STRUKTURA NUKLEOVÝCH KYSELIN

STRUKTURA NUKLEOVÝCH KYSELIN

KolektivLaboratoře molekulární

biologie Onkologické centrum J. G. Mendela Nový Jičín

Nukleozid

(báze + cukr)

Nukleotid

(nukleozid + fosfát)

(báze + cukr + fosfát)

Primární struktura nukleových kyselinPrimární struktura nukleových kyselin

Báze

A – adenin

G – guanin

C – cytozin

T – tymin

U – uracil

Cukr -D-ribóza (RNA)

-D-2-deoxyribóza (DNA) Kyselina

fosforečná

-D-ribóza

-D-ribofuranóza

(RNA)

-D-2-deoxyribóza

2-deoxy--D-ribofuranóza

(DNA)

Cukerné složky nukleotidůCukerné složky nukleotidů

Tymin

Cytozin

Adenin

Guanin

Pyrimidiny Puriny

BázeBáze

BázeBáze

uracyl - PYRIMIDIN

RNA: uracil místo tyminu

adenin - PURIN

guanin- PURIN

tymin - PYRIMIDIN

cytozin - PYRIMIDINvodíkové vazby

vodíkové vazby

Chargaffovo pravidloChargaffovo pravidlo

Molové množství adeninu v molekule DNA se rovná molovému množství tyminu a molové množství cytozinu se zodpovídá molovému množství guaninu.

Např.: je zjištěn 17% výskyt adeninu v DNA

17% adeninu = 17% tyminu (34%)

66% (33% cytozinu a 33% guaninu)

NukleozidyNukleozidy

A G T C

adenin

guanin tymin cytozin

puriny pyrimidiny

(adenozin) (guanozin) (tymidin) (cytidin)

NukleotidyNukleotidy

dATP

dTTP

dCTP dGTP

UTP

A

G

T

C

OligonukleotidOligonukleotid

fosfodiesterová vazba

glykozidová vazba

3´-konec oligonukleotidu

5´-konec oligonukleotidu

Párování bázíPárování bází

Tymin Adenin

Cytozin

Guanin

T - A

C - G

Párování bázíPárování bází

A - T

G - C

adenozin - tymidin

guanozin - cytidin

(adenin - tymin) (guanin - cytozin)

Párování bazí

5´-konec

5´-konec3´-konec

3´-konec

nukleotid

A T

C G

Sekvence bazíCpGpCpGpApTp…

Sekundární struktura nukleových kyselin Sekundární struktura nukleových kyselin

3´-konec

3´-konec

5´-konec

5´-konec

antiparalelní vláknaantiparalelní vlákna

DNADNA

fosfát

deoxyribóza

Sekundární struktura nukleových kyselinSekundární struktura nukleových kyselin

1) fosfátové estery jsou silné kyseliny a chovají se jako anionty při neutrálním pH

2) DNA se snadno precipituje alkoholem

3) báze jsou jen slabě bazické a bez náboje

Charakterizace nukleových kyselinCharakterizace nukleových kyselin

4) vodíkové vazby mezi skupinami -NH2 a -OH jsou stabilní od pH 4 do pH 9.5

5) DNA absorbují UV světlo maximálně při 260 nm (ssDNA dává o 20-30% větší absorbanci než dsDNA)

6) DNA je mimořádně stabilní

7) konformace DNA: A, B, Z

Charakterizace nukleových kyselinCharakterizace nukleových kyselin

AA

T

U G C

GC

báze

pár bazí

páteřcukr-fosfát

RNARNAribonukleová kyselinaribonukleová kyselina

DNADNAdeoxyribonukleová kyselinadeoxyribonukleová kyselina

Sekundární struktura nukleových kyselinSekundární struktura nukleových kyselin

Konformace DNA

Konformace DNA

větší žlábek

menší žlábek

Sekundární struktura

nukleových kyselin

Sekundární struktura

nukleových kyselin

Konformace DNA

Konformace DNA

Z-DNA

větší žlábek

menší žlábek

báze

cukr-fosfátová páteřZvýšení na

jeden závit 2.5 nm

Sekundární struktura nukleových kyselinSekundární struktura nukleových kyselin

A B ZVynutí pravotočivé pravotočivé levotočivéUmístění osy dvoušroubovice přes větší žlábek přes páry bází přes menší žlábekCelkový tvar krátká a široká dlouhá a tenká podlouhlá a tenkáVětší žlábek velmi úzký a hluboký široký a hluboký zploštělý na povrchu šířka 0,27 nm 1,17 nm 0,88 nm hloubka 1,35 nm 0,88 nm 0,37 nmMenší žlábek velmi široký a mělký úzký a hluboký velmi úzký a hluboký šířka 1,1 nm 0,57 nm 0,2 nm hloubka 0,28 nm 0,75 nm 1,38 nmZvýšení na pár bází 0,23 nm 0,34 nm 0,38 nmZvýšení na jeden závit 2,5 nm 3,4 nm 4,6 nmPočet bp na jeden závit 11 10,5 12Konformace glykozidové vazby anti anti anti u C / syn u GKonformace deoxyribózy C3´- endo C2´- endo C2´- endo u dC / C3´- endo u dG

Konformace DNA

2 nm

11 nm

30 nm

300 nm

700 nm

1400 nm

dsDNA

„beads-on-a-string“

30 nm chromatinové

vlákno

relaxovaná oblast

chromozómu

kondenzovaná oblast chromozómu

mitotický chromozóm

(korálky na niti)

Spiralizace DNASpiralizace DNA

Nukleozom

Histon H1DNA (146 + cca 60 bp)

Histonový oktamer

Spiralizace DNASpiralizace DNA

jádro

párované báze

dsDNA

chromozóm

chromatidy

teloméra

teloméra

histony

centroméra

Spiralizace DNASpiralizace DNA

chromatidy

oblast centroméry

Chromozóm

Chromozómduplikovaný

Délkový poměr:

chromozóm – DNA

1 – 50 000

Mitóza lidských chromozómůMitóza lidských chromozómůG – banding (trypsin/Giemsa)

KaryotypKaryotyp(G-banding)