STRUKTURA I FUNKCJA

KWASÓW

NUKLEINOWYCH

B-cukier, C-reszta fosforanowa, D-
zasada azotowa

adenina

guanina

cytozyna

tymina

uracyl

OH

RYBOZA

H

2-
DEZOKSYRYBOZA

ADENOZYNA

(NUKLEOZYD)

O =P
O

OH

OH

NUKLEOTYD

zasada

dezoksyryboz
a

Nukleotydy, estry nukleozydów i kwasu fosforowego.
Typowym

miejscem

estryfikacji

jest

grupa

hydroksylowa przy atomie węgla C-5 pentozy, tj.
ugrupowanie

HO-CH

2

-

występujące

zarówno

w rybozie rybozie, jak i w uboższej od niej o jeden
atom tlenu deoksyrybozie (inaczej dezoksyrybozie).

Produkty estryfikacji nazywa się 5'-fosforanami
danego nukleozydu (nukleozydo-5'-fosforanami), np.
adenozyno-5'-fosforan (czyli kwas adenylowy, inaczej
adenozynomonofosforan, skrót AMP).

Połączenie adenozyny z grupą dwufosforanową
prowadzi do adenozyno-5'-dwufosforanu (skrót ADP),
przyłączenie

zaś grupy trójfosforanowej

daje

adenozyno-5'-trójfosforan

DWUNICIOWA BUDOWA HELISY

DNA wg Watsona i Cricka 1953r

1. Dwa helikalne łańcuchy polinukleotydowe

zwijają się dookoła wspólnej osi. Łańcuchy

są antyrównoległe – biegną w

przeciwnych kierunkach.

2. Zasady purynowe i pirymidynowe

znajdują się wewnątrz, a fosforany i

dezoksyrybozy na zewnątrz helisy.

Płaszczyzny zasad są prostopadłe do osi

helisy, a płaszczyzny pierścieni cukrów są

prawie prostopadle ułożone względem

zasad

3. Średnica helisy wynosi 2.0 nm.Odległość

miedzy

sąsiednimi zasadami mierzona wzdłuż osi

wynosi 0.34 nm. Zasady są skręcone względem

siebie pod kątem 36º. Na całkowity skręt spirali

przypada po 10 nukleotydów w każdym

łańcuchu, co daje okres powtarzalności 3,4 nm.

4. Dwa łańcuchy łącza się między sobą wiązaniami

wodorowymi między parami zasad (A/T, G/C)

5. Kolejność zasad w łańcuchu polinukleotydowym

nie jest w żaden sposób ograniczona. Ściśle

określona sekwencja zasad niesie informacja

genetyczną.

ALTERNATYWNE STRUKTURY

PODWÓJNEJ HELISY DNA

Model zaproponowany przez Watsona i
Cricka znany jest jako helisa B-DNA.
Na powierzchni helisy B-DNA występuje
duży rowek o średnicy 2,2 nm i mały
rowek o średnicy 1,2 nm. W warunkach
fizjologicznych lizba par zasad wynosząca
10,4 na skręt helisy uznana została za
charakterystyczną dla formy B-DNA.
Forma A-DNA jest dwuniciową
prawoskrętną helisą, która staje się
szersza i krótsza niż helisa B-DNA. Na
całkowity skręt helisy A przypada 11 par
zasad. Duży rowek jest głęboki i wąski.
Mniejszy rowek ulega prawie całkowitemu
zanikowi.Ma kształt bardzo szeroki i
płytki.

ALTERNATYWNE STRUKTURY

PODWÓJNEJ HELISY

Forma Z-DNA jest lewoskrętna, ma
więcej par zasad przypadających na
jeden skręt, staje się długa i wąska.
Strukturę nazwano Z ze względu na
szkielet cukrowo-fosforanowy, który
kształtem przypomina literę Z. Nie
stwierdzono występowania formy Z
in vivo.

WŁAŚCIWOŚCI DNA wg Chargraffa(1950r)

1

. Stosunki ilościowe adeniny do tyminy i guaniny do

cytozyny sa bliskie 1.0 dla wszystkich badanych

cząsteczek DNA. Ilość reszt purynowych równa jest

ilości reszt pirymidynowych.

2. Stosunek A/T i G/C jest typowy i stały dla DNA danego

organizmu.

