DNA ülesanded: päriliku info säilitamine ja täpne edasiandmine 9. RNA ehitus ja ülesanded. RNA - ribonukleiinhape - mitokondris, rakutuumas, tsütoplasmas, ribosoomis, kloroplastis Ehitus: 1 ahel, kohati 2 ahelat, koosneb nukleotiididest, mis koosnevad samuti kolmest osast nagu DNA: lämmastikalusest, fosfaatrühmast ja riboosist. Samuti 4 lämmastikualust: adeniin, guaniin, tsütosiin ja uratsiil (tsütosiini ja guaniini vahel kolmikside ja adeniini ning uratsiili vahel kaksikside). Rakus on 3 erinevat tüüpi RNA molekule: 1. informatsiooni - RNA (info valgu koostise kohta) 2. transport - RNA (transpordivad aminohappeid) - 61 erinevat 3. ribosoomi - RNA (korraldab ribosoomis valgu sünteesi) Lisaks mikro RNA-d (mõjutavad erinevaid protsesse) RNA ülesanded: päriliku info elluviimine 10. DNA ja RNA võrdlus. 1. Nime erinevus 2. Koostises oleva suhkru erinevus - desoksüriboos (DNA), riboos (RNA)
polümeraas. Replikatsiooni tulemusena saadakse ühest DNA molekulist kaks identset DNA molekuli. Ribonukleiinhape on samuti organiline kõrgpolümeer, kuid tema monomeerideks on ka ribonukleotiidid kolmeosalised. Nad on moodustunud lämmastikualuse, riboosi ja fosfaatrühma liitumisel. Kolm RNA lämmastikualust on samad, mis DNA koostises: adeniin, guaniin ja tsütosiin. Kui neljanda lämmastikualusena esineb DNA molekulis tümiin, siis RNA ehitusest leiame selle asemel uratsiili. RNA osaleb geneetilise info realiseerumises. Põhiosas rakus leiduvast RNA-st võime jaotada molekulide funktsioonide alusel kolmeks: 1. mRNA- informatsiooni RNA, toob geneetilise info valgussünteesiks rakutuumast vastavasse raku organellidesse. Sellega on loodud alus pärilikkusinfo ülekandeks ribosoomidesse, kus mRNA kujundab sünteesitavate valgumolekulide primaarstruktuuri, s.o. fikseerib aminohapete järjestuse sünteesitava valgu molekuliahelas 2
DNA-ligaas mahajääva ahela fragmentide ühendamine. Kuna uute polünukleotiidahelate süntees toimub 5' 3' suunas, siis üks ahel kasvab pidevalt juhtiv ahel (leading strand), teine aga lühikeste fragmentidena mahajääv ahel (lagging strand, uurija nime järge tuntakse neid kui Okazaki fragmente), mis seejärel ühendatakse. RIBONUKLEIINHAPPED (RNA): Sisaldavad -D-riboosi suhkru molekuli jäägina; Lämmastikalustest sisaldavad adeniini (A), guaniini (G), tsütosiini (C) uratsiili (U); Üheahelalised molekulid. Kuna enamasti N-alused pole paardunud, ei sisaldu komplementaarseid aluseid ka võrdsetes hulkades; Molekulmassid oluliselt väiksemad kui DNA molekulidel. Nukleotiidide arv vahemikus 75 ... mõni tuhat. RNA liigid: Ribosoomi RNA (rRNA). Seostub valkudega kompleksideks RIBOSOOMIDEKS. Ribosoomide molekulmassid on suurusjärgus 3x106; Informatsiooni- e matriits-RNA (mRNA). Kannab geneetilist informatsiooni DNA- lt ribosoomidele
