N ükleik A sitlerin (DNA ve RNA) Yapıları

1. Nükleik Asitlerin (DNA ve RNA)Yapıları Dr Lülüfer Tamer Gümüş Sağlık Slaytları http://hastaneciyiz.blogspot.com

2. NÜKLEİK ASİTLER İlk defa, İsviçreli bir biyokimyacı olan FRİEDRİCH MİESCHER,1869 yılında akyuvarlar ve balıkların sperm hücrelerinden nükleik asitleri ayırmıştır. Ayrılan bu maddelerin, o zamana kadar hücrelerde bulunduğu bilinen maddelerden çok farklı olduğunu görmüştür. Asit özelliği gösteren bu maddelerde çok miktarda fosfor bulunmaktadır. Hücrenin çekirdeğinde bulundukları içinde bu maddelere nükleik asit (DNA ve RNA) adı verilmiştir

3. NÜKLEİK ASİTLERİN YAPISI • Nükleik asitler yüksek moleküler ağırlıklı polimerik bileşiklerdir. • Tam hidrolizleri ile baz (pirimidin-pürin), şeker ve fosforik asit oluşur. • Kısmi hidrolizle nükleozid ve nükleotidler oluşur.

4. Genetikbilgi akışı; Santral dogma hipotezi

5. Nükleus DNA(Deoksiribonükleik Asit) Kromozom Hücre Genler Deoksiriboz nukleik asid • DNA vücüttaki bütün proteinlerden sorumludur. • Her organizmada genetik bilgi kaynağı ve aktarıcısıdırlar. • Türler arası benzerlikgösterir, Şempanzeler ile 98 % aynı genlere sahibiz

6. DNA bir organizmadaki her hücredeki genetik bilgiyi içerdiği için genetik materyal olarak kabul edilmektedir • Fosfodiester bağları ile bağlı deoksiribonükleotid polimeridir • Zincir iskeleti fosfat, şeker ve bazları içerir. Deoksiribonükleotid yapısı

7. ÖZELLİKLERİ A T 1 . Çift iplikten oluşmuştur 2 . Nüklotid zincirleri birbir lerine zayıf Hidrojen bağları ile bağlanmıştır 3. Daima A karşısına T , G karşısına ise C gelir G C A T A-T eşleşmesi iki hidrojen bağına sahiptir G-C eşleşmesi üç hidrojen bağına sahiptir

8. Baz çiftleşmesi-Chargaff kuralı • Chargaff kuralı: çoğu organizmada DNA’daki G içeriği daima C’ye ve A içeriği de T’ye eşittir. • Bu durum G’nin C ile ve A’nın T ile eşleştiğini gösterir.

9. DNA’NIN KENDİNİ EŞLEMESİ DNA kendini eşlerken fermuar şeklinde açılır ve nükleotid parçaları YENİ ipliği oluştururlar. Böylece olay sonunda genetik şifrenin değiş mediği iki DNA oluşur bu olaya REPLİKASYON adı verilir. Bölünme öncesi bütün hücrelerde görülür REPLİKASYON

10. RNA • RNA (Ribonükleik Asit) fosfodiester bağları yoluyla bağlı ribonükleotid polimeridir. Ribonükleotid yapısı

11. RNA’nın YAPISI ve RNA ÇEŞİTLERİ ÖZELLİKLERİ 1.Tek zincirlidir. Kendini eşleyemez, DNA tarafından üretilir. 2.% 10 Çekirdekte % 90 Stoplazmadadır 3. m-RNA ,t-RNA ve r-RNA olmak üzere 3tiptir 4. Hücredeki oranı r-RNA >t-RNA > m-RNA 5. Ömrü en kısa olan mRNA A U C G

12. mRNA tRNA

13. BAZI RNA TİPLERİ 13

14. Nükleotid yapısı • Bir nükleotid: • Bir azotlu baz . Adenin, guanin, sitozin ya da timin (RNA’da timin yerine urasil) • Birbeş karbonlu şeker(Pentoz) • Bir ya da daha çok fosfat grubu