3. Jeżeli DNA zawiera większy procent par A/T to organizm

jest bardziej wrażliwy na działanie promieni UV

4. Promieniowanie jonizujące wywiera efekt na DNA

bogate w pary G/C

5. Zasób informacji zakodowany w DNA jest największy

przy 41% par G/C. Zwiększenie i zmniejszenie

procentowe zawartości tych par obniża możliwość

kodowania przez DNA informacji.

Gen, podstawowa jednostka dziedziczenia,

zlokalizowana w chromosomach, decydująca

o przekazywaniu cech potomstwu.

  

Gen jest odcinkiem łańcucha DNA, zawierającym

pewną liczbę nukleotydów, których sekwencja

stanowi informację genetyczną, warunkującą

syntezę określonych białek (biosynteza białka)

lub cząstek kwasu RNA, co w dalszej

konsekwencji w toku skomplikowanych ciągów

reakcji

prowadzi

do

wykształcenia

się

określonej cechy organizmu. Geny występują

także u bakterii i wirusów nie posiadających

chromosomów.

W zależności od efektów działania, np. wpływu na
wykształcenie się cech morfologicznych organizmu,
wyróżnia się różne kategorie genów, np.:

1) geny dominujące i recesywne,

2) geny plejotropowe - wpływające na wykształcenie kilku
różnych cech,

3) geny kumulatywne (poligeny, polimeryczne) - których
działanie sumuje się z działaniem innych genów,

4) geny dopełniające - współdziałające z innym genem
w wykształceniu danej cechy,

5) subletalne - obniżające żywotność organizmu lub letalne
- prowadzące do jego śmierci (np. gen powodujący
wystąpienie braku krzepliwości krwi u zwierząt lub gen
uniemożliwiający wytwarzanie chlorofilu u roślin),

Ze względu na mechanizm działania
wyróżniamy:

1) strukturalne - zawierają informację
dotyczącą biosyntezy białka,

2) regulatorowe (regulatory) - regulują
aktywność genów strukturalnych.

Zespół genów we wszystkich
chromosomach danego organizmu
określa się jako genotyp.

U Prokariota geny zawierają ciągłą
sekwencję nukleotydów w DNA,
natomiast u Eukariota geny niosące
informację genetyczną (egzony) są
przedzielone intronami. Tak więc
informacja u Eukariota jest
nieciągła i w procesie biosyntezy
białka introny muszą zostać
usunięte, a powstałe w ten sposób
fragmenty DNA połączone w całość.
Termin gen wprowadził W.L.
Johansen.

Poziomy organizacji

chromatyny

1) podwójna helisa DNA

2) nić DNA nawinięta na

histony tworzy
nukleosomy

3) włókno chromatynowe

(włókno 10 nm) -
zbudowane z
upakowanych
nukleosomów

4) soleniod (włókno 30 nm)

- spiralnie skręcone
włókno 10 nm

5) splątane domeny (pętle)

6) chromatyna

skondensowana
(chromosom)

Poziomy
organiza
cji
chromaty
ny

chromosomy politeniczne,

olbrzymie powstają na drodze

endoreplikacji. spotykane w

jądrach komórek gruczołów

ślinowych Drosophila

melanogaster

Chromosomy szczoteczkowe można
zaobserwować w profazie mejozy w
oocytach ryb, płazów, gadów i ptaków

Replikacja

Replikacja polega na rozwinięciu helisy

DNA na krótkim odcinku i syntezie na

matrycy obu nici, nici komplementarnych.
Jest

to

proces

semikonserwatywny

(półzachowawczy) co oznacza, że powstała

cząsteczka zawiera jedną nić matczyną, a

drugą potomną.
Powstają dwie identyczne dwuniciowe kopie

pierwotnej cząsteczki wyjściowej DNA.

Przebieg replikacji u

Prokaryota

• INICJACJA – rozpoczyna się w miejscu

origin (ori) gdzie syntetyzowany jest

odcinek RNA - starter o długości około

10 do 60 nukleotydów

• ELONGACJA – na nici o polarności 3`

do 5` nowo syntetyzowany łańcuch

może wydłużać się w sposób ciągły, a

na nici o przeciwnej polarności w

postaci fragmentów Okazaki (około

1000 – 2000 nukleotydów)

