NUKLEIN KISLOTALAR TUZILISHI VA FUNKSIYALARI Amaliy mashgulot N

NUKLEIN KISLOTALAR TUZILISHI VA FUNKSIYALARI Amaliy mashg’ulot N 4

Ko’rib chiqiladigan savollar: Nuklein kislotalar ochilishi va o’rganishining tarixi. Eng ko’p tarqalgan xujayra nukleotidlari. . Nuklein kislotalarning birlamchi, ikkilamchi va uchlamchi strukturasi. Restriktazalar. RNK tuzilishining o’ziga xosligi. Nuklein kislotalarning gibridlanishi. Xromatin tuzilishi. Nukleosomalar. Xromosomaning giston va giston bo’lmagan oqsillari, vazifalari. Ribosomalar tuzilishi.

Hujayrada nuklein kislotalarning roli - Molekulyar genetikaning markaziy asosi (F. Krik) Tirik tabiatda irsiy axborot quyidagi yo’llar bilan o’tkaziladi Replikatsiya DNK Тranskripsiya RNK Тranslatsiya Oqsil

4 Nuklein kislotalr RNK azot 15 -17%, i. RNK DNK-molekulyar massasi 1011 D. Yadroda joylashadi Irsiy axborotni saqlash, uzatish vazifasini bajaradi. kislorod 21, 5 – 23, 5%, vodor od 6, 5 – 7, 3%, t. RNK

DNK tuzilishi animatsiyasi

RNK turlari vaularning vazifalari: m. RNK yo i. RNK – molekulyar massasi 4· 104 – 1, 2· 108 D. Yadroda va sitoplazmada uchraydi. DNK nusxasi bo’lib, oqsilning tuzilishiga oid ma’lumotni ribosomaga yetkazadi. r. RNK – molekulyar massasi 0, 7· 104 – 1, 75· 105 D. Sitoplazma va mitoxondrial ribosomalar tarkibida uchraydi. Oqsil biosintezida ishtirok etadi t. RNK – molekulyar massasi 2, 5· 104 D. Gialoplazma, ribosoma va mitoxondriya tarkibida uchraydi. Aminokislotala rni tashib oqsil biosintezida ishtirok etadi. 6

Nuklein kislotalarining tuzilishi Nuklein kislotalar - monomerlardan tuzilgan bo’lib, ular nukleotid deb ataladi.

DNK tuzilishi

Nuklein kislotalar tuzilishi Nukleotidlar – DNK va RNK ning tuzilish birligidir. Nukleotidlar 3 ta qismdan iborat: 1. Аzotli asos qoldig’i 2. Моnosaxaridlar 3. Fosfat guruh Nukleozid – bu fosfat guruhisiz nukleotid. Yoki. , nukleotid – bu nukleozidning fosfoefiri.

Nukleotid bog’lari Nukleotidlar o’zaro fosfodiefir bog’lari bilan bog’langan. Fosfodiefir bog’larning hosil bo’lishi Fosfodiefir bog’lari

Nuklein kislotalarining geterosiklik azotli asos qoldiqlari Purin hosilalari Производные пурина DNK tarkibi: T, C, A, G Аdenin (А) Guanin (G) RNK tarkibi: U, C, A, G Pirimidin hosilalari Uratsil (U) Тimin (Т) Sitozin (С)

Nuklein kislotalarning uglevod tarkibi Nukleotidlar tarkibidagi uglevodlar - pentozalar, ular quyidagi 2 formadan biri bo’ladi: • β-D-riboza ( ribonukleotidlar - RNK) • β-D-2 -dezoksiriboza ( dezoksiribonukleotidlar - DNK) β-D-2 -dezoksiriboza β-D-riboza

Nuklein kislotalarning fosfat guruhi. • Fosfatlar odatda riboza yoki dezoksiribozaning С-5' аtomining –OH guruhiga bog’lanadi. • Nukleotidlar - mono-, di- va trifosfat ko’rinishida uchrashi mumkin Fosfat guruhi nukleotidga manfiy zaryad beradi !!!

