1 / 59

Nukleotīdi un nukleīnskābes

Nukleotīdi un nukleīnskābes. GA CT. Nukleotīdi. Sastāv no pentozes cukura, bāzes un fosfāta Cukurs var būt riboze vai dezoksiriboze Bāze var būt purīna vai pirimidīna tipa Cukurs ar bāzi veido N- β -glikozīdisko saiti. Purīna vai pirimidīna bāze. N- β -glikozīdiskā saite.

hova
Download Presentation

Nukleotīdi un nukleīnskābes

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript


  1. Nukleotīdi un nukleīnskābes GA CT

  2. Nukleotīdi • Sastāv no pentozes cukura, bāzes un fosfāta • Cukurs var būt riboze vai dezoksiriboze • Bāze var būt purīna vai pirimidīna tipa • Cukurs ar bāzi veido N-β-glikozīdisko saiti Purīna vai pirimidīna bāze N-β-glikozīdiskā saite 1-3 fosfāta grupas Pentoze

  3. Pentozes izomerizācija Cikliskā forma (β-furanoze) Aldehīda forma Visos nukleotīdos riboze un dezoksiriboze ir β-furanozes formā

  4. Pirimidīns un purīns Pirimidīns Purīns Heterocikliski, aromātiski savienojumi Nukleotīdu bāzes ir pirimidīna un purīna atvasinājumi

  5. Purīni Guanīns Adenīns

  6. Pirimidīni Timīns (tikai DNS) Citozīns Uracils (tikai RNS)

  7. Nukleotīdi un nukleozīdi • Nukleozīds ir nukleotīds bez fosfāta atlikuma Adenozīns (nukleozīds) Adenilāts (nukleotīds)

  8. Ribonukleotīdi A G U C adenilāts guanilāts uridilāts citidilāts (adenozīna (guanozīna (uridīna (citidīna 5’ monofosfāts ) 5’ monofosfāts ) 5’ monofosfāts ) 5’ monofosfāts ) AMP GMP UMP CMP

  9. Dezoksiribonukleotīdi dA dG dT dC dezoksiadenilāts dezoksiguanilāts dezoksitimidilāts dezoksicitidilāts (dezoksiadenozīna ( dezoksiguanozīna (dezoksitimidīna (dezoksicitidīna 5’ monofosfāts ) 5’ monofosfāts ) 5’ monofosfāts ) 5’ monofosfāts ) dAMP dGMP dTMP dCMP

  10. Bāzu, nukleotīdu un nukleozīdu nosaukumi • Atbilstošo dezoksiribozes atvasinājumu nosaukumus darina, pievienojot priedēklidezoksi-, piem. dezoksiadenozīns, dezoksiadenilāts • Ja nukleotīds ir ar divām vai trīs fosfātu grupām, monofosfāta vietā atbilstoši raksta di- vai tri- fosfāts. • Ja iet runa par 5’ fosfātiem, to var īpaši neuzsvērt, bet, ja fosfāta grupa ir pie 3’ C atoma (dabā reti sastopami), tas obligāti jānorāda.

  11. Adenīns Adenozīns Adenilāts, adenozīna monofosfāts, AMP (latv. AMF) Adenozīna difosfāts, ADP (ADF) Adenozīna trifosfāts, ATP (ATF)

  12. Fosfodiestersaites veidošanās (Polinukleotīds) ‘ ‘ ‘ ‘ brīva 3’hidroksilgrupa polinukleotīdu ķēdes galā ‘ ‘ ‘ nukleozīdtrifosfāts

  13. Fosfodiestersaites veidošanās (Polinukleotīds) ‘ 5’-gals ‘ jauna fosfodiestersaite ‘ ‘ 3’-gals pirofosfāts

  14. Nukleīnskābēs nukleotīdus savienofosfodiestera saite

  15. Kāpēc RNS ir nestabilāka par DNS? 2’hidroksilgrupa var savienoties ar blakus esošo fosfātu, šķeļot RNS un veidojot ciklisku starpproduktu

  16. DNS dubultspirāle

  17. Pieminekļi DNS dubultspirālei

  18. Bāzu pāru veidošanās

  19. Bāzu pāru veidošanās – puskonservatīvās DNS replikācijas pamats

  20. DNS dubultspirāle Mažorā iedobe Minorā iedobe

  21. Kāpēc veidojas dubultspirāle? • Dubultspirāles veidošanā galvenā nozīme ir (1) H saitēm starp abu pavedienu bāzēm un (2) aromātiskajām mijiedarbībām starp viena pavediena bāzēm • Aromātiskie gredzeni viens virs otra novietojas ar nobīdi • Rezultātā veidojas spirāle Skats no sāniem Skats no gala H-saites aromātiskās mijiedarbības

  22. DNS dubultspirāles A, B un Z formas

  23. Ribozes gredzena konformācijas • Viens no 5 ribozes cikla atomiem ir ārpus pārējo 4 atomu veidotās plaknes • Izvirzītais atoms var būt tajā pašā plaknes pusē, kā 5’ oglekļa atoms («endo» konformācija) vai pretējā pusē («exo» konformācija) • Visbiežāk sastopamās ir 3’-endo un 2’-endo konformācijas

  24. Syn- un anti- konformācijas • Purīniem (A un G) ir iespējami divi stabili konformēri, kas rodas, bāzei rotējot ap glikozīdisko saiti • Syn-konformēri ir sastopami Z formas DNS purīniem • Pirimidīniem bāzes skābekļa atoms syn-konformācijā būtu pārāk tuvu ribozes ciklam, tāpēc T un C veido tikai anti-konformāciju Skābekļa atoms neļauj veidoties syn- konformācijai

