Nukleové kyseliny

Nukleove_kyseliny.odt
Nukleové kyseliny
Učební text 2010
Charakteristika
• biopolymery, tvoří dlouhé vláknité molekuly (mnohem delší než proteiny)
• ve všech organismech, uchovávají dědičnou informaci buňky (je z nich přepisována do struktury bílkovin)7
• objeveny 1868, izolovány koncem 19. století, jejich složení objasněno 1953 Watsonem a Crickem (Nobelova cena)
Typy NK
• DNA - deoxyribonukleová kyselina (deoxyribonucleic acid)
• RNA - ribonukleová kyselina (ribonucleic acid)
Struktura
• stavební složkou je nukleotid
• dusíkatá báze
• purinové: adenin (A), guanin (G)
• pyrimidinové: thymin (T), uracil (U), cytosin (C)
• cukerná složka
• D-ribóza, 2-deoxy-D-ribóza
• zbytek kyseliny trihydrogenfosforečné
• nukleosid
• cukerná složka + báze (prostřednictvím N-glykosidické vazby)
• podle obsažené báze je nazýváme adenosin, cytidin, guanosin, thymidin, uridin
• pořadí (sekvence) bází => informace řídící dědičnost a proměnlivost organismů
• primární struktura
• je určena pořadím nukleotidů do polynukleotidového řetězce (esterová vazba)
esterická vazba
PO 2 H PO 2 H PO 2 H PO 2 H PO 2 H
cukr cukr cukr cukr
báze 1 báze 2 báze 3 báze 4 N-glykosidická vazba
• sekundární struktura
• je dána prostorovým uspoř. polynukleotidového řetězce
• spojení mezi vlákny šroubovice je realizováno prostřednictvím vodíkových vazeb mezi
komplementárními bázemi
• komplementarita bází (doplňkovost, párování bází): A-T, G-C, A-U
• DNA - je dvouvláknová, tvoří ji dva polynukleotidové řetězce, vytváří šroubovici (báze natočeny do nitra
šroubovice). Molekulu DNA si můžeme představit jako stočený žebřík, jehož postranice jsou řetězce z
cukerných a fosfátových skupin a příčky páry bází.
• RNA – obvykle jednovláknová, dvoušroubovice (u některých virů) vzniká mezi částmi téhož řetězce
• terciární struktura
• je určena prostorovým uspořádáním šroubovice
1/3

Nukleove_kyseliny.odt
DNA
RNA
• 2-deoxy-D-ribóza, A, C, G, T
• vázána na speciální bílkoviny (histony) se vyskytuje v jádře všech eukaryotických buněk jako součást chromozomů
(DNA se vyskytuje také v mitochondriích, v chloroplastech, v cytosolu,..)
• u prokaryotických buněk je DNA uložena volně v cytoplazmě
• v pořadí bází její molekuly je kódována primární struktura bílkovin
• geny – jednotlivé úseky DNA, které nesou smysluplnou informaci bioogického významu (např. info pro syntézu
jedné bílkoviny)
• je poměrně chemicky stabilní – při porušení jednoho řetězce drží druhý řetězec molekulu pohromadě a umožňuje
její pozdější opravu
• D-ribóza, A, C, G, U
• zajišťuje přenos dědičných znaků do struktury bílkovin (při proteosyntéze)
• typy RNA
• ribozómová RNA (r-RNA) – je součástí ribozómů (ribozómy jsou volné v cytoplazmě, nebo vázané na
endoplazmatické retikulum), v nichž probíhá syntéza bílkovin
• transferová (přenosová) RNA (t-RNA) – přenáší AK z cytoplazmy do ribozómů, kde jsou spojovány
do polypeptidických řetězců, pro každou AK existuje aspoň jedna t-RNA
• mediátorová (informační) RNA (m-RNA) – je matricí pro syntézu bílkovin, obsahuje přepis informací
z DNA o primární struktuře bílkoviny (nese info pro syntézu bílkovin)
• na rozdíl od DNA se v alkalickém prostředí snadno štěpí na směs nukleotidů
Purinové dusíkaté báze
• odvozené od purinu
N
N
N
H
N
N
NH 2
N
N
H
N
N H 2
N
OH
N
N
H
N
N H 2
HN
O
N
N
H
N
9H-purin adenin guanin (enolforma) guanin (ketoforma)
6-aminopurin
2-aminopurin-6-ol
Pyrimidinové dusíkaté báze
• odvozené od pyrimidinu
N
H
N
O
N
OH
N
O
N
OH
N
NH
N
NH
N
O
OH
NH 2
NH 2
pyrimidin uracil (ketoforma) uracil (enolforma) cytosin (ketoforma) cytosin (enolforma)
pyrimidin-2,4-diol
4-aminopyrimidin-2-ol
H
N
O
N
OH
C H 3
NH
C H 3
N
O
thymin (ketoforma)
5-methyluracil
OH
thymin (enolforma)
5-methylpyrimidin-2,4-diol
2/3

Nukleove_kyseliny.odt
Vodíkové můstky mezi komplementárními bázemi lze znázornit takto:
cukr
N
O
N
N H N N
cukr
CH 3 O H N N
H
Thymin (T) Adenin (A) v DNA
cukr
N
H
O H N
N
N H N cukr
N
N H O N
H
Cytosin (C) Guanin (G) v RNA
3/3