• TERMINACJA – replikacja kończy się

po przejściu widełek replikacyjnych

wzdłuż całej kolistej cząsteczki

chromosomu przy udziale sekwencji

terminacyjnych Ter E, D, A, C, B i F

J. Carins w roku

1963 stosując

technikę

autoradiografii

jako pierwszy

zaobserwował i

opisał replikację

DNA u E. coli

Przebieg replikacji u

Eukaryota

• INICJACJA - rozpoczyna się w w kilku

miejscach chromosomu jednocześnie

(wiele miejsc ori), w każdym z nich

syntetyzowany jest odcinek RNA tzw.

starter o długości około 10 nukleotydów

• ELONGACJA – synteza DNA przy

udziale polimerazy zachodzi na obu

niciach w sposób nieciągły ( ze względu

na wiele miejsc inicjacji)

• TERMINACJA – zakończenie replikacji

ma miejsce w momencie fizycznego

zetknięcia się widełek podążających ku

sobie z przeciwnych kierunków

Enzymy replikacji

• Helikazy – rozdzielają nić DNA,

rozcinają wiązania wodorowe

• Białka SSB – zapobiegają zwijaniu

się pojedynczych nici DNA

• Topoizomerazy – rozluźniają

superskręty w cząsteczce DNA,
przecinają wiązania fosfodiestrowe w
łańcuchu polinukleotydowym

• Ligazy – łączą fragmenty DNA

(fragmenty Okazaki, fragmenty po
wycięciu

starterów)

• Polimerazy – przeprowadzają

syntezę DNA

Bakteryjne polimerazy DNA

Polimeraza DNA 1
Polimeraza DNA II
Polimeraza DNA III

Eukariotyczne polimerazy

DNA

Polimerazy α
Polimerazy β
Polimerazy γ
Polimerazy δ
Polimerazy ε

• W RNA zamiast dezoksyrybozy

występuje ryboza (posiadająca

dodatkowy atom tlenu przy drugim

atomie węgla)

• W RNA zamiast tyminy występuje

uracyl (tworzy komplementarna

parę z adeniną)

• RNA jest cząsteczką jednoniciową
• W RNA mogą występować

zmodyfikowane zasady (np.

dihydrourydyna, inozyna itp.)

DNA a RNA

KWAS RYBONUKLEINOWY

(RNA)

• mRNA - matrycowy

(informacyjny) RNA

• tRNA – transportujący RNA
• rRNA – rybosomalny RNA
• snRNA – mały jądrowy RNA
• hnRNA – heterogenny RNA

EKSPRESJA GENÓW U

PRO- I EUKARYOTA.

ZNACZENIE KWASÓW

NUKLEINOWYCH W

MEDYCYNIE.

Ekspresja genów - wytwarzanie

produktu genu w postaci białka

zakodowanego w określonej sekwencji

nukleotydów

Transkrypcja - przepisywanie informacji

genetycznej z DNA na mRNA

Translacja - tłumaczenie informacji

genetycznej z mRNA na białko

KOD GENETYCZNY

Kod genetyczny - współzależność między

sekwencją zasad w DNA (lub mRNA
stanowiącym jego transkrypt), a
sekwencją aminokwasów w białku.

Cechy kodu genetycznego:
1.

Trójkowy

- jeden aminokwas koduje grupa trzech

zasad (kodon)

2.

Niezachodzący

–nukleotyd wchodzący w skład

danego kodonu, nie zachodzi na kolejną trójkę.
Każdy z nukleotydów wchodzi w skład tylko
jednego kodonu

3.

Bezprzecinkowy

- sekwencja zasad jest

odczytywana kolejno od określonego punktu
startowego

4.

Uniwersalny

– taki sam in vivo i in vitro i dla

wszystkich żywych organizmów

5.

Zdegenerowany (wieloznaczny)

– większość

aminokwasów kodowana jest przez więcej niż
jeden triplet

KOD GENETYCZNY

Kodony określające ten sam aminokwas

nazywamy synonimami. Większość synonimów
różni się tylko trzecią zasadą tripletu. 61
kodonów określa aminokwasy, 3 nie kodują
aminokwasów, lecz są rozpoznawane jako
miejsca zakończenia syntezy łańcucha
polipeptydowego.
Są to:

UAG

- amber (N-1 rozpoznawany przez

czynnik RF-1

UAA

- ochre (N-2) rozpoznawany przez RF-

1 i RF-2

UGA

– opal (N-3) rozpoznawany przez RF-

2
W mitochondriach niektórych organizmów
UGA koduje tryptofan

Kodony w DNA dla poszczególnych

aminokwasów

HIPOTEZA TOLERANCJI CRICKA

Przy parowaniu miedzy kodonem

w mRNA, a antykodonem w tRNA dwa
pierwsze nukleotydy kodonu łączą się w
sposób regularny z dwoma ostatnimi
nukleotydami antykodonu.

