A nukleinsavak polimer vegyületek. Mint polimerek, monomerekből épülnek fel, melyeket nukleotidoknak nevezünk.



Hasonló dokumentumok
A nukleinsavak polimer vegyületek. Mint polimerek, monomerekből épülnek fel, melyeket nukleotidoknak nevezünk.


A tananyag felépítése: A BIOLÓGIA ALAPJAI. I. Prokarióták és eukarióták. Az eukarióta sejt. Pécs Miklós: A biológia alapjai

,:/ " \ OH OH OH / \ O / H / H HO-CH, O, CH CH - OH ,\ / "CH - ~(H CH,-OH \OH. ,-\ ce/luló z 5zer.~ezere

NUKLEINSAVAK. Nukleinsav: az élő szervezetek sejtmagvában és a citoplazmában található, az átöröklésben szerepet játszó, nagy molekulájú anyag

A szénhidrátok lebomlása

Nukleinsavak. Szerkezet, szintézis, funkció

A szénhidrátok lebomlása

A kémiai energia átalakítása a sejtekben

A géntechnológia genetikai alapjai (I./3.)

A felvétel és a leadás közötti átalakító folyamatok összességét intermedier - köztes anyagcserének nevezzük.

A szénhidrátok az élet szempontjából rendkívül fontos, nélkülözhetetlen vegyületek. A bioszféra szerves anyagainak fő tömegét adó vegyületek.

a III. kategória ( évfolyam) feladatlapja

A replikáció mechanizmusa

TestLine - Biogén elemek, molekulák Minta feladatsor

1. Az élő szervezetek felépítése és az életfolyamatok 17

BIOLÓGIA VERSENY 10. osztály február 20.

Kollokviumi vizsgakérdések biokémiából humánkineziológia levelező (BSc) 2015

A gyakorlat elméleti háttere A DNS molekula a sejt információhordozója. A DNS nemzedékről nemzedékre megőrzi az élőlények genetikai örökségét.

CzB Élettan: a sejt

A sejtes szervezıdés elemei (sejtalkotók / sejtorganellumok)

A MITOKONDRIUMOK SZEREPE A SEJT MŰKÖDÉSÉBEN. Somogyi János -- Vér Ágota Első rész

Szerkesztette: Vizkievicz András

3. Sejtalkotó molekulák III.

Mária. A pirimidin-nukleotidok. nukleotidok anyagcseréje

Számolási feladatok. A = 17,5 % T = 17,5 % 32,5 % G és ugyanennyi C

Kevéssé fejlett, sejthártya betüremkedésekből. Citoplazmában, cirkuláris DNS, hisztonok nincsenek

DNS, RNS, Fehérjék. makromolekulák biofizikája. Biológiai makromolekulák. A makromolekulák TÖMEG szerinti mennyisége a sejtben NAGY

AMINOSAVAK, FEHÉRJÉK

Az élő anyag szerkezeti egységei: víz, nukleinsavak, fehérjék. elrendeződés, rend, rendszer, periodikus ismétlődés

DER (Felületén riboszómák találhatók) Feladata a biológiai fehérjeszintézis Riboszómák. Az endoplazmatikus membránrendszer. A kódszótár.

Nanotechnológia. Nukleinsavak. Készítette - Fehérvári Gábor

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

Biogén elemeknek az élő szervezeteket felépítő kémiai elemeket nevezzük. A természetben található 90 elemből ez mindössze kb. 30.

A biokémiai folyamatokat enzimek (biokatalizátorok) viszik véghez. Minden enzim. tartalmaz fehérjét. Két csoportjukat különböztetjük meg az enzimeknek

Elektrokémia. A nemesfém elemek és egymással képzett vegyületeik

A Bevezetés a biológiába I. tárgy vizsgájára megtanulandó fogalmak:

Nukleinsavak építőkövei

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

Az enzimek katalitikus aktivitású fehérjék. Jellemzőik: bonyolult szerkezet, nagy molekulatömeg, kolloidális sajátságok, alakváltozás, polaritás.

transzláció DNS RNS Fehérje A fehérjék jelenléte nélkülözhetetlen minden sejt számára: enzimek, szerkezeti fehérjék, transzportfehérjék

A gidrán fajta genetikai változatosságának jellemzése mitokondriális DNS polimorfizmusokkal Kusza Szilvia Sziszkosz Nikolett Mihók Sándor,

2. Sejtalkotó molekulák II. Az örökítőanyag (DNS, RNS replikáció), és az öröklődés molekuláris alapjai (gén, genetikai kód)

1. Bevezetés. Mi az élet, evolúció, információ és energiaáramlás, a szerveződés szintjei

A METABOLIZMUS ENERGETIKÁJA

A METABOLIZMUS ENERGETIKÁJA

II. Grafikonok elemzése (17 pont)

Dr. Mandl József BIOKÉMIA. Aminosavak, peptidek, szénhidrátok, lipidek, nukleotidok, nukleinsavak, vitaminok és koenzimek.

