4. Előadás. Nukleozidok, nukleotidok, nukleinsavak

Méret: px

Mutatás kezdődik a ... oldaltól:

Download "4. Előadás. Nukleozidok, nukleotidok, nukleinsavak"

Alfréd Vincze
5 évvel ezelőtt
Látták:

1 4. Előadás ukleozidok, nukleotidok, nukleinsavak

Történeti háttér Savas karakterű anyagok a sejtmagból 1869-71 DS a sejtmag fő komponense nuclein Friedrich Miescher (Svájc, 1844-1895), izolálás 1970: FM Insitute for Biomedical Research, Basel

2 Történeti háttér Savas karakterű anyagok a sejtmagból DS a sejtmag fő komponense nuclein Friedrich Miescher (Svájc, ), izolálás 1970: FM Insitute for Biomedical Research, Basel Western blotting (protein) 1882 Walther Flemming: Chromatin elnevezés W. Waldeyer: CRM (szín) SZMA ( coloured body, festék láthatóvá tétel) DS polimer és molekulatömege kb E. ammersten, T. Caspersson - tisztított növényi vírusban (tobacco mosaic virus) is van W. M. Stanley (USA), obel dij, kémia, első elektronmikroszkópos kép DS pozitívan töltött fehérjék nukleotid összetétel - E. Chargaff (USA) 1953 kettős hélix - J. Watson, F. Crick (UK) (.d. 1962) 1958 DS polimeráz I enzim (első DS készítő enzim) 1960 RS polimeráz; mrs felfedezése 1964 t RS Ala szekvenálása - R. olley (USA) 1966 genetikai kód megfejtése 1968 védett nukleotidok összekapcsolása (A. Todd,. G. Khorana)

3 1970 DS hasító enzim (restrikciós) felfedezése 1973 DS fragmensek beépítése plazmidba E. coli Androméda-törzs (1971) RS kromoszóma szekvenálása; MS2 fág (3 fehérje) 1977 GEETEC 1978 somatostatin: az első emberi hormon, rekombináns technológiával (W. Arber, D. athans,.. Smith: obel-díj: restrikciós enzimek) 1979 malignus sejtből származó DS-sel fertőzni lehet egészséges sejtvonalat 1980 obel-díj: DS szekvenálás; rekombináns DS szintézis F. Sanger; W. Gilbert humán inzulin (DS technológia) a piacon (humulin) - első onkogének izolálása, expresszálása, szekvenálása (egy aminosav különbség) 1983 DS a l baktérium fágból ( bázispár) UMA GEM projekt elfogadása (USA Kongresszus) kb. 3 x 109 bázispár 3 milliárd USD 1 USD/ bázispár 1992 The Sanger Centre, Cambridge (DA szekvenálás, UG) 2000 Wellcome Sanger Institute the role of genetics in health and disease 2009 obel-díj: Telomer/telomeráz védi a kromoszómát E.. Blackburn, C. W. Greider, J. W. Szostak 2015 The Francis Crick Institute, London (1500, inc kutató, GBP 100 millió)

Felosztás ukleotid koenzimek ADP, ATP AD FAD Koenzim-A (CoA) uridin-difoszfát ( UDP) RS Mt: 10 4-10 6 plazma vírusok lánchossz: > 3x10 3 DS Mt: 10 8-10 12 sejtmag vírusok lánchossz: > 10 7

4 Felosztás ukleotid koenzimek ADP, ATP AD FAD Koenzim-A (CoA) uridin-difoszfát ( UDP) RS Mt: plazma vírusok lánchossz: > 3x10 3 DS Mt: sejtmag vírusok lánchossz: > 10 7 Escherichia coli Felfedezés: Theodore Eschrich, 1884 Gram-negative 157:7 törzs: E. coli sejt 0,4 % 6 % 1 % db/sejt 1,2x10 7 rrs: 6x trs: 4x10 5 mrs: 10 3

5 A nukleinsavak primer szerkezete Alapkomponensek - szénhidrát-foszfát heterociklusos bázis n 1. Szénhidrát: monoszacharid, aldopentóz b-d-2-dezoxiribóz (DS) 1 4 C C2 D-2-dezoxiribóz 2 b-d-2-dezoxiribóz 1 b-d-ribóz (RS) C C C C C 2 b-d-ribóz

6 P P R P R2 R1 P P P R P P P P P R P P P monoészter foszfodiészter - lineáris - ciklusos >300 o C metafoszforsav difoszforsav 160 o C trifoszforsav difoszforsav-észter trifoszforsav-észter 2. Foszforsav(ak) foszforsav (ortofoszforsav)

7 3. eterociklusos bázis 2 1 R 1 3 citozin (C) timin R = - C 3 R = - (T) (U) (C) pirimidin adenin (A) 2 1 a b 7 9 e 5 c 3 guanin, (G) 1 2 purin (pirimidin(d)imidazol)

