Mõisted: 1. Nukleosiid koosneb lämmastikalusest ja suhkrust 2. Nukleotiid Lämmastikalus( puriin v pürimidiin) + suhkur+fosforhappe jääk ( fosforüül) 3. Oligonukleotiid RNA v DNA jupp, mis koosneb mitmest nukleotiidist( tavaliselt kuni 20 nukleotiidi) oligonukleotiid on lühike DNA/RNA järjestus 4. Geen- DNA molekuli funktsionaalne lõik, mis tavaliselt sisaldab informatsiooni ( mRNA vahendusel) ühe VALGU sünteesiks ( rRNA ja tRNA geenid ei kodeerivalgumolekule 5. DNA denaturatsioon - vesiniksidemete katkemine ja polünukleotiidiahelate lahknemine ( kõrge temp. 85 90 ºC)v tugeva aluse v happe mõjul 6. DNA renaturatsioon e noolutamine - termodenatureerunud DNA aeglasel jahutamisel toimuv ahelate reassotsiatsioon 7. DNA sekveneerimine- DNA nukleotiidse järjestuse määramine Lämmastikalused jaotatakse põhistruktuuri alusel - puriin (adeniin, guaniin) ...
Keemia iseseisev töö! Nukleotiidid 1. Mis on nukleosiid 2. Mis on nukleotiid 3. Nukleiinhape 4. Miks RNA ahel ei ole heeliks 5. Mis on kantserogeenid 6. Kuidas tekivad organismis nitrosoamiinid Vastused: 1. Nukleosiid -on keemiline ühend, mis koosneb lämmastikalusest ja pentoosist , mis on seotud omavahel N-glükosiidse sidemega. Nukleosiidis on riboos tsüklilises vormis ning side lämmastikalusega sarnaneb sidemega glükosiidis. 2. Nukleotiid ( estrid)- on adenüülhape, guanüülhape, tsütidüülhape, uridüülhape ja vastavad 2- desoksühapped ( fosfaadid) 3. Nukleiinhapped- on biopolümeerid, mille monomeerideks on nukleotiidid.
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
(neid on 5 - neist 4 DNA koostises ja 4 RNA-s), nad on pentoosid - riboos ja desoksüriboos, ning fosforhape, mis nukleiinhapetes esineb fosforüüljäägi kujul. DNA tegeleb geneetilise informatsiooni edasiandmisega ja RNA valgu sünteesiga + veel teised ülesanded. Lämmastikalused on aluselised, kuna nad on kõik amiinid. Tüviühendi nimetuse järgi jaotatakse nukleotiidide lämmastikalused puriin-ning pürimidiinalusteks. Lämmastikalus koos riboosiga on nukleosiid. Selles on riboos tsüklilises vormis ja side lämmastikuga on sarnane glükosiidi sidemega. Nukleosiidide nimetused: A (adenosiin), G (guanosiin), C (tsütidiin), U (uridiin) ja 2'-desoksüadenosiin A, 2'desoksüguanosiin G, 2'- desoksütsütidiin C ja 2'-desoksütümidiin T. Nukleosiid + hape = ester. Selliseid aineid nimetatakse üldiselt nukleotiidideks. Nukleotiidid on estrid, aga kuna fosforhappe jäägis on veel happelisi vesiniku aatomeid, käituvad nad hapetena. Nt:
- polümeerahel ahrgneb NUKLEOTIIDID Nukleosiidid ja nukleotiidid Nukleotiinhapete ehituseks on heterotsüklilised lämmastikalused, kaks sarnast pentoosi (riboos ja desoksüriboos) ning fosforhape. Lämmastikaluste aluselisus on tingitud sellest, et kõik nad on amiinid. Jaotatakse tüviühendi nimetuse järgi puriin- ja pürimidiinalusteks. Lämmastikaluse ühend ühega riboosidest kannab üldnimetust nukleosiid. Nukleosiid on riboos tsüklilises vormis. Nukleosiidide nimetused: A adenosiin, 2´-desoküadenosiin G guanosiin, 2´-desoküguanosiin C tsütidiin, 2´-desokütsütidiin U uridiin T tümidiin, 2´-desokütümidiin Nukleotiidid estrid, käituvad hapetena. Tihedamini esinevad nukleotiidid: - adenüülhape (adenosiinfosfaat) - guanüülhape (guanosiinfosfaat) - tsütidüülhape (tsütidiinfosfaat) - uridüülhape (uridiinfosfaat) Nukleiinhapped
Aminohapped Struktuur. pI (isoelektriline punkt): Aminohapete saamine, Streckeri süntees: Peptiidide struktuur: Peptiidsüntees: Karboksüül- ja aminorühma kaitsvad rühmad, nende pealepanek ja eemaldamine: Karboksüülrühma aktiveerimine: Peptiidsüntees tahkel kandjal: Lipiidid Vahad, rasvad, õlid. Rasvhapped: Seep, sünteetilised detergendid: Terpeenid, nende klassifikatsioon (mono-, seskvi-, di-, sester-, triterpeenid). Nukleiinhapped Nukleosiid, nukleotiid, nende struktuurid: Puriin- ja pürimidiinalused: Nukleiinhappe ahela struktuur: Reaktsioonid
reguleerivad rakkude ainevahetuse oksüdatsiooniprotsesse ja määravad ainevahetuse käibe taseme. (kõrgem foon kiirendab ainevahetust). Noortel on kilpnäärmehormoonide foon kõrgem, seega f 3. Nukleotiidid ja nukleosiidid Nukleosiidid- Lämmastikaluste ühendid suhkrutega. N alusega seotud suhkur moodustub ribonukleosiid(riboos) desoksüribonukleosiid(desoksüriboos). Side moodustub pentoosi 1,süsinikuga. Adenin-adenosiin, Guaniin-guanosiin. Nukleotiid on esterdatud fosforhappega nukleosiid. Nukleotiidi molekul võib energiat säilitada happejäägi makroergilises sidemes. 4. Valkude primaarstruktuur Primaarstruktuuri määrab amiinohappejääkide järjestus polüpeptiidahelas. Rida algab vaba aminorühma sisaldava aminohappejäägiga ja lõpeb vaba karboksüülrühma isaldava aminohappejäägiga. Ala-Glu-Ser-Lys-Cys. 5. Milles seisneb mutarotatsioon. Tuua konkreetne näide Rida kaks (II) Tähtsamad B-rühma vitamiinid(Vees lahustavate vitamiinide rühm) B1-vitamin. B2-vitamiin:
