Kwasy nukleinowe


Adenozyno-5'-trifosforan (ATP)  organiczny związek chemiczny, nukleotyd adeninowy zbudowany z
grupy trójfosforanowej przyłączonej w pozycji 5' cząsteczki adenozyny, tworząc bezwodnik kwasu
fosforowego[4]. Odgrywa on ważną rolę w biologii komórki, jako wielofunkcyjny koenzym i molekularna
jednostka w wewnątrzkomórkowym transporcie energii[5]. Stanowi nośnik energii chemicznej używanej w
metabolizmie komórki. Powstaje jako magazyn energii w procesach fotosyntezy i oddychania
komórkowego. Zużywają go liczne enzymy, a zgromadzona w nim energia służy do przeprowadzania
różnorodnych procesów, jak biosyntezy, ruchu i podziału komórki[6]. Tworzy się z adenozyno-5'-
difosforanu, a przekazując swą energię dalej powraca do formy ADP lub adenozyno-5'-monofosforanu
(AMP). Cykl ten zachodzi bezustannie w organizmach żywych. ATP składa się z adenozyny  złożonej z
kolei z pierścienia adeninowego i rybozy  oraz z trzech grup fosforanowych. Począwszy od połączonej
wiązaniem estrowym z rybozą.
Kod genetyczny  reguła, według której informacja genetyczna, zawarta w sekwencji nukleotydów kwasu
nukleinowego (DNA lub RNA), w komórkach wszystkich organizmów może ulegać  tłumaczeniu na
kolejność (sekwencję) aminokwasów w ich białkach w procesie biosyntezy białek (a konkretnie transkrypcji
i translacji).
Cechy kodu genetycznego:
1. TRÓJKOWY  trzy leżące obok siebie nukleotydy tworzą podstawową jednostkę informacyjną
(triplet, inaczej kodon).
2. NIEZACHODZCY  kodony nie zachodzą na siebie. Każdy nukleotyd wchodzi w skład tylko
jednego kodonu, np. w sekwencji "AAGAAA" pierwsze trzy zasady ("AAG") kodują jeden
aminokwas (tu: lizynę) a następny kodon zaczyna się dopiero od 4. zasady, nie wcześniej.
3. BEZPRZECINKOWY  każdy nukleotyd w obrębie sekwencji kodujących wchodzi w skład
jakiegoś kodonu, więc pomiędzy kodonami nie ma zasad bez znaczenia dla translacji.
4. ZDEGENEROWANY  różne kodony (różniące się na ogół tylko trzecim nukleotydem) mogą
kodować ten sam aminokwas, tzn. prawie wszystkie aminokwasy mogą być zakodowane na kilka
sposobów. Przykładowo lizyna kodowana jest zarówno przez kodon "AAA", jak i "AAG". Dzięki
temu część zmian informacji genetycznej w wyniku mutacji nie znajduje swojego odbicia w
sekwencji aminokwasów.
5. JEDNOZNACZNY  danej trójce nukleotydów w DNA lub RNA odpowiada zawsze tylko jeden
aminokwas.
6. KOLINEARNY  kolejność ułożenia aminokwasów w białku jest wiernym odzwierciedleniem
ułożenia odpowiednich kodonów na matrycowym RNA (mRNA).
7. UNIWERSALNY  powyższe zasady są przestrzegane dość dokładnie przez układy biosyntezy
białek u wszystkich organizmów, jakkolwiek zdarzają się niewielkie odstępstwa od tej
prawidłowości wśród wirusów, bakterii, pierwotniaków, grzybów i w mitochondriach[1]. Na
przykład kodon "UAA" odczytany przez rybosomy mitochondriów powoduje nie zakończenie
syntezy białka (jak to ma miejsce w rybosomach cytoplazmy podstawowej i siateczki
śródplazmatycznej), ale dobudowanie do niego tryptofanu; natomiast kodon "UGA" zamiast
przerwania translacji może powodować dołączenie selenocysteiny (wymagane jest do tego
występowanie w mRNA dodatkowego sygnału, tzw. SECIS), a kodon "UAG"  dobudowanie
pirolizyny (ang. pyrrolysine) do tworzącego się łańcucha polipeptydowego (białka).
Reakcja łańcuchowa polimerazy, PCRmetoda powielania łańcuchów DNA w warunkach laboratoryjnych,
polegająca na reakcji łańcuchowej polimerazy DNA w wyniku wielokrotnego podgrzewania i oziębiania
próbki.PCR znajduje wiele zastosowań, m.in. w badaniach nad genomem, charakterystyce ekspresji genów,
klonowaniu genów, diagnostyce klinicznej, identyfikacji osób zaginionych, kryminalistyce, paleontologii.
Budowa Rybosomu: zbudowany jest z dwóch dopasowanych do siebie podjednostek: małej i dużej. Obie
podjednostki są zbudowane z białek i rRNA (rybosomowy RNA). Podjednostki rybosomu są ze sobą
połączone tylko podczas translacji  po zakończeniu translacji danego łańcucha białkowego podjednostki
rozdzielają się, a podczas inicjalizacji translacji jakieś blisko siebie znajdujące się podjednostki (jedna duża i
jedna mała) łączą się ze sobą, odtwarzając rybosom.
Podczas translacji w rybosomie możemy wyróżnić miejsce akceptorowe (miejsce A) oraz miejsce peptydowe