15. Halkasal 5-karbonlu şeker

16. Pürinler • DNA ve RNA iki pürine sahiptir: adenin (A) ve guanin (G).

17. Pirimidinler DNA’da iki pirimidin bulunur: sitozin (C), ve timin (T).

18. RNA’dada iki pirimidin bulunur, sitozin(C), ve urasil (U) (timin yerine).

19. Nükleozid; Şeker ve Baz b-N-glikosidik Şekerin ilk karbonu ve baz nitrojeni arasındaki bağ glikozidik bağdır

20. Başlıca Nükleozidler: N9 N1 DNA; deoksiriboz -N-glikosidik Pürinlerde N-9 Pirimidinlerde N-1

21. Nükleotid; Baz + Karbohidrat + Fosfat Pürin Pirimidin Riboz Deoksiriboz Nükleotidler; nükleozidlerin mono, di veya trifosfat esterleridir ve negatif yük sağlarlar

22. Ester Bağı Fosfat, pentozun 5. Karbonuna ester bağı ile

23. Nükleozid ve Nükleotidlerin İsimlendirilmesi

24. Adenin — adenozin — adenozin monofosfat AMP Karbon 5 Adenozin Karbon 3 Nitrojen 9 Karbon 1

25. Guanin — guanozin —guanozin monofosfat Guanin 1 3 Guanozin GMP

26. Sitozin — sitidin — sitidin fosfat CMP Sitidin 3 1

27. Timin —Timidin —Timidin monofosfat Timidin TMP

28. Urasil — Uridin —Uridin mono fosfat Üridin UMP

29. Mono, Di ve Tri Nükleotidler mono Tri Di

30. Nükleotidbağlantısı; fosfodiester bağıdır. • Nükleik asitlerdeki monomerler arası bağlanma bir birimdeki 5’ karbonu üzerindeki hidroksil grubu ve diğerinin 3’ hidroksiline bağlı fosfat grubu yoluyla olmaktadır

31. Nükleotidlerin özellikleri • Pürin ve pirimidin bazlarıhidrofobiktir ve hücrede nötral pH civarında suda çözünmez • Nükleotidler oldukça güçlü asitlerdir (fosfatın primer iyonizasyonu için pKa~1.0 ile).

32. Asidiktirler • Fosforik asit gruplarının protonları ayrışabilir, • Oluşan fosfat anyonları Mg++ve Ca ++ ile sıkı kompleksler oluşturur.

33. Bazlar tautomerik biçimleri (hidrojen atomları ve çift bağların yerlerinde değişim) arasında dönüşüm yeteneğine sahiptir.

34. Pürin ve pirimidin halkalarındaki konjuge çift bağ sistemi spektrumun ultraviyole bölgesine yakın alanda ışığı kuvvetle absorbe eder • Bu güçlü absorbans sıklıkla nükleik asitlerin kantitatif ölçümünde kullanılmaktadır. • DNA ve RNA 260nm’de ölçülebilmektedir Ribonükleotidlerin ultraviyole spektrumu. pH7.6

35. Siklik Nükleotidler • Nükleotid monofosfatın iki serbest hidroksil grubunun esterleşmesi ile siklik yapı oluşur.

36. Nükleozidlerin biyolojik işlevi • Genel olarak nükleozidler “ Adenozin“ hariç – • biyolojik işleve sahip değildir • Adenozin lokal hormon olarak etki eder: • Kas hücreleri adenozin salgılar. Damarlar genişler ve kan akımı, O2 ve besin taşınımı artar. • Kalp ritmini düzenler. • Uyku düzenlenmesinde yer alır.

37. Nükleotidlerin Fonksiyonları Nükleik asitlerin (DNA ve RNA ) aktif öncülleridirler. Metabolik düzenleyiciler olarak iş görürler (örneğin cAMP- hücre sinyal sisteminin aktivasyonu). Tüm hücrelerde başlıca enerji kaynağı olarak işlevleri vardır (ATP , GTP).