kannab endas kogu pärilikku ehk geneetilist informatsiooni (1944) DNA struktuur (avastamine) 1953 James D. Watson ja Francis H. C. Crick DNA kaksikheeliksi struktuur DNA struktuur DNA on kaksikahelaline polümeer, mis koosneb nukleotiididest Nukleotiid 1. suhkrujääk 2. Fosfaatrühm 3. tsükliline lämmastikalus DNA struktuur Nukleotiid 1. Suhkrujääk 2. Lämmastikalus 3. Fosfaatjääk Nukleosiid 1. Suhkrujääk 2. Lämmastikalus DNA struktuur Lämmastikalused: Adeniin (A), Tümiin (T), Tsütosiin (C) ja Guaniin (G) DNA struktuur 1. Selgroog ehk ühesuguse lüli kordus suhkrujääk + fosfaatjääk 2. Külgahelad lämmastikalused DNA struktuur (ühendused) Nukleotiidid polünukleotiidiahelas kovalentne fosfodiesterside Polünukleotiidiahelad vesiniksidemed A:T 2 vesiniksidet
kahekordistumine. Ülejäänud organismidel on replikatsioon DNA kahekordistumine. Replikatsioon on DNA süntees. DNA süntees toimub liskas replikatsioonile veel rekombinatsiooni ja reparatsiooni käigus. Teiselt poolt on replikatsioon laiem mõiste kui DNA süntees hõlmates ka RNA praimeri sünteesi, DNA ja kromosoomi struktuuri muutusi ja replikatsiooni regulatsiooni. DNA sünteesi viib läbi ensüüm - DNA- sõltuv DNA polümeraas kusjuures substraatideks on desoksü-nukleosiid 5'-trifosfaadid. 2. Transkriptsioon - RNA süntees. Transkriptsioon tähendab mahakirjutamist ja tähistab molekulaarbioloogias RNA sünteesi DNA matriitsi alusel. RNA sünteesi regulatsioon on geeni aktiivsuse regulatsiooni põhiline tase. Seega on transkriptsiooni regulatsioon väga oluline makromolekulide sünteesi kontrollmehhanism. Transkriptsiooni viib läbi DNA-sõltuv RNA polümeraas. RNA polümeraase on väga palju erinevaid tüüpe
DNA sisaldab valkude sünteesiks vajalikku informatsiooni, mis on struktuursetes ühikutes- geenides. RNA on vajalik valkude tootmiseks. DNA ja RNA on nukleotiidide polümeerid. DNA lämmastikalused (desoksüribonukleotiid): A adeniin (adenosiin) G guaniin (guanosiin) C tsütosiin (tsütidiin) T tümiin (tümidiin) Suhkrujääk desoksüriboos, fosforhappejääk. RNA-l on tümiini asemel uratsiil, seega A, G, C ja U; suhkrujääk riboos, fosforhappejääk. Nukleosiid: alus+suhkur Nukelotiid: alus+suhkur+1-3 fosfaatrühma Sidemed nukleotiidide vahel: lämmastikaluse ja suhkru vahel on glükosiidne side nukleotiidide vahel on fosfodiester sidemed H ja O vahel on vesinikside DNA struktuur: 4 desoksüribonukleotiidi A adenosiin G guanosiin C tsütidiin T tümidiin Paardumine vesiniksidemete abil: A ja T kaksikside G ja C kolmikside
primeaarstruktuurini. Renoturatsioon valgumolekulide kõrgeima järgu struktuuride iseeneslik taastumine. Valgu ülesanded: a)Valgud täidavad organismis ensümaatilist funktsiooni b)Ehitusliku funktsiooni c)Transport funktsiooni d)Retseptor funktsiooni e)Regulatoorset funktsiooni f)Kaitse funktsiooni g)Liikumis- ja energeetilist funktsiooni Valkude kõige tähtsam ülesanne on biokatalüüs NUKLEIINHAPPED N-alus nukleosiid nukleotiid nukleotiidi lühend RNA DNA adeniin adenosiin adenüülhape AMP dAMP guaniin guanosiin guanüülhape GMP dGMP tsütosiin tsütidiin tsütosüülhape CMP dCMP
nakatunud inimest aga viimane uurimis siht on suunatud pigem malaaria leviku takistamisele, samas nakatunud inimest mitte kaitstes. Plasmodium ei suuda ise puriini sünteesida, kuid see on vajalik talle just nukleiinhapete sünteesi juures. Katseid tehti närilisi nakatava malaariatekitaja liigi P. Yoelii ja tema geneetiliselt muudetud liinide abil. Puriini ,,varastamiseks" ja ümbertöötlemiseks peremehe nukleiinhapetest on tal puriin nukleosiid fosforülaas (PNP) ja adenosiindeaminaas (ADA). Seda arvesse võttes loodi PNP- puudulik parasiidi liin, mille PNP-d kodeerivasse geeni insert sisse oli viidud. Need geneetiliselt muudetud parasiidid küll arenesid normaalselt kuid kasv oli võrreldes metsiktüübiga aeglasem. Kuid oluline on siinkohal see, et gametotsüüdid (seksuaalne faas) küll suutsid sääske tungida, kuid sealne areng oli blokeeritud. Enamgi veel, muidu surmav P. Yoelii mutantne vorm ei tapnud hiiri