küpseks mRNA'ks enne eksporti tuumast tsütoplasmasse · siRNA väike interfereeriv RNA, osaleb transkriptsioonijärgses geenide vaigistamises RNA ja DNA erinevus Tsütosiin desamineerub spontaalselt uratsiiliks. DNA vigu parandavad ensüümid tunnevad ära sellised mutatsioonid ja asendavad uratsiilid tsütosiinidega. Et ei oleks vaja teha vahet natiivse U ja mutatsioonilise U vahel, siis on DNA sisaldab uratsiili asemel tümiini, seega kõik DNA's leiduvad uratsiilijäägid pärinevad mutatsioonidest ning kuuluvad asendamisele tsütosiinidega. RNA kõrvutiasetsevad 2' ja 3' OH-rühmad muudavad RNA vastuvõtlikuks hüdrolüüsile, DNA on aga 2'-OH puudumise tõttu stabiilsem. Organismide jaotus energia- ja süsinikuallika ning hapnikutarbe järgi Energia ja süsinikuallika järgi: · autotroofid kasutavad süsiniku allikana CO2
Sellisel juhul moodustuvad vastavate lämmastikaluste vahele kõige stabiilsemad vesiniksidemete rühmad. RNA Ribonukleiinhape on samuti organiline kõrgpolümeer, kuid tema monomeerideks on on ka ribonukleotiidid kolmeosalised. Nad on moodustunud lämmastikualsue, riboosi ja fofaatrühma liitumisel. Kolm RNA lämmastikualust on samad, mis DNA koostises: adeiin, guaniin ja tsütosiin. Kui neljanda lämmastikualusena esineb DNA molekulis tümiin, siis RNA ehitusest leiame selle asemel uratsiili. RNA osaleb geneetilise info realiseerumises. Põhiosas rakus leiduvast RNA-st võime jaotada molekulide funktsioonide alusel kolmeks: 1. mRNA- informatsiooni RNA, toob geneetilise info valgussünteesiks rakutuumast vastavasse raku organellidesse. Sellega on loodud alus pärilikkusinfo ülekandeks ribosoomidesse, kus mRNA kujundab sünteesitavate valgumolekulide primaarstruktuuri, s.o. fikseerib aminohapete järjestuse sünteesitava valgu molekuliahelas. 2
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. XXVI DNA REPLIKATSIOON. REKOMBINATSIOON. VIGADE PARANDUS 1. DNA replikatsioon on semikonservatiivne. DNA replikatsiooni tulemusena tekivad uued DNA dupleksmolekulid, mille üks ahel pärineb lähtemolekulist ja teine on täiesti uus.
ja RNA. Olenevalt sellest, kas nukleiinhapete koostisse kuulub riboos või desoksüriboos, jaotatakse neid ribonukleiinhapeteks (RNA) ja desoksüribonukleiinhapeteks (DNA). Nad erinevad üksteisest ka nende koostises leiduvate lämmastikaluste poolest. Lämmastikaluseid on kokku viis: puriinalused - adeniin (A) ja guaniin (G); pürimidiinalused - tümiin (T), tsütosiin (C) ja uratsiil (U). Lämmastikalustest esineb RNA molekulis adeniini (A), guaniini (G), tsütosiini (C) ja uratsiili (U), kuid puudub tümiin (T). 4.DNA ja RNA ehituse põhiprintsiibid. DNA paikneb rakutuumas kromosoomides. Erandiks on munarakud, kus osa DNA-st paiknebka tsütoplasmas. DNA sisaldab adeniini, guaniini, tsütosiini ja tümiini (puudub uratsiil). DNA on biheeliksi kujuline (kujutab endast kaksikspiraali, mis on pöördunud kellaosuti liikumise suunas) ning üksikute molekulide vahekaugus on konstantne (0,34 nm). 1) DNA on paremale (kellaosuti liikumise suunas ) keerduv polünukleotiidahel, kus
