Κεφάλαιο 8 Νουκλεοτίδια Flashcards
Πες κάποιες βασικές έννοιες για τα νουκλεοτιδία και τα νουκλεινικά οξέα
Βασικές έννοιες
• Ένα νουκλεοτίδιο αποτελείται από μια αζωτούχο βάση (πουρίνη ή πυριμιδίνη), ένα σάκχαρο (πεντόζη) και μία ή περισσότερες φωσφορικές ομάδες. Τα νουκλεϊνικά οξέα είναι πολυμερή νουκλεοτιδίων που ενώνον- ται μεταξύ τους με φωσφοδιεστερικούς δεσμούς μεταξύ της 5΄-υδροξυ- λομάδας της πεντόζης ενός νουκλεοτιδίου και της 3’-υδροξυλομάδας της πεντόζης του επόμενου νουκλεοτιδίου.
• Υπάρχουν δύο είδη νουκλεϊνικών οξέων: RNA και DNA. Τα νουκλεοτί- δια του RNA περιέχουν ριβόζη και τις κοινές πυριμιδίνες ουρακίλη και κυτοσίνη. Στο DNA, τα νουκλεοτίδια περιέχουν 2’-δεοξυριβόζη και τις κοινές πυριμιδίνες θυμίνη και κυτοσίνη. Η αδενίνη και η γουανίνη είναι οι κύριες πουρίνες τόσο στο DNA, όσο και στο RNA
Τι γνωρίζεις για την δομή των Νουκλεϊνικών Οξέων
Η Δομή των Νουκλεϊνικών Οξέων
• Πολλές ενδείξεις υποδηλώνουν ότι το DNA φέρει τις γενετικές πληρο- φορίες. Μερικές από τις πρώτες ενδείξεις προήλθαν από το πείραμα των Avery-Macleod-McCarty, που κατέδειξε ότι DNA που είχε απομονωθεί από ένα είδος βακτηρίων μπορούσε να εισέλθει και να μετασχηματί σει τα κύτταρα ενός άλλου είδους, προσδίδοντας στο λήπτη ορισμένα κληρονομικά χαρακτηριστικά του δότη. Το πείραμα των Hershey-Chase αποκάλυψε ότι το DNA ενός ιού βακτηρίων κι όχι το πρωτεϊνικό περί- βλημά του φέρει το γενετικό μήνυμα για την αντιγραφή του ιού στο κύτταρο-ξενιστή.
• Συγκεντρώνοντας πολλά δημοσιευμένα δεδομένα, οι Watson-Crick υπέθεσαν ότι το φυσικό DNA αποτελείται από δύο αντιπαράλληλες αλυσίδες σε μορφή δεξιόστροφης διπλής έλικας. Συμπληρωματικά ζεύγη βάσεων, Α-Τ και G=C, σχηματίζονται με δεσμούς υδρογόνου μέσα στην έλικα. Τα ζεύγη βάσεων στοιβάζονται κάθετα προς τον επι- μήκη άξονα της διπλής έλικας, σε απόσταση 3,4 Α, με 10,5 ζεύγη βά- σεων ανά στροφή.
• Το DNA μπορεί να υφίσταται σε διάφορες μορφές. Δύο αποκλίσεις από τη μορφή των Watson-Crick, ή αλλιώς B-DNA, είναι το Α- και το Ζ- DNA. Κάποιες αλληλουχίες προκαλούν κάμψη στο μόριο του DNA. Κλώνοι DNA με κατάλληλη αλληλουχία μπορούν να σχηματίζουν φουρκέτες ή σταυροειδείς δομές ή τρίκλωνο ή τετράκλωνο DNA.
• Το αγγελιαφόρο RNA μεταφέρει τις γενετικές πληροφορίες από το DNA στα ριβοσώματα κατά την πρωτεϊνοσύνθεση. Το μεταφορικό και το ριβοσωμικό RNA εμπλέκονται, επίσης, στη διεργασία της πρω- τεϊνοσύνθεσης. Το RNA μπορεί να είναι δομικά περίπλοκο: το μονό- κλωνο RNA σχηματίζει φουρκέτες, δίκλωνες περιοχές ή σύνθετες θηλιές.
Τι γνωρίζεις για την Χημεία των Νουκλεϊνικών Οξέων
• Το φυσικό DNA υπόκειται σε αντιστρεπτό ξεδίπλωμα και διαχωρισμό των κλώνων (τήξη) υπό την επίδραση θερμότητας ή σε ακραίες τιμές PH. DNA πλούσια σε ζεύγη G=C έχουν υψηλότερο σημείο τήξεως σε σύγκριση με DNA πλούσια σε ζεύγη Α=Τ.
Το DNA είναι σχετικά σταθερό πολυμερές. Αυθόρμητες αντιδράσεις όπως η απαμίνωση ορισμένων βάσεων, η υδρόλυση του Ν-γλυκοζιτι- κού δεσμού μεταξύ βάσης και σακχάρου, ο σχηματισμός διμερών πυριμιδίνης υπό την επίδραση ακτινοβολίας και οι οξειδωτικές βλάβες συμβαίνουν με πολύ χαμηλή ταχύτητα. Ωστόσο, έχουν μεγάλη σημασία, εξαιτίας της μικρής ανοχής των κυττάρων σε αλλαγές του γενετικού υλικού τους.
Ολιγονουκλεοτίδια γνωστής αλληλουχίας μπορούν να συντεθούν ταχέως και με ακρίβεια.
• Η αλυσιδωτή αντίδραση πολυμεράσης (PCR) παρέχει μια βολική και ταχεία μέθοδο ενίσχυσης τμημάτων DNA, εάν οι αλληλουχίες των άκρων του επιθυμητού τμήματος DNA είναι γνωστές.
Η DNA αλληλούχηση ρουτίνας γονιδίων ή βραχέων τμημάτων διεξάγε- ται με τη χρήση μιας αυτοματοποιημένης παραλλαγής της μεθόδου διδεοξυ αλληλούχησης κατά Sanger.
• Η αλληλουχία του DNA, συμπεριλαμβανομένων ολόκληρων γονιδιω- μάτων, μπορεί να προσδιοριστεί αποτελεσματικά σε μερικές ώρες ή μέρες με μια ποικιλία μεθόδων, συμπεριλαμβανομένης της αλληλού χησης νέας γενιάς
Τι γνωρίζεις για τις λειτουργίες των αμινοξέων
Άλλες Λειτουργίες των Νουκλεοτιδίων • Το ΑΤΡ είναι ο βασικός μεταφορέας χημικής ενέργειας στα κύτταρα. Η παρουσία μιας αδενοσίνης σε ποικίλους ενζυμικούς συμπαράγοντες πιθανώς συσχετίζεται με την απαίτηση για ενέργεια πρόσδεσης.
• Το κυκλικό ΑΜΡ, σχηματίζεται από το ΑΤΡ σε μια αντίδραση που κα- ταλύεται από την αδενυλική κυκλάση. Είναι κοινός δεύτερος αγγελια- φόρος που παράγεται κατά την απάντηση σε ορμόνες κι άλλα χημικά σήματα.
• Τα ATP και ADP λειτουργούν ως νευροδιαβιβαστές σε μια ποικιλία ση ματοδοτικών οδών.
