Biološke makromolekule

Παρουσίαση με θέμα: "Biološke makromolekule"— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 Biološke makromolekule
Nukleinske kisline

2 Nukleinske kisline vloga pri shranjevanju, prenašanju in izražanju genetske informacije: DNARNAproteinizgradba in delovanje celice 2 osnovni vrsti nukleinskih kislin: deoksiribonukleinska kislina (DNA) v kromosomih v celičnem jedru, pa tudi v mitohondrijih in kloroplastih ribonukleinska kislina (RNA); 3 vrste: ribosomska informacijska prenašalna

3 Nukleotidi Osnovna strukturna formula nukleotida – 3 enote:
dušikova baza (purinska ali pirimidinska) aldopentoza (riboza ali 2-deoksiriboza) 1, 2 ali 3 fosfatne skupine

4 Sestava nukleotidov aldopentozi v RNA in DNA:
vse dušikove baze v DNA in RNA izhajajo iz purina in pirimidina purin pirimidin

5 Osnovne baze v RNA in DNA
adenin (A) gvanin (G) citozin (C) uracil (U) Baze v DNA: timin (T) purini pirimidini

6 Manj pogoste baze

7 Nukleozidi iz purinske ali pirimidinske baze, ki je povezana z ogljikovim hidratom z N-glikozidno vezjo (kovalentna vez)

8 Poimenovanje nukleozidov in nukleotidov v DNA in RNA
Nukleotidi: v molekuli še fosfatna skupina, esterska vez na ribozo oz. deoksiribozo

9 Nukleozidi mnoge sintetične nukleozide uporabljajo za zdravljenje raka, AIDSa itd.

10 Najpomembnejši mononukleotidi
adenozin-5’-monofosfat (AMP) adenozin-5’-difosfat (ADP) adenozin-5’-trifosfat (ATP) Prenos energije: ATP + H2O ADP + Pi + energija Pi ... (HPO4)2-

11 Nukleotidi Številne različne biološke vloge: Biosinteza proteinov, NK
uridintrifosfat (UTP) citidintrifosfat (CTP) Regulacijska kaskada Celično signaliziranje: gvanozintrifosfat (GTP) ciklični AMP ciklični GMP UTP CTP

12 Številni koencimi in povezane spojine so derivati AMP
NAD... nikotinamidadenindinukleotid FAD...flavinadenindinukleotid CoA...koencim A

13 Nukleinske kisline povezava nukleotidov s fosfodiestersko povezavo: med 3’ C enega in 5’ C drugega nukleotida

14 Zapisovanje nukleinskih kislin
navpična črta = sladkor črka = baza

15 DNA približno 1 % suhe mase celice
naravna DNA: veliko število nukleotidov

16 Dvojna vijačnica DNA sekundarna struktura
dvojna vijačnica prevladujoča in vivo antiparalelni verigi Watson in Crick, 1953

17 Vodikove vezi med pari komplementarnih baz
adenin-timin (A-T), gvanin-citozin (G-C)

18 Struktura DNA β - veriga  - veriga

19 Poenostavljena shema podvojevanja dvojne vijačnice DNA
vsaka veriga služi kot matrica za izdelavo komplementarne hčerinske verige

20 Terciarna struktura DNA
linearna DNA krožna DNA sproščena dodatno zvita (ni tako stabilna, a zavzame manj prostora v celici) možna denaturacija (segrevanje na ˚C, kisline, baze, organska topila) in renaturacija DNA

21 RNA približno 5-10 % suhe mase celice
1. informacijska RNA (mRNA) – prenos sporočila za sintezo proteina od jedrne DNA do ribosomov, sinteza v jedru 2. prenašalna RNA (tRNA) – poveže se z AK in jo prinese na mesto sinteze proteina, majhne molekule 3. ribosomska RNA (rRNA) - v ribosomih, sinteza proteinov S...Svedberg, sedimentacijski količnik, ki je običajno sorazmeren z velikostjo molekule

22 Struktura RNA Razlike z DNA v primarni strukturi:
riboza  bolj občutljiva na hidrolizo uracil (ni timina) Razlike v sekundarni in terciarni strukturi: enoverižna več različnih strukturnih elementov

23 Struktura tRNA najmanjše vsaka AK ima najmanj eno ustrezno tRNA
tRNA za prenos Phe najmanjše vsaka AK ima najmanj eno ustrezno tRNA 74-93 nukleotidov več nenavadnih baz (kemijsko modificirane) sekundarna struktura oblika deteljice m1G...metilgvanozin m2G...dimetilgvanozin I...inozin m1I metilinozin ...psevdouridin

24 Struktura rRNA več vrst strukturnih elementov
veliko obsežnih področij dvojne vijačnice 3 prokariontske rRNA: 5 S, 16 S in 23 S

25 Ribocimi katalitična RNA (odkrita 1981, 1989 Nobelova nagrada)
ribonukleaza P (RNaza P): iz neaktivne pekurzorske molekule tRNA s hidrolitičnim razcepom fosfodiestrske vezi nastane običajna tRNA

26 Ribocimi samoizrezujoči introni RNA vloga: zorenje RNA

27 Ribocimi reakcije, ki jih lahko katalizira RNA:
cepitev in spajanje oligonukleotidnih substratov cepitev fosfodiestrskih vezi v DNA cepitev RNA na določenih mestih v sekvenci hidroliza estrov nastanek peptidnih vezi med AK kinetične značilnosti podobne kot pri proteinskih katalizatorjih vedno večja vloga v biokemiji, medicini

28 Kompleksi med NK in proteini
nadmolekulski kompleksi kompleksna struktura, določena biokemijska vloga virusi: iz NK (DNA ali RNA) in beljakovinskih podenot povprečna velikost: 100 nm bakteriofagi (fagi): specifični za bakterije, običajno DNA-virusi rastlinski virusi: npr. TMV (virus mozaika tobakovca) je RNA-virus živalski virusi: lahko zelo patogeni; retrovirusi: v gostitelju svojo RNA prepišejo v DNA

29 Virusi HIV (virus človeške imunske pomanjkljivosti), povzroča AIDS (sindrom pridobljene imunske pomanjkljivosti)

30 Kromosomi funkcionalne enote v jedru evkariontskih celic, kjer je spravljena DNA; različno število (človek 46) zvitki DNA in proteinov (histoni in nehistonski kromosomski proteini): npr. človek 2 m DNA v jedru premera 5 µm kromatin: nukleoproteinski kompleks nukleosomi: histoni oviti z DNA (človek: vsak kromosom cca 106 nukleosomov) nukleosomi zviti v kromatinska vlakna, ta pa naprej v kromatide