290 likes | 472 Views
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.
E N D
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 Budbringer mRNA 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 Pentose Base
Nukleotidenes basekomponenter er derivater av pyrimidin og purin
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 Basefordeling mellom DNA og RNA
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 Det anomere C-atomet har b-konfigurasjon RNA: D-ribose DNA: D-deoksyribose C-2 mangler OH-gruppe Pentosens konfigurasjon er en b-furanosestruktur Vanlig nummerering med en ’, dvs 1’, 2’ osv.
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
Ribonukleotidene Figur 10-4b
Fosfodiesterbindingen • Kovalent binding mellom 5’ C-atomet i et nukleotid og 3’ C-atomet i neste nukleotid • Har netto negativ ladning
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
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 10-8
Basenes egenskaper påvirker DNA/RNA struktur • Bindingene har delvis dobbel-bindingskarakter => • Pyrimidinene er plane • Purinene er nesten plane
Absorbsjonsspektra Figur 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
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