Karboksüülrühm kaitstakse tavaliselt metüleerimisel, aminorühma kaitsmisel kasutatakse Boc või Fmoc rühma. 5. Proteoomika, definitsioon. Proteoomika on uurimus kõigist genoomi poolt kodeeritud valkudest, nende dünaamikast kindlalt defineeritud tingimustel. (Proteoom kindlal ajahetkel ekspresseerunud valkude kogum. IV NUKLEIINHAPPED 1. Nukleotiid, nukleosiid, deoksüriboos (valemid). Nukleotiid = nukleosiidfosfaat = lämmastikalus + suhkur + 1-3 fosforüülrühma. Enamik vabu nukleotiide on ribonukleotiidid, millele fosforüülrühm riboosi 5'-asendis. Nukleotiidid on polüprootsed happed. Fosforüülrühma esimene prooton dissotseerub pH1 ja teine pH6 juures. Seega neutraalse pH juures on nukleosiidmonofosfaadi summaarne laeng -2. Nukleosiid = lämmastikalus + suhkur. Alus on seotud suhkru külge lämmastikglükosiidsidemega
• diagnostiliste markerite identifitseerimine • märklaudvalkude identifitseerimine • patoloogilistes protsessides esinevate radade uurimine • Ravimitega töödeldud ja kontrollkudede võrdlemine • Biokeemiliste radade uurimine • Farmakoloogiliste mehanismide selgitamine • Toksikoloogia, kõrvaleffektide leidmine • Kineetiliste parameetrite määramine • Valk-valk interaktsioonide identifitseerimine NUKLEIINHAPPED 1. Nukleotiid, nukleosiid, deoksüriboos Nukleotiid = nukleosiidfosfaat = lämmastikalus + suhkur + 1-3 fosforüülrühma. Enamik vabu nukleotiide on ribonukleotiidid, millele fosforüülrühm riboosi 5’- asendis. Nukleotiidid on polüprootsed happed. Fosforüülrühma esimene prooton dissotseerub pH1 ja teine pH6 juures. Seega neutraalse pH juures on nukleosiidmonofosfaadi summaarne laeng -2. Nukleosiid = lämmastikalus + suhkur. Alus on seotud suhkru külge lämmastikglükosiidsidemega
signaali edasi, vallandades signaaliülekandemolekulid (messenger, efektor). Retseptor on tavaliselt kovalentselt seotud mingi suurema struktuuri külge. Ligand on tavaliselt mõni vabalt liikuv väike molekul; võib olla ka mõne suurema struktuur teatud osa. Lämmastikalused ACGTU, struktuur – [Pilt]. Nomenklatuur. Nukleotiid – nukleiinhappe monomeer; molekul, mis koosneb suhkrujäägist, lämmastikalusest ja fosfaatrühmast. Nukleosiid - suhkrujääk koos lämmastikalusega. puriin pürimidiin. Fosfodiesterside – side, kus fosfaatrühm ning temaga seotud fosfaatrühm (või ta ainuüksi ise?) seovad estersidemete kaudu erinevaid struktuure; nt. lämmastikalustes. N: -C-O-P-O-P- O-C. 3´ ja 5´ otsad – tähistavad süsinikke suhkrujäägil; 3’ ots on nukleiinhappe see ots, kus pole seotud suhkrujäägi 3’ süsinik; 5’ otsas pole seotud suhkrujäägi 5’ süsinik. Stacking – Interkalatsioon - DNA B vorm RNA A vorm
põhineb vesiniksidemete moodustumisel. Komplementaarsed aluspaarid on C-G ja A-T(DNA)/U(RNA). 3. 3. Nukleosiid = lämmastikalus + suhkur. Alus on seotud suhkru külge lämmastikglükosiidsidemega. Glükosiidsideme süsinik on anomeerne.
o Puriinid adesiin, guaniin · Suhkrud o Riboos o Desoksüriboos · Fosfaat Nukleosiidid Koosnevad lämmastikalusest ja suhkrust, mis on omavahel seotud N-glükosiidsidemega. Võivad esineda syn- või anti-konformatsioonis. Suhkrukomponendi tõttu on vees paremini lahustuvad kui vabad lämmastikalused. Nukleotiidid ehk nukleosiidfosfaadid Koosnevad lämmastikalusest, suhkrust ja 1-3'st fosforüülrühmast. Nukleosiid-5'-trifosfaadid (NTP) on substraadiks nukleiinhapete sünteesil ja on head energiakandjad (ATP, GTP, CTP, UTP). Nukleotiidide koosseisu kuuluvad lämmastikalused toimivad äratundmisühikutena. Tsüklilised nukleotiidid on signaalmolekulid ja regulaatorid raku metabolismis ja reproduktsioonis. Fosforüülrühmad on omavahel seotud fosfoanhüdriidsidemetega. DNA Desoksüribonukleiinhape, monomeersed nukleosiidmonofosfaadid on omavahel ühendatud 3'-5'- fosfodiestersidemetega
6. Nukleiinhapete biokeemia. Nukleiinhapete koostis: Lämmastikalus (mis need on, et on puriin- ja pürimidiinalused; tähed selgeks). o Puriin: Adeniin A Guaniin G o Pürimidiin Tsütosiin C Tümiin T Uratsiil U (RNA-s ainult) Nukleosiidi koostis. o A tasand: N alus + pentoos = nukleosiid Nukleotiidi koostis. o N alus + süsivesinik + P-hape = nukleotiid 16 DNA ja RNA nende ehitus, tähtsus, sarnasus, erinevused (võrdlus). DNA JA RNA VÕRDLUS OMADUSED DNA RNA pentoos desoksüriboos riboos pürimidiinalus T, C U, C põhiline struktuurne
