Post on 05-Mar-2018
1
ACIZII NUCLEICI
Tagadiuc Olga,
dr.hab. t. med., conferen iar universitar
Tipurile (1)
ADNLocalizarea – nucleoid – procariote;
nucleu, mitocondrii - eucarioteFunc ia – conservarea i transmiterea
informa iei genetice între genera iiComponen a chimic -1. Bazele azotate – A, G, C, T2. Pentoza – dezoxiriboza3. Restul fosfat
Tipurile (2)ARN
Localizarea –procariote - citoplasm , ribozomieucariote – nucleu, citoplasm , ribozomiFunc ia – realizarea informa iei genetice
Componen a chimic -1. Bazele azotate – A, G, C, U2. Pentoza – riboza
3. Restul fosfat
2
Nivelurile organiz rii structurale a ADNului:
1. dublul helix2. superhelixul ADNului3. nucleozomul4. cromatina i cromozomii
Succesiunea nucleotidica ADN i ARN
STRUCTURA ADNului
3
STRUCTURA ADNului
Zamudio N M et al. Reproduction 2008;136:131-146
Ierarhia structural a ADN
Source: http://www.nature.com/scitable/topicpage/dna-packaging-nucleosomes-and-chromatin-310
The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1962was awarded jointly to Francis H.C. Crick,
James D. Watson and Maurice H.F. Wilkins"for their discoveries concerning the molecular
structure of nucleic acids and its significance for information transfer in living material“.
http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/medicine/laureates/1962/
4
Nivelurile organiz rii structurale a ARN
1. Primar – succesiunea ribonucleo-tidic în catena polinucleotidic
2. Secundar -
3. Ter iar - în func ie de4. Cuaternar - tipul ARNului
Structura tARN
1. Primar – succesiunea ribonucleo-tidelor în catena polinucleotidic(în medie 95 nucleotide)
1. Secundar – în forma “foiii de trifoi”
2. Ter iar – în forma “literei L”
Structura secundar a
ARNt
5
Structura ter iar a
ARNt
Structura ARNr
Structura ribozomilor
6
Structura ribozomilor
Realizarea informa iei genetice
1. Replicarea sau biosinteza ADNului
2. Transcrierea sau biosinteza ARNului3. Transcrierea invers
4. Replicarea ARNului5. Transla ia sau biosinteza proteinelor
REPLICAREA
1. Semiconservativ2. Matri a – molecula integr de ADN3. Substraturile – dATP, dGTP, dCTP, dTTP, ATP, GTP,
CTP, UTP4. Complexul polienzimatic:
HelicazaTopoizomerazele I i IIPrimaza sau ARN-polimeraza-ADN-dependent de ini iereADN-polimeraza I, II i IIIRibonucleaz HADN-ligaza
7
REPLICAREAsemiconservativ
ETAPELE REPLIC RII
1. Ini ierea2. Elongarea
3. Terminarea
Replicarea la procariote replicare
8
ETAPELE REPLIC RII – Ini ierea1. Mediat de proteinele dnaA, dna B i dna C
2. Situsul de ini iere:
Punctul ORI
boxa dna A – 5’-TTATCCACA-3’
boxa dna B – 5' - GATCTNTTNTTTT - 3
3. Topoizomeraza
4. Proteinele SSB (Single-stranded DNA-binding protein)
5. dnaG – Primaza – ARN-polimeraza-ADN dependent de ini iere
ETAPELE REPLIC RII Ini ierea – formarea furcii replicative
ADN-polimerazeleI II III
Gena polA polB polC
Subumit i 1 7 > 10
Viteza polimeriz rii 16-20 40 250-1000
Activ. exonucleazic 3' 5'
+ + +
Activ. exonucleazic 5' 3’
+ - -
Rolul Repara ie Repara ie Sintez
9
ADN-polimeraza IIIPrincipala enzim a sintezei ADN la procariote
are activitate polimerazic 5´ 3´
are activitate exonucleazic 3´ 5´
: men ine structuraheterodimeric
MECANISMUL REPLIC RII -ELONGAREA
http://themedicalbiochemistrypage.org/images/replicationforkdetail.jpg
MECANISMUL REPLIC RII –ELONGAREA –sinteza catenei
