Struktura DNA | Ta BIOLOGIE

Oswald Theodor Avery – materiálním nosičem genetické informace jsou nukleové kyseliny

DNA

cukr – deoxyribóza
dusíkaté báze
fosfátové skupiny (PO₄^3-)

molekula deoxyribózy obsahuje 5 atomů uhlíku (1‘ – 5‘ )

od ribózy se liší:

na uhlíku 2‘ má místo OH- skupiny navázaný pouze H

na uhlíkové atomy (3‘ a 5‘) jsou navázány kovalentní fosfodiesterovou vazbou fosfátové skupin = každý konec polynukleotidového řetězce jiné označení buď 3‘, nebo 5‘

na uhlík 1‘ navázána kovalentní N-glykosidickou vazbou některá z dusíkatých bází

báze: heterocyklické sloučeniny odvozeny z purinu a pyrimidinu

purinové báze: adenin (A), guanin (G)
pyrimidinové báze: cytosin (C), thymin (T)

báze + fosfát + cukr = nukleotid (základní jednotka polynukleotidového řetězce)

podle navázané báze rozlišujeme nukleotidy:
- adeninové
- guaninové
- cytosinové
- thyminové
nukleotidy poskládany v určitém pořadí = sekvenci
každý gen je v DNA zapsán jako charakteristická sekvence nukleotidů
sekvenci řetězce zapisuje zkratkami bází:

např. 3‘ AACTGCTTAAACCCTAGGGCATG 5‘

James Dewey Watson + Francis Harry Compton Crick – DNA tvořena 2 polynukleotidovými řetězci, které jsou propojena vodíkovými můstky

polynukleotidové řetězce v DNA = antiparalelní

= znamená to, že jeden z nich je orientován ve směru 3‘ a 5‘, druhý 5‘ a 3‘

stočené do šroubovice
lidská DNA = pravotočivá

Váží se spolu vždy jen 2 specifické N-báze (vždy 1 báze pyrimidinová a 1 purinová):

A – T (spojeny 2 vodíkovými můstky)

C – G (spojeny 3 vodíkovými můstky)

obsah purinových bází rovný obsahu molekul pyridinových bází = Chargaffovo pravidlo

tabiologie.cz

Denaturace DNA (90 – 100°C)

řetězce se rozpojí a po čase se opět spojí = reasociace (denaturace) DNA

DNA tvoří útvar = chromozom

lineární chromozom (tvořen lineární DNA) př. chromozomy v eukaryotické buňce
- má dva volné konce
kružnicový chromozom (tvořen kružnicovou DNA) př. chromozomy v prokaryotické buňce
- nemá dva volné konce
- může se vyskytovat samostatně anebo v několika jejich kopií
- nachází se v mitochondriích a chloroplastech

kromě chromozomů vytváří DNA v cytoplazmě prokaryotických buněk PLAZMIDY (malé kružnicové molekuly)

replikují se nezávisle na prokryotickém chromozomu
řídí specifické vlastnosti buňky (př. odolnost bakterie vůči antibiotikům)
vzácně se vyskytují u kvasinek
má velký význam v genovém inženýrství

REPLIKACE DNA

před replikací…

reparační procesy (snížení frekvencí mutací genů)
- v buněčném cyklu eukaryot = G1 – fáze
v buňce se vytváří hodně dNTP (deoxynukleosidtrifosfát)
- základní kameny pro syntézu polynukleotidového řetězce

dále:

dATP – deoxyadenozintrifosfát

dGTP – deoxyguanosintrifosfát

dCTP – deoxycytidintrifosfát

dTTP – deoxythymidintrifosfát

každá dceřiná molekula DNA je tvořena 2 vlákny rozdílného původu

- jedno vlákno: původní z mateřské molekuly
- druhé vlákno: dokopírované během replikace
mateřská DNA = matrice k syntéze nových řetězců

replikace:

oddělení vláken mateřské DNA – oba řetězce slouží jako: matrice (templáty)
ke každému nukleotidu řetězce se na základě pravidel o párování bází přiřazuje komplementární nukleotid
mateřský a nově vzniklý nukleotid se spojí vodíkovými vazbami
nová DNA

shrnutí: do každé dceřiné buňky přechází dvoušroubovice tvořená jedním původním a jedním novým řetězcem DNA = DNA je semikonzervativní

jádra obou dceřiných buněk získávají zcela shodnou genetickou informaci

replikace = biochemický proces

Enzymy:

DNA – polymeráza syntetizuje nově vznikající řetězec DNA

helikáza – rozplétá mateřskou DNA

ligáza – opravuje chyby

kde replikace začíná?

prokaryotický chromozom