Nukleotidok, nukleinsavak

Nukleotidok A nukleotidok sokoldalú szerepet játszanak a biológiai folyamatokban: 1. A DNS és RNS prekurzorai 2. Energiaközvetítők (pl. ATP) 3. Regulációs molekulák (pl. cAMP, cGMP) 4. Koenzim komponensek (pl. NAD, FAD, CoA) 5. Származékaik a szénhidrát- és lipidanyagcsere intermedierjei (pl. UDP- glükóz , CDP- diacil- glicerol)

A nukleotidok szerkezete • heterociklusos bázis /Purin vagy Pirimidin. A pirimidingyűrű planáris (egy síkban helyezkedik el), a purinváz kissé hajlott./ pentóz /ribóz vagy dezoxiribóz/ foszforsav

A bázis - N – glikozidkötéssel kapcsolódik a pentóz 1 A bázis - N – glikozidkötéssel kapcsolódik a pentóz 1. C-atomjához, a foszfát pedig észterkötéssel a pentóz 5. C-atomjához. A bázisok legfontosabb reakciói → A pirimidin bázisoknál fontos a tautomer (laktim és laktám) átalakulás: A laktám formában található nitrogénen szubszituálható hidrogén a feltétele a cukorrészhez való kapcsolódásnak. • UV fény hatására két T gyűrű összekapcsolódik → a DNS irreverzibilisen károsodik (Ez az egyik alapja az UV fény baktériumölő hatásának). A C spontán dezaminálódása során U keletkezik /javító mechanizmusok korrigálhatják/ Aromás jellegük miatt UV tartományban fényelnyelésük van

A mononukleotidok legfontosabb képviselői 1. ATP 2. cAMP 3. koA 4. FMN (flavin-mononukleotid)

ATP Animáció

cAMP • Második hírvivő (second messenger)

koA acetilcsoport szállítása

FMN (flavin-mononukleotid)

Dinukleotidok 1. NAD(P) NAD+ , NADP+ Hidrogénszállító koenzimek A NAD(P)+ hidrogénkötése: NAD(P)+ 2H  NAD(P)H + H+ A NAD(P)+ redukciójakor az aromás gyűrű kinoidális formává alakul, melynek 340 nm hullámhosszon maximuma van.→ A NAD+ -dal ill. NADP+ -val működő enzimek által katalizált reakció spektrofotometriás úton való követésére van lehetőség. 2. FAD Flavin-adenin-dinukleotid / Adenozin két foszfáton keresztül kapcsolódik a riboflavinhoz (B2 vitamin)/ D-ribitol+6,7 dimetil-izoalloxazin (FMN+AMP)

Nukleinsavak /polinukleotidok/ DNS, RNS Közös tulajdonságok nukleotidokból épülnek fel foszfátdiészter kötéssel kapcsolódnak egymáshoz (5’ OH a másik 3’ OH-jával) nem tartalmaznak elágazásokat az 1. nukleotid az, amelynek az 5’ OH-ja foszforilált a láncvégi /utolsó/ nukleotid 3’ OH-ja szabad Különbségek DNS: A, G, C, T, dezoxiribóz RNS: A, G, C, U – csak az RNS-ben, ribóz DNS: rendezett RNS: nem teljes hosszában rendezett

A DNS főbb jellegzetességei jobbmenetes (B- DNS) a két szál antiparalel A és T között két hidrogénhíd-, G és C között három hidrogénhíd kötés alakul ki. 1 menet magassága: 3,4 nm 1 meneten belül 10 bázispár található típusai B-, A-, Z- DNS - B-DNS jobbmenetes, Watson-Crick modell /vizes közegben/ - A-DNS dehidratálva jobbmenetes marad, de vastagszik és rövidül - Z-DNS balmenetes • palindrom szekvenciák (restrikciós endonukleázok itt hasítanak) Animáció

A nukleinsavakat bontó enzimek A nukleinsavakat bontó enzimek a nukleázok /(dezoxi)ribonukleázok/ →foszfodiészter kötést hasítanak Exonukleázok –a végső (foszfodiészter) kötéseket hasítják • a típusú nukleázok a 3’ OH-csoportot teszik szabaddá • b típusú nukleázok a 5’ OH-csoportot teszik szabaddá Endonukleázok – a végtől távolabb lévő kötéseket hasítják. → specifikus csoportjai a restrikciós endonukleázok • I. típusú endonukleáz: nukleáz aktivitás és metilezés a saját DNS-t metilezik • II. típusú endonukleáz: a kettős szálú DNS-t palindrom szekvenciánál hasítják

A DNS szerkezet stabilizálásában fontosak: - a bázisok közötti H-hidak - a bázisok közötti apoláros kölcsönhatások A két szálat összetartó erők megbonthatók: - pH változtatásával - szerves oldószerekkel - hő hatására az apoláros oldalláncok poláros környezetbe kerülnek → fényelnyelés megnő /hiperkróm hatás/ A DNS „megolvad” / az olvadáspont függ a bázisössze- tételtől; G+C aránnyal nő (3H-híd kötés miatt) - pH-tól - ionerősségtől A DNS az eukariota sejtekben hiszton fehérjékhez kötődik → szupercsavart szerkezet alakul ki.

RNS- típusai mRNS tRNS rRNS Animáció