M2.1 Nukleinsäuren Flashcards
Bausteine der Nukleinsäuren
mehrere Nukleotide aneinander (Nukleobase, Zucker, Phosphat)
Verknüpfung der Nukleinsäuren
Phosphorsäure-di-ester
Verknüpfung im Nukleotid: N-glykosidische-Bindung, Esterbindung, Anhydrid-Bindung
chem. Struktur der Purin- und Pyrimidinbasen
Pyrimidin: ein aromatischer Ring (T,U,C)
Purin: zwei Ringe (A,G)
räuml. Struktur der DNA
beta-Doppelhelix, antiparallel (kodierend/sense - nichtkodierend/antisense/Matritze), rechtsgängig, 10,5 Bp/Windung, Zucker-Phosphat-Rückrat
Kräfte: H-Brücken (verbinden Basen, nicht-kovalent, Spezifität der WW)
Stapelung (WW von pi-Elektronen übereinander gestapelter Basen, Stabilität, sequenzabhängig: GC-reiche Abschnitte stabiler als AT-reiche)
Sequenz von außen erkennbar (kl./gr. Furche) -> Proteine binden spezifisch
DNA windet sich um Histon-Oktamere (Nukleosom)
Basensequenz als Schlüssel für die Kodierung der Aminosäuren
genetischer Code (Matritzenstrang -> mRNA( Transkription) -> tRNA mit Anticodon und AS (Translation) -> Protein
strukturelle Unterschiede DNA und RNA
DNA: Doppelstrang, beta-Helix, ATGC, 2-Desoxyribose (am 2. C-Atom fehlt OH-Gruppe)
-> Informationsspeicherung (Phosphorsäure-Diester-Bindungen stabiler)
RNA: Einzelstrang (intramolekulare Basenpaarung), AUGC, D-Ribose, modifizierte Basen (Deaminierung, Methylierung)-> strukturelle Vielfalt
-> funktionelle Vielfalt
-> Informationsübertragung (leichtere Spaltung Phosphorsäure-Diester-Bindung)
Nukleosid
Zucker und Nukleobase
Adenosin, Guanosin, Cytidin, Uridin, Thymidin
Funktionen von Nukleotiden
- Bausteine der Nukleinsäuren (DNA, RNA)
- energiereiche Verbindungen (ATP, Acetyl-CoA)
- Coenzyme (ATP, NADH, Coenzym A)
- Signalmoleküle (cAMP)
RNA: funktionelle Vielfalt
mRNA (Informationsträger)
rRNA (Strukturkomponente, katalytische Aktivität)
tRNA (Adapter)
DNA-schädigende Einflüsse
chem. (zB Benzopyren, Nitrosamine)
physikalisch (Strahlung: UV-Licht)
biologisch (Viren)
-> induziert (exogene Faktoren)
spontan (endogene Faktoren) [ca. 20.000/Zelle &Tag]
Genotoxizität
gene toxicity
Stoffe mit erbgutverändernden, krebserzeugenden, missbildenden Eigenschaft
Mechanismen der DNA-Schädigung Bsp. Hydrolyse-Reaktionen
hydrolytische Desaminierung
(spontane Bildung von U aus C -> andere Basenpaarung)
RNA: Unterscheidung nicht möglich
DNA: T statt U, deswegen Erkennung & Reparatur
Mechanismen der DNA-Schädigung Bsp. Interkalation
Chemotherapie: Zytostatikum Doxorubicin
Einlagerung planarer Moleküle zwischen gestapelte Nukleobasen
Mehrstufenkonzept der Kanzerogenese
- Gentoxischer Stress
- Tumorinitiation (Zellschädigung, genet. veränderte Zelle,
[Reperatur/Apoptose/Seneszenz [p53: wichtiges Tumorsupressorgen]
Onkogenaktivierung, unkontrolliertes Zellwachstum, Inaktivierung von p53) - Tumorpromotion
- Tumorprogression (Verlust weiterer Wachstumskontrollen, Primärtumor, Angiogenese, Metastasierung)
Karzinogenaktivierung (metabolische Aktivierung)
primär: krebserzeugend ohne metabolische Aktivierung
sekundär: erst durch Biotransformation krebserzeugend (Prokarzinogene)
Kokarzinogene: direkte Erhöhung karzinogener Effekte zB. Induktion biotransformierender Enzyme
Promotoren: indirekte Erhöhung karzinogener Effekte durch Proliferationsreiz
klinische Folgen der DNA-Schädigung (beispielhaft)
hmmm
Physikalisches Karzinogen: UV-Licht
kürzere Wellenlänge als sichtbares Licht -> energiereicher
durch Absorption: Anregung der pi-Elektronen der Nukleobasen
zB. 2 benachbarte T-Basen verbinden sich zum Thymin-Dimer