KWASY NUKLEINOWE 

KWASY NUKLEINOWE 

I ICH ROLA BIOLOGICZNA

I ICH ROLA BIOLOGICZNA

 

 

Kwasy nukleinowe są makromolekułami o 

Kwasy nukleinowe są makromolekułami o 

masie cząsteczkowej od około 10.000 do 

masie cząsteczkowej od około 10.000 do 

kilkuset milionów daltonów (atomowa 

kilkuset milionów daltonów (atomowa 

jednostka masy, jest równa 1/12 masy 

jednostka masy, jest równa 1/12 masy 

atomu C = 1,66 ∙10

atomu C = 1,66 ∙10

-27

-27

 kg). 

 kg). 

Znane są 

Znane są 

dwa typy

dwa typy

 tych kwasów 

 tych kwasów 

występujących w materiale 

występujących w materiale 

biologicznym:

biologicznym:

1)

1)

kwas deoksyrybonukleinowy – DNA

kwas deoksyrybonukleinowy – DNA

2) kwas rybonukleinowy – RNA.

2) kwas rybonukleinowy – RNA.

 

 

DNA 

DNA 

stanowi 

stanowi 

materiał genetyczny

materiał genetyczny

 i znajduje 

 i znajduje 

się w:

się w:

-

 

 

jądrze komórkowym 

jądrze komórkowym 

-

 

 

w mitochondriach. 

w mitochondriach. 

Strukturę przestrzenną DNA przedstawia 

Strukturę przestrzenną DNA przedstawia 

model podwójnej spirali wg Watsona i 

model podwójnej spirali wg Watsona i 

Cricka. 

Cricka. 

W podwójnej cząsteczce, zasady są ułożone 

W podwójnej cząsteczce, zasady są ułożone 

komplementarnie parami (T=A, C=G). 

komplementarnie parami (T=A, C=G). 

Dwie nici są skręcone śrubowo ze sobą. 

Dwie nici są skręcone śrubowo ze sobą. 

 

 

 

 

Strukturę przestrzenną 

Strukturę przestrzenną 

RNA

RNA

 stanowi 

 stanowi 

pojedyncza nić, różnie ułożona przestrzennie 

pojedyncza nić, różnie ułożona przestrzennie 

w zależności od rodzaju kwasu 

w zależności od rodzaju kwasu 

rybonukleinowego. 

rybonukleinowego. 

 

 

RNA

RNA

 bierze udział w procesie 

 bierze udział w procesie 

biosyntezy białek

biosyntezy białek

 w 

 w 

cytoplazmie. 

cytoplazmie. 

Występuje w:

Występuje w:

-

 

 

jądrze komórkowym,

jądrze komórkowym,

-

 

 

jąderkach (szczególnie bogate w RNA). 

jąderkach (szczególnie bogate w RNA). 

Na podstawie 

Na podstawie 

funkcji

funkcji

 można wyróżnić 

 można wyróżnić 

trzy typy RNA

trzy typy RNA

:

:

1) tRNA - transportujący RNA

1) tRNA - transportujący RNA

 – funkcja polega na 

 – funkcja polega na 

wiązaniu i przenoszeniu zaktywowanych 

wiązaniu i przenoszeniu zaktywowanych 

aminokwasów do miejsc syntezy białka, czyli do 

aminokwasów do miejsc syntezy białka, czyli do 

rybosomów.

rybosomów.

 

 

2) rRNA - rybosomalny RNA

2) rRNA - rybosomalny RNA

 – występuje w 

 – występuje w 

rybosomach, gdzie pełni funkcje 

rybosomach, gdzie pełni funkcje 

strukturalne; w połączeniu z określonymi 

strukturalne; w połączeniu z określonymi 

białkami i mRNA stanowi matrycę, na której 

białkami i mRNA stanowi matrycę, na której 

wytwarza się łańcuchy polipeptydowe.

wytwarza się łańcuchy polipeptydowe.

3) mRNA - informacyjny RNA

3) mRNA - informacyjny RNA

 – funkcja 

 – funkcja 

polega na przenoszeniu do miejsc syntezy 

polega na przenoszeniu do miejsc syntezy 

białka, informacji zawartych w DNA; dotyczą 

białka, informacji zawartych w DNA; dotyczą 

one kolejności dołączanych aminokwasów.

one kolejności dołączanych aminokwasów.

Organizm dorosłego człowieka zawiera 

Organizm dorosłego człowieka zawiera 

około 30 g DNA i 90 g RNA.

około 30 g DNA i 90 g RNA.

 

 

ZNACZENIE BIOMEDYCZNE

ZNACZENIE BIOMEDYCZNE

1.

1.

Chemiczna podstawa dziedziczności i 

Chemiczna podstawa dziedziczności i 

chorób genetycznych jest zawarta w 

chorób genetycznych jest zawarta w 

strukturze DNA. 

strukturze DNA. 