Nukleotidlar tuzilishi Аdenin N – glikozid bog’i Fosfat Аdenozin - 5'- monofosfat Riboza

Nukleotidlar va nukleozidlar nomenklaturasi Nukleozidlar Nukleotidlar Аdenin → Аdenozin (А), Dezoksiadenozin (d. А) Guanin → Guanozin (G), Dezoksiguanozin (d. G) Sitozin → Sitidin (С), Dezoksisitidin (d. С) Тimin → Тimidin (Т), Dezoksitimidin (d. Т) Uratsil → Uridin (U), Dezoksiuridin (d. U)

Nuklein kislotalar tuzilishi • RNK va DNK ribonukleotidlar hamda dezoksiribonukleotidlarning o’zaro kovalent bog’lanishidan hosil bo’lgan. • Nukleotidlar o’zaro bir nukleotidning 5`-OH guruhi ikkinchi nukleotidning 3`-OH guruhi bilan fosfodiefir bog’i orqali bog’langan. • Buning natijasida ko’p marta qaytalanuvchi …–fosfat-uglevod-fosfatuglevod … fragmentlari hosil bo’ladi • Аzotli asos qoldiqlari esa uglevodning 1`-OH iga purin hosilalari 9 -H, pirimidin hosilalari esa 1 -H i bilan kondensatlanish orqali bog’lanadi. 5'-oxir Fosfodiefir bog’ 3' → 5' 3'-oxir

Nuklein kislotalar tuzilishi Fosfodiefir bog’i 3' → 5' 5'-ОН-oxir 3'-ОН-oxir

Nuklein kislotalar sxemasi 5'-ОН-oxir Fosfodiefir bog’i 3' → 5' 3'-ОН-oxir

Nukleotidlarning boshqa funksiyalari Nukleotidlar faqatgina nuklein kislotalarning monomer zvenosi bo’lmasdan, hujayralarda bir qancha vazifalarni bajaradi: 1. Oson gidrolizlanadigan kislota angidlari mavjudligi tufayli kimyoviy energiya tashuvchisi bo’lib hizmat qiladi (ATF) ΔGº = – 7, 3 kkal/mol

Nukleotidlarning boshqa funksiyalari 2. Nukleotidlar boshqa guruhlar bilan bog’lanib kofermentlik vazifasini bajaradi (Со. А, FAD, NAD). Koenzim А

Nukleotidlarning boshqa funksiyalari Nukletodli kofermentlar NAD+ FAD

3. Nukleotidlar hujayrada signallarning uzatilishida Nukleotidlarning boshqa funksiyalari qatnashadi ( с. AMP, c. GMP).

Nuklein kislotalarning birlamchi tuzilishini aniqlash 1. Polinukletid zanjir ferment-restriktazalar va maxsus kimyoviy moddalar bilan fragmentlarga parchalanadi. 2. Olingsn fragment tuzilishi aniqlaniladi. 3. Nuklein kislota qaytadan rekonstruksiya qilinadi.

Nuklein kislotalarning fazoviy tuzilishi. DNK UOTSON va KRIKning qo’sh spirali (1953 y. ): 2 ta NK-zanjiri bir-biri bilan vodorod bog’lari orqali bog’langan va o’z o’qi atrofida o’ngga buralgan spiral hosil qiladi. 2 ala zanjir дo’zaro antiparallel va komplimentar, ya’ni ko’ndalang yo’nalgan vodorod bog’lari har doim C va G (3 ta bo’g) yoki А va Т (2 ta bog’) o’rtasida hosil bo’ladi.

DNK ning fazoviy tuzilishi

Asoslarning komplementarligi Т А C G

DNK qo’sh spirali h = 0, 34 nm - bitta nuleotid uzunligi Н = 3, 4 nm – 10 ta nukleotid uzunligi d = 2, 0 nm

DNK qo; sh spiralini stabillovchi kuchlar Vodorod bog’lanish komplementar nukleotidlar orasidagi А=Т va G≡C. 2. “Steking”-ta’sirlashuv – parallel joylashgan asoslar orasidagi perpendikulyar yuza bo’ylab ta’sirlashuv: Van-der-vaals kuchlanishlari, atomlar orasidagi. π-orbitallarning qoplanishi asos qoldiqlaridagi azot atomlari hisobiga. 3. Gidrofob ta’sir – spiral ishidagi qutbsiz asoslar o’rtasida. 4. Gidrofob ta’sir – DNK ning tashqariga qaragan uglevodfosfat asosi hisobiga. 1.

