Nukleotidler - nukleik asidler Yapı-Fonksiyon Doç.DR . S.C

1. Nukleotidler-nukleikasidler Yapı-Fonksiyon Doç.DR. S.C

2. Nukleik asitler (DNA,RNA) nukleotidmonomerlerinden oluşan doğrusal polimerlerdir • Herbirnukleotid …..azotlu baz • 5 C lu şeker(riboz) • PO4 içerir • Pentoz+azotlu baz…….. Nukleozid

3. Azotlu bazlar ; Purin , pirimidin

4. y

5. Purin ve pirimidin yapısında numaralandırma farklıdır • Purin halka sisteminde ki pirimidin halkası saat yönünün tersine, imidazol halkası ise saat yönünde numaralandırılır • Pirimidinlerde ise numaralandırma saat yönünde

7. Purin: Adenin (A), guanin(G) • Pirimidin :sitozin(C) ,timin(T),urasil(U) • Adenin,guanin,sitozin; DNA ve RNA da bulunur • Timin sadece DNA da • Urasil sadece RNA da bulunur

9. Pentozβ-N furanoz halkasıdır • RNA da β-D-riboz • DNA da β-D-2’-deoksiriboz bulunur • deoksiriboz da pentozun 2. C da OH yerine sadece H bulunmakta

11. Nukleoziddekipentozun 5C daki OH ına PO4 grubu ester bağı ile bağlanır Nukleotidoluşur Fosfat grubu nukleotid ve nukleik asitlere negatif yük kazandırmakta • Nukleosid 5’fosfat • (Nukleotid)

12. Pentozun1 C u pirimidin bazının 1 N una purinbazının ise 9 N una β-N glikozid bağı ile bağlanır

13. Fosfatlar ise birbirine fosfoanhidrit bağı ile bağlı • 2 ve 3 cü fosfatın bağlanmasıyla NDp(ADP), NTp (ATP)oluşur Fosfat grupları şekerden başlamak üzere α,β,γ olarak adlandırılır • Ester bağının yıkılması ile yaklaşık 14 kJ/mol enerji oluşur • Herbir anhidrit bağı ise yaklaşık 30 kJ/mol enerji oluşturur

15. Nukleotidlerin fonksiyonları • Nukleotidmonomerlerinukleik asitleri oluştururlar • Enerji taşıyıcıdırlar • Enzim kofaktörlerininkomponenti • Kimyasal haberci Nukleotidlerin, biyosentez ve enerji dönüşümlerinde kullanılan aktif formu, nukleotiddifosfat ve nukleotidtritrifosfat şekilleridir ATP çok geniş olarak kullanılır UTP,GTP ve CTP ise spesifik reaksiyonlarda kullanılır

16. Baz Ribonükleozid 5′- • MonofosfatDifosfatTrifosfat • Adenin AMP ADP ATP • Guanin GMP GDP GTP • Sitozin CMP CDP CTP • Urasil UMP UDP UTP • 2′-deoksiribonükleozid 5′- • Baz MonofosfatDifosfatTrifosfat • AdenindAMPdADPdATP • GuanindGMPdGDPdGTP • SitozindCMPdCDPdCTP • Timin dTMPdTDPdTTP

17. Bazların tautomerizasyonu • Azotlu bazlar stabil bileşikler olmalarına rağmen kendilerine bağlı H atomlarının yerlerinin değişmesiyle tautomerizasyona uğrarlar • Adenin ve sitozin için amino,guanin ve timin için ketokonfigürasyonutautomerikformlardır • Nadir olarak amino yerine imino, keto yerineenolformu oluşması ile replikasyona sırasında yanlış baz eşleşmesi oluşur. • Yanlış eşleşme onarılır

18. Purin ve pirimidinlerin aromatik özellik taşımaları nedeniyle ,okso veya amino yan gruplarının varlığı nedeniyle keto ve aminimin tautomerizmi gösterirler

19. Ortamın pHına bağlı olarak purin ve pirimidinler iki veya daha fazla tautomerik formlar oluşturur

21. pH 7 de baskın olan form laktam • pH azaldıkça diğer formlar baskın hale gelir • Tüm nukleotidlerrezeonans formu dolayısıyla UV ışığı abs ederler • 260 nm de kuvvetli abs • NötralpH da purin ve pirimidin bazları hidrofobiktir • Asit ve alkalide yüklü duruma gelir ve çözünürlük artar

22. Heterosiklik N glikozidlerSyn,anti formlar • Nukleozidlerde N glikozid bağı etrafında rotasyon ile ilgili olarak Syn, anti formlar oluşur • Doğada her iki form da görülür ancak anti formlar baskındır