EMELT SZINTŰ ÍRÁSBELI VIZSGA

Fehérjeszerkezet, és tekeredés. Futó Kinga

4. SZERVES SAVAK. Az ecetsav biológiai előállítása SZERVES SAVAK. Ecetsav baktériumok. Az ecetsav baktériumok osztályozása ECETSAV. 04.

Szerk.: Vizkievicz András A DNS örökítő szerepét bizonyító kísérletek

Az anyag- és energiaforgalom alapjai

BIOLÓGIA. Általános érettségi tantárgyi vizsgakatalógus Splošna matura

4. Előadás. Nukleozidok, nukleotidok, nukleinsavak

Azonosító jel: KÉMIA EMELT SZINTŰ ÍRÁSBELI VIZSGA október :00. Az írásbeli vizsga időtartama: 240 perc

I. Az ember idegrendszere (14 pont)

BIOLÓGIA HÁZIVERSENY 1. FORDULÓ BIOKÉMIA, GENETIKA BIOKÉMIA, GENETIKA

Egy idegsejt működése

1. előadás Membránok felépítése, mebrán raftok, caveolák jellemzője, funkciói

1. SEJT-, ÉS SZÖVETTAN. I. A sejt

Heterociklusos vegyületek

Szén-dioxid semleges elektromos energia előállítása szerves szennyezőanyagokból mikrobiológiai üzemanyagcellákban

Proteomkutatás egy új tudományág születése

ANATÓMIA FITNESS AKADÉMIA

2. Sejtalkotó molekulák II. Az örökítőanyag (DNS, RNS replikáció), és az öröklődés molekuláris alapjai (gén, genetikai kód)

KÖZÉPSZINTŰ ÍRÁSBELI VIZSGA

BIOGÉN ELEMEK Azok a kémiai elemek, amelyek az élőlények számára létfontosságúak

BIOLÓGIA ALAPJAI. Anyagcsere folyamatok 2. (Felépítő folyamatok)

A másodlagos biogén elemek a szerves vegyületekben kb. 1-2 %-ban jelen lévő elemek. Mint pl.: P, S, Fe, Mg, Na, K, Ca, Cl.

BIOGÉN ELEMEK MÁSODLAGOS BIOGÉN ELEMEK (> 0,005 %)

BIOMOLEKULÁK KÉMIÁJA. Novák-Nyitrai-Hazai

MIÉRT KELL TÁPLÁLKOZNI?

Kémia. Tantárgyi programjai és követelményei A/2. változat


A fehérjék szerkezete és az azt meghatározó kölcsönhatások

ű Ö ű ű Ú Ú ű

IX. Szénhidrátok - (Polihidroxi-aldehidek és ketonok)

CIÓ A GENETIKAI INFORMÁCI A DNS REPLIKÁCI

Fejezet a Gulyás Méhészet által összeállított Méhészeti tudástár mézfogyasztóknak (2015) ismeretanyagból. A méz. összetétele és élettani hatása

I. Atomszerkezeti ismeretek (9. Mozaik Tankönyv: oldal) 1. Részletezze az atom felépítését!

A bioenergetika a biokémiai folyamatok során lezajló energiaváltozásokkal foglalkozik.

TÉMAKÖRÖK. Ősi RNS világ BEVEZETÉS. RNS-ek tradicionális szerepben

Energiatermelés a sejtekben, katabolizmus. Az energiaközvetítő molekula: ATP

TRANSZPORTFOLYAMATOK 1b. Fehérjék. 1b. FEHÉRJÉK TRANSZPORTJA A MEMBRÁNONOKBA ÉS A SEJTSZERVECSKÉK BELSEJÉBE ÁLTALÁNOS

A biológiai mozgás molekuláris mechanizmusai


(11) Lajstromszám: E (13) T2 EURÓPAI SZABADALOM SZÖVEGÉNEK FORDÍTÁSA

Oktatáskutató és Fejlesztő Intézet TÁMOP / XXI. századi közoktatás (fejlesztés, koordináció) II. szakasz KÉMIA 4.

Orvosi biokémia, molekuláris és sejtbiológia II. Az intermedier anyagcsere

A tanári mesterszak pedagógiai - pszichológiai egysége

A fehérjék hierarchikus szerkezete

AZ EMBERI TEST FELÉPÍTÉSE

EMELT SZINTŰ ÍRÁSBELI VIZSGA

Fehérjék. SZTE ÁOK Biokémiai Intézet

Nitrogé ntartalmú hétérociklúsos végyú léték

A 2009/2010. tanévi Országos Középiskolai Tanulmányi Verseny első (iskolai) forduló KÉMIA I-II. KATEGÓRIA FELADATLAP

Vitaminok meghatározása és csoportosítása

A minimális sejt. Avagy hogyan alkalmazzuk a biológia több területét egy kérdés megválaszolására

A kén tartalmú vegyületeket lúggal főzve szulfid ionok keletkeznek, amelyek az Pb(II) ionokkal a korábban tanultak szerint fekete csapadékot adnak.

