Sunum yükleniyor. Lütfen bekleyiniz

Sunum yükleniyor. Lütfen bekleyiniz

Nükleik Asitlerin (DNA ve RNA) Yapıları Dr Lülüfer Tamer Gümüş.

Benzer bir sunumlar


... konulu sunumlar: "Nükleik Asitlerin (DNA ve RNA) Yapıları Dr Lülüfer Tamer Gümüş."— Sunum transkripti:

1 Nükleik Asitlerin (DNA ve RNA) Yapıları Dr Lülüfer Tamer Gümüş

2 NÜKLEİK ASİTLER İlk defa, İsviçreli bir biyokimyacı olan FRİEDRİCH MİESCHER, 1869 yılında akyuvarlar ve balıkların sperm hücrelerinden nükleik asitleri ayırmıştır. Ayrılan bu maddelerin, o zamana kadar hücrelerde bulunduğu bilinen maddelerden çok farklı olduğunu görmüştür. Asit özelliği gösteren bu maddelerde çok miktarda fosfor bulunmaktadır. Hücrenin çekirdeğinde bulundukları içinde bu maddelere nükleik asit (DNA ve RNA) adı verilmiştir

3  Nükleik asitler yüksek moleküler ağırlıklı polimerik bileşiklerdir.  Tam hidrolizleri ile baz (pirimidin-pürin), şeker ve fosforik asit oluşur.  Kısmi hidrolizle nükleozid ve nükleotidler oluşur. NÜKLEİK ASİTLERİN YAPISI

4 Genetik bilgi akışı; Santral dogma hipotezi

5 DNA (Deoksiribonükleik Asit) Hücre Nükleus Kromozom Deoksiriboz nukleik asid Genler DNA vücüttaki bütün proteinlerden sorumludur. Her organizmada genetik bilgi kaynağı ve aktarıcısıdırlar. Türler arası benzerlik gösterir, Şempanzeler ile 98 % aynı genlere sahibiz

6 DNA bir organizmadaki her hücredeki genetik bilgiyi içerdiği için genetik materyal olarak kabul edilmektedir Fosfodiester bağları ile bağlı deoksiribonükleotid polimeridir Zincir iskeleti fosfat, şeker ve bazları içerir. Deoksiribonükleotid yapısı

7 A T G C A T ÖZELLİKLERİ 1. Çift iplikten oluşmuştur 2. Nüklotid zincirleri birbir lerine zayıf Hidrojen bağları ile bağlanmıştır 3. Daima A karşısına T, G karşısına ise C gelir A-T eşleşmesi iki hidrojen bağına sahiptir G-C eşleşmesi üç hidrojen bağına sahiptir

8 Baz çiftleşmesi-Chargaff kuralı Chargaff kuralı: çoğu organizmada DNA’daki G içeriği daima C’ye ve A içeriği de T’ye eşittir. Bu durum G’nin C ile ve A’nın T ile eşleştiğini gösterir.

9 DNA’NIN KENDİNİ EŞLEMESİ DNA kendini eşlerken fermuar şeklinde açılır ve nükleotid parçaları YENİ ipliği oluştururlar. Böylece olay sonunda genetik şifrenin değiş mediği iki DNA oluşur bu olaya REPLİKASYON adı verilir. Bölünme öncesi bütün hücrelerde görülür REPLİKASYON

10 RNA RNA (Ribonükleik Asit) fosfodiester bağları yoluyla bağlı ribonükleotid polimeridir. Ribonükleotid yapısı

11 RNA’nın YAPISI ve RNA ÇEŞİTLERİ A U G C ÖZELLİKLERİ 1.Tek zincirlidir. Kendini eşleyemez, DNA tarafından üretilir. 2.% 10 Çekirdekte % 90 Stoplazmadadır 3. m-RNA,t-RNA ve r-RNA olmak üzere 3tiptir 4. Hücredeki oranı r-RNA >t-RNA > m-RNA 5. Ömrü en kısa olan mRNA

