Nukleové kyseliny

Charakteristika a biologický význam nukleových kyselin

• biomakromolekulární látky, biopolymery (= přírodní MML), tvoří dlouhé vláknité molekuly

• objeveny 1868, složení objasněno 1953 Watsonem a Crickem (1962 Nobelova cena)

• nukleové kyseliny + bílkoviny = nejvýznamnější složky živých soustav

• v jejich molekulách se uchovává dědičná (=genetická) informace buňky -> přenos dědičných znaků z generace na generaci

• jejich prostřednictvím se přepisuje dědičná informace do specifické struktury bílkovinných molekul

• zdroj a zásobárna energie (např. ATP - adenosintrifosfát, NAD - nikotinamidadenindinukleotid)

• jsou složkou (skoro) všech buněk

• nacházejí se v jádrech buněk (nukleus = jádro)

• v mitochondriích a centriolách, u rostlin i v chloroplastech: malá množství i mimo jádra buněk

• obsahují 2 základní složky (= základní stavební jednotky) strukturní vzorce

  • kyselou složku = H₃PO₄

  • zásadité složky 

    • purinové báze

      • adenin (A)

      • guanin (G)

• pyrimidinové báze

  • cytosin (C)

  • uracil (U)

  • thymin (T)

• dále obsahují monosacharid

  • 2-deoxy-D-ribosu

  • D-ribosu

• dle typu monosacharidu rozdělení:

  • deoxyribonukleová kyselina DNA - zajišťuje zachování dědičných znaků v buněčném jádře,

    • obsahuje cytosin, thymin

  • ribonukleová kyselina RNA - zajišťuje přenos dědičných znaků do struktury bílkovin (tato reakce se jmenuje protosyntéza),

    • obsahuje cytosin, uracil

• základní stavební jednotky (=kyselá složka, zásadité složky i monosacharidy) lze uvolnit hydrolýzou silnými kyselinami

• spojením pentózy s bázemi N-glykosidickou vazbou vzniká nukleosid

• esterifikací hydroxylové skupiny na 5. uhlíku pentózy nukleosidů kyselinou fosforečnou vzniká nukleotid

Struktura, vlastnosti a druhy nukleových kyselin

• spojení nukleotidů = polynuklidy = desítky, tisíce až milióny nukleotidových jednotek

• v pořadí nukleotidů DNA je zapsána dědičná informace buňky

• struktury nukleových kyselin

  • primární struktura = pořadí jednotlivých nukleotidových jednotek

  • sekundární struktura dána prostorovým uspořádáním polynukleotidového řetězce

    DNA = dvojitá pravotočivá šroubovice, kterou vytvářejí dva proti sobě probíhající polynukleotidové řetězce

    RNA = jeden polynukleotidový řetězec (= jednovláknová) dvoušroubovice vzniká mezi dvěma částmi téhož řetězce

    • spojení mezi vlákny šroubovice realizováno pomocí vodíkových vazeb mezi komplementárními bázemi obou řetězců

      • cytosin je komplementární s guaninem

      • adenin je u DNA komplementární s thyminem

      • adenin je u RNA komplementární s uracilem

  • terciální struktura je dána prostorovým uspořádáním šroubovice

• vlastnosti

  • DNA je chemicky stabilnější než RNA (je to dáno její dvouvrstvou strukturou)

    při porušení jednoho řetězce drží druhý řetězec molekula pohromadě a umožňuje její pozdější opravu

  • RNA se v alkalickém prostředí snadno štěpí na směs nukleotidů

Zástupci

• DNA

  • tvoří genetickou informaci buňky

  • je v ní kódována primární struktura bílkoviny (je to dáno pořadím bází v její molekule)

  • součást chromozomů

  • v každém organismu stejný počet chromozomů

  • úseky DNA, které nesou smysluplnou informaci biologického významu = GENY

   

  

• RNA

  • mediátorová (informační) RNA (=mRNA, messenger) obsahuje přepis informace z molekuly DNA o primární struktuře bílkovinné molekuly, je matricí pro syntézu bílkovin

  • transférová (přenosová) RNA (=tRNA) přenáší aminokyseliny na místa syntéz bílkovin, tam jsou spojovány do polypeptidických řetězců

  • ribozómová RNA (rRNA) je součástí ribozómů = části buněk, na kterých probíhá syntéza

    • ribozómy = bílkovinná tělíska bohatá na r-RNA

    

     

více...