8 Keto-enol tautoméria C 3 3C 3C vagy guanin timin Amino-imino tautoméria citozin adenin

9 ukleozidok szénhidrát és heterobázis ( glikozid kötés) 2 1 3C 3 2 -dezoxicitidin 2 -dezoxitimidin dezoxiadenozin 2 - dezoxiguanozin b--glikozid

10 ukleotidok szénhidrát és foszforsav (3,5 - diészter kötés) 3 -hidroxi P - 5 -foszfát 5 C 2 3 P - 5 C 2 3 bázis 1-2 bázis 2 5 C 2 5 -vég P C 2 észter (primer ) P - 3 bázis 1 szekunder () 3 -vég bázis 2 Ribonukleotidok ionizációs állandói (pk) Bázis Szekunder foszfát Primer foszfát Adenozin-5 -foszfát (5 -AMP) 3,8 6,1 0,9 Uridin -5 -foszfát (5 -UMP) 9,5 6,4 1,0 Citidin-5 -foszfát (5 -CMP) 4,5 6,3 0,8 Guanin-5 -foszfát (5 -GMP) 2,4, 9,4 6,1 0,7

11 A polinukleotid lánc primer szerkezete 5 -vég 3C P - timin C2 C2 P - C2 P - C2 P - 3 -vég 2 2 adenin pk = 3,8 pk = 4,5 citozin guanin 2 pk= 2,4 9,4

12 A kettős polinukleotid lánc primer szerkezete

13 ukleinsav térszerkezetek A Z c só (RA) A 72% Et alacsony só koncentráció 50% Et c só Z Minimális só (nem Li 2 +) B 0.7 M MgCl 2 vagy 2.5 M acl 3M acl Alacsony nedvességű szálakban. C Magas sókoncentráció

14 Francis Crick, James D. Watson, Watson, 1928 Crick, 1916 James D. Watson: A kettős spirál, Gondolat, 1970, 1972

15 A nukleinsavak térszerkezete A 2-dezoxi-D-ribóz téralkata (a gyűrű síkja fölötti C atom szerint) 0,5 Å c 2 -endo c 3 -endo

16 A b-glikozidkötéshez kapcsolódó konformerek anti-uridin syn-uridin anti-adenozin anti-adenozin

17 A, B és Z típusú DS jellemzői A B Z élix irány Jobbmenetű Jobbmenetű Balmenetű Bázispár per kanyar 11 10,4 12 (6 dimers) Bázispárok távolsága 2.3 Å 3.4 Å 3.8 Å Menetemelkedés 25,3 Å 35,4 Å 45,6 Å Bázispár dőlésszög Glikozid konformáció Dezoxicitidin Anti Anti Anti Dezoxiguanozin Anti Anti Syn Szénhidrát konformáció Dezoxicitidin C-3 -endo C-2 -endo C-2 -endo Dezoxiguanozin C-3 -endo C-2 -endo C-3 -endo

18 Értelmezés

20 A-DS B-DS

21 A-DS B-DS

22 Z-DS B-DS

23 DS hő-denaturáció

24 A DS-től a kromoszómáig

25 Egy kromoszóma és...

26 Összevetés: DS és RS

27 Az RS

28 mrs másodlagos szerkezete

29 trs másodlagos szerkezete (75-95 nukleotid) trs Ala (olley,.d. 1968)

30 trs térszerkezete Aminosav kapcsolódása A. Rich, A. Klug (1974)

31 trs bioszintézise intron 10 % módosított bázis

32 trs aminosav szintézise P. Zamencik, M. oogland, 1957 Paul Charles Zamecnik (ovember 1912 ctober 2009) Mahlon Bush oagland (ctober, 1921 September 2009) 1. Aminoacil-adenilát (AMP) keletkezése

33 2. Aminoacil-tRS keletkezése foszforsav/karbonsav anhidrid aminosav - AMP Enzim: aminoacil-trs szintetáz AMP karbonsav észter

34 trs aminosav

retrovirus 1986 (USA) thymidine ganciclovir CMV,

35 ukleozid hatóanyagok 2 2-dezoxiguanozin 2 Aciclovir (acikloguanozin) SV, VZV, dezoxiadenozin IV, retrovirus 1986 (USA) thymidine ganciclovir CMV, C zidovudin azidothymidine (AZT) 2-dezoxitimidin

36 ukleotid származékok tumorellenes hatóanyagok Pirimidin analógok 2 F 5 2 C 5 - fluoro uracil ( Cl, Br, I ) citozin arabinozid (Ara-C) 2 F 2 C 2 C 5 -fluoro - 2' dezoxiuridin 5 - aza - citidin Purin analógok S S 2 6-merkapto-adenin 6-merkapto-guanin

Hasonló dokumentumok

CHO H H H OH H OH OH H CH2OH HC OH HC OH HC OH CH 2

CHO H H H OH H OH OH H CH2OH HC OH HC OH HC OH CH 2 4. Előadás ukleozidok, nukleotidok, nukleinsavak Történeti háttér Savas karakterű anyagok a sejtmagból 1869-71 DS a sejtmag fő komponense F. Miescher (Svájc) 1882 Flemming: Chromatin elnevezés Waldeyer: