Kwasy nukleinowe

• 1% suchej masy

• Skomplikowane cząsteczki, większe od białek

• Budowa: monomer – nukleotyd zbudowany z zasady azotowej (purynowej – 2-pierścieniowe: A,G; pirymidynowej – 1-pierścieniowe: C,T), cukru pentozy (β-D(-2))oraz reszty kwasu fosforowego

• Łańcuchy polinukleotydowe DNA są przeciwnie spolaryzowane: naprzeciw końca 3’ jednego łańcucha znajduje się koniec 5’ drugiego łańcucha

• AMP – adenozynomonofosforan

• ATP – adezynotrifosforan

• Nukleozyd – zasada i cukier; nukleotyd zasada, cukier i fosforan

• Pomiędzy cukrem, a zasadą występuje wiązanie N-glikozydowe

• Wiązania między węglem 3’ jednego nukleotydu, a węglem 5’ cukru następnego nukleotydu i mają nazwę wiązań fosfodiestrowych

• Funkcje nukleotydów:

  • Budowa kwasów nukleinowych

  • Budowa głównych przenośników energii w komórce np. ATP

  • Nukleotyd może ulec enzymatycznego przekształceniu (enzym cykloza) w formę cykliczną np. cykloza adenylanowa przekształca ATP w cykliczny AMP (cAMP). Cykliczne nukleotydy pośredniczą w działaniu niektórych hormonów i regulują przebieg wielu ważnych reakcji komórkowych.

  • Dinukleotydy pełnią bardzo istotne funkcje metaboliczne, np. NAD⁺ (di nukleotyd nikotynamidoadeninowy) – jest pierwszoplanowym akceptorem i donorem elektronów oraz atomów wodoru w procesach biologicznego utleniania i redukcji (szlaki ujarzmiania i uwalniania energii)

  • Łączą się z innymi cząsteczkami tworząc koenzymy np. CoA.

• Rodzaje kwasów nukleinowych

  • DNA (właściwa informacja genetyczna zawarta w jądrze komórkowych – 99% w chromosomach oraz w mitochondriom i plastydach); nośnik informacji genetycznej dla większości organizmu

  • RNA (występuje w jądrze – głównie na terenie jąderka oraz cytoplazmie; w komórce służy do wykorzystania informacji zawartych w DNA dla biosyntezy białka; nośnik informacji genetycznej retrowirusów

• Budowa DNA – dwuniciowa helisa, nici spojone z udziałem wiązań wodorowych; ilość adeniny jest równa ilości tyminy; cytozyny-guaniny; stosunek komplementarnych par zasada jest specyficzną cechą gatunkową.

• W DNA zawarta jest informacja o:

  • W jakiej kolejności produkować różne białka

  • Co zrobić gdy któregoś z białek zabraknie, zużyje się.

  • W którym momencie przestać rosnąć (w odniesieniu do komórki i organizmu)

  • GEN – fragment DNA z informacją o budowie jednego białka (czł. około 30 tyś; genom czł. 200X mniejszy niż jednego gatunku ameby)

• Uorganizowanie chromatynowego włókna

  • Helisa Dna (2-krotne skrócenie długości DNA)

  • Włókno nukleosomowe „elementarne” lub nukleofilament włókno „10nm”(skrócenie 7-krotne)

  • Włókno 30 nm solenoidowe (sprężynka, rurka)

  • Chromatyna interfazowa

  • Chromosom metafazowy (10000-krotne skrócenie DNA)

• Plazmidy:

  • Pozachromosomalne występują dodatkowo mniejsze koliste cząsteczki DNA

  • Replikuje się niezależnie od chromosomu i jego geny zwykle nie są obligatoryjne do życia komórki

  • Ale są pomocne – zawierają często geny kodujące odporność na antybiotyki, substancje toksyczne, czynniki patogenezy np. toksyny.

• RNA:

  • Cząsteczki mniejsze niż DNA

  • Występuje w jądrze i cytoplazmie

  • Zamiast tyminy występuje uracyl

  • Stanowi materiał genetyczny niektórych wirusów

  • Różne rodzaje RNA zakodowane są w DNA

• Rodzaje RNA

  • RNA transportujący (tRNA) występuje w cytoplazmie; przenosi aminokwasy do miejsc syntezy białek (rybosomy)

  • RNA matrycowy (mRNA) występuje w jądrze oraz cytoplazmie; przekazywanie informacji o kolejności łączenia aminokwasów

  • RNA rybosomalny (rRNA), występuje w rybosomach jako ich element strukturalny, w połącznie z białkami rybosomalnymi i mRNA stanowi „aparaturę” komórkową, na której tworzone są łańcuchy polipeptydowe

• Semikonserwatywność replikacji – synteza nowych nici może zachodzic tylko z udziałem nici rodzicielskich służących jako matryce