DNA a RNA
PORÓWNANIE:
Składniki nukleotydu: DNA (zasady azotowe A T, C G; deoksyryboza - cukier pentoza, reszta kwasu ortofosforowego), RNA (uracyl zamiast tyminy A-U, C=G, ryboza - cukier pentoza, reszta kwasy tj. w/w). Struktura cząsteczki: DNA (podwójna helisa - helix, prawoskrętna spirala), RNA (pojedynczy łańcuch tworząc różne struktury).
Wielkość cząsteczki: DNA (kilkadziesiąt tys. par nukleotydów), RNA: (od kilkudziesięciu do kilkudziesięciu tys. nukleotydów). Rodzaje: DNA: (1 rodzaj), RNA: (3 rodzaje). Występowanie: DNA: (w mitochondriach, chloroplastach w jądrze komórkowym), RNA: (w jądrze kom. cytoplazmie, chloroplastach, rybosomach). REPLIKACJA: to proces, w którym podwójna nić DNA ulega skopiowaniu. Replikacja jest semikonserwatywna - w każdej z dwóch uzyskanych podwójnych nici DNA będzie jedna nić macierzysta i jedna nowa. Replikacja jest warunkiem podziału komórki. Substratami tego procesu są: matryca DNA, difosforany deoksyrybonukleotydów, ATP-energia dla helikaz.
Enzymy: helikazy: rozrywają wiązania wodorowe między nićmi matrycowego DNA, rozkręcając helisę i umożliwiając rozpoczęcie procesu prymaza: syntezuje starter polimerazy DNA - polimeryzuje zgodnie z zasadą komplementarności fosforany deoksyrybonukleotydów; egzonukleaza - usuwa startery RNA z nici ligaza DNA - uzupełnia brakujące wiązania fosfodiestrowe w szkielecie nowo-zsyntezowanej nici DNA. Przebieg replikacji: rozpoczyna się w konkretnych miejscach (origin = ori = miejsce inicjacji replikacji), zaczynają tworzyć się Oczka Replikacyjne pod wpływem działania enzymu helikazy. Replikacja przebiega równocześnie w obu kierunkach: widełki replikacyjne przesuwają się zarówno w lewo jak i w prawo, tak długo, aż połączą się wszystkie oczka replikacyjne. W oczkach replikacyjnych zaczynają działać enzymy polimerazy, które wstawiają nowe nukleotydy. Matrycą dla polimerazy DNA budującej nić DNA jest oczywiście stara nić DNA, substratem zaś - trifosforany nukleozydów. Polimeraza DNA zawsze przyłącza nowy nukleotyd, tworząc wiązania fosfodiestrowe pomiędzy wolną grupą -OH przy węglu 3 - ostatniego nukleotydu w nowej nici a grupą fosforanową kolejnego wstawionego nukleotydu (od strony 5). Polimeraza DNA wydłuża nową nić (łańcuch polinukleotydowy) z kierunki 5 - ŕ 3 - . Jeśli więc matrycą, po której przesuwa się polimeraza DNA , jest 3 - ŕ5 -, to synteza zachodzi w sposób nieprzerwany, ciągła nić potomna została nazwana nicią wiodącą. Druga nić - zwana opóźnioną - powstaje we fragmentach. Ściślej: polimeraza DNA kolejno syntetyzuje krótkie (liczące około kilkuste nukleotydów) odcinki w kierunku 5-ŕ3-. Odcinki te nazwano - fragmentami Okazaki. Łączone są później w całość pod wpływem enzym - ligazę.
Polimeraza nie może działać od początku i to zastępuje prymaza, która syntetyzuje krótkie (do 10 nukleotydów) odcinki RNA służące jako startery. Do startera polimeraza DNA dołącza nukleotydy DNA. Startery (jeden na nici wiodącej i bardzo liczne na nici opóźnionej) są następnie usuwane przez odpowiednie nukleazy, brakujące nukleotydy są wstawiane przez odpowiednią polimerazę, łączy to wszystko wspomniana ligaza. Kod genetyczny - sposób zapisania w DNA o kolejności ułożenia aminokwasów w łańcuchu polipeptydowym białka, zapis ten tworzą nukleotydy DNA zawierające ze sobą zasady azotowe. Trzem kolejnym nukleotydom w łańcuchu DNA odpowiada 1 aminokwas. Kodon - trzy kolejne nukleotydy=kodują w DNA aminokwasy. Kolejność ułożenia tripletów (kodon) w łańcuchu DNA określa kolejność ułożenia aminokwasów w syntetyzowanym łańcuchu polipeptydowym zgodnie z powyższą zasadą. AAG - fenyloalanina ATA - tymozyna AGC - seryna. 1 kodon koduje ŕ metaninę i tryptofan.
3 rodzaje KODONÓW: 1. kodujące aminokwasy 2. inicjujący(rozpoczyna syntezę białka AUG) 3. nonsensowne=terminacyjne ŕkończą biosyntezę łańcucha polipeptydowego UAG, UGA, UAA.
Cechy kodu genet. - jest trójkowy(3 nukleotydy kodują aminokwas) - bezprzecinkowy (brak nukleotydów, które stanowiłyby przerwę pomiędzy kodonami) - jest niezachodzący (kodony nie nachodzą na siebie) - kolinearny (kolejność trójek kodujących DNA odpowiada kolejności ułożenia aminokwasów w łańcuchu polipeptydowych) - jednoznaczny(dana trójka nukleotydów koduje tylko jeden rodzaj aminokwasów) - zdegenerowany(=wieloznaczny=niejednoznaczny jeden aminokwas może być kodowany przez większą liczbę różnych kodonów ŕ wynika to z nadmiaru kodu trójkowego 43=64 ŕprodukują 20 aminokwasów, ponieważ 61ŕ koduje, 3ŕ niekodujące(nonsensowne) –uniwersalny(trójki i zasady kodony są identyczne, takie same u wszystkich orgranizmów)
4 rodzaje DNA: adeninowe, tyminowe, cytozynowe, guaninowe
RNA: -syntetyzowany jest w jądrze na matrycy, DNA - działa w cytoplaźmie - transportują przez błony jądrowe do: cytoplazmy( stanowią biosyntezę do podziału białek).
Rodzaje RNA:
a) rRNA=rybosomalny RNA ŕ wchodzi w skład rybosomów, tworzy ich szkielet, które służą jako materialne podłoże dla mRNA,
b) mRNA=matrycowe zawiera inf. o sekwencji aminokwasów w białku i przenosi z jądra do cytoplazmy - powstaje w jądrze kom. na matrycy DNA genów według reguły komplementarności tzn. układ zasad w cząsteczce mRNA jest komplementarny do ukł. zasad w łańcuchu DNA ŕ cytoplazmaŕrybosomy. GEN: odcinek DNA kodujący inf. o jednym białku (1 łańcuch polipeptydowy) liczba mRNA = liczbie białek,
c) tRNA=transportujący RNA ŕ transportuje aminokwasy na rybosomy do miejsc syntezy białek, które również znajdują się w cytoplaźmie. Liczba taka sama co liczba kodujących kodonów(61) - dla każdego kodonu istnieje jeden tRNA - jest tyle tRNA w aminokwasach ile wyznacza ich kodonów ACU,ACC,AGC,ACG ŕ 4 tRNA(aminokwasy) czyli 4 tRNA.