Acizii nucleiciAcizii nucleici

Moraru BiancaMoraru Bianca Enache IuliaEnache Iulia Cls : a 10-a DCls : a 10-a D

Acizi nucleiciAcizi nucleici

Tipuri de acizi nucleiciTipuri de acizi nucleici Componenţi structurali ai acizilor nucleiciComponenţi structurali ai acizilor nucleici StructrStructra primară covalentă a acizilor nucleicia primară covalentă a acizilor nucleici Conformaţia moleculei de ADNConformaţia moleculei de ADN Denaturarea şi renaturarea ADN Denaturarea şi renaturarea ADN Hidroliza ADNHidroliza ADN Organizarea superioară a ADNOrganizarea superioară a ADN

ARN si ADN ARN si ADN

Acizii nucleici, sunt molecule extrem de complexe, produse Acizii nucleici, sunt molecule extrem de complexe, produse ce celulele vii, si de virusi. Numele lor vinde de la pozitia lor ce celulele vii, si de virusi. Numele lor vinde de la pozitia lor in celulele vii. Cativa acizi nucleici insa, nu se gasesc in in celulele vii. Cativa acizi nucleici insa, nu se gasesc in nucleu ci in citoplasma celulei. Acizii nucleici au cel putin nucleu ci in citoplasma celulei. Acizii nucleici au cel putin doua functii: sa treaca caracteristicile ereditare de la o doua functii: sa treaca caracteristicile ereditare de la o generatie la alta si sa produca proteine specifice. Cum generatie la alta si sa produca proteine specifice. Cum reusesc acizii nucleici sa efectueze aceste functii este reusesc acizii nucleici sa efectueze aceste functii este obiectul celei mai intese cercetari ale zilelor noastre. Se obiectul celei mai intese cercetari ale zilelor noastre. Se crede ca s-au format acum trei milioane de ani cand cele crede ca s-au format acum trei milioane de ani cand cele mai elementare forme de viata au aparut pe pamant. mai elementare forme de viata au aparut pe pamant. Originea codului genetic, a fost acceptata de cercetatori ca Originea codului genetic, a fost acceptata de cercetatori ca fiind foarte apropiata de cea a vietii insasi.Biochimistii au fiind foarte apropiata de cea a vietii insasi.Biochimistii au reusit sa descifreze codul, adica sa determine cum acizii reusit sa descifreze codul, adica sa determine cum acizii nucleici dicteaza structura proteinelor. nucleici dicteaza structura proteinelor. Enzimele sunt proteine globulare care se combina Enzimele sunt proteine globulare care se combina rapid cu alte substante, numita substrat, pentru a rapid cu alte substante, numita substrat, pentru a cataliza numeroasele reactii chimice in corpul cataliza numeroasele reactii chimice in corpul uman. Sunt in principal responsabile pentru uman. Sunt in principal responsabile pentru metabolism si pentru reglarea acestuia.metabolism si pentru reglarea acestuia.

Acizi nucleici.Coenzime Acizi nucleici.Coenzime nucleotidicenucleotidice..

Acizii nucleici sunt macromolecule prezente in orice celula vie atat in Acizii nucleici sunt macromolecule prezente in orice celula vie atat in nucleu,cat si in citoplasma.Ei apar sub orice forma libera, fie in nucleu,cat si in citoplasma.Ei apar sub orice forma libera, fie in combinatie cu proteine –combinatii numite nucleoproteine.combinatie cu proteine –combinatii numite nucleoproteine.

In general acizii nucleici sunt legati slab de proteine sub forma de In general acizii nucleici sunt legati slab de proteine sub forma de nucleoproteine.Se extrag din materialele biologice cu apa, solutii saline nucleoproteine.Se extrag din materialele biologice cu apa, solutii saline sau cu solutii de detergent (care denatureaza proteinele insotitoare).In sau cu solutii de detergent (care denatureaza proteinele insotitoare).In cursul operatiilor de izolare si purificare se produc usor ruperi de cursul operatiilor de izolare si purificare se produc usor ruperi de molecule.Greutatile moleculare se determina cu ultracentrifuga.molecule.Greutatile moleculare se determina cu ultracentrifuga.

