Amino asitlerden katekolamin sentezi, amino asitlerin karbon ...
Amino kiselini
description
Transcript of Amino kiselini
Amino kiselini
Proteinite vo organizmot se sostaveni od kombinacija na 20 razli~ni subedinici nare~eni-amino kiselini.
-AMINO KISELINI
- jaglerodniot atom na sekoja amino kiselinite e povrzan so:
vodoroden atom, karboksilna grupa, amino grupa i strani~en sinxir ili karakteristi~en radikal
Zaradi prisustvo na karboksilna i amino grupa kaj site amino kiselini, site razliki me|u niv }e zavisat od nivnie radikalni grupi vo strani~niot sinxir.
Op{ta struktura na edna -amino kiselina
Strani~en sinxir - R grupa
Struktura na prolin, razli~na od site drugiamino kiselini izolirani od proteini
Prolin
Konfiguracija na amino kiselinite L i D izomerija
Konfiguracijata se opredeluva spored konfiguracijata na gliceraldehidot
Amino kiselini kako dipolarni joniDisocirani formi na -amino kiselina
Hemiski reakcii na amino kiselina
1. Reakcii na karboksilnata grupaa) disocijacija na karboksilnata grupa (dobivawe soli)b) dobivawe esteri (vo reakcija so alkoholi)v) dekarboksilacija na amino kiselinite (dobivawe amin)g) redukcija na karboksilnata grupa (dobivawe primaren amino alkohol)
Hemiski reakcii na amino kiselina
2. Reakcii na amino grupataa) reakcija so azotesta kiselina
b) boeni reakcii na amino grupata (ninhidrin)v) reakcija so aldehidi (dobivawe na Shif-ovi bazi)g) reakcija so SO2 (karbamino kiselina za prenos na O2)
d) reakcija so te{ki metali ( So2+,Cu2+ oboeni kompleksi)|) reakcija so –SOON (peptidna vrska)
Opti~ka aktivnost na amino kiselinite
-S atomot kaj alfa amino kiselinite e hiralen, osven kaj glicinot.
*
*, hiralen S-atom
-amino kiselina Glicin
Podelba na amino kiselinite
Nepolarni, hidrofobni
Strani~nite sinxiri se nepolarni. Se nao|aat dlaboko vo
vnatre{nosta na proteinot Tamu se povrzuvaat edna so druga
i ostanuvaat izolirani od vodata.
Hidrofobni amino kiselini
Podelba na amino kiselinite
Polarni - hidrofilni
strani~nite sinxiri se polarni privlekuvaat molekuli voda se nao|aat na povr{inata na
proteinitePodeleni se na 3 klasi:
- polarni neutralni- negativno naelektrizirani- pozitivno naelektrizirani
Polarni neutralni amino kiselini
radikalnite imaat golem afinitet kon vodata;
pri rN = 7 ne se jonizirani; se povrzuvaat so druga molekula preku
vodorodna vrska; cisteinskite molekuli formiraat disulfidni
vrski so druga molekula;
Polarni neutralni amino kiselini
Negativno naelektrizirani
mono amino dikarboksilni kiselini
imaat jonizirani karboksilni grupi vo strani~en sinxir;
pri rN = 7 imaat neto polne` -1; kiseli amino kiselini - jonizacijata
na karboksilnata grupa osloboduve proton;
Negativno naelektrizirani amino kiselini(mono amino dikarboksilni amino kiselini)
Pozitivno naelektrizirani monokarboksilni diamino kiselini
nivniot strani~en sinxir sodr`i pozitivni grupi;
pri rN = 7 imaat neto pozitiven polne`;
bazni amino kiselini; strani~niot sinxir reagira so
vodata, zemaj}i proton i ispu{taj}i hidroksilen anjon;
Pozitivno naelektrizirani amino kiselini(diamino monokarboksilni amino kiselini)
Podelba na amino kiselinite
Spored gradbata na amino kiselinskiot ostatok R se delat na:
alifati~ni i cikli~ni amino kiselini
- aromati~ni i - heterocikli~ni
Alifati~ni amino kiselini
monamino monokarboksilni: - glicin, alanin, valin, leucin, izoleucin, serin i treonin
monamino monokarboksilni {to sodr`at sulfur: - cistein, cistin i metionin.
monoamino dikarboksilni i nivni amidi: - asparaginska, glutaminska, asparagin i glutamin.
diamino monokarboksilni: - arginin, lizin i hidroksilizin.
