3. Puriinide biosüntees algab riboos-5-fosfaadi aktiveerimisega ATP molekulist pärineva PP i abil. Tekkiv 5- fosforibosüülpürofosfaat on sünteesi limiteerivaks aineks, mille juurde aste-astmelt sünteesitakse heterotsükliliste ringide struktuurid. 4. Analüüsige puriinnukleotiidide de novo sünteesi skeemi ja selgitage, a) milline ühend on AMP ja GMP sünteesi ühine prekursor IMP (inosiin-5`-monofosfaat) b) millistelt aminohapetelt pärinevad puriinide heterotsüklite neli N aatomit aspartaadilt, glutamiinilt ja glütsiinilt c) mis põhjusel on protsess energeetiliselt väga kulukas sünteesis on 5 etappi, mille käigus kasutatakse ära ATPd. 5. Puriinnukleotiidide "säästev" süntees lähtub vabadest puriinalustest ja PRPP-st. a) Deshifreerige viimane ühend ja kirjutage selle struktuur 5-fosforibosüülpürofosfaat O O P O CH2 O OH
DNA koostisesse kuulub suhkur, millel OH on asendunud H-ga. Samuti on see viie lüliline suhkur. Pentoos. 3. Joonistage DNA ahelas nukleotiidijääke ühendav keemiline side (ka RNA kohta). 4. Kas DNA on füsioloogilise pH juures: a) laenguta b) positiivse laenguga c) negatiivse laenguga 5. Milline nukleotiid on kujutatud joonisel, kas ta kuulub DNA või RNA koostisesse (kõik neli NMP-d ja neli dNMP-d)? Joonisel on kujutatud guanosiin-5-monofosfaat. Kuulub DNA koostisesse. 6. Kas joonisel toodud nukleotiidis esineb puriin või pürimidiin lämmastikalus? (kokku 5 erinevat). Joonisel esineb pürimidiin lämmastikalus. Puriin on suurem molekul. 7. Kas nukleotiidides on lämmastikalus suhkrujäägi külge ühendatud: Lämmastikalus on nukleotiidides suhkrujäägi külge ühendatud glükosiidse sidemega. 8. Nimetage üks adenosiinil põhinev kofaktor? Koensüüm A ehk CoA 9
replikatsioonil tekkiv viga on umbes 1 nukleotiid 109 nukleotiidi kohta – see teeb 3 nukleotiidi inimese genoomi kohta ühes rakujagunemises. DNA replikatsiooni biokeemia Iga vanemahela (matriitsahela) kohta sünteesitakse uus komplementaarne ahel. Sünteesi käigus lisatakse desoksüribonukleosiid trifosfaate, lühendatult dATP, dGTP, dCTP ja dTTP. Lisamise käigus lõigatakse ära 2 fosforhappe jääki ja DNA ahelasse liitub desoksüribonukleosiid monofosfaat, lühendatult dAMP, dGMP, dCTP ja dTMP. Süntees on 5’-˃3’ suunaline. Replikatsiooni käigus lisatakse üks nukleotiid korraga. Uue nukleotiidi suhkrujäägi 5’ otsa liidetakse eelmise nukleotiidi 3’ otsaga fosfaatjäägi kaudu. DNA replikatsioon on poolkonservatiivne Poolkonservatiivne- tähendab, et replikatsiooni käigus sünteesitakse (kopeeritakse) mõlema vanemahela pealt uus komplementaarne tütarahel. DNA replikatsiooniks on vaja DNA ahelad teineteisest lahutada:
inhibeerib teatud geenide transkriptsiooni Tulemusena muutub vastava geeni poolt kodeeritava valgu hulk rakus Sekundaarsete signaalmolekulide (second messenger) süntees Hormoon interakteerub märklaudraku plasmamembraanis paikneva valgulise retseptoriga Hormooni seostumine indutseerib retseptoris konformatsioonilise muutuse mille tagajärjel aktiveeritakse sekundaarse signaalmolekuli sünteesi katalüüsiv ensüüm Sekundaarsed signaalmolekulid on näiteks: adenosiin 3`,5`-monofosfaat ehk tsükliline AMP ehk cAMP 1,2-diatsüülglütserool inositool-1,4,5-trisfosfaat Sekundaarne signaalmolekul aktiveerib proteiin kinaase Proteiin kinaasid fosforüleerivad märklaudensüümi Metaboolne vastus Signaaliülekande süsteem on modulaarne Retseptor Vahendaja (transducer) Efektor Glükogenolüüsi stimulatsioon maksarakkudes hormoon glükagooni poolt Retseptor transmembraanne valk Vahendaja G-valk Efektor adenülaadi tsüklaas