12 mRNA tRNA

13 13 TipKısalltmaİşlevDağılım Mesajcı RNAmRNAProtein Kod.Tüm Canlılar Ribozomal RNArRNAProtein SenteziTüm Canlılar Taşıyıcı RNAtRNAProtein SenteziTüm Canlılar Ters Anlamlı RNAaRNAGen Düzen.Tüm Canlılar Küçük enterfarnscı RNAsiRNAGen Düzen.Çoğu Ökaryot Mikro RNAmiRNAGen Düzen.Çoğu Ökaryot Küçük nükleer RNAsnRNAÇeşitliÖkaryot Küçük nükleolar RNAsnoRNARNA'nın çekirdekte modÖkaryot Ribonükleaz PRNaz PtRNA erginleşmesiTüm Canlılar Ribonükleaz MRPRNaz MRPrRNA erginleşmesi, DNA repÖkaryotlar Sinyal Tanıma Tanaciği RNası SRP RNAProtein ihracıTüm canlılar BAZI RNA TİPLERİ

14 Nükleotid yapısı  Bir nükleotid:  Bir azotlu baz. Adenin, guanin, sitozin ya da timin (RNA’da timin yerine urasil)  Bir beş karbonlu şeker (Pentoz)  Bir ya da daha çok fosfat grubu

15 Halkasal 5-karbonlu şeker

16 Pürinler DNA ve RNA iki pürine sahiptir: adenin (A) ve guanin (G).

17 Pirimidinler DNA’da iki pirimidin bulunur: sitozin (C), ve timin (T).

18 RNA’da da iki pirimidin bulunur, sitozin(C), ve urasil (U) (timin yerine).

19  -N-glikosidik Nükleozid; Şeker ve Baz Şekerin ilk karbonu ve baz nitrojeni arasındaki bağ glikozidik bağdır

20 Başlıca Nükleozidler:  -N-glikosidik Pürinlerde N-9 Pirimidinlerde N-1 DNA; deoksiriboz N9 N1

21 Pürin Pirimidin Riboz Deoksiriboz Nükleotidler; nükleozidlerin mono, di veya trifosfat esterleridir ve negatif yük sağlarlar Nükleotid; Baz + Karbohidrat + Fosfat

22 Fosfat, pentozun 5. Karbonuna ester bağı ile Ester Bağı

23 Nükleozid ve Nükleotidlerin İsimlendirilmesi

24 Adenin — adenozin — adenozin monofosfat Nitrojen 9 Karbon 1 Karbon 5 Karbon 3 Adenozin AMP

25 Guanin — guanozin —guanozin monofosfat Guanozin GMP Guanin 1 3

26 Sitozin — sitidin — sitidin fosfat 1 3 Sitidin CMP

27 Timin —Timidin —Timidin monofosfat Timidin TMP

28 Urasil — Uridin —Uridin mono fosfat ÜridinUMP

29 Mono, Di ve Tri Nükleotidler mono Di Tri

30 Nükleotid bağlantısı; fosfodiester bağıdır. Nükleik asitlerdeki monomerler arası bağlanma bir birimdeki 5’ karbonu üzerindeki hidroksil grubu ve diğerinin 3’ hidroksiline bağlı fosfat grubu yoluyla olmaktadır

31 Nükleotidlerin özellikleri Pürin ve pirimidin bazları hidrofobiktir ve hücrede nötral pH civarında suda çözünmez Nükleotidler oldukça güçlü asitlerdir (fosfatın primer iyonizasyonu için pK a ~1.0 ile).

32 Asidiktirler Fosforik asit gruplarının protonları ayrışabilir, Oluşan fosfat anyonları Mg ++ ve Ca ++ ile sıkı kompleksler oluşturur.

33 Bazlar tautomerik biçimleri (hidrojen atomları ve çift bağların yerlerinde değişim) arasında dönüşüm yeteneğine sahiptir.

34 Pürin ve pirimidin halkalarındaki konjuge çift bağ sistemi spektrumun ultraviyole bölgesine yakın alanda ışığı kuvvetle absorbe eder Bu güçlü absorbans sıklıkla nükleik asitlerin kantitatif ölçümünde kullanılmaktadır. DNA ve RNA 260nm’de ölçülebilmektedir Ribonükleotidlerin ultraviyole spektrumu. pH7.6

35 Siklik Nükleotidler Nükleotid monofosfatın iki serbest hidroksil grubunun esterleşmesi ile siklik yapı oluşur.

36 Genel olarak nükleozidler “ Adenozin“ hariç – biyolojik işleve sahip değildir Adenozin lokal hormon olarak etki eder: Kas hücreleri adenozin salgılar. Damarlar genişler ve kan akımı, O 2 ve besin taşınımı artar. Kalp ritmini düzenler. Uyku düzenlenmesinde yer alır. Nükleozidlerin biyolojik işlevi

37 Nükleotidlerin Fonksiyonları Nükleik asitlerin (DNA ve RNA ) aktif öncülleridirler. Metabolik düzenleyiciler olarak iş görürler (örneğin cAMP - hücre sinyal sisteminin aktivasyonu). Tüm hücrelerde başlıca enerji kaynağı olarak işlevleri vardır (ATP, GTP).