Alifati~ni amino kiselini
Cistin
Amino kiselina sostavena od 2 molekuli cistein povrzani so S-S vrska
Aromati~ni -amino kiselini
Spa|aat:- fenilalanin i tirozin
Heterocikli~ni -amino kiselini
Spa|aat:- triptofan, prolin i histidin.
PEPTIDI
Soedinenija sostaveni od dve i pove}e amino kiselinski ostatoci povrzani so peptidni vrski.
PEPTIDNA VRSKA
Karboksilnata grupa od edna amino kiselina se povrzuva so amino grupata od druga mino kiselina, se osloboduva voda i se sozdava amidna vrska nare~ena peptidna vrska.
++H3N—C—C
R1
HO-
O+H3N—C—C
R2
HO-
O
Peptidna vrska
O-
O
H
R1
+H3N—C—C—N—C—C + H2O
O R1
HH
PEPTIDNA VRSKA
Formirawe peptidna vrska
- H2O
PEPTIDNA VRSKA
N C O. . .. . .
Nomenklatura i pi{uvawe na peptidi
Brojot na amino kiselinite vo malite peptidi se ozna~uvaat preku prefiksot di-, tri-, tetra- i t.n.a.
od 2-10 amino kiselini - oligopeptidiod 10-100 amino kiselini- polipeptidi
Amino kiselina so slobodna -NH3+
grupa e poznata kako amino terminalna ili ednostavno N-terminalna amino kiselina
Amino kiselina so slobodna -SOO-
grupa e poznata kako karboksilna ili S-terminalna amino kiselina.
Nomenklatura i pi{uvawe na peptidi
Struktura na pentapeptid (amino kiselinskite ostatoci se vo ramkiteGlicinot e N-terminalna, a alaninot e S-terminalna amino kiselina
Nomenklatura i pi{uvawe na peptidi
Amino kiselinata koja ja vklu~uva karboksilnata grupa vo reakcija ja dobiva nastavkata -il, poslednata amino kiselina koja ja ima za~uvano -SOO- kiselinskata grupa, ostanuva so nepromeneto ime.
Nomenklatura i pi{uvawe na peptidi
Ovie dva dipeptida imaat isti 2 amino kiselinski komponenti, no razli~ni amino kiselinski sekvenci
Biomedicinsko zna~ewe na peptidite
Glutation najrasprostranet priroden peptid; tripeptid: -glutamil-L-cisteinil-glicin; dva mola na glutation gubat vodorod i se
dobiva disulfidna forma na glutationot; preminot na glutationot od reducirana vo
oksidirana vo forma e reverzibilen oksidoredukciski proces;
va`na uloga vo organizmot vo biolo{kiot redoks potencijal.
Reducirana i oksidirana forma na glutation
H2C
CO
O-
NH
O CCH—CH2—S
(-)
HN C O
H2CCH2
HC NH2
C OO-
H2C
CO
O-
NH
O CCH—CH2—S—S—CH2—HC
HN C O
H2CCH2
HC NH2
C OO-
NH2
2 -2e
+2e
C
NH
CH2
H2CCH
CO
O
HNCH2
O
O C
C O
O
-
-
Biomedicinsko zna~ewe na peptidite
Karnozin ili -alanil-L-histidin, nema jasna uloga vo organizmot;
Protamini - polipeptidi so izrazen bazen karakter, povrzani so nukleinskite kiselini;
Nevropeptidite - grupa na peptidi koi se nao|aat vo centralniot nerven sistem i se pretspostavuva deka se nevrotransmiteri ili nevromodulatori, a od niv e najpoznat endorfinot.
Peptidinite antibiotici imaat uloga da go inhibiraat rastot na mikroorganizmite, pr. penicilin.
Peptidni hormoni - od 3 do 84 amino-kiselinski ostatoci Tuka spa|aat: oksitocin, vazopresin, adenokortikotropniot hormon, melanotropinot, insulinot, kalcitoninot, paratirinot, gastrin, sekretin i dr.
PROTEINI
Imeto im poteknuva od proteus – prv Visoko molekularni polimeri na
amino kiselinite. Mo`at da bidat sostaveni od pove}e
od 100 amino kiselini Molekulskata masa se dvi`i od 8000
do milion.