7metüülguaniin 4tiouratsiil Nukleosiidid suhkruga on N Nukleotiidid nukleosiidide glükosiidse sideme kaudu monofosfaatestrid ühendatud lämmastikalus Nukleosiidide ja nukleotiidide nimetuste moodustamisel lähtutakse lämmastikaluste nimedest Adeniin (Nalus) Adenosiin (Nukleosiid) Adenosiin monofosfaat (nukleotiid, adenosiini monofosfaatester) desoksünukleosiid desoksüadenosiin difosfaat, trifosfaat adenosiin 5´difosfaat esterifitseeritud OH on 5´ positsioonis kui ei ole spetsiifiliselt näidatud Lämmastikalus nukleosiid Adeniin adenosiin Guaniin guanosiin Tsütosiin tsütidiin Tümiin tümidiin
erutus edastatakse raku sisemusse) või raku sees (rakusisesed retseptorid hormoon läbib rakumembraani ja seondub retseptoriga, mis asub kas tsütoplasmas või efektorraku tuumas). (vt joonist ÕIS-is). Pärast retseptoriga seondumist käivitub mingi iseloomulik funktsioon vastavale rakule. Selle käigus vabaneb rakus teisane virgats ehk sekundaarne messanger (hormoon ise esmane virgats). Teisaseid virgatseid on erinevaid; vahendavad erinevaid protsesse. Nt tsükliline AMP; tsõkliline monofosfaat; tsükliline guanosiinmonofosfaat (cGMP); IP3 – nende sekundaarsete virgatsite vahendusele käivitub rakule omane reaktioon. Näärme hüpo- ja hüperfunktsioon Näärme hüpofunktsioon – näärme alatalitlus; olukord, kus hormooni produtseeritakse liiga vähe; ilmnevad puudulikkuse nähud; ainevahetus aeglasem, tekib naha alla tursekude, väiksemad vaimsed võimed, kergem väsimine Näärme hüperfunktsioon – näärme ületalitlus; olukord, kus hormooni
lülitada nad uuesti nukleotiidide sünteesi. Puriinide ja pürimidiinide sünteesi erinevused: pürimidiine ei sünteesita nukleotiidide derivaatidena. Pürimidiinide puhul sünteesitakse lämmastikalus enne kui lisatakse riboos-5-fosfaat. Pürimidiinringi kõik 4 C ja 2 N aatomit pärinevad karbamoüül-P ja aspartaadist. 2. Puriini ringsüsteem ehitatakse üles riboos-5-P baasil. IMP insuliin-5'-monofosfaat, tema baasil sünteesitakse AMP ja GMP. Sünteesis kasutatavad aminohapped: Glu, Gly, Gln, Asp. AMP süntees: (1) 6-O asendamine aspartaadiga (2) fumaraadi mittehüdrolüütiline eraldamine. GMP süntees: (1) oksüdatsioon C2 juures (2) Amiidi-N ülekanne glutamiinilt. 3. Puriinide 'säästmine' reaktsioone katalüüsivad fosforibosüültransferaasid. Pürofosfotaasid hüdrolüüsivad PP i, muutes sellega vabaneva energia arvel reaktsioonid pöördumatuks
Üldstruktuurid: Lämmastikalused Pürimidiinid Puriinid - Tsütosiin - Adeniin - Uratsiil - Guaniin - Tümiin 3. Kirjutage a) nukleosiidi b) nukleotiidi struktuurivalemid (lämmastikalus vabalt valida) ja andke nende nimetused. Iseloomustage komponente ühendavaid sidemeid. a) Nukleosiid = lämmastikalus + suhkur ,N(1',1) glükosiidside Tsüstidiin b) Nukleotiidid = lämmastikalus + suhkur + 1-3 fosforüüli Uridiin-5'-monofosfaat, UMP (uridüülhape) 4. Kirjutage järgmise koostisega nukleosiidide ja nukeosiidmonofosfaatide struktuurid a) puriinalus - desoksüriboos b) pürimidiinalus riboos-5'-fosfaat a) Desoksüadenosiin b) Tsütidiin-5'-monofosfaat 5. Andke nimetused skemaatiliselt esitatud nukleosiididele ja nukleotiidile. a) desoksüadenosiin b) tümidiin c) desoksüguanosiindifosfaat 6. Skitseerige nukleiinhappe ahela (= polünukleotiidahela) lõik ja näidake