sisaldab ebaharilikke N-aluseid (inosiin jt) Transpordi RNA (tRNA) aminohapete transport valgu sünteesis; väike molekul - sisaldab 73 kuni 94 nukleotiidi Minoorsed: Väike tuuma RNA (snRNA)- eukarüootsete geenide esmaste transkriptide protsessing küpseks mRNA-ks; 100-200 nukl.-i Väike interfereeriv RNA (siRNA) osaleb transkriptsiooni-järgses geenide vaigistamises DNA ja RNA erinevused Miks DNA sisaldab tümiini (5-metüül-U), aga RNA uratsiili? Sellepärast, et vastavad ensüümid eristaksid DNA natiivseid U jääke neist U-dest, mis tekivad C spontaansel muteerumisel C ® U. Viimased kuuluvad asendamisele C-ga. Miks on DNAs 2'-desoksüriboos, aga RNAs riboos? Riboosi molekulis on kõrvuti asetsevad (vitsinaalsed) 2' ja 3' OH-rühmad, mis muudavad RNA vastuvõtlikuks hüdrolüüsile. NB! RNA molekulid on loodud peale kasutamist hävitamiseks. DNA-l puudub 2'- OH, mistõttu ta on stabiilsem. NB
Fotolüaas seondub spetsiifiliselt tümidiini dimeeridele ning lõhub valgusenergiat kasutades tümiinide vahelise sideme. Fotolüaas on võimeline tümiini dimeeridele seonduma ka siis, kui hoida bakterirakke pimedas, kuid sel juhul ei katalüüsi ta sideme katkestamist. Väljalõikereparatsioon - kas kahjustatud lämmastikaluste väljalõikamisega (base excision repair) või nukleotiidide väljalõikamisega. Uratsiil DNA glükosülaas on väga spetsiifiline ja kõrvaldab DNA ahelast ainult uratsiili. Uratsiil tekibtsütosiini deamineerimise tulemusena. Sellel ensüümil AP endonukleaasne aktiivsus puudub. DNA "mismatch" reparatsioon MMR - üldiselt on DNA ahelad rakus metüleeritud. Peale DNA replikatsiooni on uus DNA ahel veel metüleerimata, DNA ,,mismatch" reparatsioon MMR korrigeerib DNA järjestust peale replikatsiooni, kõrvaldades valestipaardunudnukleotiide DNA ahelast mida pole veel metüleeritud.
Amino- või ketovorm (stabiilsed), imino- või enoolvorm (vähemstabiilsed). Imino- või enolvormid viivad A:C või G:T paaride tekkeni, valesti paardunud N-aluspaaride tekkeni. Tekivad mutatsioonid - A:T paar asendub G:C paariga või G:C paar asendub A:T paariga. A:C paaris siis moodustub 2 H-sidet ja G:T paaris siis moodustub 3 H-sidet (tavaliselt). 138. N-aluste analoogid mutatsioonide tekkel.!!! 5-Br-uratsiili paardumine. Ketovorm A-ga (2 sidet), enoolvorm G-ga (3 sidet). G:C -> A:T transitsioonid (BU lahuses harvasesinevas enool-vormis ja inkorporeerub DNAsse). A:T -> G:C transitsioon (BU inkorporeerub DNAsse tavalisemas ketovormis ja muutub enoolvormiks replikatsiooni käigus). A:T <-> G:C transitsioonid (mõlemas suunas). 2-aminopuriin toimib analoogselt BU-ga, kuid inkorporeerub A või G kohal. 139. Desamiinivad ühendid mutatsioonide tekkel.!!!