Acizii nucleici sunt compusi macromoleculari ,rezultati prin impreunarea Acizii nucleici sunt compusi macromoleculari ,rezultati prin impreunarea unor unitati mai simple numite nucleotide si pot fi transformati prin unor unitati mai simple numite nucleotide si pot fi transformati prin hidroliza blanda cu amoniac diluat sau cu enzime numite hidroliza blanda cu amoniac diluat sau cu enzime numite nucleaze.Fiecare nucleotida este formata din : o zaharida cu 5 atomi de nucleaze.Fiecare nucleotida este formata din : o zaharida cu 5 atomi de carbon , o grupa fosfat si o baza organica care contine azot.carbon , o grupa fosfat si o baza organica care contine azot.

Sunt doua tipuri de acizi nucleici, acizii desoxiribonucleici (ADN) , care Sunt doua tipuri de acizi nucleici, acizii desoxiribonucleici (ADN) , care apar in nucleele celulelor si acizii ribonucleici (ARN), care se gasesc in apar in nucleele celulelor si acizii ribonucleici (ARN), care se gasesc in plasma celulara.Masele moleculare ale moleculelor izolate de AND pot fi plasma celulara.Masele moleculare ale moleculelor izolate de AND pot fi cuprinse intre 6 .000.000 si 120.000.000.Moleculele de ARN pot avea cuprinse intre 6 .000.000 si 120.000.000.Moleculele de ARN pot avea mase moleculare cuprinse intre 20.000 si 2.000.000 sau chiar mai mult.mase moleculare cuprinse intre 20.000 si 2.000.000 sau chiar mai mult.

Zaharidele din structura nucleotidelor sunt doua pentoze.Riboza intra in Zaharidele din structura nucleotidelor sunt doua pentoze.Riboza intra in structura acidului ribonucleic (ARN) si 2-dezoxiriboza face parte din structura acidului ribonucleic (ARN) si 2-dezoxiriboza face parte din strucutura AND-ului.strucutura AND-ului.

Dogma centrală a biologiei Dogma centrală a biologiei molecularemoleculare

ADN conţine informaţia genetică sub forma unor secvenţe de ADN conţine informaţia genetică sub forma unor secvenţe de nucleotidenucleotide

Toată informaţia din celula parentală este transferată celulelor Toată informaţia din celula parentală este transferată celulelor fiice.fiice.

ADN ARNm ProteineTranscriere Traducere

Revers transcriere

Rep

lica

re

ComponenComponenţii structurali ai ţii structurali ai acizilor nucleiciacizilor nucleici

Pentoza sub forma ciclică bPentoza sub forma ciclică b--furanozicfuranozicăă

Acidul fosforicAcidul fosforic Bazele azotateBazele azotate: purine : purine şi şi

pirimidinepirimidineN

N

NH

N

N

N1

2

34

56 7

8

9 1

2

3

4

5

6

Purinã Pirimidinã

N

N

NH

N

NH2

N

HN

NH

N

NH

N

N

NH

N

H2N

OH

N

HN

NH

N

H2N

O

Adenina (6-amino purina) Guanina (2-amino-6-hidroxi purina)Amino Imino Lactim Lactam

PirimidinePirimidine

N

N

NH2

HO

N

N

OH

HO

CH3

N

N

OH

HO NH

HN

O

OLactim Lactam

Uracil (2,4-dihidroxi-pirimidina)

NH

HN

O

O

CH3

N

NH

NH2

O

Lactim

Lactim

Lactam

Lactam

Timina (5-metil-uracil)

Citozina (2-hidroxi-4-amino-pirimidina)

Nucleozide (ribo- Nucleozide (ribo- şi şi dezoxiribonucleodezoxiribonucleozzideide))

RibonucleozideleRibonucleozidele

3` 2`

5`

1`

Adenozinã (A) Guanozinã (G)

Citidinã (C)Uridinã (U)

N

NH

N

N

NH2

O

OH2CHO

OHOH

9N

N

N

N

NH2

OH2CHO

OHOH

9

1`2`3`

4`

5`

N

N

NH2

OOH2CHO

OHOH

N

NH

O

O

OH2CHO

OHOH

4`

11

DezoxiribonucleozideleDezoxiribonucleozidele

3` 2`

5`

1`

Dezoxiadenozinã (dA)Dezoxiguanozinã (dG)

Dezoxicitidinã (dC)

N

NH

N

N

NH2

O

OH2CHO

HHO

9N

N

N

N

NH2

OH2CHO

HOH

9

1`2`3`

4`

5`

N

N

NH2

OOH2CHO

HOH

N

NH

O

OOH2CHO

HOH

H3C

4`

11

Dezoxitimidinã (dT)