(miejsce P). Katalityczna aktywność rybosomu związana jest właśnie z zawartym w nim rRNA, natomiast
białka budują strukturę rybosomu i działają jako kofaktory zwiększające wydajność translacji.
Transkrypcja  w genetyce proces syntezy RNA na matrycy DNA przez różne polimerazy RNA, czyli
przepisywanie informacji zawartej w DNA na RNA.
Matryca jest odczytywana w kierunku 3' 5', a nowa cząsteczka RNA powstaje w kierunku 5' 3'.
Transkrypcji podlega odcinek DNA od promotora do terminatora. Nazywamy go jednostką transkrypcji.
Podczas transkrypcji polimeraza RNA buduje cząsteczkę RNA łącząc zgodnie z zasadą komplementarności
pojedyncze rybonukleotydy według kodu matrycowej nici DNA.
Translacja  proces syntezy łańcucha polipeptydowego białek na matrycy mRNA. W jego wyniku dochodzi
do ostatecznego przetłumaczenia informacji genetycznej zawartej pierwotnie w kodzie genetycznym DNA
na konkretną strukturę białka, zależną od uszeregowania aminokwasów w łańcuchu polipeptydowym.
Translacja składa się z czterech faz:
" aktywacji
" inicjacji
" elongacji
" terminacji
W aktywacji właściwy aminokwas jest dołączany do właściwego tRNA za pomocą wiązania estrowego,
powstałego przez reakcję grupy karboksylowej aminokwasu i grupy OH przy końcu 3' tRNA. Taki zespół
określa się mianem aminoacylo-tRNA.
Inicjacja translacji ma miejsce, kiedy mała podjednostka rybosomu przyłącza się do końca 5' mRNA. Do
małej podjednostki przyłącza się duża podjednostka rybosomu. Na podjednostce 50s uaktywniają się dwa
miejsca: P - miejsce peptydowe i A - miejsce akceptorowe. Pierwszy aminoacylo-tRNA ustawia się w
miejscu P.
Elongacja ma miejsce, kiedy następny aminoacylo-tRNA przyłącza się do rybosomu w miejscu A. Następnie
proces translacji zachodzi na zasadzie komplementarności kodonu mRNA z antykodonem na tRNA.
Rybosom i tRNA są tak ukształtowane, aby dwa aminokwasy, przyłączone do tRNA zajmujące w rybosomie
miejsca A i P znajdowały się blisko siebie. Dzięki temu zachodzi reakcja między grupą aminową i
karboksylową - dwa aminokwasy łączą się. Ten proces - tworzenie wiązań peptydowych jest katalizowany
przez peptydylotransferazę - rybozym (rRNA) wchodzący w skład rybosomu. Po syntezie, tRNA szybko
zwalnia miejsce P i wraca do cytoplazmy, z kolei aminoacylo-tRNA ulega przesunięciu z miejsca A na
miejsce P. Proces ten nazywamy translokacją. Jednocześnie przesuwa się także mRNA. Wielkość tego
przesunięcia wynosi zawsze trzy nukleotydy. Na miejsce A nasuwa się nowy tRNA zawierający antykodon
odpowiadający kolejnemu kodonowi na mRNA. Proces elongacji powtarza się aż do napotkania przez
podjednostkę mniejszą rybosomu w miejscu A kodonu stop (UAA, UAG lub UGA). Tych trójek
kodonowych, w normalnych warunkach, nie koduje żaden tRNA.
W tym momencie następuje terminacja translacji. Aańcuch polipeptydowy zostaje uwolniony do cytoplazmy,
tRNA zostaje oddzielone od mRNA, a rybosom rozpada się na podjednostki, które mogą zostać ponownie
wykorzystane do inicjacji translacji kolejnego mRNA.
Replikacja DNA - proces, w którym podwójna nić DNA (podwójna helisa) ulega skopiowaniu. Replikacja
jest semikonserwatywna (półzachowawcza) - w każdej z dwóch uzyskanych podwójnych nici DNA będzie
jedna nić macierzysta i jedna nowa. Nie licząc niewielkiego prawdopodobieństwa (ok. 1 błąd na 109
nukleotydów, dla porównania błąd transkrypcji - 1 na 104) wystąpienia błędu obie cząsteczki DNA będą
identyczne. Proces ten zachodzi podczas interfazy (w fazie S).Polimeraza DNA działa jedynie w kierunku od
końca 3' do końca 5' (czyli syntetyzuje nową nić w kierunku od 5' do 3'). Z tego powodu jedna z nici jest
syntezowana w sposób ciągły, druga (ta, którą chcielibyśmy zsyntezować w przeciwną stronę) fragmentami


Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
Kwasy nukleinowe 2
Związki heterocykliczne i kwasy nukleinowe
cw 11 kwasy nukleinowe
BW13 KWASY NUKLEINOWE
kwasy nukleinowe 2
Kwasy nukleinowe
kwasy nukleinowe materialy
kwasy nukleinowe
kwasy nukleinowe wyklad inauguracyjny
kwasy nukleinowe i enzymy
kwasy nukleinowe
nukleotydy i kwasy nukleinowe
Kwasy nukleinowe (2)
Kwasy nukleinowe wykład
KWASY NUKLEINOWE

więcej podobnych podstron