Biolo{ki funkcii
Enzimi biolo{ki katalizatori, u~estvuvaat vo
mnogu metabolni reakcii
Antitela specifi~ni proteinski molekuli koi se
produciraat od specijalizirani kletki od imuniot sistem;
va`ni vo odbranata na organizmot od tu|ite antigeni vklu~uvaj|i gi virusite i bakteriite;
sekoe antitelo ima region koj precizno se i povrzuva so eden antigen i pomaga vo uni{tuvawe ili otstranuvawe od teloto.
Biolo{ki funkcii
Transportni proteiniGi nosat materiite od edno na drugo mesto vo teloto.
Pr. transferin go transportira `elezoto od crniot drob do koskenata srcevina kade se koristi za sintezata na hem grupata na hemoglobinot. Hemoglobinot i mioglobinot se odgovorni za transport i skladirawe na kislorodot kaj vi{ite organizmi.
Biolo{ki funkcii
Regulatorni proteini
Gi kontroliraat od mnogu aspekti funkciite na kletkata, vklu~uvaj}i go metabolizmot i reprodukcijata Pr. hormonite: insulin i glukagon se proteini.
Biolo{ki funkcii
Strukturni proteini obezbeduvaat mehani~ka za{tita
nadvore{ni oklopi; kosata i noktite se vo najgolem del
sostaveni od proteinot keratin; drugi proteini obezbeduvaat
mehani~ka za{tita na koskite, tetivite i ko`ata;
multicelularni organizmi kako nas ne bi mo`ele da egzistiraat bez niv ovie proteini.
Biolo{ki funkcii
Podvi`nite proteini
Potrebni za site formi na dvi`ewe. Pr. muskuli, vklu~uvaj}i gi i najva`nite muskuli, srceto, kade kontrakcijata i {ireweto odi preku interakcija na proteinite aktin i miozin. Spermatozoidite mo`e da plivaat i da oploduvaat, bidej}i tie imaat opa{ka sostavena od proteini.
Biolo{ki funkcii
Hranitelni proteini
Slu`at kako izvori na amino kiselini za embrionot i plodot.
Albuminot od jajceto i kazeinot vo mlekoto se primeri na proteini koi se skladirani vo hranata.
STRUKTURA NA PROTEINITE Primarna struktura
ja pretstavuva linearnata amino kiselinskata sekvenca vo proteinskiot sinxir;
rezultat od kovalentnoto povrzuvawe me|u amino kiselinite vo sinxirot (peptidini vrski), a kaj nekoi proteini i preku kovalentnite vrski na disulfidnite mostovi;
“prevod” od informacijata vo genite; sekoj protein ima razli~na primarna
struktura so razli~ni amino kiselini na razli~ni mesta dol` sinxirot;
Sekundarna struktura na proteini
Pretstavuva raspored na peptidinite vrski {to ja ~inat verigata t.e. stolbot na proteinot vo prostorot.
Rezultat na vodorodnite povrzuvawa me|u vodorodite od amino grupata i kislorodite od karbonil grupite od peptidnite vrski.
Naj~esti se 2 tipa sekundarna struktura: - -heliks i - -nabrana nafaltana struktura
-heliks
Dokolku se favorizirani vodorodnite mostovi formirani vo vnatre{nosta na proteinskata molekula taa se spiralizira vo idealna desnogira helikoidna struktura.
Va`ni karakteristiki
Sekoj amiden vodorod i karbonilen kislorod povrzani so peptidnata veriga e involviran vo gradewe vodorodnata vrska ako rastojanieto me|u grupite e 0.28 Å.
Sekoj karbonilen kislorod e vodorodno povrzan so amidniot vodorod na ~etvrtata po odale~enost amino kiselina vo sinxirot.
Vodorodnite vrski vo -heliksot se paralelni so oskata na -heliksot.
Rastojanieto na povtoruvawe vo -heliksot ili negovoto jadro iznesuva 5.4 Å i ima 3.6 amino kiselini vo sekoj navoj.
a-heliks
a) Molekularen model na -heliksot b) Site vodorodni vrski se paralelni so dolgata oska na heliksot. Jadroto na -heliksot e 5.4 Å i ima 3.6 amino kiselinski ostatoci na sekoj navoj. c) Pogled od gore na -heliksot. Strani~nite lanci od heliksot otskoknuvaat od dolgata oska na heliksot.
-keratin i miozin
-keratin spa|a vo grupata na fibrozni proteini. sostaven del na kosata, volnata , noktite, krznoto.
Miozin eden od glavnite muskulni proteini sostaven od 2 -heliks peptidni verigi
Glavno strukturno svojstvo na -heliksot e negovata mehani~ka izdr`livost.