desoksüribonukleaas 5.3. Omadused omavad laengut (raku pH juures). Tänu P-happele negatiivne; NH lahus on viskoosne, mis on tingitud nende ühendite suurest molekulmassist. NH denatureeruvad st kaotavad oma kõrgemat järku struktuuritasemed; NH on omane väga kitsas neeldumismaksimum Uv piirkonnas. Nukleotiidide erijuhud: Nukleotiinhapetesse kuuluvad sellised nukleotiidid, kus on 1 fosforhappejääk monofosfaat. Nukleotiidid võivad siduda ka rohkem kui 1 fosforhappejääki, muutudes trifosfaatideks (ATP). ATP on universaalne energiasalvesti (mitte allikas!), mis sisaldab 2 makroergilist sidet ja kummagi hüdrolüüsil vabaneb 40 kJ energiat. Monofosfaatses vormis võib ATP olla nukleiinhappele ehitusüksuseks (tsükliline adenosiinmonofosfaat e cAMP). Orgaanilised ühendid
desoksüribonukleaas 5.3. Omadused omavad laengut (raku pH juures). Tänu P-happele negatiivne; NH lahus on viskoosne, mis on tingitud nende ühendite suurest molekulmassist. NH denatureeruvad st kaotavad oma kõrgemat järku struktuuritasemed; NH on omane väga kitsas neeldumismaksimum Uv piirkonnas. Nukleotiidide erijuhud: Nukleotiinhapetesse kuuluvad sellised nukleotiidid, kus on 1 fosforhappejääk – monofosfaat. Nukleotiidid võivad siduda ka rohkem kui 1 fosforhappejääki, muutudes trifosfaatideks (ATP). ATP on universaalne energiasalvesti (mitte allikas!), mis sisaldab 2 makroergilist sidet ja kummagi hüdrolüüsil vabaneb 40 kJ energiat. Monofosfaatses vormis võib ATP olla nukleiinhappele ehitusüksuseks (tsükliline adenosiinmonofosfaat e cAMP). Orgaanilised ühendid
desoksüribonukleaas 5.3. Omadused omavad laengut (raku pH juures). Tänu P-happele negatiivne; NH lahus on viskoosne, mis on tingitud nende ühendite suurest molekulmassist. NH denatureeruvad st kaotavad oma kõrgemat järku struktuuritasemed; NH on omane väga kitsas neeldumismaksimum Uv piirkonnas. Nukleotiidide erijuhud: Nukleotiinhapetesse kuuluvad sellised nukleotiidid, kus on 1 fosforhappejääk monofosfaat. Nukleotiidid võivad siduda ka rohkem kui 1 fosforhappejääki, muutudes trifosfaatideks (ATP). ATP on universaalne energiasalvesti (mitte allikas!), mis sisaldab 2 makroergilist sidet ja kummagi hüdrolüüsil vabaneb 40 kJ energiat. Monofosfaatses vormis võib ATP olla nukleiinhappele ehitusüksuseks (tsükliline adenosiinmonofosfaat e cAMP). Orgaanilised ühendid
(desoksüriboos) (riboos) 3. Joonistage DNA ahelas nukleotiidijääke ühendav keemiline side (ka RNA kohta). pildil RNA, DNA ka ühendatud fosfodiester sideme kaudu. 4. Kas DNA on füsioloogilise pH juures: a) laenguta b) positiivse laenguga c) negatiivse laenguga 5. Milline nukleotiid on kujutatud joonisel, kas ta kuulub DNA või RNA koostisesse (kõik neli NMP-d ja neli dNMP-d)? Guanosiin( 5´monofosfaat.) DNA koostises. 6. Kas joonisel toodud nukleotiidis esineb puriin või pürimidiin lämmastikalus? (kokku 5 erinevat). Pürimidiin; tsütosiin adeniin(püriin) guaniin(püriin) tümiin(pürimidiin) Urasiil(pürimidiin) DNA A,G,C,T RNA A,G,C,U N-alus +suhkur = nukleosiid Adeniin adenosiin; guaniin guanosiin; tsütosiin tsütidiin; tümiin tümidiin; urasiil uridiin. 7