Dozwolone

jest

jednak

„nieprecyzyjne”

oddziaływanie

pomiędzy trzecią zasadą kodonu i
pierwszą zasadą antykodonu.

HIPOTEZA TOLERANCJI CRICKA

Pierwsza zasada antykodonu Trzecia
zasada kodonu

C

G

A

U

U

A lubG

G U lub

C

I

U, C lub A

ANTYKODON ANTYKODON
ANTYKODON

3

’

5

’

3

’

5

’

3

’

5

’

C – G – I

C – G – I

C

– G – I

G – C – U G – C – C
G – C

–

A

5

’

3

’

5

’

3

’

5

’

3

’

TRANSKRYPCJA

ENZYMATYCZNA
POLIMERYZACJA
ZAKTYWOWANYCH
MONORYBONUKLEOTYDÓW,
PRZEBIEGAJĄCA W
UPORZĄDKOWANEJ
KOLEJNOŚCI, OKREŚLONEJ
PRZEZ PEŁNIĄCY ROLĘ
MATRYCY DNA

TRANSKRYPCJA

*

inicjacja

*elongacja

*terminacja

Do przeprowadzenia

transkrypcji konieczne są:

1. Matryca - dwuniciowy lub

jednoniciowy DNA

2. Aktywowane prekursory: ATP,

GTP, UTP, CTP

3. Dwuwartościowe jony metali

Mg

+2

i Mn

+2

4. Polimeraza RNA zależna od

DNA

Cechy charakterystyczne

transkrypcji

• Transkrypcja przebiega w kierunku 5

’

3

’

• Polega na ataku grupy 3

’

OH rosnącego

łańcucha na fosforan nadchodzącego
trójfosforanu nukleozydu
• Polimeraza nie wymaga startera
• Synteza RNA na matrycy DNA jest
konserwatywna
• Polimerazy RNA nie maja właściwości
nukleolitycznych
• Wszystkie rodzaje RNA są syntetyzowane
przez jedną polimerazę u Prokaryota i trzy
polimerazy u Eukaryota
• Nowo powstałe RNA jest komplementarne i
antyrównoległe do DNA matrycowego
• Transkrypcja zachodzi tylko na jednej nici w
określonym regionie genomu

ENZYMY TRANSKRYPCJI U

PROKARYOTA

Proces transkrypcji zachodzi

w cytoplazmie i uczestniczy w

nim tylko jeden typ

polimerazy RNA

Polimeraza RNA u Procaryota

•Podjednostka σ odszukuje miejsca
promotorowe

•Podjednostka α wiąże białka
regulatorowe

•Podjednostka β wiąże trifosforany
rybonukleozydów

•Podjednostka ß

’

wiąże matrycę DNA

•Jednostka pomocnicza Rho uczestniczy w
oddzieleniu polimerazy od DNA pod koniec
procesu transkrypcji

-35 -10
+1

TTGACA

matryca
DNA

TATAAT

Rejon - 35

Kaseta Pribnowa start
RNA

Prokariotyczne miejsca promotorowe

ENZYMY TRANSKRYPCJI U EUKARYOTA

•Polimeraza RNA I - w jąderku, transkrypcja

rDNA (genów kodujących rRNA)

•Polimeraza RNA II - w nukleoplazmie,
transkrypcja

mRNA (pre – mRNA), sn RNA

•Polimeraza RNA III – nukleoplazma,
transkrypcja

pre-tRNA,5S rRNA, sn RNA

- 100 -75 -25 +1

GGNCAATC
T

matryca
DNA

TATAAA

Kaseta
CAAT
(czasami
występuje)

Kaseta TATA start
RNA (kaseta Hognesa)

Eukariotyczne miejsca promotorowe

Budowa kompleksu w
obrębie kasety TATA
inicjującego transkrypcje
prowadzoną przez RNA
pol II

Transkrypcja średniej wielkości genu

(około 1500 par zasad) przez 1

cząsteczkę polimerazy RNA trwa około 50

sek. Na tym samym odcinku DNA może

jednak pracować równolegle 15

polimeraz przesuwających się jedna za

drugą co umożliwia transkrypcję ponad

tysiąca transkryptów z 1 genu w ciągu

godziny

Miejsce terminacji

jest ściśle określonym

miejscem w DNA, gdzie kompleks polimeraza

RNA – DNA - RNA ulega dysocjacji.