ProprietProprietăţile fizice ale ăţile fizice ale nucleotidelor şi nucleotidelor şi nucleozidelornucleozidelor

La 5La 5<<pHpH<9 nucleozidele sunt neutre<9 nucleozidele sunt neutre Solubilitatea nucleotidelor Solubilitatea nucleotidelor în apă este mai mare decât a în apă este mai mare decât a

nucleozidelornucleozidelor Nucleozidele şi nucleotiodele sunt stabile în mediu bazicNucleozidele şi nucleotiodele sunt stabile în mediu bazic Nucleotidele prezintă absorbanţă maximă la 260 nm, la pH Nucleotidele prezintă absorbanţă maximă la 260 nm, la pH

= 7= 7

Conformaţia nucleotidelor şi nucleozidelor

O

O

OBazã

Bazã

1`2`

1`

2`3`

3`

4`4`

5` 5`

P O

O OPP

P7,0 A

5,9 A.

.C-2` endo "South"

C-3` endo "North"

Nucleotide naturale libereNucleotide naturale libere

RRoluriolurilele lorlor în ţesuturi: în ţesuturi: -compu-compuşi macroergicişi macroergici (ATP, GTP);(ATP, GTP);-componen-componenţi structurali ai coenzimelorţi structurali ai coenzimelor (FAD, NAD+, (FAD, NAD+, NADP+);NADP+);--acceptori de fosfatacceptori de fosfat în fosforilarea oxidativă în fosforilarea oxidativă (ADP);(ADP);-efectori alosterici-efectori alosterici ai activit ai activităţii enzimelorăţii enzimelor;;-mesageri secunzi-mesageri secunzi (AMPc (AMPc şi GMPcşi GMPc););-donori ai grup-donori ai grupărilor metilărilor metil (S-adenozil-metionina).(S-adenozil-metionina).

MetilxantineleMetilxantinele

NHNH

HN N

O

O NN

N NO

O

CH3H3C

CH3

Xantina(2,6-dioxipurina)

Cofeina(1,3,7-trimetilxantina)

13

7

NHN

N N

O

O

H3C

CH3

NN

HNN

O

O

CH3

CH3

Teobromina(3,7-dimetilxantina)

Teofilina(1,3-dimetilxantina)

Structura primară Structura primară covalentă a acizilor nucleicicovalentă a acizilor nucleici

Nucleozidele legate fosfat diesteric formeazăNucleozidele legate fosfat diesteric formează::-oligonucleotide-oligonucleotide-polinucleotide-polinucleotide

Polinucleotidul ARN conPolinucleotidul ARN conţineţine::-Riboz-Riboză şi A, G, C, Uă şi A, G, C, UPolinucleotidul ADN conţinePolinucleotidul ADN conţine::-Dezoxiriboz-Dezoxiribozăă şi A, G, C, Tşi A, G, C, T

ConformaConformaţia moleculei de ADNţia moleculei de ADN; ; tipuri de conformatipuri de conformaţţiiii

StructuraStructura secundară de dublu-helix a ADN secundară de dublu-helix a ADN a fost a fost propusă de Watson şi Crick propusă de Watson şi Crick

-analiza cromatografică a stabilit că în toate tipurile de ADN -analiza cromatografică a stabilit că în toate tipurile de ADN numărul de baze purinice este egal cu cel de baze numărul de baze purinice este egal cu cel de baze pirimidinice (A+G=T+C);pirimidinice (A+G=T+C);

-difracţia razelor X, efectuată pe cristale de ADN, a -difracţia razelor X, efectuată pe cristale de ADN, a demonstrat existenţa a două perioade de identitate de-a demonstrat existenţa a două perioade de identitate de-a lungul axei lungi a moleculei: una mare de 34 Å şi una mică lungul axei lungi a moleculei: una mare de 34 Å şi una mică de 3,4 Å.de 3,4 Å.

