Nukleové kyseliny a genová exprese

Nukleové kyseliny a genová exprese

NUKLEOVÉ KYSELINY

• nositelkami genetické informace jsou molekuly nukleových kyselin tvořené řetězci vzájemně spojených nukleotidů, jsou složkou prakticky všech buněk

• kyselina deoxyribonukleová (DNA) – je obsažena v jádrech všech eukaryotických buněk (u prokaryotických buněk je uložena volně v cytoplazmě), je základním genetickým materiálem většiny organismů, slouží k uchování genetické informace

• kyselina ribonukleová (RNA) – zajišťuje přenos genetické informace z DNA do struktury bílkovin, v organismech je přítomna v několika typech:

  • mRNA (mediátorová RNA) – obsahuje přepis informací z DNA o primární struktuře bílkovinné molekuly, je matricí pro syntézu bílkovin

  • rRNA (ribozomová RNA) – je součástí ribozomů, v nichž probíhá proteosyntéza

  • tRNA (transferová RNA) – přenáší aminokyseliny z cytoplazmy na místo syntézy bílkovin (ribozomy), kde jsou spojovány do polypeptidickych řetězců, pro každou aminokyselinu existuje alespoň jedna tRNA

• nukleové kyseliny jsou makromolekulární látky, jejichž základní stavební jednotkou je nukleotid – každý nukleotid vzniká spojením:

  • cukerné složky – pentózy (monosacharid s pěti uhlíky), DNA obsahuje 2–deoxy–D–ribózu, RNA obsahuje D–ribózu

  • dusíkaté báze – je navázána na cukernou složku, existují 4 typy (podle nich rozlišujeme 4 typy různých nukleotidů): adenin (A), guanin (G), cytosin (C), thymin (T) – obsažený pouze v DNA a uracil (U) – obsažený pouze v RNA

    • adenin a guanin jsou báze purinové odvozené od purinu (heterocyklické sloučeniny se dvěma kondenzovanými heterocykly)

    • cytosin, thymin a uracil jsou báze pyrimidinové odvozené od pyrimidinu (šestičlenné heterocyklické sloučeniny se dvěma heteroatomy)

    • mezi adeninem a thyminem se tvoří 2 vodíkové vazby, cytosin a guanin jsou spojeny 3 vodíkovými vazbami

  • fosfátu – jeho prostřednictvím jsou navázány jednotlivé nukleotidy

• pořadí jednotlivých nukleotidů spojených v polynukleotidový řetězec, tzv. primární struktura nukleových kyselin, určuje genetickou informaci organismu

• sekundární struktura nukleových kyselin je dána prostorovým uspořádáním polynukleotidového řetězce – molekula DNA je tvořena dvěma polynukleotidovými řetězci (je dvouvláknová) stočenými do dvoušroubovice × molekula RNA je obvykle tvořena jedním polynukleotidovým řetězcem (je jednovláknová)

  • spojení mezi vlákny dvoušroubovice DNA je realizováno vodíkovými vazbami mezi bázemi obou řetězců

  • k vazbě mezi určitou dvojicí bází dochází na základě tzv. komplementarity

  • báze, mezi kterými vzniká vazba, označujeme jako komplementární:

    • cytosin je komplementární s guaninem a naopak

    • adenin je komplementární s thyminem (u DNA) nebo uracilem (u RNA) a naopak¨

    • pořadí nukleotidů v jednom řetězci tak přímo určuje primární strukturu druhého řetězce (= je jeho matricí)