Kui riboosi asemel on suhkrujäägiks desoksüriboos, saame desoksüadenosiintrifosfaadi. DNA puhul on suhkruks desoksüriboos, sellest ka nimetus - desoksüribonukleiinhape. RNA puhul on suhkruks riboos, mistõttu RNA-d nimetatakse ribonukleiinhappeks. RNA molekul on tavaliselt üksikahelaline polümeer, DNA esineb tavaliselt aga kaksikahelalisena. DNA-s on 4 erinevat lämmastikalust: adeniin (A), guaniin (G), tümiin (T) ja tsütosiin (C). RNA sisaldab tümiini asemel uratsiili (U). A ja G on 2-tsüklilised lämmastikalused - puriinid. T, C ja U puhul on tegemist pürimidiinidega, kus lämmastikuaatomid moodustavad ühe tsükli. 53 DNA kaksikahela ehitus 1953. a. kirjeldasid James Watson ja Francis Crick DNA ruumilise struktuuri. Mudeli loomisel lähtusid nad järgmisest informatsioonist: 1) Erwin Chargaff kolleegidega analüüsis DNA koostist. Segus, et tümiini kontsentratsioon vastas alati
Kui riboosi asemel on suhkrujäägiks desoksüriboos, saame desoksüadenosiintrifosfaadi. DNA puhul on suhkruks desoksüriboos, sellest ka nimetus - desoksüribonukleiinhape. RNA puhul on suhkruks riboos, mistõttu RNA-d nimetatakse ribonukleiinhappeks. RNA molekul on tavaliselt üksikahelaline polümeer, DNA esineb tavaliselt aga kaksikahelalisena. DNA-s on 4 erinevat lämmastikalust: adeniin (A), guaniin (G), tümiin (T) ja tsütosiin (C). RNA sisaldab tümiini asemel uratsiili (U). A ja G on 2-tsüklilised lämmastikalused - puriinid. T, C ja U puhul on tegemist pürimidiinidega, kus lämmastikuaatomid moodustavad ühe tsükli. DNA kaksikahela ehitus 1953. a. kirjeldasid James Watson ja Francis Crick DNA ruumilise struktuuri. Mudeli loomisel lähtusid nad järgmisest informatsioonist: 1) Erwin Chargaff kolleegidega analüüsis DNA koostist. Segus, et tümiini kontsentratsioon vastas alati adeniini kontsentratsioonile ja tsütosiini kogus guaniini hulgale
dekodeerimises, geenide regulatsioonis ja ekspressioonis. ◦ mRNA: informatsiooni-RNA kannab DNA- lt valgusünteesiks vajaliku informatsiooni tuumast välja ribosoomi; ◦ tRNA: transport-RNA kannab aminohapped ribosoomi, kus geneetilise koodi alusel lisatakse need sünteesitavasse valguahelasse ◦ rRNA: ribosomaalne-RNA moodustab põhilise osa ribosoomidest ning viivad läbi valgusünteesi. Lämmastikalustest sisaldab adeniini (A), tsütosiini (C), guaniini (G) ja uratsiili (U). Erinevalt DNA-st on enamasti üheahelaline ja sisaldab riboosi. Lämmastikalused DNA ja RNA monomeeride nimetused: Lämmastikalus Monomeer Tähis DNA RNA Valem Adeniin Adenosiinfosfaat A X X C5H5N5 Guaniin Guanofosfaat G X X C5H5N5O Tsütosiin Tsütidiinfosfaat C X X C4H5N3O Tümiin Tümiinfosfaat T X - C5H6N2O2 Uratsiil Uridiinfosfaat U - X C4H4N2O2 Geneetiline kood Vastavus RNA koodonite ja valke moodustavate aminohapete vahel, mille abil luuakse valke.
ja ribosoomi- RNA .Olenevalt sellest, kas nukleiinhapete koostisse kuulub riboos või desoksüriboos, jaotatakse neid ribonukleiinhapeteks (RNA) ja desoksüribonukleiinhapeteks (DNA). Nad erinevad üksteisest ka nende koostises leiduvate lämmastikaluste poolest. Lämmastikaluseid on kokku viis: puriinalused - adeniin (A) ja guaniin (G); pürimidiinalused - tümiin (T), tsütosiin (C) ja uratsiil (U). Lämmastikalustest esineb RNA molekulis adeniini (A), guaniini (G), tsütosiini (C) ja uratsiili (U), kuid puudub tümiin (T). 40.TRIPLETT--kolm järjestikulist nukleotiidi DNA juhtahelas , KOODON --- kolm järjestikulist nukleotiidi mRNAs,mis kodeerivad ühte aminohapetest, ANTIKOODON---kolm mRNA koodonile komplementaarset nukleotiidi tRNAs. Geneetilise info koodiüksuseks on kolmest nukleotiidipaarist koosnev koodon(triplet).Esimesteks teadlasteks 1954 Gamow ja Crick avaldasid hüpoteese geneetilise koodi olemasolust.Iga nukleotiid kuulub korraga kahte koodiüksusesse- koodonisse
