Nukleozidok, nukleotidok, nukleinsavak

Az előadások a következő témára: "Nukleozidok, nukleotidok, nukleinsavak"— Előadás másolata:

1 Nukleozidok, nukleotidok, nukleinsavak

2 Történeti háttér Savas karakterű anyagok a sejtmagból
DNS a sejtmag fő komponense F. Miescher (Svájc) CHROMO (szín) SZOMA (festék láthatóvá tétel) 1930 DNS molekulatömege kb Hammersten, Caspersson tisztított növényi vírusban is van Stanly (USA), Bawden(UK) 1940 első elektronmikroszkópos kép DNS pozitívan töltött fehérjék nukleotid összetétel E. Chargaff (USA) 1952 A. Todd 1953 kettős hélix J. O. Watson, F. H. C. Crick (UK) (N.d. 1962) 1958 DNS polimeráz I enzim (első DNS „készítő” enzim) 1960 RNS polimeráz; mRNS felfedezése 1964 tRNSAla szekvenálása R. Holley (USA) 1966 genetikai kód megfejtése 1970 DNS hasító enzim (restrikciós) felfedezése 1973 DNS fragmensek beépítése plazmidba E. coli „Androméda-törzs” 1975 RNS kromoszóma szekvenálása; M52 fág (3 fehérje) 1977 GENENTECH 1978 somatostatin-az első emberi hormon-rekombináns technológiával Nobel-díj: restrikciós enzimek 1979 malignus sejtből származó DNS-sel „fertőzni” lehet egészséges sejtvonalat

3 1980. Nobel-díj: DNS szekvenálás; rekombináns DNS szintézis. F
1980 Nobel-díj: DNS szekvenálás; rekombináns DNS szintézis F. Sanger; W. Gilbert humán inzulin (DNS technológia) a piacon (humulin) -első onkogének izolálása, expresszálása, szekvenálása (egy aminosav különbség) 1983 DNS a l baktérium fágból ( bázispár) 1988 HUMAN GENOM projekt elfogadása (USA Kongresszus) kb 3 x 109 bázispár 3 milliárd USD 1 USD/ bázispár 1968 védett nukleotidok összekapcsolása (A. Todd, Khorana) Felosztás Nukleotid koenzim ADP, ATP NAD FAD Co-A UDP-cukrok RNS Ms: plazma vírusok lánchossz:> 3x103 DNS Ms: sejtmag vírusok lánchossz: > 107 Súly% 0, db/sejt 1,2x rRNS: 6x104 tRNS: 4x mRNS: 103 fajta E. coli

4 timin R= -CH3 (T) R= -H (U)(C)
A nukleinsavak primer szerkezete - szénhidrát-foszfát – heterociklusos bázis n 1. Szénhidrát: monoszacharid, aldopentóz b-D-ribóz (RNS), b-D-2-dezoxiribóz (DNS) 1 1 D-2-dezoxiribóz b-D-2-dezoxiribóz 2. Heterociklusos bázis 7 1 1 1 e 5 1 a 3 b 3 c 9 citozin (C) timin R= -CH3 (T) R= -H (U)(C) adenin (A) guanin (G) pirimidin purin (pirimidin(d)imidazol)

5 Amino-imino tautoméria
Keto-enol tautoméria guanin vagy timin keto enol Amino-imino tautoméria citozin adenin

6 3. Nukleozid – (N-glikozid)
dezoxicitidin dezoxitimidin dezoxiadenozin dezoxiguanozin b-N-glikozid

7 foszforsav (ortofoszforsav)
Foszforsavak foszforsav (ortofoszforsav) monoészter foszfodiészter - lineáris - ciklusos 160 oC >300 oC metafoszforsav difoszforsav trifoszforsav difoszforsav-észter trifoszforsav-észter

8 4. Nukleotid – (3’,5’-diészter)
észter (primer OH) 5’-vég 5’ 5’ 3’ 3’ 3’-hidroxi észter (szekunder OH) 5’ 5’-foszfát 5’ 3’ 3’ 3’-vég

9 Ribonukleotidok ionizációs állandói (pK)
Bázis Szekunder foszfát Primer foszfát Adenozin - 5’-foszfát (5’-AMP) * 3,8 6,1 0,9 Uridin - 5’- foszfát (5’-UMP) 9,5 6,4 1,0 Citidin - 5’- foszfát (5’-CMP) 4,5 6,3 0,8 Guanin - 5’- foszfát (5’-GMP) 2,4, 9,4 0,7 * 5’-AMP (vagy 5’-rAMP) jelentése : ribonukleotid. 5’-dAMP jelentése : deoxiribonukleotid (deoxinukleotid).

10 A polinukleotid lánc primer szerkezete
5’-vég felé timin adenin pK=3,8 pK=4,5 citozin guanin pK=2, ,4 3’-vég felé

11 A kettős polinukleotid lánc primer szerkezete

12 Z’ A’ Z A B C csó csó (RNA) 72% EtOH in low salt 50% EtOH
Minimal salt (not Li2+) 0.7 M MgCl2 or 2.5 M NaCl B C Higher retained salt 3’M Lower humidity in fibres Higher salt solutions

13 Watson, 1928 Crick, 1916 Francis Crick, 1916-2004
James D. Watson, 1928- Watson, 1928 Crick, 1916

14 A nukleinsavak térszerkezete
A 2-dezoxi-D-ribóz téralkata (A gyűrű síkja fölötti C atom szerint) 0,5 Å c2’-endo c3’-endo

15 A b-glikozidkötéshez kapcsolódó konformerek

16 A, B és Z típusú DNS jellemzői
Hélix irány Right-handed Left-handed Bázispár per kanyar 11 10 12 (6 dimers) Menetemelkedés 2.55 3.4 3.7 Helix pitch 28 34 45 Base pair tilt 20 degrees 6 degrees 7 degrees Rotation per residues 33 degrees 36 degrees -60 degrees (per dimer) Glikozid konformáció Dezoxicitidin Anti Dezoxiguanozin Syn Szénhidrát konformáció C-3’-endo C-2’-endo

17

18

19 A-DNS B-DNS

20 A-DNS B-DNS

21 B-DNS Z-DNS

22 DNS hő-denaturáció

23 A DNS-től a kromoszómáig

24 Egy kromoszóma és...

25

26 Az RNS

27 mRNS másodlagos szerkezete

28 tRNS másodlagos szerkezete
(75-95 nukleotid) tRNSAla (Holley , N.d. 1968)

29 tRNS térszerkezete Aminosav kapcsolódása A. Rich, A. Klug (1974)

30 tRNS bioszintézise intron 10 % módosított bázis

31 tRNS – aminosav szintézise
(P. Zamencik, M. Hoogland, 1957) 1. Aminoacil-adenilát (AMP) keletkezése P.Zamencik, M. Hoogland (1957)

32 2. Aminoacil-tRNS keletkezése

33 Nukleozid hatóanyagok
dezoxiguanozin acyclovir dezoxiadenozin ganclovir zidovudine dezoxitimidin

34 tRNS – aminosav