38. Adenozin Türevleri • Adenin nükleotidleri başlıca üç koenzimin bileşenidir: NAD, FAD veKoA. • ADP ve ATP • Oksidatif fosforilasyonda substrat ya da ürün • Serbest enerjinin başlıca dönüştürücüsü • 3’-5’-siklik adenozin monofosfat (cAMP) • Hücre içi sinyal iletiminde ikincil mesajcı • cAMP bağımlı protein kinaz aktivitesi • S-adenozilmetiyonin (SAM) • Metilasyon reaksiyonlarında metil donörü • Poliamin sentezinde propilamin kaynağı

39. Guanozin Türevleri • GDP ve GTP • Substrat düzeyinde fosforilasyon reaksiyonları • Adenilil siklaz aktivasyonu • Allosterik regülatör • Protein sentezinde enerji kaynağı • Siklik GMP (cGMP) • Hücre içi sinyal iletiminde ikincil mesajcı • cAMP’ye antagonist • NO ile artış

40. Hipoksantin Türevleri • Hipoksantin ribonükleotid (IMP) pürin ribonükleotidlerinin öncülü • AMP deaminasyonu ile artar • Defosforilasyonu ile inozine dönüşür

41. Urasil Türevleri • UDP-şeker türevleri; glukoz-1-fosfatın galaktoz-1-fosfata epimerizasyonuna katılır • UDP-glukoz; glikojen sentezinde glukoz vericisidir • UDP-şekerler; glikoprotein ve proteoglikanların sentezinde de şeker vericisidir • UDP-glukuronik asit; konjugasyon reaksiyonlarında glikozidik asit donörü (ör.bilirubin konjugasyonu).

42. Sitozin Türevleri • CTP fosfogliserit sentezinde gerekli • Seramid ve CDP-kolinle oluşan sfingomiyelin ve diğer sfingozin türevleri

43. Ribonukleotid ve deoksiribonükleotid fosfatlar (Nükleotidler) bütün hücreler için esansiyeldir DNA ve RNA sentezlenemez Protein sentezlenemez (CHO, Lipid, enzim, sinyal iletimi) Hücreler prolifere olamaz Çoğu metabolik hastalık etiyolojisinde nükleotid metabolizmasısorumludur.

44. Doğal olarak oluşan pürin türevleri

45. Sentetik Nükleotid Analogları • İki mekanizma ile nükleotid metabolizmasına etki ederler. • Nükleik asit sentezi için gerekli özgül enzimlerin inhibisyonu • Metabolitlerinin nükleik asitlere katılması ile baz çiftlerini etkileyerek bilginin doğru aktarılması

46. Sentetik Nükleotid Analogları; Tedavi amacı ile kullanılırlar • 5-fluoro ve 5-iodo urasil ya da deoksiuridin türevleri ->timin ya da timidin analogları • 6-thioguanin • 6-mercaptopurine • 5- veya 6-azauridin • 5- veya 6-azasitidin • 8-azaguanin Adenilosüksinaz ve IMP Dehdrogenaz inhibitörüdür. Azaserin; FGAMsentetazDiazonolösin; A.Imidazolsentetaz

47. Nükleik asitlerinin yapıları • Primer • Sekonder • Tersiyer

48. Nükleik asitlerin primer yapısı • Nükleotidler nükleik asitleri oluşturmak üzere 5’ ve 3’ karbon atomları arasında fosfodiester bağları aracılığıyla bağlanırlar C T A G T 3’ 3’ 3’ 3’ 3’ P P OH P P P 5’ 5’ 5’ 5’ 5’

49. Çok sayıda nükleotid birleştiğinde uzun tek zincirli polinükleotid ya da nükleik asit oluşur 5’ C-5 Riboz 3’

50. Nükleik asit primer yapısı • Nükleik asit primer yapısı nükleotidlerin dizisidir. 3’ 5’ Tek zincirli DNA’nın nükleotid dizisi