Două catene antiparalele Două catene antiparalele (una cu polaritate 5’-3’ şi (una cu polaritate 5’-3’ şi cealaltă cealaltă antiparalelă antiparalelă cu polaritatea 3’-5’) cu polaritatea 3’-5’) formează o dublă formează o dublă

helice cu orientare dreaptăhelice cu orientare dreaptă

O

H2C

O

HO

N

N

N

N

N

O

H

HHDezoxiguanozinã

Dezoxicitidinã

O

H2C

O

HO

N

N

N

N N H

H

Dezoxiadenozinã

Dezoxitimidinã

A T

GC

N

N

N

O

HH

O

CH2

O

H

O

N

N

O

O

H

O

H2C

O

H

O

Caracteristici structurale Caracteristici structurale ADN forma BADN forma B

DouDouă catene complementare NU identice, formează o scară ă catene complementare NU identice, formează o scară în spirală cu 10 trepteîn spirală cu 10 trepte;;

Scheletul extern al dublului helix este format din ciclurile Scheletul extern al dublului helix este format din ciclurile monozaharidului legate între ele prin resturi fosfat care la monozaharidului legate între ele prin resturi fosfat care la pH fiziologic sunt ionizate şi încărcate negativ;pH fiziologic sunt ionizate şi încărcate negativ;

Bazele azotate, Bazele azotate, sunt orientate spre interior şi sunt orientate spre interior şi

perpendicular pe axul helixuluiperpendicular pe axul helixului. .

ADN forma BADN forma B

3,4 3,4 Å; Å; 34 Å; 34 Å; 20 Å20 Å

Denaturarea ADNDenaturarea ADN creşterea temperaturii;creşterea temperaturii; la valori extreme de pH la valori extreme de pH (molecula de ADN este stabil(molecula de ADN este stabilă la ă la

pHpH-uri cuprinse -uri cuprinse între 4 şi 10între 4 şi 10);); modificarea tăriei ionice.modificarea tăriei ionice. prezenprezenţa formaldehidei ţa formaldehidei Topire = denaturare ADN determinatTopire = denaturare ADN determinată deă de modificări modificări

de temperaturăde temperatură

scadescade vîscozitatea vîscozitatea;; creşte absorbanţa la 260 nm.creşte absorbanţa la 260 nm.

PProprietăţi fizice ale ADNroprietăţi fizice ale ADN care care se modificăse modifică prin prin

denaturaredenaturare

EEfectul hipercromfectul hipercrom Prin denaturarea ADN-ului, creste capacitatea de absorbtie Prin denaturarea ADN-ului, creste capacitatea de absorbtie

a acestuia la l=260 nm. a acestuia la l=260 nm.

Ruperea legăturilor de hidrogen şi a interacţiunilor van Ruperea legăturilor de hidrogen şi a interacţiunilor van der Waals dintre catenele moleculei ADN aflate în der Waals dintre catenele moleculei ADN aflate în

soluţie.soluţie.

Denaturare ADNRenaturare ADN

RenaturareRenaturare

Refacerea duplexului ADN prin legarea catenelor Refacerea duplexului ADN prin legarea catenelor complementarecomplementare

Renaturarea depinde deRenaturarea depinde de::

-temperatur-temperaturăă;;

-concentra-concentraţia catenelor complementare.ţia catenelor complementare.

Renaturarea este proces folosit în tehnica hibridăriiRenaturarea este proces folosit în tehnica hibridării

-determinarea pozi-determinarea poziţiei intronilor în molecula ADNţiei intronilor în molecula ADN

-eviden-evidenţierea deleţiilor cromozomiale.ţierea deleţiilor cromozomiale.

Hidroliza acizilor nucleiciHidroliza acizilor nucleici

Chimică sau EnzimaticăChimică sau Enzimatică ADN este rezistent la hidroliza bazicăADN este rezistent la hidroliza bazică ARN este hidrolizat în mediu bazicARN este hidrolizat în mediu bazic

O

3`

5`

B1

B2

H2C

O

O

O-

O P

O-

O

3`5`

5` B2

H2C

O

OO P

O-

OH

+ H2O

O

3`5` B1

H2C

O PO3 OH

2`

2-

+

5` B2

OH

OH

2`3`

2`2`

OH OH

5` B1

Distribuţia şi dimensiunile Distribuţia şi dimensiunile ADNADN

ADN are formă liniară sau circularăADN are formă liniară sau circulară Moleculele ADN dintrMoleculele ADN dintr-o celul-o celulă alcătuiesc ă alcătuiesc ccromozomii acelei romozomii acelei

celule.celule. Gene Gene = fragmente cromozomiale care conţin informaţia = fragmente cromozomiale care conţin informaţia

genetică cu privire la sinteza unui singur langenetică cu privire la sinteza unui singur lanţ polipeptidic ţ polipeptidic sau a unei singure molecule de ARNsau a unei singure molecule de ARN..