kahekordistumine. Ülejäänud organismidel on replikatsioon DNA kahekordistumine. Replikatsioon on DNA süntees. DNA süntees toimub liskas replikatsioonile veel rekombinatsiooni ja reparatsiooni käigus. Teiselt poolt on replikatsioon laiem mõiste kui DNA süntees hõlmates ka RNA praimeri sünteesi, DNA ja kromosoomi struktuuri muutusi ja replikatsiooni regulatsiooni. DNA sünteesi viib läbi ensüüm - DNA-sõltuv DNA polümeraas, kusjuures substraatideks on desoksü-nukleosiid 5'-trifosfaadid. 2. Transkriptsioon - RNA süntees. Transkriptsioon tähendab mahakirjutamist ja tähistab molekulaarbioloogias RNA sünteesi DNA matriitsi alusel. RNA sünteesi regulatsioon on geeni aktiivsuse regulatsiooni põhiline tase. Seega on transkriptsiooni regulatsioon väga oluline makromolekulide sünteesi kontrollmehhanism. Transkriptsiooni viib läbi DNA-sõltuv RNA polümeraas. RNA polümeraase on väga palju erinevaid tüüpe
Pürimidiinide sünteesi regulatsioon. Loomades on allosteerilise regulatsiooni ensüümiks karbamoüülfosfaadi süntetaas: ATP ja PRPP aktiveerivad ning produktid UDP ja UTP inhibeerivad. 5. Desoksüribonukleotiidide ainus roll on olla DNA sünteesi eelühendiks. 4 Enamikus organismidest on substraatideks vastavad nukleosiid- Lehekülg difosfaadid. 2'-OH asendamine hüdriidiga katalüüsitakse ribonukleotiidi reduktaasi poolt. Tümidiinnukleotiidide (dTMP) süntees. DNA sisaldab uratsiili asemel tümiini, mis sünteesitakse dTMP kujul. Otseseks eellaseks dTMP sünteesil on dUMP, mis omakorda sünteesitakse kas CDP-st või UDP-st.
jääke ja UV-damage endonukleaasi (UvdE) 3. Chaperone: kahte HSP70 perekonna chaperoni ja kolme DnaJ domeeni sisaldavat valku (sellised valgud seonduvad sageli HSP70 perekonna valkudega). 4. Viirustele uute ensümaatiliste radade valke, muu hulgas - glutamiini metabolismi ensüüme (vähemalt viite erinevat) - kuute glükosüültransferaasi. Esilagsed andmed näitavad, et need ensüümid osalevad viiruse valkude glükosüleerimisel - nukleosiid trifosfaatide (CTP, UTP, GTP) sünteesil osalevat ensüümi - lipiide metabolismis osalevaid ensüüme (vähemalt kolme). Nende ensüümide tähtsus viirusele ei ole selge, kuid võib oletada et nad võivad osaleda peremehe membraanidesse katkestuste tegemisel. Mimiviiruse paljunemist on uuritud peamiselt elektronmikroskoobi ja EM tomograafi abil. Praegused andmed (ilmselt veel mittetäielikud) näitavad: - Peremeesrakku siseneb mimiviirus fagotsütoosi teel.
9. Milline membraanitranspordi liik on peamine järgmiste ühendite puhul? a) CO2 - difusioon b) H2O - difusioon c) Glükoos - sekundaarne aktiivne transport d) K+ - primaarne aktiivne transport e) Aminohapped - sekundaarne aktiivne transport f) Rasvhapped - sekundaarne aktiivne transport 5. HARJUTUSTUND Nukleiinhapete komponendid. Polünokleotiidahela ehitus 1. Selgitage järgmisi mõisteid a) Nukleosiid - lämmastikalus + suhkur, mis on omavahel ühendatud N-glükosiidsidemega b) Nukleotiid - nukleosiidfosfaat. N-alus + suhkr + 1-3 fosforüülrühma c) Oligonukleotiid - kahest kuni kümnest nukleotiidist koosnev ahel d) Geen - pärilikkustegur kromosoomi kindlas piirkonnas, mis määrab otseselt või kaudselt mingi tunnuse arengu. Komplementaarsed N-alused - T:A / U:A ning G:C, omavahel ühendatud vesiniksidemetega 2
Töötluse tagajärjel tekib C-vöödi sarnane muster. DA/DAPI fluorestsentsanalüüs. Kui inimese kromosoome värvida ainult DAPI-ga (4´-6-diamidino-2- fenüülindool), siis näeb lisaks Q-vöödistusele sarnase mustri ka suuri briljantselt hiilgava heterokromatiini blokke, kuid seda vaid 1. ja 16. kromosoomi puhul. Kui kromosoome värvida disramütsiin A-ga ja seejärel DAPI-ga, siis on briljantselt hiilgavad alad näha paljudes kromosoomides. Nukleosiid-vastaste antikehadega töötlus. Meetod seisneb DNA denatureerimises UV-ga, töötlemises 5-MeC AK-ga ja FITC-iga konjugeeritud sekundaarse AK-ga töötlemises. Analüüs toimub fluorestsentsmikroskoobi abil. Kromosoomide diferentsiaalvärvimine Meetod uurimisobjekt I kromosoomide tavavärvimine kromosoomid II kromosoomivöödistused 1