desoksüadenosiintrifosfaadi. DNA puhul on suhkruks desoksüriboos, sellest ka nimetus - desoksüribonukleiinhape. RNA puhul on suhkruks riboos, mistõttu RNA-d nimetatakse ribonukleiinhappeks. RNA molekul on tavaliselt üksikahelaline polümeer, DNA esineb tavaliselt aga kaksikahelalisena. DNA-s on 4 erinevat lämmastikalust: adeniin (A), guaniin (G), tümiin (T) ja tsütosiin (C). RNA sisaldab tümiini asemel uratsiili (U). A ja G on 2-tsüklilised lämmastikalused - puriinid. T, C ja U puhul on tegemist pürimidiinidega, kus lämmastikuaatomid moodustavad ühe tsükli. 3. DNA kaksikahela ehitus. 1953. a. kirjeldasid James Watson ja Francis Crick DNA ruumilise struktuuri. Mudeli loomisel lähtusid nad järgmisest informatsioonist: 1) Erwin Chargaff kolleegidega analüüsis DNA koostist. Segus, et tümiini kontsentratsioon vastas alati adeniini kontsentratsioonile ja tsütosiini kogus guaniini hulgale
aatomiga heterotsüklid Joon. 51 Pürimidiin Pürimidiin (1,3-diaziin; joon. 51) on nukleiinaluste N P ü rim id iin 3 uratsiili, tümiini ja tsütosiini baasstruktuuriks (joon. 1 N 51). Viimased võivad esineda laktaamvormis (okso) või laktiimvormis (hüdroksüvormis). See on NH2 O O
Kahjustatud lämmastikaluste kõrvaldamisel DNA-st osalevad N-glükosülaasid. Selle tulemusena tekib DNA ahelas AP sait (abasic site), mida atakeerib AP endonukleaas, lõhkudes fosfodiestersideme. Seejärel kõrvaldab desoksüriboosi DNA ahelast eksoribonukleaas või desoksüribofosfodiesteraas. Osadel glükosülaasidel (näiteks MutM) on ka AP endonukleaasne aktiivsus. Uratsiil DNA glükosülaas (ung geeni produkt) on väga spetsiifiline ja kõrvaldab DNA ahelast ainult uratsiili. Uratsiil tekib tsütosiini deamineerimise tulemusena. Sellel ensüümil AP endonukleaasne aktiivsus puudub. 3-MeA DNA glükosülaasid I (Tag) ja II (AlkA) on erineva substraadispetsiifilisusega. AlkA on laiema substraadispetsiifilisusega, kõrvaldades nii 3-MeA, 3-MeG kui ka hüpoksantiini (hüpoksantiin tekib adeniini deamineerimisel). Tag ekspresseerub rakkudes konstitutiivselt, AlkA geeni transkriptsioon on aga samuti Ada valgu poolt reguleeritav. Oksüdeeritud guaniini GO reparatsioon
Kahjustatud lämmastikaluste kõrvaldamisel DNA-st osalevad N-glükosülaasid. Selle tulemusena tekib DNA ahelas AP sait (abasic site), mida atakeerib AP endonukleaas, lõhkudes fosfodiestersideme. Seejärel kõrvaldab desoksüriboosi DNA ahelast eksoribonukleaas või desoksüribofosfodiesteraas. Osadel glükosülaasidel (näiteks MutM) on ka AP endonukleaasne aktiivsus. Uratsiil DNA glükosülaas (ung geeni produkt) on väga spetsiifiline ja kõrvaldab DNA ahelast ainult uratsiili. Uratsiil tekib tsütosiini deamineerimise tulemusena. Sellel ensüümil AP endonukleaasne aktiivsus puudub. 3-MeA DNA glükosülaasid I (Tag) ja II (AlkA) on erineva substraadispetsiifilisusega. AlkA on laiema substraadispetsiifilisusega, kõrvaldades nii 3-MeA, 3-MeG kui ka hüpoksantiini (hüpoksantiin tekib adeniini deamineerimisel). Tag ekspresseerub rakkudes konstitutiivselt, AlkA geeni transkriptsioon on aga samuti Ada valgu poolt reguleeritav. Oksüdeeritud guaniini GO reparatsioon
annaabi.ee 