Sygnał terminacji niesiony przez DNA polega

na pojawieniu się powtarzających się

sekwencji palidromowych rozdzielonych

zasadami wtrąconymi.

W 2 powtórzonych sekwencjach porządek

zasad zostaje odwrócony. Cząsteczka RNA

przybiera kształt „spinki do włosów„ na

skutek transkrypcji tych sekwencji

.

Transkrypcja i
dojrzewanie
genów
kodujących rRNA

Struktura 5

’

kapu eukariotycznych mRNA

3

’

........TTATTT.......................GT......AACACACAAC..

5

’

RNA

5

’

........AAUAAA...(20nt).....

CA

......UUGUGUGUUG..3

’

sygnał poliadenylacji

miejsce dodania poli(A)

miejsce rozcięcia

rejon bogaty w GU

Typowa sekwencja miejsca poliadenylacji

SPLICING

- składanie mRNA = wycinanie intronów i
łączenie eksonów

Na końcach intronów znajdują się

sekwencje dwunukleotydowe zwane
sekwencjami zgodnymi (konsensusu) – GU przy
końcu 5

’

i AG przy końcu 3

’

, które umożliwiają

precyzyjne wycinanie intronów z pre-mRNA.
Sekwencja GU przy końcu 5

’

odpowiada miejscu

donorowemu, a sekwencja AG przy końcu 3

’

miejscu akceptorowemu. Miejsce rozgałęzienia
zawiera A umiejscowioną 20 zasad powyżej
terminalnego końca 3

’

i na tym poziomie

zahacza się koniec 5

’

intronu tworząc lasso.

Modyfikacja
postranskrypcyjna tRNA

:

•

przyłączanie sekwencji CCA do

końca 3

’

•

brak struktury „cap”

• wycinanie intronów

• modyfikacja zasad (pseudourydyna
- Ψ, inozyna - I, dihydrourydyna -
UH

2

, rybotymidyna - T,

metyloguanozyna - mG,
metyloinozyna - mI

Wycinanie
intronów z
pierwotnych
transkryptów
genów tRNA

Tworzenie aminoacylo – tRNA

AMP

aminokwas

ATP PP

1

O O

HOOC- HC - R enzym – adenina - ryboza - O – P –O – C
=CH –R AMP

+enzym

OH NH

2

Aminokwas AA

Syntetaza enzym AMP AA

aminoacylo-tRNA

TRANSLACJA

1. INICJACJA
2. ELONGACJA
3. TERMINACJA

Rybosomy charakteryzują się specyficznymi

stałymi sedymentacji

• Prokaryota - podjednostki 30S i 50S -

rybosom

70S

• Eukaryota - podjednostki 40S i 60S - rybosom
80S

INICJACJA U PROKARYOTA

30S czynniki inicjujące IF1, IF2, IF3

GT P
mRNA i fmet-

tRNA IF3

5

‘

mRNA

kompleks inicjujący 30S

50S

IF1, IF2

fMet H

2

O

sekwencje bogate w

GDP +P 1 puryny

Kompleks

inicjujący 70S

AUG

AUG

Elongacja u Prokaryota

•

GTP

GTP

Tu

Tu

Tu

Tu

Tu

Ts

GTP

GDP

GT
P

Ts

Aminoacy
lo -tRNA

Aminoacylo
tRNA

rybosom

GDP

Ts

Rybosom
z
aminoac
ylo-
tRNA

H

2

O

P

a
a

a
a

Inicjacja
translacji u
Eukaryota

Elongacja
translacji u
Eukaryota

Elongacja
translacji u
Eukaryota

Elongacja
translacji u
Eukaryota

Terminacja
translacji u
Eukaryota

Schemat polirybosomu

Wpływ leków cytostatycznych na

kwasy nukleinowe

POCHODNE ZASAD AZOTOWYCH

•

Antagoniści zasad pirymidynowych

1. Fluorouracyl
2. Cytarabina

•

Antagoniści zasad purynowych

1. Merkaptopuryna
2. Azatiopryna

Fluorouracyl

lek w

różnych postaciach litych
nowotworów (rak żołądka,
trzustki, jelita grubego, rak
sutka). Ulega w komórce
przemianie do postaci
biologicznie czynnej
fosfodeoksyrybonukleotydu 5-
dUMP) oraz trifosforanu
fluorourydyny (FUTP). Blokuje
aktywność syntetazy
tymidylowej, co prowadzi do
zahamowania syntezy DNA i
do śmierci komórki
nowotworowej.

