A nukleinsavak

1. A nukleinsavak

2. több 100 / 1000 nukleotid • összekapcsolódása (korlátlan • mennyiségben) a 3. és 5. • C-atom között vízkilépéssel » • elágazás nélküli polinukleotid-lánc • sok » erősen savas jelleg P F E L É P Í T É S

3. monomerek (dezoxiribonukleotidok) felépítése: - - pentóz = dezoxiribóz - bázisok: A, G, C, T monomerek száma: több 1000 [ember: 1 sejtben 46 db, összesen 3 md nukleotid] méret: cm-dm [ember: 46 db/sejt, összeillesztve: 2 m] P I . A D N S

4. helyigény és védelmi okokból: különleges szerkezet: • lánckonformáció: KETTŐS HÉLIX 1953: James Watson (USA) Francis Crick (GB) 1962: Nobel-díj

5. a kettős hélix

6. a DNS kétláncú, • a 2 lánc párhuzamos, • de ellentétes • lefutású = • ANTIPARALELL • oka: • bázispárosodás • szabályai • purinnal szemben • pirimidinbázis • 2. azonos mennyiségű • H-kötés

7. EMIATT: ha tudjuk az egyik lánc bázissorrendjét, kitalálható a másiké = a két lánc kiegészíti egymást = KOMPLEMENTEREK ELSŐDLEGES SZERKEZET: bázissorrend Humán Genom Program: - 1990-2000 - a teljes emberi genom (24 DNS) bázisszekvenciája megfejtve MÁSODLAGOS SZERKEZET: jobbmenetes hélix 1 csavarulat = 3,4 nm, 9 bp

8. a spirál stabilizálása, illetve maximális felcsavarása érdekében a DNS fehérjékkel kapcsolódik (»nukleoproteid)

9. F E H É R J É K H I S Z T O N O K N O N H I S Z T O N O K bázikus fehérjék savas fehérjék (sok + töltésű as. segíti a DNS-hez rögzülést) a DNS savas jellegének semlegesítésetovábbi felhurkolódások, szoros felcsavarodás kromoszóma-szerkezet elősegítésekialakítása DNS aktivitásának befolyásolása csak eukariotákban! 5 típus: H1, H2A, H2B, H3, H4

10. nukleoszóma elektronmikroszkópban: gyöngysorszerű szerkezet nukleoszóma = hisztonok + 2 csavarulat DNS nukleoszóma a DNS szerkezeti egysége [a hisztonok iszonyú konzervatív fehérjék: az evolúció során alig változtak - pl. a zöldborsó és a tehén H4-e csak 2 aminosavban tér el]

11. a kromoszóma-szerkezet kialakulása

12. A D N S S Z E R E P E ÖRÖKÍTŐANYAG (ivarsjejtek » utód) és INFORMÁCIÓHORDOZÓ (a fehérjékre = tulajdonságokra vonatkozó információ tárolása a bázissorrendben) ehhez a DNS stabilitását szolgálja, hogy 1. dezoxiribózt tartalmaz (a 2. C-atom H-je kevéssé reakcióképes) 2. kétszálú (nem olyan sérülékeny, „csukott könyv”)

13. E L Ő F O R D U L Á S A • vírusok • - a fehérjeburokban • 2. prokariota sejt • - szabadon a plazmában, gyűrű alak, 1 db • - nincsenek hisztonok • 3. eukariota sejt • - sejtmagban: 90 %, sok, lineáris • - színtest, mitokondrium: 10 %, 1 db, gyűrű

14. eukariota sejt DNS-ei kromatinállomány formában

15. emberi DNS-ek kromoszóma-formába tömörülve

16. monomerek (ribonukleotidok) felépítése: - - pentóz = ribóz - bázisok: A, G, C, U monomerek száma: kb. 70 – néhány 1000 (max. 10 ezres nagyságrend) méret: nm valamennyien egyszálúak (legfeljebb önmagukkal képeznek bázispárokat) P II . AZ R N S

18. DNS RNS

19. RNS DNS

20. RNS: FAJTÁK ÉS FUNKCIÓK 1. messenger RNS (mRNS) • az összes RNS 5 %-a • 1 fehérje felépítésére vonatkozó információt • tartalmaz • az információt kiviszi a sejtmagból a sejtplazmába, a • fehérjeszintézis színhelyére (a riboszómához) »hírvivő • egyszálú, hosszúsága nagyon változó (átlagosan 1000 nukleotid)

21. 2. transzfer RNS (tRNS) • az összes RNS 10 %-a • szabad aminosavakat visz a fehérjeszintézis színhelyére (a riboszómákhoz) »szállító • 70-90 nukleotid • egyszálú, de helyenként önmagával bázispárokat képez » másodlagos szerkezete: lóhere

22. a tRNS másodlagos szerkezete

23. enzimkötő hely aminosav-kötő hely riboszóma- kötő hely a tRNS harmadlagos szerkezete mRNS-kötő hely antikodon

24. 3. riboszómális RNS (rRNS) • az összes RNS 80 %-a • a riboszóma nevű sejszervecske felépítésében vesz részt – fehérjékkel együtt • több 1000 nukleotid • egyszálú, helyenként önmagával bázispárokat képez • harmadlagos szerkezete fehérjékkel összekapcsolódva alakul ki » riboszóma-alegység • egy kis és egy nagy alegység összekapcsolódásával jön létre 1 riboszóma

25. a riboszómák összetétele

26. sejten belüli membránrendszerhez kötött riboszómák

27. 4. catalytic RNS (cRNS) • a sejtplazmában néhány reakciót katalizál (enzim-funkció) 5. vírusoknál örökítőanyag (retrovírusok) • a fehérje- burokban

28. E L Ő F O R D U L Á S A • vírusok • - a fehérjeburokban • 2. prokariota sejt • - szabadon a plazmában • - riboszómákban • 3. eukariota sejt • - sejtmagban • - szabadon a plazmában • - riboszómákban • - színtestekben, mitokondriumban

29. Az RNS-világ egy az élet korai evolúciójáról szóló hipotézis, mely egyre több alátámasztást nyer. Eszerint volt egy kor, melyben az RNS-molekulák töltötték be mind az információtárolás, mind pedig az információ átírásának enzimszerepét. Az evolúció e feltételezett lépcsőfokát „RNS-világ”-nak nevezték el. Egy fenékkel (molekuláris szerkezettel) azonban nem lehet két lovat megülni, így az RNS-világnak idővel bealkonyult. Bizonyítékok ma: RNS mint információhordozó: retrovírusok RNS mint enzim: ribozimek E kettő: az RNS-világ nyamvadt maradványai AZ RNS-VILÁG

30. MIÉRT TŰNT EL EZ A VILÁG? RNS – evolúciósan ősibb ribóz 2. C atom: OH » reakcióképes katalitikus hatás kicsi » mozgékony enzim-funkcióra alkalmas bázisszekvencia » információ- tárolás autokatalízis » önreprodukálás információ- hordozó 1 szálú »információhordozónak túl sérülékeny („hirdetőoszlop”) kis fokú variábilitás »kevés féle enzimhatás

31. DNS: kétláncú » kevésbé sérülékeny, stabil („csukott könyv”) » örökítőanyag fehérjék: 20 féle aminosav » nagyobb fokú változatosság » enzim szerep Az RNS-ek tehát két szék között a pad alá estek »ma csak segítő, közvetítő funkció pl. a ma létező fehérje-enzimek igen gyakran használnak koenzimeket, nukleotid típusú molekulákat (ATP, NAD, FAD, KoA, cAMP, GTP…)