Mnogu efikasno i kaj fibernite i kaj muskulnite proteini. Mo`e da se zamisli kolku ovie proteini mora da se jaki
za da gi nosat nivnite funkcii na mehani~ka za{tita i muskulna kontrakcija.
Struktura na -keratini
Nabrana-nafaltana struktura-konformacija na peptidnite vrski
Dokolku se favoriziraat vodorodnite vrski me|u verigite {to se nao|aat edni pokraj drugi , toga{ se formira nabrana ili nafaltana struktura na peptidniot stolb.
Nabrana-nafaltana struktura-konformacija na peptidnite vrski
-nabranata struktura ima dve orientacii
Paralelna -nabrana struktura -N-terminalnite kraevi od polipeptidnite sinxiri se vo pozicija glava so glava
Antiparalelna -nabrana strukturaN-terminalniot kraj od edniot sinxir vo odnos na S-terminalniot kraj od drugiot sinxir e vo pozicija glava-til
-konformacija na peptidna verigi:a) paralelna i b)antiparalelna nabrana-nafaltana struktura
a)
b)
Tercierna struktura na proteini
Go opfa}a prostorniot raspored na site atomi vo proteinskiot sinxir, vklu~uvaj}i gi i amino kiselinskite radikali.
Pretstavuva najvisoko nivo na organiziranost na protomernite proteini (izgradeni samo od eden sinxir).
Najva`ni tipovi vrski se: vodorodni, Van der Waals-ovi sili, disulfidni, polarni, hidrofobni i dr.
Tercierna struktura na proteini
Kvaterna struktura na proteinite
Se definira kako stepen na polimerizacija na proteinskite edinici
Gi opfa}a nekovalentnite vrski me|u oligomernite edinici (izgradeni od pove}e sinxiri).
Pretstavuva najvisoko nivo na strukturna organiziranost na oligomernite proteini.
Kvaterna struktura na proteinite (hemoglobin)
OSOBINI NA PROTEINITE
Opti~ka aktivnost Opti~kata aktivnost na kusata
peptidna veriga pretstavuva zbir od opti~kite aktivnosti na -amino kiselinite {to ja gradat.
Vrz opti~kata aktivnost na dolgata polipeptidna veriga }e vlijae ne samo opti~kata aktivnost na -amino kiselinite tuku i sekundarnata i terciernata struktura.
Rastvorlivost na proteini
Se rastvoraat vo voda ili rastvori na soli.
Rastvorlivosta zavisi od koncentracijata na solta:
niska konc. na sol - mala rastvorlivost povisoka konc. na sol - pogolema
rastvorlivost mnogu visoka konc. na sol - denaturacija pri izoelektri~na to~ka najmala rastvorlivost
Talo`ewe na proteini
Reverzibilno talo`ewe
Se gubi hidratacionata obvivka, molekulite se ogoluvaat i se aglomeriraat, so dodavawe voda, talogot se rastvora.
Naj~esto koristena sol e amonium sulfat.
So poniski koncentracii se talo`at pogolemite molekuli na proteinite, globulini, so pomgolema koncentracija pomalite molekuli, albumini.
Procesot na talo`ewe na proteinite so razli~ni koncentracii na soli se vika isoluvawe.
Ireverzibilnoto talo`ewe
Doa|a do denaturacija na proteinite Se sozdavaat drugi soedinenija koi ne
se proteini So dodavawe na primarniot
rastvoruva~ nemo`at da se rastvorat Temperatura, ultravioletovi zraci,
jonizira~ki zraci, soli na te{ki metali, mineralni i organiski kiselini i dr.
Vlijanie na rN
Vo kisela sredina slobodnite grupi vo proteinot vrzuvaat vodoroden jon i:a) karboksilnata grupa pominuva vo neutralna karboksilna grupa:-COO- +H+ COOH
b) amino grupata pominuva vo pozitivno naelektrizirana grupa:-NH2 + H+ NH3
+
Vlijanie na rN
Vo alkalna sredina site slobodni grupi osloboduvaat proton: a) neutralnata karboksilna grupa pominuva vo negativno naelektrizirana konjugirana baza
-COO- +H+ COOH b) pozitivno naelektriziranata amino
grupa preminuva vo neutralna grupa:-NH2 + H+ NH3
+
Oslobodeniot proton reagira so prisutnite hidroksilni grupi i gradi voda.
