nukleotidi i nukleinske kiseline
DESCRIPTION
:)TRANSCRIPT
Nukleotidi i nukleinske kiseline
• Nukleinske kiseline (NK) su polimerni molekuli sastavljeni iz nukleotida (polinukleotidi)
• Nukleotid kao osnovna jedinica građe sadrži tri komponente: azotnu bazu, pentozni šećer i fosfatnu kiselinu
• Azotne baze mogu biti purinske (adenin i guanin) ili pirimidinske (citozin, timin i uracil)
• čine oko 0,5-1% suve težine ćelije• dezoksiribonukleinska i
ribonukleinska kiselina• monomerne jedince-nukleotidi• nukleotid: purinske (A i G) i
pirimidinske (U, C i T) baze, fosfat, dezoksiriboza ili riboza
• DNK - adenin, guanin, citozin i timin -šećer dezoksiribiza -dezoksiribonukleotidi -dvolančani molekul• RNK-adenin, guanin, citozin i uracil -riboza -ribonuklotidi -je obično jednolančani molekul
(mada se mogu, intralančano, formirati dvostruke regione)
Derivati purina
baze
nukleozidi
adenin guanin hipoksantin
adenozin guanozin inozin
azotna baza je N-glikozidnom vezom povezana sa pentozom, odnosno N-9 atom purinske baze povezuje sa hidroksilnom grupom C-1 atoma pentoznog šećera
Derivati pirimidina
baze
nukleozidi
citozin uracil timin
citidin uridin timidin
N-1 atom pirimidinske baze povezuje sa hidroksilnom grupom C-1 atoma pentoznog šećera
Fosfatna kiselina je povezana estarskom vezom sa OH grupom na C-5 atomu pentoze, gradeći fosfatni estar nukleozida, tj. nukleotid
Strukturne formule adenozin-monofosfata (AMP) i dezoksiadenozin-monofosfata (dAMP)
Polinukleotidni lanci nastaju povezivanjem nukleotida tzv. 5,3-fosfoidestarskim vezama koje nastaju esterifikacijom fosfatne kiseline sa OH grupom na 5 C atomu jednog nukleozida i OH grupom na 3 C atomu susednog nukleozida
SEKUNDARNA STRUKTURA DNK
• Votson i Krik su objavili rad u časopisu Nature 1953. godine u kome su formulisali model sekundarne strukture DNK
• 1962. su dobili Nobelovu nagradu za ovo otkriće
James Watson i Francis Crick pred modelom sekundarne strukture DNK
DNK (Votson i Krik)- desnogira,dvolančana zavojnica, dva polinukleotidna lanca,antiparalelna, veliki i mali žljeb.-Prečnik zavojnice 2 nm, udaljenost susednih baznih parova-0.34 nm, hod zavojnice ili 1 pun krug ima dužinu 3.4 nm i 10.4 bp-bazni parovi su postavljeni pod pravim uglom na osu molek-dva lanca su povezana H vezamaA-T 2 H veze, a C-G 3 H veze
• Bazni parovi se naslojavaju jedni iznad drugih I međusobno su udaljeni 0,34 nm
• Deset baznih parova pravi pun okret (360) u dvostrukom heliksu• Nasuprot baznim parovima koji se nalaze unutar molekula DNK, prema
periferiji postoji fosfodiestarska okosnica (izgrađena od šećera i fosfata koji se naizmenično smenjuju)
• Fosfatne grupe su pri fiziološkim pH jonizovane, tako da je DNK negativno naelektrisana
• DNK lanci su međusobno antiparalelni, imaju suprotnu hemijsku polarnost (5 kraj jednog lanca nalazi se naspram 3 kraja drugog, i obratno).
Konformacija DNK menja se zavisno od fizičko-hemijskih uslova i interakcije sa molekulima u njenom okruženju
Konformaciona fleksibilnost molekula DNK
Z-DNK B-DNK A-DNK
konformacija DNK se menja u zavisnosti od fizičko hemijskih usolva i interakcijama sa molekulima u njenom okruženju
u dehidratisanom stanju ili pri visokim konc soli DNK-RNK heterodupleks RNK-RNK
• B DNK, Votson Krikov model. Najstabilnija i najzastupljenija forma, desnogira, jedan krug 10.4 bp, prečnik 2 nm, hod zavojnice 3.4 nm, veliki i mali žljeb
• A DNK, šira i kraća od B forme, desnogira, 11 bp po jednom krugu, žljeb je plitak, fosfatne grupe vezuju manje vode i u uslovima dehidratacije B forma prelazi u A formu
• Z DNK, okosnica molekula ima cik-cak oblik, levogira, 12 bp po jednom krugu, ima samo jedan duboki žljeb. Uzastopni nizovi G-C parova dovode do pojave Z konformacije.