Genom = totalitatea genelor din cromozomii unei celule.Genom = totalitatea genelor din cromozomii unei celule.

Structura superhelicoidalStructura superhelicoidală ă a ADNa ADN

Suprarăsucirea moleculei ADN în jurul axei propriiSuprarăsucirea moleculei ADN în jurul axei proprii

Suprarãsuciri spre dreapta

(superhelix pozitiv)

Suprarãsuciri spre stânga

(superhelix negativ)

Helix circular normal

ADN normal ADN partial desrãsucit

Legare capete

Desrãsucirea unei spire

ADN circular cu suprarãsucire pozitivã spre dreapta

TopoizomerazeleTopoizomerazele

Topoizomeraza I, nu necesită ATPTopoizomeraza I, nu necesită ATP

P

Topoizomeraza I Topoizomeraza I

Tyr

OH

Incizie si legarela enzimã

Tyr

P

OH

5`

3`

O

Rotirea capãtului 3`

Tyr

P5`

3`

O

Topoizomeraza I

OHPEnzima

Disocierea enzimei

Topoizomeraza IITopoizomeraza II

Necesită ATP şi face incizii în ambele catene.Necesită ATP şi face incizii în ambele catene.

Etapa 1 Etapa 2 Etapa 3

NucleozomiiNucleozomii = unitatea de = unitatea de bazbază a cromatineiă a cromatinei

grad de compactare pentru ADN egal cu 7grad de compactare pentru ADN egal cu 7 CilindruCilindru:: 11x11x5,5 nm11x11x5,5 nm

Miezul nucleozomului(H2A, H2B, H3, H4)2

Histona H1

ADN de legãturã

ADN

SolenoiziiSolenoizii asigură o scurtare de 40 de ori a formei B a asigură o scurtare de 40 de ori a formei B a

ADNADN

Histona H1 ADN

Octamerul histonicHistone + ADN

ADN

CromozomProteinã nuclearã

Fibra de 30 nm

Caracteristicile structurale ale Caracteristicile structurale ale ARNARN

Structura primarăStructura primară: se leag: se leagă covalent ă covalent ribonucleozidtrisfosfaţiribonucleozidtrisfosfaţi

Structura secundarăStructura secundară

ARN este monocatenarARN este monocatenar cu porţiuni bicatenarecu porţiuni bicatenare

Conţinutul în A al ARN este diferit de cel în U şi cel Conţinutul în A al ARN este diferit de cel în U şi cel de G diferit de cel în Cde G diferit de cel în C

Buclã cu baze neâmperechiate

Segment cu baze complementare

Rolurile diferitelor tipuri de Rolurile diferitelor tipuri de ARNARN

ARNr ARNr --ccaracteristici structuralearacteristici structurale-sunt molecule flexibile şi deformabile datorit-sunt molecule flexibile şi deformabile datorităă zonezonelorlor dublu catenare, întrerupte de zone dublu catenare, întrerupte de zone monocatenare,. monocatenare,. -ARNr este extrem de heterogen ca formă şi -ARNr este extrem de heterogen ca formă şi mărime. mărime. --îîn funcţie de coeficientul de sedimentare (S):n funcţie de coeficientul de sedimentare (S):lala procarioteprocariote, se întâlnesc trei tipuri de ARNr , se întâlnesc trei tipuri de ARNr (23S, 16S (23S, 16S şi 5Sşi 5S) ) la la eucarioteeucariote patru tipuri de ARNr patru tipuri de ARNr ((28S, 18S, 5,8S 28S, 18S, 5,8S şi 5S).şi 5S). -ARNr este tipul de ARN -ARNr este tipul de ARN cel mai stabil cel mai stabil metabolicmetabolic şi reprezint şi reprezintă ă aproximativ aproximativ 80% din 80% din totalultotalul de ARN celularde ARN celular. .

Structura primara si spatiala. Structura primara si spatiala. Acizii ribonucleici sunt Acizii ribonucleici sunt prezenti prezenti aproape aproape in toate partile constituente ale celulei; in toate partile constituente ale celulei; ca o caracteristica, mentionam prezenta D-ribozei in locul ca o caracteristica, mentionam prezenta D-ribozei in locul D-dezoxiribozei, iar in ceea ce priveste bazele azotate, fost D-dezoxiribozei, iar in ceea ce priveste bazele azotate, fost identificat uidentificat uracilul racilul (U) baza pirimidinica, complementara cu (U) baza pirimidinica, complementara cu adenine, in locul timinei.adenine, in locul timinei.