23. Alışılmadık baz • DNA ve RNA da yapı taşlarını oluşturan nukleotidler • A,G,S,T den başka önemsiz bazlar da içerirler • DNA da bunların en yaygın olanları ana bazların metillenmiş formu • G, C en sık metilasyona uğrayan bazlardır • DNA metilasyonunda ,Dam metilaz ,Dem metilaz enzimleri S-Adenozinmetiyoninden , metil gruplarını belli baz dizisindeki A ve C (sitozin)ye taşır. • Sitozinmetilasyonu kalıtsaldır ve türe özgüdür

24. Serbest purinler ve bitkilerdeki bazlar • Çeşitli bazlar organizmada serbest halde bulunurlar. A ve G metabolizmasından ara ürünüler ksantin ve hipoksantin ile insanlarda purin met. son ürünü Ürik asit • Adenınden…..Hypoksantin • Guaninden……Ksantin oluşur

25. Bitkilerde farmakolojik önemi olan heterosiklik bazlar • Kahvede kafein (1,3,7 trimetilksantin) • Çayda teofilin (1,3 dimetilksantin) • Kakao da teobromin (3,7 dimetilksantin) ksantın türevleridir

26. Nukleotidtri fosfatlar grup transfer potansiyeline sahiptir • Nukleotidtri fosfatlar da ester bağlarından farklı olarak anhidrit bağları grup transfer potansiyeline sahiptir • Fosfatların (uçtaki)ikisi hidroliz olduğunda • ΔG0 yaklaşık 7 kcal/mol • Asit anhidrit bağların koparılması kovalan bağ sentezi gibi endergonik olaylarla kenetlenir

27. Adenozin türevleri • Memeli hücrelerinde en çok ATP bulunur • Hücre içi konst yaklaşık 1 mmol/L • cAMP hücrelerde cAMP bağımlı protkinazların etkinliğinin düzenlenmesinden • sorumludur • Hücre içi cAMP düzeyi • yaklaşık 1nmol/L • ATP den 103 kez daha düşüktür

28. Adenozin 3’-fosfat-5’fosfasulfat(PAPS) • Sulfat vericisidir (so4 luproteoglikanlar ve idrarda sulfatkonjugatları olarak atılan ilaç metabolitlerinin oluşumu için) S-Adenozilmetiyonin:metilasyonreksiyonlarında metil vericisi,poliamin sentezinde propil amin kaynağı olarak fonksiyonel

29. Guanozin türevleri • Guanozinnukleotidlerisubstrat düzeyinde fosforilasyonda GDP den GTP oluşumunda • suksinil KOA nınsüksinata dönüşümünü katılır • cGMP, cAMP ye antagonist hücre içi 2. haberci • GTP den guanilsiklazla oluşur • cGMPden fosfodiesterazile GMP oluşur • Endotel kaynaklı gevşetici NO ya yanıt olarak cGMP↑ düz kas gevşemesini sağlayan olaylarda 2.haberci

30. Hipoksantin türevleri • Hipoksantinribonukleotid(IMP),AMP nindeaminasyonu ile oluşur • IMP ninaminasyonu ile • AMP oluşur

31. Urasil türevleri • UDP şeker türevleri glc 1fosf ile galaktoz 1fosf dönüşümünde (epimerizasyonda) fonksiyonel. • UDP şekerler glc,glikojen ile glikozildisakkaritlerinbiyosentezi • glikoprot, proteoglikanlarınolıgosakkaritlerrininbiyosentezinde şeker vericisi olarak davranır

32. UDP glukuronik asit • Bil veya aspirin gibi ilaçların idrarda glukuronidkonjugatları oluşumuna katılır ve toksik maddelerin veya metabolik artıkların atılımına katılır • Sitozin türevleri • CTP seramid ile CDP-kolini içeren reaksiyonlar , sfingomyelin ve diğer türev sfingozinleri oluşturur

33. Yapay nukleotid benzerleri kemoterapi için kullanılmakta ---6.Tiyoguanin ---6.Merkaptopurin# 6. konumda OH yerine tiyolgrub ---5.Fluorourasil ---5iyodo2.deoksiüridin

34. Heterosiklik bir C atomunun yerine N atomu geçer 5 veya 6 azouridin,5 veya 6 azositidin veya azoguanin benzerleri klinik de kullanılmakta

35. Hiperurisemi ve gut tedavisinde kullanılan purin benzeri allopurinoldenovopurin sentezi ve ksantinoksidaz etkinliğini inhibe eder.

