Budowa i rola kwasu nukleinowego: kw nukleinowe- cząsteczki o kluczowym znaczeniu dla życia, zawierają informacje genetyczną i uczestnicza bezpośrednio w syntezie białek.zostały wydzielone z materiałów biologicznych jako wielocząsteczkowe subst o charakerze kwaśnym. Pod względem genetycznym są polinukleotydami. Składają się z reszt heterocyklicznych zasad organicznych, cukrów prostych (pentoz) i kwasu fosforowego. Kw nukleinowe powstają dzieki połączeniu nukleotydów przez wiązania dwuestrowe. Długie łańcuchy polinukleotydów są pokręcone.rola kw nukleinowych- aktywne prekursory RNA i DNA; aktywne związki posrednie w wielu biosyntezach; uniwersalny przenośnik energii (ATP); składniki koenzymów; regulatory przemiany materii
45. Komplementarność zasad azotowych w kwasach nukleinowych. Komplementarność zasad stabilizuje strukturę drugorzędową. Komplementarność jest to ich swoista zdolność łączenia się w pary za pośrednictwem wiązań wodorowych. Adenina może się łączyć z tyminą lub uracylem (podwójne wiązanie), guanina z cytozyną (potrójne wiązanie). Pierścienie obu zasad: purynowych i pirymidynowych układają się na jednej płaszczyźnie.
46. Nukleozydy i nukleotydy. Nukleozydy- związki zawierające w swoim składzie cukier (D-rybofuranozę lub 2-deoksy-D-rybofuranozę) i jedną z zasad purynowych lub pirymidynowych . Cukier łączy się wiązaniem B-N-glikozydowym z atomami azotu w pirymidymie lub w purynie. Powstałe nukleozydy dzielą się na rybonukleozydy i deoksyrybonukleozydy. Nazwy nukleozydów wywodzą się od nazw zasad, np. adenozyna, cytydyn, deoksyadenozyna. Nukleotyd - powstaje wyniku estryfikacji kwasem fosoforowym (V) jedenej z grup hydroksylowych reszty cukrowej w nukleozydzie. Najważniejsze nukleotydy, występujące w organizmach żywych w stanie wolnym, zawierają resztę fosforanową w pozycji 5. Nukleotydy nazywamy potocznie kwasami, np. kwas adenylowy. Pochodne nukleotydów są ważnymi koenzymami praz związkami wysokoenergetycznymi (ATP, CTP).
Struktura DNA: Struktura przestrzenna- podwójny heliks z dwóch nici owinietych wokół siebie i biegnących w pzreciwnych kierunkach. Ściśle określona sekwencja zasad niesie z sobą informacje genetyczne. DNA jest spotykany głównie w jądrze komórkowym, mitochondriach i chloroplastach. Cztery podstawowe regularności w budowie DNA- 1 suma zasad purynowych(A i G)= sumie zasad pirymidynowych (C i T), 2 suma zasad z grupą 6-aminową A i 4-aminową C jest równa sumie zasad z grupą ketonową G=T; 3 ilość adeniny jest równa ilości tyminy A=T; 4 ilość guaniny jest równa ilości cytozyny G=C. Struktura podwójnego heliksu: 1 dwa odwrotnie skierowane łańcuchy polinukleotydowe zwinięte we wspólny heliks oplatają wspólną oś, 2 płaszczyzny zasad są prostopadłe do osi podwójnego heliksu, a płaszczyzny pierścieni dezoksyrybozy są prostopadłe względem zasad, 3 na pełny skręt heliksu przypada 10 zasad w każdym łańcuchu, 4 kolejność zasad w łańcuchu polinukleotydowym jest ograniczona, a określona sekwencja zasad to informacja genetyczna
Struktura RNA i podział: cząsteczki RNA są jednoniciowe. Zamiast tyniny wystepuje uracyl A=U, G=C. zamiast dezoksyrybozy jest ryboza bogata w tlen. W niektórych fragmentach nić może być podwójna jest to jednak zjawisko rzadkie. Ryboza jest bardziej reaktywna od dezoksyrybozy ze względu na obecność grupy -OH. RNA wyst zarówno w cytoplazmie jak i w jądrze komórkowym. Rodzaje: mRNA-matrycowy=informacyjny-przenosi informacje z jądra na rybosomy, rRNA-rybosomalny-wchodzi w skład rybosomów, gdzie pełni funkcje strukturalne, gdyż w połączeniu z określonymii białkami i mRNA stanowi matryce do wytwarzania łańcucha polipeptydowego,tRNA transportujący-wiąże i przenosi zaktywowane aminokwasy do miejsc syntezy białka, czyli rybosomów.