desoksüriboos; RNA-s riboos), lämmastikalus Lämmastikalused Puriinid · Adeniin (DNA, RNA) · Guaniin (DNA, RNA) Pürimidiinid · Tsütosiin (DNA, RNA) · Uratsiil (RNA) · Tümiin (DNA) Komplementaarsus: DNA: A=T C=G RNA: A=U C=G 3. Nukleosiidid ja nukleotiidid - struktuur, sidemed komponentide vahel, nomenklatuur. Tsüklilised nukleosiidmonofosfaadid. Nukeosiidi- ja trifosfaadid: roll, ehitus, fosfoanhüdriidsidemed. Nukleosiid lämmastikalus + suhkur Nukleotiid lämmastikalus+suhkur+fosforüülrühm 4. DNA primaarstruktuur- polünukleotiidahela ehitus, 3' ja 5' otsa tähendus, fosfodiesterside. Ahela lihtsustatud (skemaatiline) esitusviis. Miks on DNA hape? 5. DNA denaturatsioon - mõiste, denatureerivad faktorid, sulamiskõverad. DNA renaturatsioon. 80 kraadi juures DNA denatureerub, katkevad nõrgad sidemed ehk H sidemed. Kui temperatuur taastub, siis ahelad taastuvad, toimub renaturatsioon. 7
RNA- ribonukeliinhape, viib läbi valkude sünteesi, geneetilised regulatsiooni protsessid RNA-analüüsi kasutatakse diagnostikas palju vähem, kuna RNA on palju ebastabiilsem (nii säilitamise, kui analüüsi suhtes). Vajadusel (RNA-viiruste analüüs) kasutatakse näiteks revertaasi polümeraas mis sünteesib RNA pealt DNA. Valgud- koosnevad ah, nende kaudu jõuab pärilik info tunnustesse Replikatsioon, transkriptsioon, translatsioon- matriitssüsteemireaktsioonid Nukleosiid- suhkur + lämmastikalus Nukleotiid- suhkur+ lämmastikalus+ fosfaatrühm ( lisaks nukleiinhappe mood. On teisi ül: ATP, koensüümide koostises- CoA, signaalmolekul-cAMP Nukleiinhape- tekib kui nukleotiidid seostuvad omavahel fosfodiestersildadega. Nukleosoom- kromatiinaine struktuurelement, DNA on keerdnud ümber 8 histooni gloobuli. Superheeliksi struktuur kaitseb DNA-d DNAaaside eest ( topoisomeraasi toimel moodustub) Heterokormatiin- inaktiivne DNA, tsentromeeri ja telomeeri piirkond
baseerub, komplementaarsed aluspaarid. 1) Lämmastikalused puriinid (adeniin, guaniin); pürimidiinid (tsütosiin, uratsiil, tümiin) 2) Suhkrud riboos, desoksüriboos. 3) Fosfaathappejägid Komplementaarsus lämmastikalused on komplementaarsed ehk vastavad üksteisele. 3. Nukleosiidid ja nukleotiidid - struktuur, sidemed komponentide vahel, nomenklatuur. Tsüklilised nukleosiidmonofosfaadid. Nukeosiiddi- ja trifosfaadid: roll, ehitus, fosfoanhüdriidsidemed. Nukleosiid = N-alus + suhkur Nukleotiid ehk nukleosiidfosfaat(NTP) = N-alus + suhkur + 1-3 fosforüülrühma Enamik vabu nukleotiide on ribonukleotiidid, millel fosforüülrühm on riboosis 5'-asendis. Nukleotiidid on mitme prootiniga happed. NTPd on koensüümide komponendid; energiakandjad ATP on keskne molekul energia metabolismis; GTP on peamine energiaallikas valgu sünteesis; CTP on oluline metaboliit fosfolipiidide sünteesis; UTP aktiveerib suhkrud polüsahhariidide sünteesis.
Nukleiinhapped on biomakromolekulid, milles nukleotiidijäägid on seostunud fosfodiestersidemega. Inimkehas on kaks nukleiinhapet – DNA ja RNA. Nukleotiidid on nukleiinhapete monomeerid, rakus esinevad anioonidena, on happed. Nukleotiid koosneb lämmastikalusest (N-alustest, pentoosist ja ühest või enamast fosfaatrühmast: • N-aluseks on puriin voi pürimidiin • Pentoosiks on D-riboos voi 2-desoksü-D-riboos N-aluse ja pentoosi kompleks on nukleosiid. Nukleiin hapete monomeerid. Nukleotiidid on nukleosiidide (puriin- või pürimidiinaluse ja pentoosi kompleksid) mono-, di- või trifosfaatestrid. Riboosi hüdroksüülrühma esterifitseerumine fosforhappejäägiga annab ribonukleotiidi, desoksüriboos – desoksüribonukleotiidi. ATP – viitab N-alusele ja fosfaadijääkide arvule. Desoksüribonukleotiidi sümbolid – dATP, dGDP jne. 12. RNA: ehitus, funktsioon
laenguga- ioonid liiguvad 11. Nukleotiidid Nukleiinhapped on biomakromolekulid, milles nukleotiidijäägid on seostunud fosfodiestersidemega. Inimkehas on kaks nukleiinhapet DNA ja RNA. Nukleotiid koosneb lämmastikalusest (N-alustest, pentoosist ja ühest või enamast fosfaatrühmast: · N-aluseks on puriin voi pürimidiin · Pentoosiks on D-riboos voi 2-desoksü-D-riboos N-aluse ja pentoosi kompleks on nukleosiid. Nukleotiidid on nukleiinhapete monomeerid, nukleosiidide (puriin- või pürimidiinaluse ja pentoosi kompleksid) mono-, di- või trifosfaatestrid (AMP, ADP, ATP). Riboosi hüdroksüülrühma esterifitseerumine fosforhappejäägiga annab ribonukleotiidi, desoksüriboos desoksüribonukleotiidi. 12. RNA: ehitus, funktsioon 3