36. Nukleotidlerin fonksiyonları Nukleotidler: nukleik asitlerin alt üniteleridir Nukleotidler: enerji taşınmasında fonksiyonel (ATP,GTP) Biyomoleküllerin aktif hale getirilmesınde (UDP Glc,UDPgalak,CDP-acil glıserol,S-adenozilmetiyonin) fonksiyonel Nukleotidler:bir çok enzim kofaktörünün bileşenidir Nukleotidler: kimyasal haberci olarak (cAMP,cGMP)

37. Nukleotidlernukleik asitlerin alt üniteleridir • Purin,pirimidinnukleotidleri DNA ve RNA nınmonomerik molekülleridir • DNA ve RNA da nukleotidler fosfat köprüleri ile bağlanmışlardır • Nukleotidler birbirine kovalan bağlarla bağlanarak oluşturdukları nukleotid dizisi primer yapıyı oluşturur

38. Primer yapının dizimi düzenli olarak tekrarlanması ile sekonderyapı,ileri katlanmalarla tersiyer yapı oluşur Bir nukleotidinpentozunun 3’C a bağlı OH ile sonraki nukleotidin 5’C nuna bağlı PO4 • grubu arasında bir molekül H2O çıkışı ile 3’,5’fosfodiester bağı oluşur

39. Nukleotid dizisi5’ 3’yönünde yazılır

40. Nukleik asitlerin omurgası kovalan bağlı pentoz-fosfat kalıntılarından oluşmakta • DNA ve RNA da nukleotid omurga hidrofiliktir • Pentozların OH grupları H2O ile H bağları yapar

41. PO4 gruplarıpH 7 de iyonize ve negatif yüklüdür • Purinve pirimidin bazları hidrofobiktır Oligonukleotid;kısa nukleotid dizisi • Polinukleotid :50 den fazla nukleotid içeren uzun nukleotid dizisi

42. DNA sekonder yapı • DNA çift sarmallı yapıdadır • Her iki kol sağa dönerek sarılır (Sağ sarmal) • Hidrofilik şeker-fosfat omurgası bazların dış kısmında bulunur dönen merdiven şeklindedir

43. Bazların hidrofobik halkaları molekulun ortasında yer alır,sarmalın uzun eksenıne dik açı yapar • Bir sarmaldaki bazlar diğer sarmaldaki bazlarla eşleşmiştir • Adenin diğer koldaki timin ile iki H bağları ile • Guanin ise sitozin ile 3 H bağı eşleşir • İki kol birbirinin tamamlayıcısıdır

44. DNA da A ile T sayısı, G ile C sayısı eşittir Bir zincirdeki baz dizisi biliniyorsa diğer zincirdeki baz dizisi bilinir Bu eşleşmelere göre DNA molekülündeki A sayısı T sayısına ,G sayısı C sayısına ve A-G bazlarının toplam sayısı,C-T sayısının toplam sayısına eşittir

45. Bazları omurgaya bağlayan glikozidik bağlar arasındaki uzaklık (10.8Ao) purinpirimidin çiftinin buraya yerleşmesine uygundur Ancak boşluk iki puriniçin yetersiz ,iki pirimidiniçin ise çok geniş kalır

46. DNA nın sarılan kolları antiparaleldir • Bir sarmalın 5’ ucu diğer sarmalın 3’ ucu ile eşleşir • Çift sarmal her 10.5 baz çiftinde (360 0) bir tam dönüşü tamamlar

47. DNA çift sarmal yapısı 4 faktörle saglamlaşır • 1.Hidrofobik etkileşim ile baz çiftinin merkeze itilmesi • 2.merkeze itilen bazların wandervals etkileşimi • 3. baz çiftlerinin arasında oluşan H bağları • 4.Negatif yüklü fosfat gruplarının elektrostatik olarak birbirini itme eğilimi hücredeki katyonlarla nötralize edilmesi

48. DNA çift sarmalı simetrik değildir • İplikçiklerde şeker ile baz arasında oluşan glikozid bağları baz çiftleri ile karşı karşıya gelmez, böylece çift sarmalda iki büyük yarık oluşur

49. DNA baz kompozisyonuna bağlı olarak farklı fiziksel koşullarda farklı konformasyonlarda bulunabilir. DNA nın taşıdığı bilgi değişmez

50. A,B,Z olarak 3 tip DNA vardır • B A Z Heliks şekli sağ sağ sol Baz çifti sayısı 10.5 11 12 Yükseklik 3.4nm 2.6nm 3.7nm Glikozid bağ anti anti anti(pir) Syn(pu)