H+ + OH- H2O
Neto polne` =-2 Neto polne` = 0
Izoelektri~na to~ka
Pri dodavawe kiselina nekoi od karboksiliranite grupi seprotoniraat taka {to proteinite stanuvaat izoelektri~ni
Neto polne` = +2
Pri dodavawe bazi nekoi od protoniranite amino grupi gigubat nivnite protoni taka {to proteinite stanuvaat izoelektri~ni
Izoelektri~na to~ka
Neto polne` = 0
Denaturacija 1. Pretstavuva premin od visoko organizirana
sostojba vo neorganizirana sostojba ili vo sostojba na slu~ajno klop~e.
2. Proteinskite verigi pri denaturacija zavzemaat razli~na polo`ba vo prostorot.
3. Naj~esto doa|a do kinewe na Y-Y disulfidnite mostovi i se sozdavaat novi i pove}e vrski.
4. Se kinat i nekovalentnite vrski {to go stabiliziraat globularniot karakter na proteinot vo nativna konformacija.
5. Denaturacijata doveduva do razru{uvawe na site strukturi na proteinite do primarnata.
Denaturacija
Renaturacijata
a) Doka`ana 1961 god. na ribonukleazata. b) So ova se doka`uva deka pri
denaturacija ne se naru{uva primarnata struktura t.e. redosledot na amino kiselinite vo peptidnata veriga, odnosno sekvencata.
c) Pravilnoto sklop~uvawe i nabirawe na proteinite stanuva spontano vrz osnova na fizi~ko-hemiskite sili vo molekulata, determinireni od primarnata struktura.
PODELBA NA PROTEINITE
Spored klasi~nata podelba na Hoppe-Seyler site proteini se delat na 2 golemi grupi:
1. Proteini ili prosti proteini i 2. Proteidi ili slo`eni proteini.
Prosti proteini
Izgradeni se samo od amino kiseliniTuka spa|aat:
albumini globulini prolamini glutelini histoni i
protenoidi
Imunoglobulini
Imunoglobulinite ja so~inuvaat -globulinskata frakcija.
Najdeni se 5 klasi imunoglobulini: IgM, IgE, IgD, IgA i IgG.
Sekoja molekula na imunoglobulinite sodr`i 4 peptidni verigi:
2 lesni (light) verigi i 2 te{ki (hard) verigi
Vo nivnata molekula mo`e da ima od 100-400 amino kiselini.
Gradba na imunoglobulini
Na~in na deluvawe na imunoglobulinite(princip na povrzuvawe antigen antitelo)
Imunoglobulinite se povrzuvaat so antigenite na specifi~ni mesta i sozdavaat kompleksi. Na toj na~in se vr{i otstranuvawe ili namaluvawe na{tetnoto dejstvo na mikroorganizmite strani za organizmot.
Ab (antibody)-antiteloAg-antigen
Slo`eni proteini
Slo`enite proteini se sostaveni od od prosti proteini i nekoja neproteinska komponenta-prosteti~na grupa.
Slo`eni proteini
Tuka spa|aat:
lipoproteidi-kompleksi me|u proteinite i lipidite;
glikoproteidi-protini + glukuronska kiselina ili heksozamin; hromoproteidi-oboena grupa, hemoglobin, mioglobin, citohromi;
nukleoproteidi-kompleksi me|u proteini i nukleinski kiselini metaloproteidi-sodr`at metalni joni, Fe2+,3+, Cu2+ , transferin,
ceruloplazmin; fosfoproteini-sodr`at ortofosforna kiselina esterski vrzana.
NUKLEOPROTEINI(nukleoproteidi)
Kompleksi me|u proteinite i nukleinskite kiselini.
Nukleinskite kiselini se polinukleotidi.