  25. Palindromi • dsDNS sekvences ar otrās kārtas simetrijas asi • No abiem 5’(vai abiem 3’) galiem «lasās» vienādi • Analoģija ar valodas palindromiem, piem «smukums» un ambigrammām 2

  26. Vienpavediena DNS vai RNS ar palindromisku sekvenci var veidot matadatas struktūru

  27. Divpavediena DNS ar palindroma sekvenci var veidot krusta formu

  28. RNS struktūras • Veidojas no vienpavediena RNS • Var salocīties proteīniem līdzīgās, globulārās struktūrās • Ietver vienpavediena, divpavediena un cilpu rajonus • Var saturēt ne-Vatsona-Krika H-saites • Strukturāli daudzveidīgākas par DNS • Analoģiski proteīniem, izdala RNS otrējo un trešējo struktūru • Otrējā struktūra – bāzu pāri • Trešējā struktūra – RNS telpiskā struktūra

  29. RNS otrējās struktūras elementi Matadatas cilpa Iekšējā cilpa Vienpavediena rajoni Izspiedums G-U bāzu pāris

  30. G-U bāzu pāri • Atšķirībā no DNS, RNS var veidot G-U bāzu pārus • G-U bāzu pāri veidojas tikai RNS foldinga rezultātā, un tos nevar veidot RNS polimerāze • G-U bāzu pārus atzīmē ar punktu starp G un U (G●U) • G-U bāzu pāri ir ar vājāku enerģiju, nekā A-U bāzu pāri, jo mijiedarbību ģeometrija nav optimāla

  31. tRNS otrējā un trešējā struktūra

  32. Proteīnu – DNS mijiedarbības

  33. DNS minorā un mažorā iedobe (rieva)

  34. Iespējamās mijiedarbības mažorajā un minorajā iedobē

  35. Pieejamās nukleotīdu bāzu ķīmiskās grupas DNS iedobēs – shematisks attēls H-saites akceptors • Mažorajā iedobē var atšķirt visus 4 nukleotīdus • Minorajā iedobē var atšķirt tikai GC un AT bāzu pārus (bet ne GC no CG vai AT no TA) • Minorā iedobe ir daudz šaurāka, tāpēc grūtāk pieejama proteīniem • Lielākā daļa DNS specifisko proteīnu piesaistās mažorajā iedobē H-saites donors H atoms metilgrupa

  36. Spirāles-pagrieziena-spirāles DNS piesaistīšanās motīvs • Visbiežāk sastopamais DNS piesaistīšanās motīvs prokariotos; sastopams daudzos transkripcijas aktivatoros • Viena no α spirālēm - DNS atpazīšanas spirāle ieguļas DNS mažorajā iedobē • Spirāles-pagrieziena-spirāles proteīni bieži ir dimēri • Kāpēc dimēri? • Dimērs pie DNS piesaistas stiprāk par monomēru • Izmainot attālumu starp monomēriem, dimēra aktivitāti var viegli ieslēgt/izslēgt

  37. Spirāles-pagreziena-spirālesdimēriska proteīna aktivēšana/inaktivēšana • Ligands izmaina DNS piesaistīšanās spirāļu savstarpējo novietojumu, tā ka dimērs vairs nevar piesaistīties (attēlā) • Vai arī otrādi – ligands izmaina spirāļu novietojumu tā, ka dimērs var piesaistīties (ligands)

  38. Spirāles-pagrieziena-spirāles proteīnu piesaistīšanās pie DNS specifiskums • 1. Nespecifiskās mijiedarbības ar DNS fosfātiem stabilizē kompleksu • 2. Mijiedarbības ar nukleotīdu bāzēm ir DNS sekvences specifiskas

  39. Homeodomēni • 60 atlikumu garas sekvences, kas veido DNS mijiedarbības domēnus daudzos transkripcijas faktoros • Sastāv no 3 α spirālēm, 2 no kurām ir novietotas līdzīgi, kā spirāles-pagrieziena-spirāles motīvā • Pirmo reizi identificēti drozofilās, kur mutantie homeodomēni izraisīja t.s. homeotiskās transformācijas – piemēram, kāju augšanu antenu vietā

  40. Drozofilu antennapedia mutants

  41. Antennapedia homeodomēna proteīna piesaistīšanās DNS mažorajā un minorajā iedobē • Mažorajā iedobē piesaistās α spirāle • Minorajā iedobē piesaistās cilpas rajons

  42. H. sapienstranskripciju regulējošā proteīna Oct-1 POU rajona piesaistīšanās pie DNS Homeodomēni var darboties tandēmos

  43. Cinka pirksti (ZNF) • C2H2irklasiskais cinka pirksts ar diviem cisteīnim un diviem histidīniem, kuri piesaistās pie cinka jona • Ar DNS mijiedarbojas galvenokārt α spirāle • Citi mononukleārie cinka pirksti satur 3 vai 4 cisteīnus. To 3-D struktūra ir diezgan atšķirīga no C2H2 tipa un tie nesatur β-virknes.

  44. ZNF kā multidomēnu proteīnu sastāvdaļa • DNS piesaistīšanās proteīni var saturēt 1-60 ZNF domēnus un citus domēnus Represija Znf Znf Znf Znf Znf Aktivācija Piemērs: H. sapiens GL1 proteīns satur 5 ZNF domēnus un vēl citus domēnus. Tikai 4 ZNF domēni piesaistas pie DNS

  45. Binukleārs ZNF Saccharomyces GAL4 proteīnā • Binukleārie ZNF domēni satur 2 Zn jonus un 6 Cys/His atlikumus

More Related