In ceea ce priveste In ceea ce priveste structura spatiala structura spatiala (tridimensionala) (tridimensionala) macromolecula are o anumita conformatie. Aceasta pe de o macromolecula are o anumita conformatie. Aceasta pe de o parte, datorita prezentei in macromo lecule de ARN a parte, datorita prezentei in macromo lecule de ARN a bazelor azotate complementare, iar pe de alta parte bazelor azotate complementare, iar pe de alta parte datorita pozitiei acestora in anumite portiuni ale datorita pozitiei acestora in anumite portiuni ale macromoleculei, care este dispusa in spatiu avantajos macromoleculei, care este dispusa in spatiu avantajos formarii legaturilor de hidrogen intre bazele azotate com formarii legaturilor de hidrogen intre bazele azotate com plementare. Intre anumite portiuni ale aceleiasi ma- plementare. Intre anumite portiuni ale aceleiasi ma- cromolecule se pot realiza structuri de dublu helix cromolecule se pot realiza structuri de dublu helix (structura secundara). (structura secundara). (in cazul ARN viral dubla elite se (in cazul ARN viral dubla elite se formeaza din doua catene polinucleotidice ca si la ADN). formeaza din doua catene polinucleotidice ca si la ADN).

ARN se impart in doua categorii si anume, ARN se impart in doua categorii si anume, ARN-viral, ARN-viral, care care controleaza ereditatea la unii virusi (virusul mozaicului controleaza ereditatea la unii virusi (virusul mozaicului tutunului, virusul gripes s.a.) si ARN implicate in biosinteza tutunului, virusul gripes s.a.) si ARN implicate in biosinteza proteinelor.proteinelor.

Acizii ribonucleici Acizii ribonucleici implicati in implicati in sinteza proteinelor. sinteza proteinelor. Acestia sint Acestia sint de mai multe tipuri, au structuri si functii diferite.de mai multe tipuri, au structuri si functii diferite.

Acid ribonucleic mesager — Acid ribonucleic mesager — mARN mARN (de (de infer matie), are mase infer matie), are mase moleculare cuprinse intre 20 000 -300 000, este sintetizat in moleculare cuprinse intre 20 000 -300 000, este sintetizat in nucleu in timpul nucleu in timpul „transcriptiei” „transcriptiei” mesajului genetic (transmiterea, mesajului genetic (transmiterea, informatiei genetice continuta in ADN intr-o forma codificata in informatiei genetice continuta in ADN intr-o forma codificata in secventa bazelor azotate, concretizata, intr-o sec venta secventa bazelor azotate, concretizata, intr-o sec venta complementara de complementara de mARN). mARN).

Acid ribonucleic ribozomal — γ ARN se gaseste in ribozomii Acid ribonucleic ribozomal — γ ARN se gaseste in ribozomii citoplasmei, are mase moleculare cuprinse intre 500 000-1 citoplasmei, are mase moleculare cuprinse intre 500 000-1 000 000, reprezinta aproxima tiv 80% din cantitatea de ARN 000 000, reprezinta aproxima tiv 80% din cantitatea de ARN celular si este cuplat intotdeauna cu proteine. celular si este cuplat intotdeauna cu proteine.

Secventa bazelor azotate γSecventa bazelor azotate γ ARN este complementara, unor ARN este complementara, unor regiuni particu lare din molecule de ADN care a participat la regiuni particu lare din molecule de ADN care a participat la sinteza. sinteza. tARN are rolul de a active enzimele din tARN are rolul de a active enzimele din citoplasma si de a fixa la capatul liber, molecule de citoplasma si de a fixa la capatul liber, molecule de aminoacidaminoacid..

Cercetarile in domeniul acizilor nucleici au inceput in Cercetarile in domeniul acizilor nucleici au inceput in jurul anului 1871 si in decursul a o suta de ani, in jurul anului 1871 si in decursul a o suta de ani, in special in ultimele cinci decenii s-a acumulatspecial in ultimele cinci decenii s-a acumulat

un numar impresionant de rezultate care au stimulat in un numar impresionant de rezultate care au stimulat in continuare cercetarile in domeniul chimiei si biochimiei continuare cercetarile in domeniul chimiei si biochimiei acizilor nucleici, precum si cercetarile in domeniul geneticii. acizilor nucleici, precum si cercetarile in domeniul geneticii. Multi savanti, oameni de stiinta, si-au legat numele de Multi savanti, oameni de stiinta, si-au legat numele de descoperirile epocale din acest domeniu, si pentru care s-descoperirile epocale din acest domeniu, si pentru care s-au conferit au conferit Premii Premii Nobel.Nobel.

