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)