FUTP jest wbudowywany do RNA

blokuje fosfatazę uracylową i zaburza
przekształcanie uracylu

Cytarabina

analog

2-deoksycytydyny. Zamiast
rybozy ma w składzie
arabinozę.

Stosowana w ostrych
białaczkach
limfoblastycznych i
szpikowej, a także jako lek
immunosupresyjny.
Hamuje aktywność
polimerazy DNA oraz
aktywność reduktazy
katalizującej
przekształcenie
difosforanu cytydyny w
difosforan deoksycytydyny.
Cytarabina wbudowuje się
w DNA i RNA

Merkaptopuryna

w odróżnieniu od zasad
purynowych ma w
cząsteczce zamiast grupy
aminowej grupę SH.
Hamuje syntezę DNA.
Stosowana w terapii
białaczek szpikowych i
limfoblastycznych

Azatiopryna

pochodna
meraptopuryny,
wykazująca działanie
cytostatyczne i
immunosupresyjne.
Stosowana po
przeszczepach
narządów i w
niektórych chorobach
autoimmunologicznyc
h

Wpływ leków cytostatycznych na

kwasy nukleinowe

POCHODNE NUKLEOZYDÓW

1. Acyklowir
2. Zidowudyna
3. Izoprinozyna

Acyklowir

analog

nukleozydu guaninowego,
stosowany w leczeniu
opryszczki zwykłej i
półpaśca. Wchodzi w
reakcję z polimerazą DNA
blokując ją.

Zidowudyna (AZT)

stosowane w AIDS.

Inhibitor odwrotnej
transkryptazy wirusa
HIV. Hamuje
namnażanie wirusa,
gdyż jest
wbudowywany
również w RNA
wirusa

Inozyna (składnik
izoprynozyny)

Izoprynozyna działa
przeciwwirusowo
hamując rozwój
wirusów DNA i RNA
oraz
immunostymulująco,
wzmaga proliferację
limfocytów i komórek
NK. Stosowana w
chorobach wirusowych

Cisplatyna

kompleks o działaniu

przeciwnowotworowym, cytotoksycznym,
cytostatycznym i immunosupresyjnym. Tworzy
dodatkowe wiązania poprzeczne w jednej nici DNA
lub miedzy nićmi DNA w komórkach Eukaryota.

Wiązanie się
cisplatyny z
dwuniciowym
DNA. A-addukt,
B-wiązanie
poprzeczne, C-
dodatkowe
wiązanie w nici
miedzy różnymi
zasadami
purynowymi

A B

C

WPŁYW ANTYBIOTYKÓW I LEKÓW

BAKTERIOBÓJCZYCH NA KWASY

NUKLEINOWE

1. Aktynomycyna D
2. Daunomycyna
3. Mitomycyna C
4. Rifamycyny
5. Chinolony
6. Nitrofurany

Aktynomycyna D

•

Antybiotyk

przeciwnowotworowy,

wytwarzany

przez

Streptomyces

antibioticus.
• Gromadzi się wybiórczo w jądrze
komórkowym.
• Wiąże się silnie z dwuniciowym DNA.
• Hamuje replikację i transkrypcję.
• Nie wiąże się z jednoniciowym DNA
ani z RNA.
• Blokuje wzrost szybko dzielących się
komórek

Daunomycyna

• Blokuje matrycową aktywność DNA.
• Hamuje replikację i transkrypcję
• Działa przeciwbakteryjnie i
przeciwnowotworowo
• Stosowana w leczeniu ziarnicy
złośliwej, białaczek i niektórych
postaciach chłoniaków

Rifampycyna
wytwarzana przez
Streptomyces
mediterranei

•Inhibitor polimerazy
RNA w komórkach
bakteryjnych

• Hamuje syntezę
kwasów nukleinowych

• Hamuje
transformacje
blastyczną limfocytów

•Nie działa na
komórki
eukariotyczne

•Skuteczna w
leczeniu zakażeń
Gram +

Chinolony

•inhibitory topoizomerazy II (gyrazy)
odpowiedzialnej za zwijanie nici DNA
•hamują b. silnie replikację i
transkrypcję bakteryjnego DNA
•zapobiegają wiązaniu ATP do gyrazy
•skuteczne w leczeniu bakteryjnych
zapaleń dróg moczowych

Nitrofurany

• Są redukowane w komórce
bakteryjnej przez reduktazy z
wytworzeniem wolnych rodników min.
OH

*.