• RNK je prva nastala tokom evolucije i posedovala je genetičku i katalitičku funkciju
• Kasnije je DNK preuzela primarnu genetičku funkciju, dok su proteini postali glavni katalizatori
• RNK je postala glavni posrednik između DNK i proteina u realizaciji genetičkih informacija.
između ribonukleozida uspostavljaju se identične veze kao u molekulima DNK-3,5-fosfodiestarske veze
Prema funkciji u ćeliji, RNK su svrstane u tri glavne grupe:
• informacione RNK (iRNK)
• ribozomalne RNK (rRNK)
• transportne RNK (tRNK)
• postoje frakcije tzv. malih jedarnih snRNK uključenih u obradu primarnog transkripta kod eukariota
iRNA
tRNK
Model sekundarne strukture tRNK u obliku trolisne deteline (A) i tercijarna struktura tzv. “L-oblik” (B)
rRNK
Komparativni prikaz ribozomalnih subjedinica i njihovih komponenti kod prokariota i eukariota Ribozomi prokariota i eukariota razlikuju se po veličini i konstanti sedimentacije (S)
Adenozin trifosfat (ATP)
UGLJENI HIDRATI (SAHARIDI)
Ugljeni hidrati predstavljaju klasu jedinjenja prisutnu u svim živim sistemima. Mnoga jedinjenja iz ove grupe imaju opštu formulu (CH2O)n. Obuhvataju mnoga alifatična polihidroksilna jedinjenja i njihove derivate.
Prosti ugljeni hidrati (šećeri) imaju formulu CnH2nOn (n≥3), i predstavljaju polihidroksi-aldehide ili polihidroksi ketone. Zavisno od broja C atoma mogu biti trioze (sa tri), tetroze (sa četiri), pentoze (sa pet) i heksoze sa šest C atoma. Heptoze, oktoze , mogu da se nađu u prirodi, ali znatno ređe.
Ugljeni hidrati, uopšte, sačinjavaju najveći deo organskih materija na Zemlji. Pretežno su biljnog porekla (nastaju uglavnom u fotosintezi), ali su glavni sastavni deo ishrane mnogih životinja i čoveka. Oni nisu samo hrana i rezervna supstanca, već imaju i niz specifičnih funkcija. Nalaze se u sastavu nukleinskih kiselina, služe kao potporne supstance (npr. celuloza, mukopolisaharidi), a stvaraju i specifične grupe glikoproteina i glikolipida koji ulaze u sastav ćelijske membrane.
Prema broju monomernih jedinica dele se na:-Monosaharide -Disaharide 2 monosaharidne jedinice-oligosaharide 2-9 monosaharidnih jedinica-Polisaharide 10-1000 monosaharidnih jedinica
Monosaharidi
Polisaharidi
Disaharidi
Trioza Pentoze
Gliceraldehid Riboza Dezoksiriboza
Najpoznatiji heksoze su fruktoza, glukoza i galaktoza
Glavni izvor energije kod coveka, osnovni transportnioblik šećera
glukoza
galaktoza
Disaharidilaktoza
(galaktoza + glukoza)
β(1→4)
Saharoza
α(1→2)
Maltoza
α(1→4)
Skrob
Celuloza
POLISAHARIDI
Skrob
α 1-4
β 1-4
Celuloza
glikogen
α 1-4 α1-6 glikozidne veze
Glikogen i skrob su polisaharidi sastavljeni od stotina molekula glukoze, imaju istu strukturu samo što je grananje češće kod glikogena
• Glikogen je polimer glukoze koji se sintetiše i deponuje u animalnim ćelijam
• jetra, poprečno-prugaste, srčane mišićne ćelije
• Glikogen jetre održava stalni nivo glukoze u krvi. Ako se pojavi višak glukoze u krvi ona se deponuje u ćelijama jetra u vidu glikogena.
skrob
Vlakna celuloze u hartiji (scanning elektronska mikrografija)
MASNE KISELINE
Masne kiseline:-palmitinska (16 C atoma)-zasićena-stearinska (18 C atoma)-zasićena-oleinska (18 C atoma)- nezasićena –dvoguba veza između 9. i 10. C atoma
ugljovodonični lanac
Oleinska kiselina (primer nezasićene masne kiseline)
dupla veza pravi zavoj na lancu i menja se tačka topljenja
stearinska kiselina ostaje u čvrstom stanju do 69°C a oleinska do 13 °C
hidrofilne “glavice”
hidrofobni “repići”
hidrofilne “glavice”
fosfo
lipid
ni d
voslo
j
Masne kiseline su sastavni deo svih membrana ćelija
Lanci masnih kiselina se mogu spajati sa glicerolom i formirati lipidne molekule
STRUKTURA FOSFOLIPIDA
fosfolipid-fosfoglicerid
fosfatidilholin
glicerofosfat
Ćelije masnog (adipoznog) tkiva
Molekuli lipida se deponuju najviše u ćelijama masnog tkiva u lipidnim kapima-trigliceridi-hidroliza trilicerida do slobodnih masnih kiselina
Primeri steroida- derivata lipida
nerastvorljivi su u vodi
Primeri steroida
Steroidi sa izraženim anaboličkim efektima upotrebljavaju se u body building-u
Biohemijsko jedinstvo živog sveta
- Četiri osnovna elementa (C, H, O i N) čine oko 99% mase svih živih sistema
- Hemijski sastav DNK i RNK isti kod svih živih bića
- Osnovni procesi protoka genetičkih informacija (DNK - RNK - protein) u osnovi su isti kod svih živih bića
- Genetički kod je univerzalan (značenje kodona je isto kod svih bioloških vrsta)
- Kod svih živih bića istih 20 aminokiselina u sastavu proteina
- Neki biohemijski procesi (npr.glikoliza) prisutni skoro kod svih živih bića
- Svi ovi dokazi svedoče o MONOFILETSKOM poreklu života na Zemlji (sva živa bića vode poreklo od istih predaka).