întârziate
http://www.slideshare.net/mbarshan/dna-replication-in-eukaryotes-and-prokaryotes
10
MECANISMUL REPLIC RII -TERMINAREA
ter - situsurile de terminare a replic rii la procariote
Repara ia ADN-ului
Repara ia ADN-ului
11
Xeroderma pigmentosum
TRANSCRIEREA
1. Matri a – un fragment al unei catene a ADN –transcriptonul
2. Substraturile – ATP, GTP, CTP, UTP
3. ARN-polimeraza-ADN-dependent
TRANSCRIEREA
Transcriptonul sau unitatea de transcrip ie
12
ETAPELE TRANSCRIERII
1. Ini ierea
2. Elongarea
3. Terminarea
La eucariote
4. Modific rile posttranscrip ionale
ETAPELE TRANSCRIERII
Ini ierea
http://course1.winona.edu/sberg/ILLUST/promoter.gif
MECANISMUL TRANSCRIERII
13
Mecanismele termin rii transcrip iei
BIOSINTEZA PROTEINEI -
TRANSLA IA
14
TRANSLA IA
1. Matri a – molecula ARNm
2. Substratele – moleculele activate ale aminoacizilor - aminoacil~ARNt
3. Complexul polienzimatic:Aminoacil-ARNt-sintetazele
Peptidiltransferaza
Proteinele specifice – IF, EF, RF
Etapele transla iei
1. Activarea aminoacizilor2. Ini ierea3. Elongarea4. Terminarea
5. Modific rile posttransla ionale
Activarea aminoacidului
E – aminoacil-ARNt sintetaza
15
Ini iereabiosintezei proteinei –
pasul I
Ini ierea biosintezei proteinei –pasul II
Ini ierea biosintezei proteineipasul III
16
Ini ierea-
pasul IV
Elongarea catenei polipeptidice
Elongarea catenei polipeptidice
17
Elongarea catenei polipeptidice
Elongarea catenei polipeptidice
http://themedicalbiochemistrypage.org/images/translation-elongation.png
Terminarea biosintezei proteinei
18
Particularit ile biosintezei colagenuluiEtapa I.
Sinteza lan urilor polipeptidice primare
se produc peste 28 tipuri de colagen
(fibrilare i nefibrilare) în baza informa iei din cca 34 gene specifice COL
tipurile catenelor polipeptidice primare se noteaz – (I), (II), (III) etc.
subtipurile catenelor polipeptidice primare se noteaz 1(I), 2(I), etc.
Particularit ile biosintezei colagenuluiEtapa I.
Sinteza lan urilor polipeptidice primare
toate catenele au succesiune aminoacidic similar (Gli-X-Y)n
se asambleaz cca 200 AA/min.
catenele se produc în form de precursori -pro- , ce posed secven e aminoacidice suplimentare la ambele capete
Particularit ile biosintezei colagenuluiEtapa II. Hidroxilarea radicalilor Pro i Liz
19
Particularit ile biosintezei colagenuluiEtapa II. Hidroxilarea radicalilor Pro i Liz
1. Enzimele prolil hidroxilaza i lizil hidroxilaza
2. Fac parte din Oxidazele Microzomiale cu Func ii Mixte (OMFM)
3. Sunt active doar în prezen a O2 , vit. C (acid ascorbic) i Fe2+
4. Reac ia are loc cu consum de -cetoglutaratHipovitaminoza C – scorbutul – diminueaz rata hidroxil rilor i rezisten a colagenului
Particularit ile biosintezei colagenuluiEtapa III.
Formarea helixului triplu -protropocolagenului
1. Se asociaz trei catene primare 2. Se formeaz helixul triplu –
protropocolagenul – con ine fragmente nespiralizate la ambele capete ce sunt unite prin leg turi disulfurice
Particularit ile biosintezei colagenuluiEtapa IV. Glicozilarea protropocolagenului
1. Se glicozileaz radicalii hidroxilizinei2. Se fixeaz resturi glucozil-galactoz la
gruparea -OH
20
Particularit ile biosintezei colagenuluiEtapa IV. Glicozilarea protropocolagenului
Particularit ile biosintezei colagenuluiEtapa V.