Fiecare etapa de cercetare a conditionat-o pe cea Fiecare etapa de cercetare a conditionat-o pe cea ulterioara; astfel, desco peririi rolului genetic al ADN i-a ulterioara; astfel, desco peririi rolului genetic al ADN i-a urmat stabilirea structurii ADN, apoi modelul reglajului urmat stabilirea structurii ADN, apoi modelul reglajului genetic, descifrarea codului genetic, izolarea unor gene, genetic, descifrarea codului genetic, izolarea unor gene, sinteza arti ficiala a genelor s.a.sinteza arti ficiala a genelor s.a.

Reprezentareaschematics a structurii

spa‑tiale a unui t ARN.

RibozomiiRibozomii ARNrARNr intră în constituţia ribozomilor intră în constituţia ribozomilor având rol de având rol de

componentă catalcomponentă cataliticăitică Ribozomii = Ribozomii = complexe ribonucleoproteicecomplexe ribonucleoproteice (ARNr + (ARNr +

proteine)proteine)

-p-proteinele au roluri roteinele au roluri cataliticecatalitice sau sunt sau sunt implicate în implicate în recunoaşterea şi recunoaşterea şi legarea legarea ARNm ARNm şişi aminoacil~ARNt aminoacil~ARNt..

Rolul ribozomilorRolul ribozomilor

Ribozomii constituie sediul biosintezei proteinelorRibozomii constituie sediul biosintezei proteinelor Ribozomii permit conlucrareaRibozomii permit conlucrarea ARNm, ARNt şi ARNr, ARNm, ARNt şi ARNr, în în

vederea desfăşurării procesului de sinteză a proteinelor. vederea desfăşurării procesului de sinteză a proteinelor. Pe suprafaţa fiecărui ribozom există trei situsuri şi anumePe suprafaţa fiecărui ribozom există trei situsuri şi anume: :

-situsul aminoacid-situsul aminoacid, care leag, care leagăă ARNt purtător al unui ARNt purtător al unui aminoacid;aminoacid;

--situsul peptidsitusul peptid, care leagă ARNt purtător al unui lanţ , care leagă ARNt purtător al unui lanţ polipeptidic;polipeptidic;

--situsul de eliminaresitusul de eliminare de pe care este eliberat ARNt liber. de pe care este eliberat ARNt liber.

Ribozom 70 S

ARNtARNt

EE.. Coli Coli conţine aproximativ 75 tipuri de ARNt conţine aproximativ 75 tipuri de ARNt reprezentând aproximativ 15% din masa ARN reprezentând aproximativ 15% din masa ARN celular totalcelular total

Caracteristicile structurale ale ARNtCaracteristicile structurale ale ARNt. . --ARNt, numit şi ARN ARNt, numit şi ARN solubil sau adaptorsolubil sau adaptor, , conţinconţinee între 75 şi 90 ribonucleotide între 75 şi 90 ribonucleotide;; -raportul A+G/U+C din ARNt este apropiat de 1;-raportul A+G/U+C din ARNt este apropiat de 1;--ARNt nuclearARNt nuclear, , prezintă o conformaţie în prezintă o conformaţie în “foaie de trifoi“foaie de trifoi-ARNt are cel mai mare conţinut de baze -ARNt are cel mai mare conţinut de baze minoreminore. După sinteza complet. După sinteza completă aă a moleculei moleculei ARNt, anumite baze azotate pot fi modificate ARNt, anumite baze azotate pot fi modificate structural prin: metilări, tiolări, hidrogenări, structural prin: metilări, tiolări, hidrogenări, rezultând baze minorerezultând baze minore

CCA3`

Situs de legare aminoacid

5`

Brat TC

5` 3`

Bratul DHU

Brat TC

Bratul anticodon

Anticodon

Bratul DHU

Bucla anticodon

Bratul variabil

Perechi de baze complementare

a) b)