38 Adenozin Türevleri Adenin nükleotidleri başlıca üç koenzimin bileşenidir: NAD, FAD ve KoA. ADP ve ATP Oksidatif fosforilasyonda substrat ya da ürün Serbest enerjinin başlıca dönüştürücüsü 3’-5’-siklik adenozin monofosfat (cAMP) Hücre içi sinyal iletiminde ikincil mesajcı cAMP bağımlı protein kinaz aktivitesi S-adenozilmetiyonin (SAM) Metilasyon reaksiyonlarında metil donörü Poliamin sentezinde propilamin kaynağı

39 Guanozin Türevleri GDP ve GTP Substrat düzeyinde fosforilasyon reaksiyonları Adenilil siklaz aktivasyonu Allosterik regülatör Protein sentezinde enerji kaynağı Siklik GMP (cGMP) Hücre içi sinyal iletiminde ikincil mesajcı cAMP’ye antagonist NO ile artış

40 Hipoksantin Türevleri Hipoksantin ribonükleotid (IMP) pürin ribonükleotidlerinin öncülü AMP deaminasyonu ile artar Defosforilasyonu ile inozine dönüşür

41 Urasil Türevleri UDP-şeker türevleri; glukoz-1-fosfatın galaktoz-1- fosfata epimerizasyonuna katılır UDP-glukoz; glikojen sentezinde glukoz vericisidir UDP-şekerler; glikoprotein ve proteoglikanların sentezinde de şeker vericisidir UDP-glukuronik asit; konjugasyon reaksiyonlarında glikozidik asit donörü (ör.bilirubin konjugasyonu).

42 Sitozin Türevleri CTP fosfogliserit sentezinde gerekli Seramid ve CDP-kolinle oluşan sfingomiyelin ve diğer sfingozin türevleri

43 Ribonukleotid ve deoksiribonükleotid fosfatlar (Nükleotidler) bütün hücreler için esansiyeldir DNA ve RNA sentezlenemez Protein sentezlenemez (CHO, Lipid, enzim, sinyal iletimi) Hücreler prolifere olamaz Çoğu metabolik hastalık etiyolojisinde nükleotid metabolizması sorumludur.

44 Doğal olarak oluşan pürin türevleri

45 Sentetik Nükleotid Analogları İki mekanizma ile nükleotid metabolizmasına etki ederler. 1.Nükleik asit sentezi için gerekli özgül enzimlerin inhibisyonu 2.Metabolitlerinin nükleik asitlere katılması ile baz çiftlerini etkileyerek bilginin doğru aktarılması

46 Sentetik Nükleotid Analogları; Tedavi amacı ile kullanılırlar 5-fluoro ve 5-iodo urasil ya da deoksiuridin türevleri - >timin ya da timidin analogları 6-thioguanin 6-mercaptopurine 5- veya 6-azauridin 5- veya 6-azasitidin 8-azaguanin Adenilosüksinaz ve IMP Dehdrogenaz inhibitörüdür. Azaserin; FGAM sentetaz Diazonolösin; A.Imidazol sentetaz

47 Nükleik asitlerinin yapıları Primer Sekonder Tersiyer

48 Nükleik asitlerin primer yapısı Nükleotidler nükleik asitleri oluşturmak üzere 5’ ve 3’ karbon atomları arasında fosfodiester bağları aracılığıyla bağlanırlar P 5’ 3’ OH ACGT P P P P 5’ T 3’

49 Çok sayıda nükleotid birleştiğinde uzun tek zincirli polinükleotid ya da nükleik asit oluşur 5’ 3’ Riboz C-5

50 Nükleik asit primer yapısı Nükleik asit primer yapısı nükleotidlerin dizisidir. Tek zincirli DNA’nın nükleotid dizisi 5’ 3’

51 Nükleik asit sekonder yapısı Baz çiftleri arasındaki aralık, iki baz arası 0.34 nm.dir. Her dönü 34 nm

52 DNA sağ el ya da sol el yönünde dönüşlerle şekil alabilir

53 Watson-Crick modeli Her dönüde antiparallel çift sarmal baz çiftleri. Çiftleşme A-T ve G-C. DNA’nın Watson-Crick modeli B form sarmalıdır.