Expulzarea protropocolagenului din celul în matricea extracelular
i transportul la fibra în cre tere
1. Moleculele se concentreaz în aparatul Golgi.
2. Se formeaz vezicule secretoare.
3. Veziculele migreaz spre membrana celular i fuzioneaz cu ea.
4. Con inutul veziculelor se elimin în spa iul extracelular.
Particularit ile biosintezei colagenuluiEtapa VI. Maturizarea protropocolagenuluiI
1. Scindarea fragmentelor în exces de la capetele N- i C-terminal
2. Enzimele – procolagen-N-peptidaza i procolagen-C-peptidaza
3. Se formeaz unitatea structural a colagenului -TROPOCOLAGENUL
21
Particularit ile biosintezei colagenuluiEtapaVI. Maturizarea protropocolagenuluiI
Particularit ile biosintezei colagenuluiEtapaVII. Oxidarea radicalilor Liz i Hyl
1. Este catalizat de enzima Lizil oxidaza2. Necesit prezen a ionilor de cupru3. Se formeaz alizina i hidroxializina
Particularit ile biosintezei colagenuluiEtapaVIII. Formarea leg turilor covalente încruci ate în
cadrul asambl rii microfibrilelor
Are loc prin:Condensarea radicalilor alizinei cu cei ai lizineiCondensarea a 2 radicali de alizinCondensarea radicalilor alizinei cu histidina
22
Particularit ile biosintezei colagenuluiEtapaVIII. Formarea leg turilor covalente
încruci ate în cadrul asambl rii microfibrilelor
Particularit ile biosintezei colagenuluiEtapaVIII. Formarea leg turilor covalente
încruci ate în cadrul asambl rii microfibrilelor
Particularit ile biosintezei colagenuluiEtapaIX. Asamblarea fibrilelor din microfibrile
Etapa X. Asamblarea fibrelor din fibrile
23
Sinteza colagenului
http://www.oulu.fi/biocenter/groups/myllyharju/details
Deregl rile ereditare ale biosintezei colagenului
Osteogenesis imperfecta (OI)Cauza – muta ii în gena ce codific catenele
1 i 2 ale colagenului tip ITip I OI – defect cantitativ – diminuarea cu 50% a
sintezei colagenului normalTipurile II, III i IV OI– defect structural – cel mai
frecvent substitu ia unui radical Gli cu un aminoacid cu radical înc rcat sau polar, ce afecteaz formarea helixului
Deregl rile ereditare ale biosintezei colagenului
Osteogenesis imperfecta
Semne clinice:1. Craniul nepropor ional de mare, fa de trunchi,
insuficient osificat2. Fa triunghiular , aplatizat3. Oase tubulare lungi, osteoporotice4. Fracturi multiple pe parcursul vie ii5. Scolioz6. Sclere albastre7. Diminuarea acutit ii auzului8. Dentinogenesis imperfecta
24
Deregl rile ereditare ale biosintezei colagenului
Osteogenesis imperfecta
a. Colagen normalb. Colagen anomal
specific OI
OSTEOGENESIS IMPERFECTA
• Click to add an outline
OSTEOGENESIS IMPERFECTA
25
Deregl rile ereditare ale biosintezei colagenului
Dentinogenesis imperfecta
Deregl rile ereditare ale biosintezei colagenului
Sindromul Ehlers-DanlosTipurile: clasic, hipermobil, vascular, kifoscoliotic,
artrohalazic, periodontal (tipul VIII)Cauze: modific ri structurale ale colagenului tip III, V,
caren a ereditar a lizil oxidazei, procolagen-N-peptidazei i procolagen-C-peptidazei
Sindromul Ehlers-Danlosa. hiperelasticitatea pielii
b. hipermobilitatea articula iilor