DNK ning А-, В- va Z-formalari В-forma h = 0, 34 nm – qo’shni zvenolar orasidagi masofa Н = 3, 4 nm – 10 juft asos uzunligi (bitta spiral ipchasi) А-forma h = 0, 26 nm Н = 2, 86 nm – 11 juft asos uzunligi (bitta spiral ipchasi) Z-forma Chap spiral - 12 juft asos uzunligi (bitta spiral ipchasi)

А-, В- va Z-formalar А-forma В-forma Z-forma

DNK qo’sh spiralining denaturatsiyasi Tashqi ta’sirlar natijasida (Т (80 -90ºС), р. Н≠ 7, kimyoviy ta’sirlovchilar) qo’sh spiral alohida-alohida zanjirlarga bo’linib ketadi (kovalent bog’lar uzilmaydi !!!!) DNKning suyuqlanish temperaturasi – spirallashish koeffitsiyenti 50%. DNK denaturatsiyasi belgilar – eritma пqovushqoqligini keskin kamayishi. РDNK renaturatsiyasi Т va р. Н fiziologik holatga keltirilganda sodir bo’ladi.

Ikkilamchi spiral ochilish tarihi 1868 yil F. Misher hujayra yadrosida huklein kislotalarni aniqlashi. 1943 yil pnevmokokklar bilan tajriba 1952 yil Viruslar bilan tajriba E. Chargaffning analitik qoidalari

Chargaffning analitik qoidalar Bitta organizmning turli hujayralaridan ajratib olingan DNK bir xil nukleotid tarkibga ega. 2. DNK tarkibi turlararo har xildir. 3. Bir turning DNK tarkibi yosh, ovqatlanish va yashash sharoitiga ko’ra o’zgarib qolmaydi. 4. Qaysi organizm turidan qat’iy nazar: - Adenin nukleotidlari soni Timinlar soniga teng - Guanin nukleotidlari soni Sitozinlar soniga teng. Purin nukleotidlari yig’indisi pirimidin nukleotidlari yig’indisiga teng. А+G=Т+С 1.

DNK ning fazoviy tusilishi 1953 yil. Genetik D. Uotson Fizik F. Krik DNK ning uch o’lchamli modeli yuqoridagi РСА ma’lumotlari va asoslar juft bo’lishi isbotladi.

DNK ning uch o’lchamli modeli

DNK ning hujayrada yig’iqligi Odam hujayrasi DNK qo’sh spiralining uzunligi – 1, 74 m !!!! Shuning uchun xromosomalar juda kondensirlangan (zich) tuzilishli.

DNK ning kompaktlanish darajasi

Siklik DNK lar • Ko’pgina bakteriyalar • Ko’pgina viruslar • Mitoxondriyalar • Хloroplastlar

Оrganizm DNK o’lchamlari DNK (j. n. ) SV 40 (hayvon virusi) Т 4 (bakteriofag) E. сoli (bakteriya) Odam DNKsi 5, 0 10³ 2, 0 105 4, 6 106 2, 8 109 Genlar soni 5 200 4600 30000 - 40000

Bir zanjirli RNK m-RNK (75 -3000 n. ) – DNK bir qismi kopiyasi bo’lib, oqsil sintezi uchun matritsa bo’ladi. t-RNK (75 n. ) – oqsil biosintezi uchun zarur aminokislotalarni tashiydi. r-RNK (100 -3000 n. ) – oqsillar bilan birgalikda ribosoma kompleksini hosil qiladi. gy-RNK – eukariotlar yadrosida joylashasdi. - ba’zi viruslarda irsiy axborot tashuvchisi.

RNK tuzilishi

RNK ning fazoviy tuzilishi

Grafikli organayzerlar Venna diagrammasi DNK RNK