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 Western blotting (protein) 1882 Walther Flemming: Chromatin elnevezés W. Waldeyer: CRM (szín) SZMA ( coloured body, festék láthatóvá tétel) 1934 - DS polimer és molekulatömege kb. 500 000 E. ammersten, T. Caspersson - tisztított növényi vírusban (tobacco mosaic virus) is van W. M. Stanley (USA), obel dij, kémia, 1946 1940 első elektronmikroszkópos kép DS pozitívan töltött fehérjék 1947-50 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)
1970 DS hasító enzim (restrikciós) felfedezése 1973 DS fragmensek beépítése plazmidba E. coli Androméda-törzs (1971) https://videa.hu/videok/film-animacio/az-andromeda-torzs-1971-x0mqsdagazgvtl0v 1975 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 1982 - humán inzulin (DS technológia) a piacon (humulin) - első onkogének izolálása, expresszálása, szekvenálása (egy aminosav különbség) 1983 DS a l baktérium fágból (48 502 bázispár) 1984-03 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. 1250 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 Escherichia coli Felfedezés: Theodore Eschrich, 1884 Gram-negative 157:7 törzs: E. coli sejt https://www.biocote.com/blog/five-facts-e-coli/ 0,4 % 6 % 1 % db/sejt 1,2x10 7 rrs: 6x10 4 4 trs: 4x10 5 mrs: 10 3
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
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)
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)
Keto-enol tautoméria C 3 3C 3C vagy guanin timin Amino-imino tautoméria citozin adenin
ukleozidok szénhidrát és heterobázis ( glikozid kötés) 2 1 3C 3 2 -dezoxicitidin 2 -dezoxitimidin 2 2 9 2 2 2 -dezoxiadenozin 2 - dezoxiguanozin b--glikozid
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 - 3 5 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
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
A kettős polinukleotid lánc primer szerkezete
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
Francis Crick, 1916-2004 James D. Watson, 1928- Watson, 1928 Crick, 1916 James D. Watson: A kettős spirál, Gondolat, 1970, 1972
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
A b-glikozidkötéshez kapcsolódó konformerek anti-uridin syn-uridin anti-adenozin anti-adenozin
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 19 1 9 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
Értelmezés
A-DS B-DS
A-DS B-DS
Z-DS B-DS
DS hő-denaturáció
A DS-től a kromoszómáig
Egy kromoszóma és...
Összevetés: DS és RS
Az RS
mrs másodlagos szerkezete
trs másodlagos szerkezete (75-95 nukleotid) trs Ala (olley,.d. 1968)
trs térszerkezete Aminosav kapcsolódása A. Rich, A. Klug (1974)
trs bioszintézise intron 10 % módosított bázis
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
2. Aminoacil-tRS keletkezése foszforsav/karbonsav anhidrid aminosav - AMP Enzim: aminoacil-trs szintetáz AMP karbonsav észter
trs aminosav
ukleozid hatóanyagok 2 2-dezoxiguanozin 2 Aciclovir (acikloguanozin) SV, VZV, 1977 2-dezoxiadenozin IV, retrovirus 1986 (USA) thymidine ganciclovir CMV, 1989 3C zidovudin azidothymidine (AZT) 2-dezoxitimidin
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