T tümiin (DNA) C tsütosiin (DNA, RNA) A adeniin (DNA, RNA) PENTOOSSUHKRUD (esinevad furanoosi kujul) · b,D-riboos (RNA) · b,D-2-desoksüriboos (DNA) FOSFORHAPPEJÄÄK Nukelosiidid = N alus + suhkur. Nukleosiidide nimetused tulenevad N-aluste nimetustest, lisades lõppu -idiin (pürimidiinid) või-osiin (puriinid). Tsütidiin Adenosiin Uridiin Guanosiin Tümidiin Nukleotiidid = N- alus + suhkur + 1..3 fosforüüli. Funktsioonid: Nukleosiid-5'-trifosfaadid (NTP) on... · substraatideks RNA molekulide sünteesil · vabade nukleotiididena operatiivseteks energiakandjateks rakkudes ATP - keskne molekul raku energeetikas GTP - peamine energiaallikas valgu sünteesis CTP - oluline metaboliit fosfolipiidide sünteesis UTP - suhkrute aktiveerija polüsahhariidide sünteesis Desoksünukleosiid-5'-trifosfaadid (dNTP) on substraati- deks DNA
Igas nukleotiidid 3 komponenti: a) N-alus · puriin n.ö suuremad lämmistikalused koosnedes 2.st heterotsüklist. Molekulmass suurem. adeniin A guaniin G · pürimidiin tsütosiin C tümiin T uratsiil U Chargaffi kriteerium: G+T A+C b) Pentoos 2 tüüpi: a) desoksüriboos (omab ühte O2 aatomit vähem) b) riboos c) fosforhappejääk H2PO3 Nukleotiidide ehitustasandid: A tasand: N alus + pentoos = nukleosiid B tasand: N alus + süsivesinik + P-hape = nukleotiid 5.2. Jaotus Nukleiinhapped jaotatakse: DNA 1) primaarstruktuur bioloogilist tähtsust ei oma. 2) sekundaarstruktuur e kaksikspiraal e biheeliks: Stabiliseerivad sidemed ja nõuded: a) komplementaarsusprintsiip st puriin ja pürimidiinalus paarduvad vastastikku. Selle mõtteks on ruumiline sobivus. A=T C = G b)stabiliseerivad sidemed ·vesinikside A T G C
Igas nukleotiidid 3 komponenti: a) N-alus puriin n.ö suuremad lämmistikalused koosnedes 2.st heterotsüklist. Molekulmass suurem. adeniin A guaniin G pürimidiin tsütosiin C tümiin T uratsiil U Chargaffi kriteerium: G+T A+C b) Pentoos – 2 tüüpi: a) desoksüriboos (omab ühte O2 aatomit vähem) b) riboos c) fosforhappejääk H2PO3 Nukleotiidide ehitustasandid: A tasand: N alus + pentoos = nukleosiid B tasand: N alus + süsivesinik + P-hape = nukleotiid 5.2. Jaotus Nukleiinhapped jaotatakse: DNA 1) primaarstruktuur bioloogilist tähtsust ei oma. 2) sekundaarstruktuur e kaksikspiraal e biheeliks: Stabiliseerivad sidemed ja nõuded: a) komplementaarsusprintsiip st puriin ja pürimidiinalus paarduvad vastastikku. Selle mõtteks on ruumiline sobivus. A=T C = G b)stabiliseerivad sidemed vesinikside A T G C
Igas nukleotiidid 3 komponenti: a) N-alus · puriin n.ö suuremad lämmistikalused koosnedes 2.st heterotsüklist. Molekulmass suurem. adeniin A guaniin G · pürimidiin tsütosiin C tümiin T uratsiil U Chargaffi kriteerium: G+T A+C b) Pentoos 2 tüüpi: a) desoksüriboos (omab ühte O2 aatomit vähem) b) riboos c) fosforhappejääk H2PO3 Nukleotiidide ehitustasandid: A tasand: N alus + pentoos = nukleosiid B tasand: N alus + süsivesinik + P-hape = nukleotiid 5.2. Jaotus Nukleiinhapped jaotatakse: DNA 1) primaarstruktuur bioloogilist tähtsust ei oma. 2) sekundaarstruktuur e kaksikspiraal e biheeliks: Stabiliseerivad sidemed ja nõuded: a) komplementaarsusprintsiip st puriin ja pürimidiinalus paarduvad vastastikku. Selle mõtteks on ruumiline sobivus. A=T C = G b)stabiliseerivad sidemed ·vesinikside A T G C
raku kahe karbamoüülfosfaadi süntetaasi funktsioone. Kõik pürimidiini tsükli aatomid pärinevad 2 molekuli, karbamoüülfosfaadi ja aspartaadi koosseisust. Esimese reaktsiooni käigus pürimidiinide sünteesi rajas kondenseeritakse glutamiinist pärineva lämmastikuga vesinikkarbonaat, nii et formeeruks karbamoüülfosfaat. 11. Aspartaadi transkarbamoülaasi reaktsioon ning orotaadi moodustumine. UMP süntees orotaadist lähtudes. 12. Nukleosiid -monofosfaadi ja -difosfaadi kinaasid. Monofosfaadi kinaasid (NMP) aluse spetsiifika. Pentoosi suhtes spetsiifikat pole (riboos, desoksü-). 4 klassi: Adenülaadi kinaas fosforüülib AMP ja dAMP Kinaas, mis kasutab GMP ja dGMP Kinaas, mis kasutab CMP, UMP ja dCMP dTMP kasutav kinaas. Difosfaadi kinaasid (NDP) aluse või pentoosi suhtes mittespetsiifilised. Kehtib nii doonir kui aktseptori suhtes. 13. CTP süntees UTP-st lähtudes. 14
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. Kas nukleotiidides on lämmastikalus suhkrujäägi külge ühendatud: a) glükosiidse sidemega b) estersidemega c) vesiniksidemega 8. Nimetage üks adenosiinil põhinev kofaktor? 9. Kas geneetiline informatsioon säilitatakse DNA: a) primaarstruktuuris b) sekundaarstruktuuris c) tertsiaarstruktuuris 10
