Serin UCA (Ser/S)Serin UCG (Ser/S)SerinSerin UAU (Tyr/Y)Tyrosin UAC (Tyr/Y)Tyrosin UAA Ochre (Stop) UAG Amber (Stop)Tyrosin UGU (Cys/C)Cystein UGC (Cys/C)Cystein UGA Opal (Stop) UGG (Trp/W)TryptofanCystein Tryptofan C CUU (Leu/L)Leucin CUC (Leu/L)Leucin CUA (Leu/L)Leucin CUG (Leu/L)Leucin (Start)Leucin CCU (Pro/P)Prolin CCC (Pro/P)Prolin CCA (Pro/P)Prolin CCG (Pro/P)ProlinProlin CAU (His/H)Histidin CAC (His/H)Histidin CAA (Gln/Q)Glutamin CAG (Gln/Q)GlutaminHistidin Glutamin CGU (Arg/R)Arginin CGC (Arg/R)Arginin CGA (Arg/R)Arginin CGG (Arg/R)ArgininArginin A AUU (Ile/I)Isoleucin AUC (Ile/I)Isoleucin AUA (Ile/I)Isoleucin AUG (Met/M)Methionin, resp. (fMet)N-formylmethionin, Start 1Isoleucin MethioninN-formylmethionin ACU (Thr/T)Threonin ACC (Thr/T)Threonin ACA (Thr/T)Threonin ACG (Thr/T)ThreoninThreonin AAU (Asn/N)Asparagin AAC (Asn/N)Asparagin AAA (Lys/K)Lysin AAG (Lys/K)LysinAsparagin Lysin AGU (Ser/S)Serin AGC (Ser/S)Serin AGA (Arg/R)Arginin AGG (Arg/R)ArgininSerin Arginin G GUU (Val/V)Valin GUC (Val/V)Valin GUA (Val/V)Valin GUG (Val/V)Valin (Start)Valin GCU (Ala/A)Alanin GCC (Ala/A)Alanin GCA (Ala/A)Alanin GCG (Ala/A)AlaninAlanin GAU (Asp/D)Kys. asparagová GAC (Asp/D)Kys. asparagová GAA (Glu/E)Kys. glutamová GAG (Glu/E)Kys. glutamováKys. asparagová Kys. glutamová GGU (Gly/G)Glycin GGC (Gly/G)Glycin GGA (Gly/G)Glycin GGG (Gly/G)GlycinGlycin RNA kodon → aminokyselina

38 Nukleové kys. 2014/1538 Aminokyselina → RNA kodon AminokyselinaRNA kodonAminokyselinaRNA kodon AlaAGCU, GCC, GCA, GCGLysKAAA, AAG ArgR CGU, CGC, CGA, CGG, AGA, AGG MetM AUG (AUU, GUG, UUG, CUG) (AUA) AsnNAAU, AACPheFUUU, UUC AspDGAU, GACProPCCU, CCC, CCA, CCG CysCUGU, UGC (UGA)PylOUAG GlnQCAA, CAG (UAA, UAG)SecUUGA GluEGAA, GAGSerS UCU, UCC, UCA, UCG, AGU, AGC (CUG) GlyGGGU, GGC, GGA, GGGThrTACU, ACC, ACA, ACG HisHCAU, CACTrpWUGG (UGA) IleIAUU 2, AUC, AUATyrYUAU, UAC LeuL UUA, UUG, CUU, CUC, CUA, CUG ValVGUU, GUC, GUA, GUG StartAUG (AUU, GUG, UUG, CUG)StopUAG, UGA,UAA

39 Nukleové kys. 2014/1539 Transferová RNA tRNA účastní se procesu translace na ribozomech Translace syntéza bílkovin probíhá v endoplasmatickém retikulu na ribozomech úloha tRNA : aminokyseliny - navazuje - přenáší - zařazuje do polypeptidického řetězce

40 Nukleové kys. 2014/1540 Charakteristika tRNA nejmenší typ RNA desítky nukleotidů v buňce kolem 60 různých tRNA specifita tRNA k aminokyselinám

41 Nukleové kys. 2014/1541 Struktura tRNA Jetelový list raménka místo vazby aminokyseliny antikodon ANTIKODON ve struktuře tRNA váže se na kodón v mRNA (komplementárně) antikodon Vazba aminokyseliny

42 Nukleové kys. 2014/1542 Ribosomová RNA rRNA strukturální součást ribozomů nejrozšířenější typ RNA v buňce několik typů - odlišují se velikostí a složením bází - charakterizují se dle sedimentační konstanty u prokaryotických organismů jsou 3 různě velké rRNA (23S, 16S, 5S), u eukaryotických buněk až 4 druhy rRNA (28S, 18S, 5,8S, 5S)


Stáhnout ppt "Nukleotidy a nukleové kyseliny Lékařská chemie a biochemie „0. ročník“ - letní semestr © Ústav lékařské biochemie a laboratorní diagnostiky, 1. lékařská."

Podobné prezentace


Reklamy Google