Nukleozid
Izgraden od:
1. Edna molekula pentoza (D-riboza ili D-2
dezoksiriboza) 2. Azotna baza (purinska ili pirimidinska)3. Po na~inot na povrzuvawe se N-glikozidi4. Pirimidinskite derivati zavr{uvaat na -idin5. Purinskite derivati zavr{uvaat na -ozin
Ribozi koi isklu~ivo vleguvaat vo sostav na nukleoproteinite
4'
3' 2'
1'
OH H
OHCH2OHO
2-dezoksi- -D-ribofuranoza (dezoksiriboza)
5'
-D-ribofuranoza (riboza)
OCH2OH OH
OHOH
1'
2'3'
4'
5'
Azotni bazi
Derivati na: pirimidin i purin
HCN
CH
CHC
N
H
1
2
3
4
5
6
Pirimidin
Purin
1
6
HCN
C
CC
N
H
3
2
4
5
N
CH
N
H
7
8
9
Azotni bazi
Od purinskite bazi koi vleguvaat vo sostav na nukleotidite se:
adenin i gvanin
laktam laktim Adenin (Ade, 6-amino purin)
laktam laktim Gvanin (Gua, 2-amino-6-oksi-purin)
N
HN
O
N
N
H
N
HN
NH
N
N
HN
N
NH2
N
N
H N
HN
O
N
N
HH2N N
N
OH
N
N
HH2N
Hipoksantin(6-oksi-purin)
Ksantin(2,6-dioksi-purin)
Uratna kiselina(2,6,8-trioksi-purin)
N
HN
O
OH
N
N
H
H
O
N
HN
O
N
N
HO
H
Azotni bazi
Od pirimidinskite bazi koi vleguvaat vo sostav na nukleoproteinite se:
citozin timin i uracil
(2-oksi-4-amino-pirimidin) laktam laktim
Citozin ( Cyt)
N
N
H
NH2
O HO N
N
NH2
N
HN
O
OH
Uracil ( Ura)
(2,4-dioksi-5-metil-pirimidin) laktam laktim
keto-laktamska forma(2,4-dioksi-pirimidin)
N
N
H
HO
CH3
N
HN
O
OH
CH3
Timin ( Thy)
Nukleozid
Nukleozid-5'-monofosfat
Nukleozid-5'-difosfat
Nukleozid-5'-trifosfat
O—P—O—P—O—P—O—CH2
O- O- O-
O O O
O
OHOH
H
Baza
HHH
- HO
[ematski prikaz na nukleozid
O
HO
HO–CH2
HN
N
CH3
O
Dezoksitimidin (dT)
O
O
HO OH
HO–CH2
HN
N
O
O
Uridin (U)Citidin (S)
Adenozin (A)
O
HO OH
1'
2'3'
4'
5'HO–CH2
O
H2N
O
O
HO OH
1'
2'3'
4'
5'HO–CH2
N
N1
NH2
5
6
4
3
O
N
N
NH2
N
N5
432
1
6
9
8
7
Gvanozin (G)
O
HO OH
HO–CH2
Inozin (I)
O
HO OH
HO–CH2
HN
N N
NHN
N N
N
2
Najpoznati nukleozidi od pirimidinsko i purinsko poteklo
Nukleotidi
Izgradeni od:
1. Edna molekula pentoza (D-riboza ili D-
dezoksiriboza) 2. Edna molekula azotna baza (purinska ili
pirimidinska)
3. Fosforna kiselina (ortofosforna kiselina) esterski povrzana za edna hidroksilna grupa od pentozata.
Nukleozid-5'-monofosfat
Nukleozid-5'-difosfat
Nukleozid-5'-trifosfat
O—P—O—P—O—P—O—CH2
O- O- O-
O O O
O
OHOH
H
Baza
HHH
-
Op{ta formula na nukleotid
Nukleoproteini
[ematski prikaz na gradba na nukleoproteini
Derivati na purinski i pirimidinski bazi
Derivati na adenozin se:
adenozin mono- (AMP), di- (ADP) i trifosfat (ATP);
cikli~en adenozim monofosfat (cAMP); Y-adenozil-metionin, (SAM).
Hemiski sostav na AMP, ADP i ATP
Adenozin'5-monofosfat (AMP)
Adenozin'5-difosfat (ADP)
Adenozin'5-trifosfat (ATP)
H H
CH2
O
NH2
C
O
C
HO OH
H H
N
NN
N
Adenin
Riboza
HO—P—O—P—O—P
O- O O-
O-O O
Derivati na purinski i pirimidinski bazi
Na gvanozin: - cikli~en gvanozin-3,,5, monofosfat - intrakleto~en signalen
nukleotid
Na uracil : - uridin-difosfat-glukoza - va`en koenzim vo sintezata na
glikogen
Na citozin: - citidin difosfat i
- citidin trifosfat
NUKLEINSKI KISELINI
Osnovnata gradba na DNK e: polimer od nukleotidi povrzani eden so
drug preku3’, 5’, fosfodiesterski vrski kosturot e nare~en {eker fosfaten
kostur, bidej}i e sostaven od {e}erni edinici pentozi, 2-dezoksi--D-riboza
fosforni grupi povrzani me|u sebe so esterski vrski
azotni bazi povrzani so {e}erot preku N-glikozidni povrzuvawa.
