Forum Republiki Bialeńskiej

Pełna wersja: [wykład ogólnouczelniany] ... do początku, czyli o DNA i RNA
Aktualnie przeglądasz uproszczoną wersję forum. Kliknij tutaj, by zobaczyć wersję z pełnym formatowaniem.
Drodzy studenci, czas poznać DNA i RNA od strony chemicznej. Zapraszam do wzięcia udziału w wykładzie.


Cytat:DNA (kwas deoksyrybonukleinowy) oraz RNA (kwas rybonukleinowy) są kwasami nukleinowymi, na których jest oparte całe życie. Kwasy nukleinowe to nierozgałęzione biopolimery, które składają się z cukrów połączonych mostkami fosfodiestrowymi. Grupa 3’ hydroksylowa reszty cukrowej jednego nukleotydu jest zeestryfikowana grupą fosforanową, która z kolei jest związana z grupa 5’ hydroksylową następnego cukru. Jeśli polinukleotyd jest skończony to na 5’ końcu przy 5 atomie węgla występuje wolna grupa -OH, a na 3’ końcu występuje ona przy 3 atomie węgla. 
Ważnymi pojęciami przy kwasach nukleinowych są następujące terminy:
Nukleozyd - organiczne związki chemiczne, zbudowane z zasady azotowe, połączonej wiązaniem -N-glikozydowym z rybozą lub deoksyrybozą
>Nukleotyd - organiczne związki chemiczne z grupy estrów fosforanowych, zbudowane są z reszty cukrowej, co najmniej jednej reszty fosforanowej i zasady azotowej

[Obrazek: ZvfxLzceqjbSOcGl_YpERrO8HbG5ZXVIlT5nj4-w...p6040b1e3z]

Rysunek DNA.



Zasady występujące w kwasach nukleinowych są następujące:
>ADENINA (występuje w DNA i RNA)
[Obrazek: xtWnQefgAUxAaF8l_zwpD0Ni0T-GhrJ5-KS07M7a...UwLuNAmMnI]
>TYMINA (występuje w DNA)
[Obrazek: Vl24e6KW3AHSoPm2pU4196zrmnm4AfawHsnQhh7E...x1NlTnAqDd]
>URACYL (występuje w RNA)
[Obrazek: VEIgmPIvfyy7lxyaC_0XOyoabFU_zP9dHSCl-b3X...cMPBt0ry5b]
>GUANINA (występuje w DNA i RNA)
[Obrazek: zmP-kThBJDq1aqZ1NAPPP3HNpcSuZUstojMsF0Pr...m9PyO0UuzI]
>CYTOZYNA (występuje w DNA i RNA)
[Obrazek: 35T-M1XpJfxbGHl4Y2inEjtQbm696dqwJlrJpzJA...3Mw0YagdM8]
Zasady azotowe łączą się w kwasach nukleinowych ze sobą zgodnie z zasadą komplementarności tj. adenina z tyminą w DNA, adenina z uracylem w RNA oraz guanina z cytozyną w DNA i RNA. 
[Obrazek: p21aTEHUnt1zez6Emwm5ynp15ApFGMAJQjApT_JX...CBpui1BtB8][Obrazek: FStnv2UourIiYExwnLOm8Kv3IrkbjOwEXpiBdKOD...ZDd35DGk1_]

Idealny model DNA który występuje u człowieka ma następujące cechy:

>Strukturę DNA tworzą dwie nici polinukleotydowe, których zasady są komplementarne do zasad nukleotydów drugiej nici (kolejność nukleotydów jednej nici, determinuje kolejność nukleotydów drugiej nici).
>Dwa helikalne łańcuchy polinukleotydowe oplatają wspólną oś, lecz biegną w przeciwnych kierunkach (jedna z 5’ do 3’; druga od 3’ do 5’).
>Rdzeń cukrowo-fosforanowy biegnie na zewnątrz, a zasady purynowe i pirymidynowe są zwrócone do wewnątrz helisy.
>Płaszczyzny zasad są prostopadle do osi helisy, na każdy skręt przypada 10 nukleotydów w każdym łańcuchu, i przypada co 3,4 nm.
>Wewnątrz helisy zasady ułożone w stos, jedna na drugą, co stabilizuje strukturę podwójnej helisy.
>Stabilizacja przez hydrofobowe oddziaływania między zasadami, oraz przez mostki wodorowe, które powstają między zasadami różnych łańcuchów.


W przyrodzie występują kilka typów DNA, poniżej przykłady:
DNA B (u człowieka):        DNA A:                        DNA Z:
[Obrazek: eUsamc3lBg1qrkf0xaxDKcfRGsVlYyPWWxOgJQLG...KbU7Hc4l-J][Obrazek: XcvsG-N-xvTBz_IoDT62sv42EJzXpJpKnJFLSqWW...wlIaKDfQOa][Obrazek: x1VRYt03Z0JHNezh4eACx6d3pRL_vFe_1OObT1T1...FcG4UslNut]
Różnią się one skręcalnością, rozpuszczalnością.

DNA ma różne funkcję w naszych organizmach: służy przekazywaniu informacji genetycznej (genów) komórką i organizmom potomnym, kieruje syntezą białek w organizmie miedzy innymi białek enzymatycznych a dzięki temu, kieruje wszystkimi procesami zachodzącymi w organizmie (metabolizm).

Typów kwasów RNA wyróżniamy kilkanaście, poniżej znajdują się niektóre z nich:

>mRNA (matrycowe, informacyjne RNA) - stanowi matrycę do syntezy białek, czyli translacji. Funkcją mRNA jest przenoszenie informacji genetycznej o sekwencji poszczególnych polipetydów. Cząsteczki mRNA po przyłączeniu do rybosomów stanowią matrycę do syntezy polipeptydów, w której kolejne trójki nukleotydów mRNA (tworząc kodony) są rozpoznawane przez antykodony cząsteczek tRNA transportujących aminokwasy, dzięki czemu w procesie translacji powstaje właściwa sekwencja peptydu. Składa się z około 1200 nukleotydów i przybiera często kształt spinki do włosów.
>tRNA (transportujące) - przenosi zaaktywowane aminokwasy do rybosomów gdzie dochodzi do ich połączenia wiązaniami peptydowymi w kolejności określonej przez mRNA. Są zbudowane z ok 75 nukleotydów i układają się w kształt koniczyny, wieloramiennego tworu.
[Obrazek: QoBiScW_thjj0_474VAicKS7KhzVAPX9UGSXZIsd...izbfyTjPLb]
Rysunek tRNA.

>rRNA (rybosomowy) - główny składnik rybosomów, oraz katalizuje syntezę białka. Struktura rRNA jest rozbudowana i stworzony jest z około 100-4500 nukleotydów. Występuje zarówno w fragmentach jednoniciowych, jak i dwuniciowych.