Funcţiile ARNtFuncţiile ARNt Legarea aminoacizilor specificiLegarea aminoacizilor specifici, activaţi, prezenţi în , activaţi, prezenţi în

citosol, la restul adenilic din secvenţa CCA citosol, la restul adenilic din secvenţa CCA şi transportul şi transportul acestora, la ribozomiacestora, la ribozomi, sub forma complexelor , sub forma complexelor aminoacilaminoacil~ARNt ~ARNt

Adaptarea aminoacidului transportat în dreptul Adaptarea aminoacidului transportat în dreptul codonului de pe ARNmcodonului de pe ARNm prin recunoaşterea codon- prin recunoaşterea codon-anticodon, pe baza complementarităţii bazelor anticodon, pe baza complementarităţii bazelor 3` A ~ aa1

CC

5`

Anticodon 3` C C G 5`

3` A ~ aa2

CC

5`

Anticodon 3` A G U 5`

ARNm

5` 3`Codon 1 Codon 2

G G C U C A

Acizii Nucleici –cheia vietiiAcizii Nucleici –cheia vietii

Molecula de ADN este formata din doua catene Molecula de ADN este formata din doua catene polinucleotidice rasucite una in jurul celeilalte in spirala, cu polinucleotidice rasucite una in jurul celeilalte in spirala, cu bazele azotate spre interior. Totodata, daca pe o catena bazele azotate spre interior. Totodata, daca pe o catena intr-un anumit punct , este adenina, pe catena opusa in intr-un anumit punct , este adenina, pe catena opusa in dreptul adeninei este timina. Intre ele sunt doua legaturi de dreptul adeninei este timina. Intre ele sunt doua legaturi de hidrogen. In dreptul guaninei este citozina, intre ele fiind hidrogen. In dreptul guaninei este citozina, intre ele fiind trei legaturi de de H. Adenina cu timina si ganina cu trei legaturi de de H. Adenina cu timina si ganina cu citozina formeaza perechi, sunt complementare si se atrag citozina formeaza perechi, sunt complementare si se atrag intre ele.intre ele.Privind cu atentie schema vieti veti observa ca legaturile Privind cu atentie schema vieti veti observa ca legaturile C5’a C3’ au sensuri opuse pe cele doua catene(care sunt C5’a C3’ au sensuri opuse pe cele doua catene(care sunt antiparalele). Acest amanunt este foarte important antiparalele). Acest amanunt este foarte important deoarece informatia genetica este lecturata totodata in deoarece informatia genetica este lecturata totodata in sensuri C5’a C3’.sensuri C5’a C3’.In molecula de ADN complementaritatea dintre bazele In molecula de ADN complementaritatea dintre bazele purinice si cele pirimidinice tine cele doua catene alaturate, purinice si cele pirimidinice tine cele doua catene alaturate, oricat ar fi ele de lungi. Datorita ei, molecula, este foarte oricat ar fi ele de lungi. Datorita ei, molecula, este foarte stabila desi foarte complexa. De aici rezulta stabilitatea stabila desi foarte complexa. De aici rezulta stabilitatea informatiei eriditare fara de care viata ar fi imposibila. informatiei eriditare fara de care viata ar fi imposibila.

Legaturile de H sunt mai slabe decat cele esterice si se rup daca ADN este incalzit peste 100 grade C(denaturare) rezultand DN monocatenar. Prin racire treptata, cele doua catene se atrag datorita complementaritatii bazelor azotate si revin in vechile pozitii(renaturare). Daca racirea este brusca, ADN ramane denaturat.Amestecand monocatene ADN de origini diferite se formeaza prin renaturare partiala hibrizi moleculari. Pocedeul este folosit de oamenii de stiinta in studiul relatiilor filogenetice dintre specii. Speciile inrudite au temperaturi apropiate de denaturare a ADN si realizeaza o renaturare rapida si de mari proportii cand li se amesteca monocatenele deoarece secventele polinucleotidice sunt identice pe mari proporti.

BibliografieBibliografie Dictionar de biologie -Teofil Craciun, Leonora CraciunDictionar de biologie -Teofil Craciun, Leonora Craciun Chimie organica – Mihai Zapan, Edith Beral Chimie organica – Mihai Zapan, Edith Beral

46676vzd95mss6d 46676vzd95mss6d Arborele LumiiArborele Lumii Microsoft Encarta 2000 EncyclopediaMicrosoft Encarta 2000 Encyclopedia