Kovalentna, primarna struktura na DNKa) Reakcija na esterifikacija, povrzuvawe na 2 nukleotida so
fosfodiesterski vrskib) Serija od 3 kovalentno povrzani dezoksiribonukleotidi
Struktura na DNK
Watson i Krick prvi koi ja opi{ale trodimenzionalnata strukturata na DNK.
Napravile strukturata preku gradewe na modeli bazirani na eksperimentalni rezultati od drugi nau~nici.
Shargaf doka`al deka sodr`inata na adeninot vo bilo koja molekula na DNK e ekvivalentna na sodr`inata na timinot kako i na citozinot so gvaninot
Vrz osnova na H-zra~ewe utvrdeno e deka ima
nekolku povtoruvawa na opredeleni rastojanija {to ja karkterizira strukturata na DNK i toa:
0.34 nm rastojanie me|u dva para bazi 2.0 nm ratojanie me|u peptidinite verigi (dvojniot
heliks) 3.4 nm dol`ina na eden zavoj vo dvojniot heliks.
Struktura na DNK: dvoen heliks
Watson i Krick vrz oznova na ovie podatoci zaklu~ile deka DNK e:
dvoen heliks, sostaven od 2 spiralni polipeptidi koi se namotani me|u sebe;
{e}erno-fosfatniot kostur od dvete verigi na DNK spiralno se nao|aat okolu nadvore{nosta na heliksot kako ograda na spiralni skali;
Azotnite bazi se smesteni vo centarot na desnite agli od oskata na heliksot kako skali na spiralno skalilo;
Struktura na DNK: dvoen heliks
dijametarot na dvojniot heliks e 2.0 nm. Ova e diktirano od dimenziite na purin-pirimidinskite parovi na bazi.
heliksot kompletira eden zavoj, navrtka, na sekoi 10 parovi na bazi. Eden kompleten navoj e 3.4 nm
sekoj par na bazi, se nao|a na rastojanie od 0.34 nm
dvete verigi vo dvojniot heliks postaveni se vo sprotivna nasoka (antiparalelni);
koga dvete verigi se antiparalelni parovite na azotni bazi mo`at da formiraat vodorodni vrski {to gi dr`at dvete verigi zaedno.
Struktura na DNK: dvoen heliks so antiparalelna orientacija na 2 peptida
Antiparalelni verigi na dvojniot heliks na DNK
Struktura na DNK: dvoen heliks
dvete verigi vo DNK se dr`at edna so druga preku vodorodni vrski koi se sozdavaat me|u azotnite bazi vo centarot (vnatre{nosta) na heliksot;
adeninot formira dve vodorodni vrski so timinot; citozinot formira 3 vodorodni vrski so gvaninot; ovie se narekuvaat parovi na bazi; dvete verigi od DNK se komplementarni me|u sebe,
bidej}i sekvencata na bazite od ednata veriga avtomatski ja opredeluva sekvencata na bazite na drugata veriga, a toa zna~i: koga ima adenin na ednata veriga sekoga{ }e ima timin na istata lokacija na sprotivnata veriga.
sparuvaweto na azotnite bazi e sekoga{ to~no opredelena taka {to purinska baza od ednata veriga se povrzuva so to~no opredelena pirimidinska baza od drugata veriga .
ovoj na~in na povrzuvawe i obezbeduva na molekulata na DNK da zafa}a pomal prostor.
Karakteristiki na izgrdbata na molekulata na DNK
vkupniot broj na site purinski bazi e ednakov na site pirimidinskite bazi;
vkupniot broj na site adeninski bazi e ednakov so site timinski bazi, a vkupniot broj na site gvaninski e ednakov so citozinskite bazi;
brojot na zastapenite dvojki bazi, adenozin-timin vo odnos na bazite gvanin-citozin e razli~en i se menuva;
ovoj odnos e specifi~en za sekoj vid ili edinka i vo sekoja kletka za eden ist organizam e ist;
Povrzuvawe na bazite vo DNK. Adeninot e sekoga{ par so timinot (A-T) gvaninot e par so citozinot (G-C)
Biolo{ka funkcija na DNK
a) Molekulata na DNK e skoro isklu~ivo smestena vo jadroto na kletkata (okolu 90%), nezna~itelno vo mitohondriite.
b) Vo sekvenciite na azotnite bazi smesteni se genetskite informacii zatoa DNK ima dve osnovni funkcii:
izvor na informacii za sinteza na site potrebni proteinski komponenti vo organizmot
gi prenesuva strogo neizmeneti site nasledni informacii vrz kletkite }erki ili na potomstvoto.