karjast välja viia. 5. Pärilikkuse ja pärandumise mõiste Pärilikkus on looduse üldine seaduspära: järglased sarnanevad oma vanematele. Elu üks põhiomadusi. Kromosoomid on pärilikkuse materiaalsed kandjad. Nad on aheldunud geenide süsteem, mis kindlustavad gen info hoidmise ja edasikandumise järglastele. Pärandumine geneetikas on gen. info säilitamine ja edasikanne, näiteks põlvkonnast põlvkonda. 6. DNA ja RNA ehituse põhiprintsiibid Mõlemad on biopolümeerid. Nukleosiid koosneb N-alusest ja pentoosist, mis on omavahel seotud N-glükosiidse sidemega. Kui nukleosiidile lisada fosfaatrühm saame nukleotiidi. DNA monomeeriks on desoksüribonukleotiidid. Desoksüribonukleotiid on moodustunud 3 ühendi liitumisel – lämmastikalus, desoksüriboos, fosfaatrühm. Esineb 4 erinevat lämmastikalust: adeniin (A), guaniin (G), tümiin (T), tsütosiin (C). Nukleotiide nim. lämmastikaluste järgi. DNA molekul koosneb 2 ahelast, mis on omavahel liitunud
Nukleiinhapete ehituskomponendid (monomeerid) ● puriin- ja pürimidiinalused. Inimorganismi nukleotiidides esinevad puriini ja pürimidiini põhiderivaadid on adeniin, guaniin, tsütosiin, uratsiil ja tümiin. ● Nukleosiidid = alus + suhkur. Need on puriin- või pürimidiinaluse ja pentoosi kompleksid. ● Nukleotiidid = alus + suhkur + 1-3 fosfaatrühma. Nukleotiidid on nukleosiidide mono-, di- või trifosfaaterid. Nt: N-alus → adeniin. Nukleosiid → adenosiin. Nukleotiid → AMP. ADP. ATP. N-alus → guaniin. Nukleosiid → guanosiin. Nukleotiid → GMP, GDP. GTP. 9. Võrdle RNA ja DNA struktuuri DNA struktuur RNA struktuur kaheahelaline üheahelaline DNA on paremale pöörduv kaksikheeliks RNA on üheahelaline ja vähem stabiilne mille ahelad on antiparalleelsed ja komplementaarsed. Lämmastikalusteks on A, T, G, C
REPLIKATSIOON Replikatsioon - päriliku materjali (mis võib olla nii DNA kui RNA) kahekordistumine. Elusorganismide geneetiline informatsioon on säilitatud kaheahelalise DNA kujul. Replikatsioon on DNA süntees. Teiselt poolt on replikatsioon laiem mõiste kui DNA süntees hõlmates ka RNA praimeri sünteesi, DNA ja kromosoomi struktuuri muutusi ja replikatsiooni regulatsiooni. DNA sünteesi viib läbi ensüüm - DNA-sõltuv DNA polümeraas kusjuures substraatideks on desoksü- nukleosiid 5'-trifosfaadid. Nukleiinhappe (DNA või RNA) ahel kasvab 5'3' suunas. Fosfodiesterside moodustub kasvava nukleiinhappe ahelas oleva viimase nukleotiidi suhkrujäägi 3'-OH rühma ja lisanduva nukleotiidi suhkrujäägi 5' C-ga seotud fosfaadi vahel. Nukleiinhappe sünteesil lülituvad sünteesitavasse ahelasse nukleotiidid, mis on komplementaarsed matriitsahela nukleotiididega. Sünteesi viivad läbi polümeraasid. Matriitsina toimib üksikahelaline nukleiinhape
fosforüleerimine). O- ja N-seoseline glükosüleerimine, glükosüültransferaasid. Valkude glükosüleerimise tähtsus. Mutsiinid kui eriti tugevasti glükosüleeritud valgud. Suhkrujääkide tähtsus rakkudevahelises äratundmises. GK membraanis paiknevad valkude ja lipiidide glükosüleerimist viivad läbi glükosüültransferaasid. Need on transmembraansed valgud, mille aktiivtsenter on suunatud Golgi valendiku poole. Substraadiks neile ensüümidele on nukleosiid di- või monofosfaatsuhkrud, kus on makroergiline side. Need suhkrud liidetakse kas juba paigas olevale eelmisele suhkrujäägile, kui on tegemist oligosahhariidse ahela pikendamisega (N-seoseline glükosüleerimine asparagiini lämmastiku aatomile), või aminohappele (O-seoseline glükosüleerimine seriini või treoniini OH rühma hapniku aatomile). Valkude glükosüleerimine kaitseb valke lagundamise eest proteolüütiliste ensüümide poolt. Mutsiinid on
15 5. NUKLEIINHAPPED 5.1. Sissejuhatus Ehitusüksusteks on nukleotiidid. Igas nukleotiidid 3 komponenti: a) N-alus · puriin n.ö suuremad lämmistikalused koosnedes 2.st heterotsüklist. Molekulmass suurem. adeniin A guaniin G · pürimidiin tsütosiin C tümiin T uratsiil U Chargaffi kriteerium: G+T A+C b) Pentoos 2 tüüpi: a) desoksüriboos (omab ühte O2 aatomit vähem) b) riboos c) fosforhappejääk H2PO3 Nukleotiidide ehitustasandid: A tasand: N alus + pentoos = nukleosiid B tasand: N alus + süsivesinik + P-hape = nukleotiid 5.2. Jaotus Nukleiinhapped jaotatakse: DNA 1) primaarstruktuur bioloogilist tähtsust ei oma. 2) sekundaarstruktuur e kaksikspiraal e biheeliks: Stabiliseerivad sidemed ja nõuded: a) komplementaarsusprintsiip st puriin ja pürimidiinalus paarduvad vastastikku. Selle mõtteks on ruumiline sobivus. A=T C = G b)stabiliseerivad sidemed · vesinikside A T G C · N-aluste hüdrofoobne vastasmõju