49. Procesy: replikacji, transkrypcji i translacji. Replikacja - podwojenie nici DNA. SubstratyL: matryca+tiofosforany, tiofosforany nukleotydowe. Odbywa się przed mitozą i mejozą, przeproadzana jest przez białka enzymatyczne nacinające nić, rozplatające, wiążące i stabilizujące. Do aparatu replikacji należ enzymy: polimeraza DNA, ligaza DNA, prymaza DNA. Replikacja jest semiknserwatywna - jedna stara, druga nowa nić. Tworzą się widełki replikacyjne. Miejsce inicjacji jest ściśle określonym miejscem w chromosomie. Wierność procesu replikacji jest b. duża, określona jest ona przez zasady. Pomyłki naprawiane są przez aparat korekcyjny, błędny kaałek jest wycinany. Replikacja nie zaczyna się nigdy od samego końca DNA, muszą być fragmenty DNA do rozpoznania przez aparat enzymatyczny. Telomeraza (enzym) odbudowuje sekwencje telemerowe na końcach DNA. Transkrypcja - przepisywanie z DNA na mRNA informacji genetycznej w oparciu o regułę komplementarności zasad, proces pdobny do replikacji, lec bierze w nim udział tylko jedna nić heliksu. Translacja - synteza białka. Rozpoczyna się aktywacją aminokwasu przez syntetazy aminoacylo-tRNA aminokwas+ATP-asminoacylo AMP. Trzy fazy biosyntezy: - inicjacja- dołączenie tRNA do miejsca P, dołączenie mRNA i połączenie się dwóch podjednostek do miejsca inicjacji rybosomu, - elongacja - każdy tRNA dołącza się do miejsca A. Transferaza peptydowa przenosi peptyd z miejsca P na aminokwas dołączony do tRNA w miejscu A. Następnie mRNA przesuwa się wzdłuż rybosomu o jeden kodon, a w tym czasie pusty tRNA usuwa się tylko taki tRNA, którego antykodon jest komplementarny do kodonu tego odcinka, który akurat znajduje się w rybosomie. - terminacja - pojawia się kodon nonsensowny terminacyny, następuje zastopowanie biosyntezy białka. mRNA zawiera w sobie kodony (3 nukleotydy) pasujące do konkretnego antykodonu tRNA.
Wzajemne zależności między DNA i białkami:- replikacja DNA przeprowadzna jest przez białka enzymatyczne, nacinające nić, rozplatające, wiążące i stabilizujące, -zapis budowy białka w budowie DNA (kod genetyczny): uniwersalny-wszystkie organizmy wykorzystują ten sam kod; tripletowy-trzy kolejne nukleotydy to aminokwasy; bezprzecinkowy-nie ma miejsc pustych; niejednoznaczny- jeden aminokwas jest kodowany przez wiecej niż jedną trójke; zdeterminowany-jedna trójka to jeden aminokwas.
52. Przebieg informacji genetycznej. Kwas RNA matrycowy pełni funkcję przenoszenia informacji z DNA na tworzące się w rybosomach białko. w tym celu są one przepisywane (transkrypcja) z młodszego łańcuch DNA w trakcie syntezy m RNA. Tworzący się u eukariotów łańcuch RNA natychmiast kondensuje z białkami i odcinkami niespecyficznego RNA, tworząc dużą cząstkę. Następuje po tym tzw. dojrzewanie mRNA w nukleoplazmie, polegające w stopniowym skracaniu łańcucha cząstki i jego modyfikacjach, a m.in. na kondensacji z pali-AMP od końca 3. Dojrzały mRNA obciążony pali-AMP i białkiem, które pełnią funkcję obronne przed enzymami hydrolitycznymi, przechodzi do cytoplazmy, gdzie łączy się z rybosomami. Spotykane są formy długotrwałego mRNA, który prze kilka tygodni: zachowuje swą zdolność informacyjną. Przypuszczalnie uczestniczy on w różnicowaniu komórek oraz pobudzaniu do aktywności nasion pozostających w spoczynku.
53.Degradacja zasad pursynowych pirymidynowych. Jedną z cech chakterystycznych kodu jest jego zdegenorowany charakter. Obserwuemu tu pewną regularność o biologicznym znaczeniu. Mianowicie, w przypadku np. czterech kodonów wyznaczających treoninę, tj, ACG, ACA, ACC i ACU, dwie pierwsze zasady są stałe (jednakwe), a różna jest jedynie trzecia. Gdy natomiast dwa kodony wyznaczająaminokwas, to dwie pierwszy zasady są jednakowe trzecią stanowi zasada pirymidynowa (np. dla kw. asprginowego - GAA i GAG). Mówi się, że charakter trzeciej zasady kodonu ma mniejsze znacznie niż dwie pierwsze i taka konstrukcja kodu chroni w pewnym stopniu organizm przed zmianami w kodowanych aminokwasach przy tzw. mutacjach punktowych, czyli zmianach pojedynczych zasad w genomie.