9. KWASY NUKLEINOWE.
Dzielą się na:
RNA (zawiera pentozę,aldopentozę)
DNA (zaw. deoksyrybozę)
W skład kw. n. wchodzi:
- cukrowiec
- kw. fosforowy
- zasady azotowe (pirymidynowe, purynowe)
zas. pirymidynowe: cytozyna C, uracyl U, tyryna T;
zas. purynowe: adenina A, guanina G, ksentyna, hypoksentyna;
RNA- łańcuch pojedynczy
DNA- łańcuch podwójny
DNA:
występuje w jądrze kom., mitochondriach, chloroplastach. W skład DNA wchodzi:
kw. fosforowy,
cukrowiec (deoksyryboza)
zasady: A,G,C,T.
zasada komplementarności zasad:
A – T, G – C, C – G, T – A
RNA:
Występuje w cytoplazmie, jądrze kom.
Zawiera: rybozę, zasady: A – U, C – G.
Wyróżnia się:
mRNA
tRNA
rRNA
Funkcje kw. nukleinowych:
DNA:
jest nośnikiem informacji genetycznej; wyróżnić można kolejno po sobie istniejące odcinki, odpowiedzialne za cechy⇒geny (jeden gen koduje jedno białko).
mRNA:
powstają w jądrze komórkowym przez tzw. transkrypcję (przepisanie) informacji genetycznej; jest przenośnikiem inf. genetycznej, która przenoszona jest z jądra kom. do cytoplazmy. W cytoplazmie mRNA łączy się z rybosomami. W rybosomach⇒ biosynteza białek. W rybosomach mRNA służy jako matryca, na której zachodzi biosynteza białka.
tRNA:
aktywowanie aminokwasów i przenoszenie ich do rybosomów (centrów biosyntezy). Różne aminokwasy mają różne transportery.
rRNA:
funkcja strukturalna; wchodzi w skład rybosomów; w połączeniu z białkami tworzy rybonukleoproteiny.
Przekazywanie informacji⇒ kod genetyczny (pewna sekwencja zasad w DNA). Jeden aminokwas może być kodowany przez kilka trójek zasad.
3 cechy kodonu genetycznego:
- uniwersalny (te same kodony⇒ trójki zasad, kodują ten sam aminokwas)
- ciągły (zawsze układ trzech trójek)
- zdegenerowany (jeden aminokwas może być kodowany przez różne trójki).
Udział kwasów nukleinowych w procesie biosyntezy białka:
introny⇒ nie kodują białek
eksony⇒ kodują białka
Synteza polega na uzupełnieniu się zasad; transkrypcja zachodzi w jądrze komórki. Powstaje mRNA, który jest kopią DNA (ma zasady komplementarne do DNA). Opuszcza jądro kom. i udaje się do cytoplazmy, tu⇒ łączenie się mRNA z rybosomami (mRNA przyłącza się do mniejszej podjednostki rybosomów), gdy przyłączy się tRNA do tego układu to dopiero wtedy może przyłączyć się większa podjednostka.⇒ wtedy może być synteza białek.
Na jednej nici mRNA może być kilka rybosomów (polisomy). W rybosomach translacja (tłumaczenie) z zapisu zasad trójkowych na informację białkową.
Trójki zasad ⇒ kodony (kodują różne aminokwasy);
kodony nonsensowne⇒ kodują znak stopu. Kodon startowy rozpoczyna biosyntezę aminokwasu. Pierwszym inicjującym biosyntezę jest formylometionino tRNA. Do miejsca peptydylowego gdy przyłączy się
tRNA to⇒ inicjacja biosyntezy. Miejsce aminokwasowe. Jeśli w obrębie rybosomu jest druga trójka, to do tego miejsca doczepia się kolejny tRNA.
Elongacja (wydłużenie łańcucha) ⇒ przeniesienie pierwszego aminokwasu na aminokwas przytransportowany do miejsca aminokwasowego. Powstaje dwupeptyd (transferaza dwupeptydowa działa); następny etap: działanie enzymu translokazy. Translokaza – powoduje odszczepienie tRNA. Ten proces zachodzi przy udziale
GTP (zawiera wiązanie wysokoenergetyczne⇒ powoduje przesunięcie tRNA); przesunięcie w miejsce peptydylowe. W miejsce aminokwasowe ⇒kolejna trójka (kodon), musi się dołączyć znowu odpowiedni tRNA, którego antykodon, będzie komplementarny do kodonu znajdującego się w miejscu aminokwasowym. Znowu transferaza peptydylowa.
Efekt⇒ wydłużenie łańcucha.
Proces powtarza się,znów działanie translokazy (usunięcie tRNA, który nie posiada aminokwasu, skurcz rybosomów i przesunięcie, w miejscu peptydylowym znajdzie się trójka zasad z przyczepionym do niego tRNA, w miejscu aminokwasowym znowu nowy kodon.
Proces biosyntezy białka przerwany, gdy do miejsca startowego dotrze kodon
nonsensowny (nie koduje żadnego aminokwasu). Enzym, który działał jako pierwszy zmienia swoje właściwości⇒ powoduje odszczepienie utworzonego łańcucha białkowego od tRNA. Kodony końcowe (nonsensowne) rozpoznawane są przez białka uwalniające (są one w rybosomach). Rybosom rozpada się na dwie podjednostki. Świeżo zsyntetyzowany łańcuch białkowy ulega przemianom:
- odszczepienie: grupy formylowej, całego aminokwasu, wiecej niż jednego aminokwasu
- mogą tworzyć się wiązania dwusiarczkowe
- modyfikacja (najczęściej hydroksylacja)
- sam łańcuch białkowy ulegać może modyfikacji przez przyłączenie cukrów, fosforanów⇒ powstaja białka złożone,
- łańcuch białkowy może ulegać rozkładowi.