O- ja N- seoseline glükosüleerimine, glükosüültransferaasid. Valkude glükosüleerimise tähtsus. Mutsiinid kui eriti tugevasti glükosüleeritud valgud. Suhkrujääkide tähtsus rakkudevahelises äratundmises. GK membraanis paiknevad valkude ja lipiidide glükosüleerimist viivad läbi glükosüültransferaasid. Need on transmembraansed valgud, mille aktiivtsenter on suunatud Golgi valendiku poole. Substraadiks neile ensüümidele on nukleosiid di- või monofosfaatsuhkrud, kus on makroergiline side. Need suhkrud liidetakse kas juba paigas olevale eelmisele suhkrujäägile, kui on tegemist oligosahhariidse ahela pikendamisega (N-seoseline glükosüleerimine asparagiini lämmastiku aatomile), või aminohappele (O- seoseline glükosüleerimine seriini või treoniini OH rühma hapniku aatomile). Valkude glükosüleerimine kaitseb valke lagundamise eest proteolüütiliste ensüümide poolt. Mutsiinid on ulatuslikult glükosüleeritud
”Rakubioloogia II” aineprogramm. DNA struktuur ja funktsioonid. Nukleotiidide koostisosad (lämmastikalused, suhkur, fosfaatgrupp). Lämmastikalused puriinid:adeniin,guaniin 2-tsüklilised Lämmastikalused pürimidiinid:uratsiil, tümiin, tsütosiin- ühetsüklilised Suhkur:pentoos-riboos või desoksüriboos Nukleosiid: alus + suhkur (dAMP,dGMP) Nukleotiid: alus 1´ + suhkur + fosfaatgrupp 5´ Keemilised sidemed DNA kaksikheeliksis. Nukleiinhappe teke: fosfodiester sidemetega ühendatud 5´algus 3´ lõpp süsinikega. Uus nukleotiid lisatakse 3´otsa. Nukleotiidide vahel on vesinikside DNA polünukleotiidisete üksikahelate keemiline polaarsus. DNA kaksikahelas olevate polünukleotiidide vastassuunalisus e. Antiparalleelsus- kaksikahel, üks kulgeb 5´3´ ja teine 3´5´
Ühte „head“ geeni võib ümbritseda „halvad“ geenid ja teda ei valita. Mutatsioonid toimuvad juhuslikult. Epigeneetiline pärilikkus - on seotud genoomi ekspressiooni mustrite kordumisega uues põlvkonnas (DNA metüleerimine), ei ole seotud muutustega genoomis. Geneetilise info 3 põhilist ülekandeprotsessi: 1. Replikatsioon – kahekordistumine geneetiline info on säilitatud DNA kaksikheeliksi kujul viib läbi DNA-sõltuv DNA polümeraas (substraat: desoksünukleosiid-5’-trifosfaat) DNA replikatsioon – eukarüootidel RNA replikatsioon – viirustel DNA sünteesitakse – DNA alusel, RNA alusel; rekombinatsiooni, reparatsiooni alusel Kitsas mõiste – DNA süntees Laiem mõiste – RNA praimeri süntees, DNA ja kromosoomi struktuuri muutused, replikatsiooni regulatsioon 2. Transkriptsioon – mahakirjutamine RNA süntees DNA matriitsi alusel. RNA sünteesi regulatsioon on geeni aktiivsuse regulaatori põhiline tase!
bp)+linker DNA(15-55 bp). Nukleosoom on DNA-valk(liitvalgu histooni, mis koosneb 8 valgust - H2A, H2B, H3 ja H4, kahest koopiast) kompleks, kromatiini primaarstruktuuri elemendid. Aktiivne DNA on DNaasidele kättesaadav, inaktiivne mitte. Aktiivse ja inaktiivse DNaasitud segud Southern blottitakse, ning inaktiivses on näha globiini kohal "auk". 29. Loetle DNA erineva struktureerituse astmed, mis lõpevad kromosoomi tekkega. DNA-ahel: Nukleosiid trifosfaatides on fosfaadid seotud C5'-ga. Suhkru aatomite järgi nimetatakse 5' ja 3' otsteks. Nukleiinhapped sünteesitakse 5' otsast alates 3' suunas nii, et järgmise nukleotiidi vahele tekib fosfodiester side. Polükondensatsioonireaktsioon. DNA sekundaarstruktuur: Antiparalleelne kaksikheeliks, Komplemetaarne paardumine; erinevad vormid: B vorm (tavaline, 1 pööre 10 aluspaari, olulisim omadus on võime painduda pikki telge kui DNA komplekseerub
juuksenõelastruktuuri eksonukleaasi pärssiv mõju tunduvalt lühiajalisem kui in vivo tingimustes. Seega peavad rakus olema veel mõned lisafaktorid, mis stabiliseerivad juuksenõelastruktuure. Polünukleotiidi fosforülaas (PNPaas) PNPaas on pnp geeni produkt, mis degradeerib mRNA-d fosforolüütiliselt. Lagundamise käigus vabaneb fosfodiestersidemetest energia, mis võib stressis olevatele rakkudele olla oluliseks energiaallikaks ja aidata neil ellu jääda. Degradatsiooniproduktideks on nukleosiid difosfaadid ja 10 - 20 nt oligod mRNA-de 5' otstest. RNaas II RNaas II on rnb geeni produkt. RNA hüdrolüüsi tulemusena vabanevad nukleosiid 5' monofosfaadid. Võrreldes PNPaasiga on RNaas II puhul mRNA 3' otsas paiknevate juuksenõelastruktuuride mRNA-d stabiliseeriv toime efektiivsem. 14 Ühe eksonukleaasi suhtes mutantsed rakud kasvavad normaalselt, mõlema ensüümi defektsus on rakkudele aga letaalse toimega
annaabi.ee 
