STRUKTURA NUKLEOVÝCH KYSELIN Kolektiv Laboratoře molekulární biologie Onkologické centrum J. G. Mendela Nový Jičín

Primární struktura nukleových kyselin Cukr b-D-ribóza (RNA) b-D-2-deoxyribóza (DNA) Báze A – adenin G – guanin C – cytozin T – tymin U – uracil Kyselina fosforečná Nukleozid (báze + cukr) Nukleotid (nukleozid + fosfát) (báze + cukr + fosfát)

Cukerné složky nukleotidů b-D-ribóza b-D-ribofuranóza (RNA) b-D-2-deoxyribóza 2-deoxy-b-D-ribofuranóza (DNA)

Báze Pyrimidiny Puriny Tymin Adenin Cytozin Guanin

Báze guanin - PURIN cytozin - PYRIMIDIN tymin - PYRIMIDIN adenin vodíkové vazby guanin - PURIN cytozin - PYRIMIDIN vodíkové vazby tymin - PYRIMIDIN adenin - PURIN uracyl - PYRIMIDIN RNA: uracil místo tyminu

Chargaffovo pravidlo Molové množství adeninu v molekule DNA se rovná molovému množství tyminu a molové množství cytozinu se zodpovídá molovému množství guaninu. Např.: je zjištěn 17% výskyt adeninu v DNA 17% adeninu = 17% tyminu (34%) 66% (33% cytozinu a 33% guaninu)

Nukleozidy puriny pyrimidiny A G T C adenin guanin tymin cytozin (adenozin) (guanozin) (tymidin) (cytidin) puriny pyrimidiny

Nukleotidy dATP dCTP dGTP dTTP UTP

Oligonukleotid 5´-konec oligonukleotidu glykozidová vazba fosfodiesterová vazba G T 3´-konec oligonukleotidu

Párování bází T - A Tymin Adenin C - G Cytozin Guanin

Párování bází A - T G - C adenozin - tymidin guanozin - cytidin (adenin - tymin) (guanin - cytozin)

Sekundární struktura nukleových kyselin 5´-konec 3´-konec Párování bazí A T C G Sekvence bazí nukleotid CpGpCpGpApTp… 3´-konec 5´-konec

Sekundární struktura nukleových kyselin 3´-konec DNA 5´-konec antiparalelní vlákna fosfát deoxyribóza 5´-konec 3´-konec

Charakterizace nukleových kyselin fosfátové estery jsou silné kyseliny a chovají se jako anionty při neutrálním pH 2) DNA se snadno precipituje alkoholem 3) báze jsou jen slabě bazické a bez náboje

Charakterizace nukleových kyselin 4) vodíkové vazby mezi skupinami -NH2 a -OH jsou stabilní od pH 4 do pH 9.5 5) DNA absorbují UV světlo maximálně při 260 nm (ssDNA dává o 20-30% větší absorbanci než dsDNA) 6) DNA je mimořádně stabilní 7) konformace DNA: A, B, Z

Sekundární struktura nukleových kyselin G C G C báze pár bazí páteř cukr-fosfát RNA DNA ribonukleová kyselina deoxyribonukleová kyselina

Sekundární struktura nukleových kyselin Konformace DNA větší žlábek menší žlábek

Zvýšení na jeden závit 2.5 nm Sekundární struktura nukleových kyselin Z-DNA Konformace DNA cukr-fosfátová páteř Zvýšení na jeden závit 2.5 nm báze menší žlábek větší žlábek

Spiralizace DNA dsDNA „beads-on-a-string“ 30 nm chromatinové vlákno (korálky na niti) 30 nm chromatinové vlákno 30 nm relaxovaná oblast chromozómu 300 nm kondenzovaná oblast chromozómu 700 nm mitotický chromozóm 1400 nm

Spiralizace DNA Histon H1 DNA (146 + cca 60 bp) Nukleozom Histonový oktamer

Spiralizace DNA jádro chromozóm chromatidy teloméra centroméra párované báze histony dsDNA

Chromozóm Délkový poměr: oblast centroméry chromozóm – DNA 1 – 50 000 duplikovaný oblast centroméry Délkový poměr: chromozóm – DNA 1 – 50 000 chromatidy

Mitóza lidských chromozómů G – banding (trypsin/Giemsa)

Karyotyp (G-banding)