Fizi~ko-hemiski svojstva na DNK
Denaturacija Se denaturira na temperatura od 70-90 oS,
pri {to molekulata se ras~lenuva na dve zasebni verigi;
Zaradi toa se karakterizira so promena na fizi~ko-hemiskite svojstva kako viskoznost, apsorpcija na svetlina, opti~ka aktivnost.
Pri raskinuvawe na verigite se koristi razli~na energija.
Za gvanozin i citozin parovite na bazi kade ima 3 vodorodni vrski potrebna pogolema energija zaradi brojot na vrskite vo odnos na parovite bazi adenin so timin kade ima 2 vodorodni vrski.
Fizi~ko-hemiski svojstva na DNK
RenaturacijaProces koga pri denaturacija na DNK doa|a do ras~lenuvawe na DNK na pomali fragmenti od sekvencii na bazite, odnosno se sozdavaat golem broj ednoveri`ni nukleinski kiselini koi pri naglo ladewe brzo se renaturiraat na fragmentite so repetitivna, povtoruva~ka sekvencija.
Hibridizacija. Proces vo koj mo`e da dojde do sparuvawe na 2 verigi od razli~ni nukleinski kiselini, odnosno mo`e da se sparat edna strukturno sli~na veriga na DNK so druga sli~na veriga na DNK molekulata ili edna veriga od DNK so druga komplementarna veriga na RNK.
RIBONUKLEINSKA KISELINA
vleguvaat vo sostav na site `ivi kletki; pretstavuvaat polimeri na purinskite i
pirimidinskite nukleotidi povrzani so 3’ i 5’ diesterski fosfatni vrski;
{e}ernata komponenta na RNK e sekoga{ riboza; od pirimidinskite bazi, sodr`i citozin i uracil, ne
sodr`i timin, osven vo retki specifi~ni sostojbi; ednoveri`na molekula, no mo`e da se vdvojuva
na opredeleni lokacii kade }e dojde do komplementarnost na bazite so formirawe ~iftovi A=U, G=C;
molekulata e mnogu pomala od DNK i odnosot na purinskite i pirimidinskite bazi e nezavisen;
bazite ja hidroliziraat RNK i pri toa se dobivaat cikli~ni diesteri i triesteri na mononukleotidite.
Klasi na RNK molekulite
Molekulite na RNK koi se nao|aat vo citoplazmata u~estvuvaat vo sintezata na proteinite. Tri klasi na RNK molekuli se produciraat vo procesot na transkripcija:
mesinger ili informaciona RNK, mRNK ili iRNK, slu`at kako matrica i gi nosat genetskite informacii za proteinot od DNK do ribozomite. Toa e komplementarna RNK, kopija na genot od DNK;
ribozomalna RNK, rRNK e strukturna i funkcionalna komponenta na ribozomite, platformi na koi se slu~uva proteinskata sinteza;
transportna RNK, tRNK, go preveduva genetskiot kod od mesenger RNK vo primarna sekvenca na amino kiselinite vo proteinot.
Struktura na tRNK.a) primarnata struktura e linearna sekvenca od ribonukleotidib) trodimenzionalna struktura na RNK
Informaciski tek vo biolo{kite sistemi
Protokot na genetskite informacii sodr`ani vo DNK e ednonaso~na ulica koja vodi od DNK do RNK do proteinite. Transkripcija
Proces preku koj ednata veriga od DNK slu`i kako urnek za sinteza od edna molekula RNK e nare~ena. Samiot zbor ozna~uva od latinskiot zbor transcribere i ednostavno zna~i “da se napravi kopija”. Taka vo ovoj proces, del od informaciite vo DNK se kopiraat vo veriga na RNK.
Informaciski tek vo biolo{kite sistemi
TranslacijaProces preku koj porakata e konvertirana (pretvorena) vo protein.
So drugi zborovi: transkripcijata e proces na translacija koja vklu~uva pretvoruvawe na informaciite od eden jazik na drug.
Vo ovoj slu~aj genetskite informacii na linearnata sekvencija na nukleotidite go zapo~nuva procesot na translacijata vo protein, odnosno sozdavawe na sekvencijata na amino kiselinite. Izrazenite informaciite sodr`ani vo DNK e fundamentot na rastot, razvivawe i odr`uvawe na site organizmi.