Nukleozidok nukleotidok nukleinsavak Trtneti httr Savas karakter anyagok

Nukleozidok, nukleotidok, nukleinsavak

Történeti háttér Savas karakterű anyagok a sejtmagból 1869 -71 DNS a sejtmag fő komponense F. Miescher (Svájc) CHROMO (szín) SZOMA (festék láthatóvá tétel) 1930 DNS molekulatömege kb. 500 000 Hammersten, Caspersson tisztított növényi vírusban is van Stanly (USA), Bawden(UK) 1940 első elektronmikroszkópos kép DNS pozitívan töltött fehérjék 1947 -50 nukleotid összetétel E. Chargaff (USA) 1952 A. Todd 1953 kettős hélix J. O. Watson, F. H. C. Crick (UK) (N. d. 1962) 1958 DNS polimeráz I enzim (első DNS „készítő” enzim) 1960 RNS polimeráz; m. RNS felfedezése t. RNS 1964 Ala szekvenálása R. Holley (USA) 1966 genetikai kód megfejtése 1970 DNS hasító enzim (restrikciós) felfedezése 1973 DNS fragmensek beépítése plazmidba E. coli „Androméda-törzs” 1975 RNS kromoszóma szekvenálása; M 52 fág (3 fehérje) 1977 GENENTECH 1978 somatostatin-az első emberi hormon-rekombináns technológiával Nobel-díj: restrikciós enzimek 1979 malignus sejtből származó DNS-sel „fertőzni” lehet egészséges sejtvonalat

1980 1982 1983 1988 1968 Nobel-díj: DNS szekvenálás; rekombináns DNS szintézis F. Sanger; W. Gilbert -humán inzulin (DNS technológia) a piacon (humulin) -első onkogének izolálása, expresszálása, szekvenálása (egy aminosav különbség) DNS a l baktérium fágból (48 502 bázispár) HUMAN GENOM projekt elfogadása (USA Kongresszus) kb 3 x 109 bázispár 3 milliárd USD 1 USD/ bázispár védett nukleotidok összekapcsolása (A. Todd, Khorana) Felosztás Nukleotid koenzim ADP, ATP NAD FAD Co-A UDP-cukrok Súly% db/sejt 0, 4 1, 2 x 107 fajta 200 RNS Ms: 104 -106 plazma vírusok lánchossz: > 3 x 103 6 r. RNS: 6 x 104 t. RNS: 4 x 105 m. RNS: 103 2 40 1000 DNS Ms: 108 -1012 sejtmag vírusok lánchossz: > 107 1 4 1 E. coli

A nukleinsavak primer szerkezete - szénhidrát-foszfát – heterociklusos bázis n 1. Szénhidrát: monoszacharid, aldopentóz b-D-ribóz (RNS), b-D-2 -dezoxiribóz (DNS) 1 1 b-D-2 -dezoxiribóz 2. Heterociklusos bázis 1 1 1 3 7 a b 9 citozin (C) e 5 timin R= -CH 3 (T) R= -H (U)(C) pirimidin adenin (A) c 1 3 guanin (G) purin (pirimidin(d)imidazol)

Keto-enol tautoméria guanin vagy timin keto Amino-imino tautoméria citozin adenin enol

3. Nukleozid – (N-glikozid) dezoxicitidin dezoxitimidin dezoxiguanozin dezoxiadenozin b-N-glikozid

Foszforsavak foszforsav (ortofoszforsav) 160 o. C monoészter >300 o. C foszfodiészter - lineáris - ciklusos metafoszforsav difoszforsav trifoszforsav difoszforsav-észter trifoszforsav-észter

4. Nukleotid – (3’, 5’-diészter) észter (primer OH) 5’-vég 5’ 5’ 3’ 3’ 3’-hidroxi észter (szekunder OH) 5’-foszfát 5’ 5’ 3’ 3’ 3’-vég

Ribonukleotidok ionizációs állandói (p. K) Bázis Szekunder foszfát Primer foszfát Adenozin - 5’-foszfát (5’-AMP) * 3, 8 6, 1 0, 9 Uridin - 5’- foszfát (5’-UMP) 9, 5 6, 4 1, 0 Citidin - 5’- foszfát (5’-CMP) 4, 5 6, 3 0, 8 Guanin - 5’- foszfát (5’-GMP) 2, 4, 9, 4 6, 1 0, 7 * 5’-AMP (vagy 5’-r. AMP) jelentése : ribonukleotid. 5’-d. AMP jelentése : deoxiribonukleotid (deoxinukleotid).

A polinukleotid lánc primer szerkezete 5’-vég felé timin adenin p. K=3, 8 p. K=4, 5 citozin guanin p. K=2, 4 9, 4 3’-vég felé

A kettős polinukleotid lánc primer szerkezete

A’ Z’ csó (RNA) csó A 72% Et. OH 50% in low salt Et. OH Minimal 0. 7 M Mg. Cl 2 salt B or (not Li 2+) 2. 5 M Na. Cl Higher 3’M retained salt Lower humidity in fibres C Z Higher salt solutions

Francis Crick, 1916 -2004 Watson, 1928 James D. Watson, 1928 - Crick, 1916

A nukleinsavak térszerkezete A 2 -dezoxi-D-ribóz téralkata (A gyűrű síkja fölötti C atom szerint) 0, 5 Å c 2’-endo c 3’-endo

A b-glikozidkötéshez kapcsolódó konformerek

A, B és Z típusú DNS jellemzői A B Z Hélix irány Right-handed Left-handed Bázispár per kanyar 11 10 12 (6 dimers) Menetemelkedés 2. 55 3. 4 3. 7 Helix pitch 28 34 45 Base pair tilt 20 degrees 6 degrees 7 degrees 36 degrees -60 degrees (per dimer) Rotation per residues 33 degrees Glikozid konformáció Dezoxicitidin Anti Dezoxiguanozin Anti Syn Szénhidrát konformáció Dezoxicitidin C-3’-endo C-2’-endo Dezoxiguanozin C-3’-endo C-2’-endo C-3’-endo

A-DNS B-DNS

A-DNS B-DNS

Z-DNS B-DNS

DNS hő-denaturáció

A DNS-től a kromoszómáig

Egy kromoszóma és. . .

Az RNS

m. RNS másodlagos szerkezete

t. RNS másodlagos szerkezete (75 -95 nukleotid) t. RNSAla (Holley , N. d. 1968)

t. RNS térszerkezete Aminosav kapcsolódása A. Rich, A. Klug (1974)

t. RNS bioszintézise intron 10 % módosított bázis

t. RNS – aminosav szintézise (P. Zamencik, M. Hoogland, 1957) 1. Aminoacil-adenilát (AMP) keletkezése P. Zamencik, M. Hoogland (1957)

2. Aminoacil-t. RNS keletkezése

Nukleozid hatóanyagok dezoxiguanozin acyclovir dezoxiadenozin ganclovir zidovudine dezoxitimidin

t. RNS – aminosav