Upload
prince
View
51
Download
0
Embed Size (px)
DESCRIPTION
Nukleotider og nukleinsyrer. DNA og RNA. Winnie Eskild, IMBV 2004. Nukleinsyrer er polymerer av nukleotider. Nukleinsyrene omfatter to typer: Deoksyribonukleinsyre= DNA Ribonukleinsyre= RNA: messenger RNA= mRNA ribosomalt RNA= rRNA transfer RNA= tRNA. - PowerPoint PPT Presentation
Citation preview
Nukleotider og nukleinsyrer
DNA og RNA
Winnie Eskild, IMBV 2004
Nukleinsyrer er polymerer av nukleotider
Nukleinsyrene omfatter to typer:• Deoksyribonukleinsyre = DNA
• Ribonukleinsyre = RNA:– messenger RNA = mRNA– ribosomalt RNA = rRNA– transfer RNA = tRNA
Nukleinsyrenes funksjoner
Informasjon DNA DNA DNA
BudbringermRNA
Aktivt produkt protein rRNA tRNA
DNA lagrer al den informasjonen som er nødvendig for syntesen av alle proteiner og RNA-molekyler i en organisme.
DNA er lokalisert i kjernen i eukaryote celler
Et gen er et stykke DNA som koder for et mRNA, rRNA eller tRNA
RNA syntetiseres i kjernen og er en kopi av DNA
Proteiner syntetiseres i cytosol med mRNA som templat
Nukleotider
Nukleotidene er de byggesteinene som DNA og RNA er lagd av
Alle nukleotider har samme prinsipielle oppbygging:
Det finnes 8 forskjellige nukleotider, som er dannet ved en kombinasjon av: 5 baser, 2 pentoser
Fosfat
Fosfat
Pentose
Pentose
BaseBase
Nukleotider
Nukleotidenes basekomponenter er derivater av pyrimidin og purin
Purinbasene
Pyrimidinbasene
Basefordeling mellom DNA og RNA
DNA• Adenin (purin)• Guanin (purin)• Cytosin (pyrimidin)• Thymin (pyrimidin
• Basene er koplet til C-atom nr 1’
RNA• Adenin• Guanin• Cytosin• Uracil
i ribosen med en N-glykosidbinding
Modifiserte baser
• Finnes i DNA og RNA– Metylering– Hydroksymetylerte– Fosforyleringer
• Modifiserte baser i DNA er viktige for kontrol og beskyttelse av genetisk informasjon
• Modifiserte baser i RNA er viktige for funksjon• Modifiserte baser finnes innen
nukleotidmetabolismen
Pentosen
RNA: D-ribose
DNA: D-deoksyribose
C-2 mangler OH-gruppe
Pentosens konfigurasjon er en -furanosestruktur
Vanlig nummerering med en ’, dvs 1’, 2’ osv.
Det anomere C-atomet har -konfigurasjon
Det anomere C-atomet har -konfigurasjon
Fosfatgruppen
• Fosfatgruppen er koplet til C-atom nr 5’ i ribosen med en esterbinding
Nukleotidets oppbygging
• Ribose + base => nukleosid• Nukleosid + fosfat => nukleotid
• Nukleosidene/nukleotidene har navn som indikerer basekomponenten
Deoksyribonukleotidene
Ribonukleotidene
Figur 10-4b
Figur 10-4b
Fosfodiesterbindingen
• Kovalent binding mellom 5’ C-atomet i et nukleotid og 3’ C-atomet i neste nukleotid
• Har netto negativ ladning
• Oligonukleotider < 50 nukleotider < polynukleotider
Polynukleotidenes ryggrad
• De alternerende riboseenheter og fosfatgrupper danner ryggraden
• Fosfodiesterbindingene vender samme vei i hele polynukleotidet => 5’-ende og 3’-ende
• Polynukleotider kalles også nuklein-syrer fordi de er syrer
• Ryggradens fosfatgrupper er full-stendig dissosierte ved neutral pH. Gir hele polynukleotidet en negativ netto ladning
• DNA’s negative ladning neutraliseres i cellekjernen ved interaksjon med basiske proteiner, histoner
DNA, RNA har retning
• 5’-enden har fri fosfatgruppe• 3’-enden har fri OH-gruppe• Rekkefølgen av nukleotider i
RNA eller DNA skal alltid angis fra 5’ til 3’-ende
• 5’-CAGTGCTAGCGTGA-3’
Figur 10-7
Figur 10-7
pH effekter
• Lav pH skader ikke RNA eller DNA (lite løselige)
• Høy pH tolereres bra av DNA mens RNA hydrolyseres – C-2’ OH-gruppen retter
nukleofilt angrep mot fosforatomet
– Gir intramolekylær syklisering av C-3’ og C-2’
– C-5’ i fraspaltet nukleotid får OH-gruppe
– Syklisk monofosfat er ustabilt– Hydrolyseres til blanding av 3’-
og 2’-fosfonukleotider • DNA har ikke 2’-OH-gruppe
Figur 10-8Figur 10-8
Basenes egenskaper påvirker DNA/RNA struktur
• Bindingene har delvis dobbel-bindingskarakter =>– Pyrimidinene er plane– Purinene er nesten plane
Absorbsjonsspektra
Figur 10-10Figur 10-10
Hydrofob interaksjon
• Nukleinsyrenes baser er hydrofobe og lite løselige i vann ved neutral pH
• De plane, hydrofobe molekylene gir anledning til hydrofob interaksjon
• Hydrofob interaksjon er en viktig stabiliserende kraft for nukleinsyrer
Hydrogenbindinger
• Basene danner hydrogenbindinger til hverandre• Adenin baseparrer med thymin og uracil• Cytosin baseparrer med guanin• Hydrogenbindingene er ansvarlige for å holde de to trådene i
DNA sammen og for dobbeltrådete strukturer i RNA
Baseparing
Baseparing Guanin/Cytosin
Baseparing Adenin/Thymin
Chargaffs regler
1) Hvert spesies har sin karakteristiske basekomposisjon
2) Basekomposisjonen er den samme i alle vev fra en art
3) Basekomposisjonen er uavhengig av kjønn, alder, ernæringstilstand eller andre ytre forhold
4) Baseparringen i DNA medfører
- mengden av adenin = mengden av thymin, dvs A = T
- mengden av guanin = mengden av cytosin, dvs G = C