RNA polümeraas Lagundav ensüün DNA-aas e desoksüribonukleaas RNA-aas e ribonukleaas 5.3. Omadused omavad laengut (raku pH juures). Tänu P-happele negatiivne; NH lahus on viskoosne, mis on tingitud nende ühendite suurest molekulmassist. NH denatureeruvad st kaotavad oma kõrgemat järku struktuuritasemed; NH on omane väga kitsas neeldumismaksimum Uv piirkonnas. Nukleotiidide erijuhud: Nukleotiinhapetesse kuuluvad sellised nukleotiidid, kus on 1 fosforhappejääk monofosfaat. Nukleotiidid võivad siduda ka rohkem kui 1 fosforhappejääki, muutudes trifosfaatideks (ATP). ATP on universaalne energiasalvesti (mitte allikas!), mis sisaldab 2 makroergilist sidet ja kummagi hüdrolüüsil vabaneb 40 kJ energiat. Monofosfaatses vormis võib ATP olla nukleiinhappele ehitusüksuseks (tsükliline adenosiinmonofosfaat e cAMP). Nukleiinhapete strukutuuri tasemed: Kõik nukleiinhapped omavad 3 tüüpi struktuure:
14.(110) Miks toimub DNA ahela süntees alati 5´otsast 3`otsa suunas? (sama küsimus ka RNA kohta). Replikatsiooni läbi viiv ensüüm DNA (või RNA) polümeraas saab nukleotiide liita vaid 3'C külge. Seega jääb DNA/RNA "ülemisse" otsa nukleotiid vaba 5'OHrühmaga ja reaktsiooni saabki nimetada 5'3' suunaliseks. 15.(111) Millise sideme kaudu on ühendatud nukleotiidijäägid DNA ahelas? a) fosfodiesterside Nukleotiid lämmastikalus + suhkur + monofosfaat Nokleotiidid on ühendatud lineaarseks polümeeriks nukleiinhappeks 3'5' fosfodiestersidemega 16.(112) Milline oligonukleotiid omab kõrgemat ,,sulamistemperatuuri" Tm. Miks? b) GC rikas, sest Gd ja Cd seovad omavahel 3 vesiniksidet, aga Ad ja Td 2. 17.(113) Mitu aluspaari tuleb ühe BDNA heeliksi pöörde kohta? a) 10 18.(114) Mitut aluspaari sisaldab inimese genoom? c) 3 x 109 19.(115) Miks sisaldab enamikust organismidest eraldatud DNA ligikaudu võrdsel hulgal A ja T ning G ja C
(sama küsimus ka RNA kohta). Replikatsiooni läbi viiv ensüüm DNA (või RNA) polümeraas saab nukleotiide liita vaid 3'C külge. Seega jääb DNA/RNA "ülemisse" otsa nukleotiid vaba 5'OHrühmaga ja reaktsiooni saabki nimetada 5'3' suunaliseks. 15.(111) Millise sideme kaudu on ühendatud nukleotiidijäägid DNA ahelas? (sama küsimus ka RNA kohta). a) fosfodiesterside b) fosfoanhüdriidside c) vesinikside Nukleotiid lämmastikalus + suhkur + monofosfaat Nokleotiidid on ühendatud lineaarseks polümeeriks nukleiinhappeks 3'5' fosfodiestersidemega 16.(112) Milline oligonukleotiid omab kõrgemat ,,sulamistemperatuuri" Tm. Miks? a) AT rikas b) GC rikas GC rikas, sest Gd ja Cd seovad omavahel 3 vesiniksidet, aga Ad ja Td 2. 17.(113) Mitu aluspaari tuleb ühe BDNA heeliksi pöörde kohta? a) 10 b) 25 c) 50 18.(114) Mitut aluspaari sisaldab inimese genoom? a) 3 x 105 b) 3 x 107 c) 3 x 109 19
inimese genoomi kohta ühes rakujagunemises. DNA replikatsioon on poolkonservatiivne – see tähendab, et replikatsiooni käigus sünteesitakse (kopeeritakse) mõlema vanemahela pealt uus komplementaarne tütarahel. Sünteesi käigus lisatakse desoksüribonukleosiid trifosfaate, lühendatult dATP, dGTP, dCTP ja dTTP. Lisamise käigus lõigatakse ära 2 fosforhappejääki ja DNA ahelasse liitub desoksüribonukleosiid monofosfaat, lühendatult dAMP, dGMP, dCMP, dTMP. Süntees on alati 5’-3’ suunas. Uue nukleotiidi suhkrujäägi 5’ ots liidetakse eelmise nukleotiidi 3’ otsaga fosfaatjäägi kaudu. Samaaegselt toimub DNA lahtikeerdumine ja replikatsioon. Ori-regioonid on alati A-T rikkad, praimeriks DNA või RNA või valguga seondunud nukleotiidid, praimerit on vaja selleks, et polünukleotiidahelal oleks vaba 3-OH ots, kuhu DNA-polümeraas saaks liita nukleotiide. 15
annaabi.ee 
