Struktura DNA i RNA

Paulina Goślinowska

Budowa cząsteczki DNA

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

Skład DNA

Kwas deoksyrybonukleinowy (DNA) jest

polimerem zbudowanym z
pojedynczych, powiązanych ze sobą
monomerów, zwanych nukleotydami.
W nim zakodowana jest informacja
genetyczna decydująca o fenotypie
komórki lub całego organizmu. W skład
każdego z nukleotydów wchodzi:



Nukleozyd (jego składniki połączone są
ze sobą wiązaniami N-glikozydowym
(pomiędzy anomerycznym atomem węgla
cząsteczki cukru a atomem azotu):



Deoksyryboza-cukier
pięciowęglowy(pentoza)



Zasady azotowe



Reszta kwasu fosforowego (V) -
fosforan

Rodzaje zasad azotowych

Adenina
Dwupierścieniowa

puryna

Guanina
Dwupierścieniowa
puryna

Tymina
Jednopierścieniowa

pirmidyna

Cytozyna
Jednopierścienio
wa pirmidyna

Uracyl
W RNA zamiast tyminy

występuje uracyl

Deoksyryboza-

cukier
pięciowęglowy
(pentoza)

Ryboza- cukier

występujący w
RNA zamiast
deoksyrybozy.

Posiada dodatkowy

atom tlenu przy
drugim atomie
węgla.

Nukleotyd

adenozynowy

Z adeniną-

deoksyadenozyno-
5- monofosforan

Cechy budowy DNA



Dwuniciowe – składa się z
dwóch ułożonych
naprzeciwko siebie nici,
tworząc swoistą drabinę.
Każda z nich zbudowana
jest z nukleotydów
łączących się między soba
wiązaniami
fosfodiestrowymi, w
których tworzeniu bierze
udział zawsze węgiel
5’deoksyrybozy jednego
nukleotydu i węgiel 3’
deoksyrybozy drugiego
nukleotydu



Komplementarny-
naprzeciwko adeniny
jednej nici występuje
zawsze tymina drugiej
nici, zaś naprzeciwko
cytozyny-guanina.
Zasady azotowe łączą
się ze sobą łatwo
rozerwalnymi
wiązaniami
wodorowymi, przy
czym między A-T
występuje wiązanie
podwójne, a między
C-G wiązanie
potrójne.



dwubiegunowy- jeśli na jednym z wolnych
końców pojedynczej nici DNA znajduje się
niezwiązany węgiel 5’, to na drugim wolnym
końcu tej nici niezwiązany będzie węgiel 3’



antyrównoległy- w związku z
dwubiegunowością każdej z nici DNA obie będą
mieć tzw. Koniec 5’ i koniec 3’, przy czym
biegunowość obu nici w stosunku do siebie będzie
dokładnie odwrotna;



spiralny (helisa)- cząsteczka DNA jest
przeważnie prawoskrętna o skoku spirali
wynoszącym 3,4 nm. Średnica helisy wynosi 2nm.
Na jeden skręt spirali przypada 10 par
nukleotydów, leżących w odległości 0,34 nm. Kąt
skrętu wynosi 36º.

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 liczba 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 są 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.

Budowa i rodzaje RNA

Kwas rybonukleinowy najczęściej

powstaje w procesie zwanym
transkrypcją(na matrycy DNA) lub
podczas replikacji innej cząsteczki RNA.

•

Pętla dihydrouracylowa (określa jaki
aminokwas przyłączy się do danego tRNA)

•

Pętla pseudouracylowa(określa sposób
ustawienia się amino-acetylo-tRNA na
rybosomie)

•

Określa miejsce przyłączenia się
danego amino-acetylo-tRNA do mRNA

Wyróżnia się kilka rodzajów RNA:



mRNA (matrycowy, informacyjny)-służy za bezpośrednią
matrycę, na której budowane są białka (postać mRNA jeszcze
przed obróbką potranskrypcyjną nosi nazwę pre-mRNA)



rRNA (rybosomowy)-wchodzi w skład rybosomów



tRNA (transportujący)-podczas biosyntezy białek służy do
transportu odpowiednich aminokwasów i wstawiania ich w
odpowiednie miejsca na rybosomach



siRNA i miRNA (interferencyjny,antysensowny)-
dwuniciowy RNA(dsRNA) uczestniczący w
postranskrypcyjnym wyciszaniu genów,



snRNA (mały jądrowy RNA) –krótki odcinek RNA pełniący
w jądrze funkcje enzymu (rybozym) sterującego splicingiem



hnRNA- heterogenny RNA

DNA a RNA



W RNA zamiast deoksyrybozy występuje ryboza,



RNA jest cząsteczką jednoniciową, co oznacza, że
zasadniczo nie posiada drugiej komplementarnej
nici, choć w pewnych sytuacjach może zwijać się
przestrzennie tak, że naprzeciwko mogą znaleźć się i
związać komplementarnie nukleotydy, tworząc
odcinki sugerujące dwuniciowe struktury(np.tRNA).



RNA jest nietrwały gdyż po pewnym czasie ulega
rozkładowi przez endonukleazy,



w RNA zamiast tyminy występuje uracyl



w RNA mogą występować zmodyfikowane zasady
(np. dihydrourydyna,inozyna itp.)