• Rodniki są odpowiedzialne za
rozerwanie jednej lub obu nici DNA w
komórkach prokariotycznych.
• Stosowane w zakażeniach dróg
moczowych.

ANTYBIOTYKI I TOKSYNY HAMUJĄCE

SYNTEZĘ BIAŁKA

1. Streptomycyna
2. Tetracykliny
3. Chloramfenikol
4. Erytromycyna
5. Puromycyna
6. Toksyny błonicy
7. Alfa sarcyna
8. Rycyna
9. Alfa-amanityna
10. Penicylina

Streptomycyna

łączy się z podjednostką
(30S) rybosomów
bakteryjnych co prowadzi
do błędnego
odczytywania mRNA.
Hamuje wiązanie się
formylometionylo-tRNA z
rybosomami

Tetracykliny

wiążą się z podjednostką

30S rybosomów prokariotycznych hamując
wiązanie się z nią aminoacylo – tRNA, blokując
syntezę białka.

Chloramfenikol

hamuje aktywność

peptydylotransferazy przez wiązanie się z
centrum aktywnym enzymu

Hamuje syntezę białka w bakteriach Gram+,
Gram-, w riketsjach i niektórych wirusach

Erytromycyna

hamuje przesuwanie
się

aminoacylo –tRNA z
miejsca akceptorowego
(A) na miejsce
peptydylowe (P) na
podjednostce 50S
rybosomu Prokaryota

Puromycyna

przypomina budowę
aminoacylo-tRNA.
Wiąże się z
rybosomami w
miejscu A i kończy
przedwcześnie
syntezę łańcucha
polipeptydowego u
Prokaryota i
Eukaryota.

Toksyna błonicy

• Wytwarzana prze maczugowca błonicy

(Corynebacterium diphteriae) wiąże się z

błoną cytoplazmatyczną komórek chorego

wnika do wnętrz komórek ulegając

fragmentacji (fragment A i B)

• Fragment A katalizuje ADP –rybozylację

czynnika eEF-2 u Eukaryota

• Wystarczy jedna cząsteczka toksyny

błoniczej aby doprowadzić do rybozylacji

wszystkich cząsteczek eEF-2 i całkowitego

zahamowania syntezy białka

Alfa sarcyna

• Toksyna z grzybów, rozbija dużą

podjednostkę rybosomów,
doprowadzając do ich
inaktywacji i do zahamowania
syntezy białka w komórce
Eukaryota

Rycyna

• N-glikozydaza pochodząca z

rośliny Ricinus communis.
Odrywa pojedyncze adeniny z
dużych podjednostek rRNA, co
prowadzi do inaktywacji
rybosomów

Alfa-amanityna

występuje w Amanityna

phalloides (muchomor sromotnikowy) i jest przyczyną
większości śmiertelnych zatruć grzybami w Polsce

Grzyb zawiera szereg toksycznych substancji. Jedna z
nich alfa-amanityna, która tworzy trwałe kompleksy z
polimeraza RNA II i polimerazą RNA III komórek
eukariotycznych hamując etap elongacji mRNA. RNA
polimeraza bakteryjna, mitochondrialna i
chloroplastowa są niewrażliwe na alfa – amanitynę

Penicylina

nie

działa ani na synteza
kwasów
nukleinowych , ani
na syntezę białka.
Łączy się swoiście z
enzymem
bakteryjnym
hamując sieciowanie
peptydoglikanów,
składników ściany
komórek
bakteriiGram+
Powstają bakterie
pozbawione ściany
komórkowej

Choroby uwarunkowane genetycznie

wynikające z zaburzeń zasad purynowych

• Dna moczanowa
• Zespół Lesha - Nyhana
• Ksantynuria
• Ciężki wrodzony zespół niedoboru

immunologicznego SCID

Choroby uwarunkowane genetycznie w

następstwie zaburzeń zasad

pirymidynowych

• Acyduria beta-aminoizomaślanowa

• Dziedziczna orotoacyduria