54 Çift Sarmal Biçimleri 0.26 nm 2.8 nm Minor groove Major groove C G A T T A G C C G G C T A A T G C T A A T C G A T G C 1.2 nm A DNA 1 nm Major groove Minor groove A T T A G C C G G C T A A T G C T A A T C G 0.34 nm 3.9 nm B DNA o Rotasyon/Bp 11 Bp/dönüş o Rotasyon/Bp 12 Bp/dönüş o Rotasyon/Bp 10.4 Bp/dönüş C G G C C G G C G CG C C G G C C G 0.57 nm 6.8 nm 0.9 nm Z DNA

55 B form sarmalı Hücrelerde bulunan DNA en çok bu konformasyonu gösterir Fizyolojik koşullar altında B form Sarmalın dönüş yönü : sağ Her dönüşteki rezidü sayısı : 10 Rezidü başına rotation : 36  Rezidü başına sarmalda artış : 0.34 nm Sarmal adımı : 3.4 nm

56 A-form sarmalı A form heliksi düşük nem koşullarında hazırlanmaktadır. Sarmal dönüş yönü : sağ Her dönüdeki rezidü sayısı : 11 Rezidü başına dönüş : 33° Rezidü başına sarmalda artış : nm Sarmal adımı : 2.8 nm DNA A-type (140D) (low water content)

57 Z form sarmalı  B-DNA alternatif sol-el biçimini alabilir. Bu yapı “ Z-DNA “ olarak adlandırılır. Sarmal dönüş yönü : sol Dönüş başına rezidü sayısı : 12 (6 dimer) Rezidü başına sarmalda artış : 0.37 nm Sarmal adımı : 4.5 nm DNA Z-type (2ZNA) (high salt concentration)

58 DNA’nın denatürasyonu pH değiştirilirse; bazlar iyonize olur ısı artırılırsa; H bağları etkilenir ve 2 DNA zinciri açılır.

59 59 Heliks yapısının yarısının açıldığı ısıya DNA nın erime derecesi ( melting tempature, Tm) denir. DNA çift zincirinin açılması DNA DENATÜRASYONU olarak adlandırılır, 260 nm de ölçüm yapılır Fosfodiester bağları ısıya dayanıklıdır. Melting Tempature:

60 60 Tek sarmallı DNA çift sarmala oranla 260 nm de daha fazla absorbans verir A-T den zengin bölge G-C den zengin bölgeye göre daha düşük ısılarda denatüre olur.

61 PCR

62 62 Amplifikasyon istenen gen şablon DNA 1’nci döngü 2’nci döngü 4’üncü döngü 3’üncü döngü 35’inci döngü 2 1 = 2 kopya 2 2 = 4 kopya 8 kopya 16 kopya 2 35 = 34 milyar kopya Leninger

63 63 Klinikte Kullanım: Ör; Faktör V Leiden

64 DNA’nın tersiyer yapısı DNA’nın iki ucu bağlanabilmekte ve halkalaşmaktadır.

65 Mitokondrial DNA Mitokondriyal matriks proteinlerinin tümünün sentezi için gerekli bilgiyi kodlar. Mitokondrideki 2 adet rRNA ve 22 adet tRNA’yı kodlar. ETZ ve oksidatif fosforilasyon ile ilgili bazı proteinleri kodlar. Bakteri DNA’sına benzer, halkasaldır.

66 Mt.DNA'nın çekirdek DNA'sından bağımsız replikasyon ve transkripsiyon sistemi vardır. İnsan mt-DNA’sı maternal kalıtımla geçer. Anne tüm çocuklarına mt DNA’sını aktarırken, sadece kız çocuklar bunu ikinci kuşağa aktarır. Mitokondrial DNA çekirdek DNA’sına benzemekle birlikte belirgin farklılıklar da göstermektedir. a) 3.5 milyon kb'lik çekirdek DNA’sı yanında, 16.5 kb'lik mt-DNA çok küçük bir genoma sahiptir. b) mt.DNA kompakt bir yapıya sahip olup intron içermez.


"Nükleik Asitlerin (DNA ve RNA) Yapıları Dr Lülüfer Tamer Gümüş." indir ppt

Benzer bir sunumlar


Google Reklamları