2.   Główny szlak informacyjny (tj. kierowanie 

2.   Główny szlak informacyjny (tj. kierowanie 

przez DNA syntezą RNA, który z kolei 

przez DNA syntezą RNA, który z kolei 

kieruje syntezą białek) został wyjaśniony, 

kieruje syntezą białek) został wyjaśniony, 

a wiedza ta została użyta dla 

a wiedza ta została użyta dla 

sprecyzowania fizjologii komórkowej i 

sprecyzowania fizjologii komórkowej i 

patofizjologii chorób na poziomie 

patofizjologii chorób na poziomie 

molekularnym.

molekularnym.

 

 

BUDOWA I RÓŻNICE W SKŁADZIE 

BUDOWA I RÓŻNICE W SKŁADZIE 

DNA I RNA

DNA I RNA

Kwasy nukleinowe

Kwasy nukleinowe

 są polimerami 

 są polimerami 

mononukleotydów, które można rozłożyć na 

mononukleotydów, które można rozłożyć na 

nukleozydy

nukleozydy

 i 

 i 

reszty kwasu ortofosforowego.

reszty kwasu ortofosforowego.

Nukleozyd

Nukleozyd

 to połączenie cukru (rybozy lub 

 to połączenie cukru (rybozy lub 

deoksyrybozy) z 

deoksyrybozy) z 

zasadą purynową

zasadą purynową

 lub 

 lub 

pirymidynową

pirymidynową

, bez reszty fosforanowej.

, bez reszty fosforanowej.

Nukleotyd

Nukleotyd

 to połączenie 

 to połączenie 

nukleozydu

nukleozydu

 z resztą 

 z resztą 

fosforanową.

fosforanową.

 

 

Uważa się, że w 

Uważa się, że w 

skład DNA wchodzi 

skład DNA wchodzi 

tymina

tymina

, a nie 

, a nie 

uracyl

uracyl

 dlatego, że 

 dlatego, że 

zwiększa 

zwiększa 

stabilność 

stabilność 

materiału 

materiału 

genetycznego. 

genetycznego. 

 

 

Segment jednego pasma 

Segment jednego pasma 

cząsteczki DNA

cząsteczki DNA

 

 

Segment cząsteczki RNA

Segment cząsteczki RNA

RNA 

RNA 

spełnia 

spełnia 

inne 

inne 

funkcje. 

funkcje. 

Nie 

Nie 

podlega 

podlega 

reperacjo

reperacjo

m i 

m i 

zawiera 

zawiera 

uracyl

uracyl

 

 

jako 

jako 

materiał 

materiał 

budulcow

budulcow

y

y

 

 

ekonomic

ekonomic

zniejszy 

zniejszy 

od 

od 

tyminy

tyminy

. 

. 

 

 

DNA SŁUŻY JAKO 

DNA SŁUŻY JAKO 

MATRYCA DO 

MATRYCA DO 

REPLIKACJI I 

REPLIKACJI I 

TRANSKRYPCJI

TRANSKRYPCJI

Dwupasmowa struktura DNA i funkcja 

Dwupasmowa struktura DNA i funkcja 

matrycowa każdego starego pasma, na 

matrycowa każdego starego pasma, na 

której jest syntetyzowane nowe 

której jest syntetyzowane nowe 

komplementarne pasmo (zaciemnione).

komplementarne pasmo (zaciemnione).

 

 

Replikacja DNA.

Replikacja DNA.

 W czasie 

 W czasie 

cyklu replikacji każde z 

cyklu replikacji każde z 

dwóch pasm DNA służy 

dwóch pasm DNA służy 

jako matryca nowego, 

jako matryca nowego, 

komplementarnego 

komplementarnego 

pasma.

pasma.

 

 

Mechanizm transkrypcji RNA na 

Mechanizm transkrypcji RNA na 

dwuniciowej matrycy DNA

dwuniciowej matrycy DNA

 

 

Biosynteza RNA, czyli transkrypcja

Biosynteza RNA, czyli transkrypcja

 

 

związana jest z przepisaniem informacji 

związana jest z przepisaniem informacji 

zawartych w strukturze pierwszorzędowej 

zawartych w strukturze pierwszorzędowej 

DNA.

DNA.

 

 

DNA

DNA

 jest obecne w komórce głównie w połączeniach 

 jest obecne w komórce głównie w połączeniach 

z białkami o charakterze zasadowym zwanych 

z białkami o charakterze zasadowym zwanych 

histonami (przewaga aminokwasów zasadowych: 

histonami (przewaga aminokwasów zasadowych: 

argininy i lizyny). 

argininy i lizyny). 

DNA łatwo ulega denaturacji

DNA łatwo ulega denaturacji

, polegającej na 

, polegającej na 

rozerwaniu wiązań wodorowych między 

rozerwaniu wiązań wodorowych między 

komplementarnymi zasadami łańcucha 

komplementarnymi zasadami łańcucha 

polinukleotydowego. 

polinukleotydowego. 

Denaturacje kwasów nukleinowych wywołuje:

Denaturacje kwasów nukleinowych wywołuje:

- podwyższona temperatura

- podwyższona temperatura

- wysokie stężenie jonów wodorowych

- wysokie stężenie jonów wodorowych

- alkohole

- alkohole

- fenole.

- fenole.