Átírás:

Nukleinsavak Szerkesztette: Vizkievicz András A nukleinsavakat először a sejtek magjából sikerült tiszta állapotban kivonni. Innen a név: nucleus = mag (lat.), a sav a kémhatásukra utal. Azonban nukleinsavak nemcsak a sejtmagban vannak, hanem pl. citoplazmában, szintestekben, mitokondriumokban is. A sejtek információtároló és szállító molekulái. A nukleinsavakat szerkezet és funkció szempontjából két csoportba oszthatjuk: DNS, mely főleg a sejtmagban található, RNS-ek, melyek főleg a citoplazmában fordulnak elő. A nukleinsavak polimer vegyületek. Mint polimerek, monomerekből épülnek fel, melyeket nukleotidoknak nevezünk. Nukleotidok A nukleotidok funkciója többrétű: a biológiai információtároló és átadó rendszert alkotó nukleinsavak építő kövei, az energiatárolás és átalakítás központi vegyületei, pl. ATP, enzimek koenzimjeinek alkotórészei, pl. KoA, NAD, amelyek különböző csoportok szállítását végzik. A koenzim az enzimekhez lazán, reverzibilisen kapcsolódó szállítómolekula. Ezek felépítésében gyakori a vitaminjellegű csoport, ezért a vitaminhiány gátolja a koenzimek felépülését, ezen keresztül egyes biokémiai folyamatok lejátszódását. A nukleotidok molekulái savval főzve hidrolizálnak, s a hidrolizátum: foszforsavat, pentózt, azaz öt szénatomos cukrot, N-tartalmú heterociklusos bázisokat tartalmaz. Ezekből a vegyületekből kondenzációval jönnek létre a nukleotidok. 1

a) A foszforsav Háromértékű közepes erősségű sav, amely minden nukleotidban, ill. mind a DNS-ben, mind az RNS-ben megtalálható. A pentóz 3. és 5. szénatomjához kapcsolódhat. b) A pentóz lehet: ribóz, amely az RNS-ben található meg, dezoxiribóz, amely a DNS-ben fordul elő. c) A heterociklusos vegyületek szerves bázisok, melyek a pentóz 1. szénatomjához kötődnek: DNS-ben RNS-ben A adenin adenin G guanin guanin C citozin citozin T timin U uracil Tehát az RNS-ben timin helyet uracil van. Az A, és a G purin, míg a C, T, U pirimidin vázas vegyületek. Ha a nukleotidban egy foszfátcsoport van: mono-, ha kettő: di-, ha három: trifoszfátokról beszélünk. A legjelentősebbek azok a nukleotidok, ahol a foszfátcsoport a pentóz 5. C-atomjához kapcsolódik. Kapcsolódhat egy, kettő, ill. három P-csoport egyszerre. 2

Az adenozinnak s a guanozinnak ciklikus monofoszfátjai is előfordulnak, melyekben egy foszfátcsoport két ponton kapcsolódik a ribóz gyűrűhöz. Ezek közül a legfontosabb a jelátvitelben szerepet játszó camp. A P-csoportok között nagyenergiájú makroerg - savanhidrid kötés van. Nagyenergiájúak azok a kötések, amelyek hidrolízisekor több, mint 25 KJ/mol energia szabadul fel. Ezeknek a kötéseknek az energiatárolásban van kiemelkedő szerepük. Nevük: adenozin-5-monofoszfát, adenozin-5,5-difoszfát, stb. Röviden: AMP, ADP, ATP. Fontosabb mono-, ill. dinukleotidok ATP (adenozin-trifoszfát) Az ATP a sejtek legfontosabb energiaraktározó vegyülete. Gamma-foszfátjának hidrolízisekor 30 KJ energia szabadul fel mólonként. ATP = ADP + P Q = 30 KJ/mol Abban az estben, ha a gamma és a béta foszfát - pirofoszfát csoport - egyszerre hasad le, 36 KJ/mol energia szabadul fel. ATP = AMP + PP Q = 36 KJ/mol A lebontó anyagcsere során felszabaduló energia nagy része ATP szintézisére fordítódik és így ATP formájában tárolódik. A felépítő folyamatokhoz szükséges energia viszont az ATP hidrolízisekor felszabaduló energiából származik. Kevésbé jelentősek, de ismertek még GTP, UTP, TTP, CTP energiatároló vegyületek is. 3

Koenzim A (KoA) Szállítómolekula, amely az anyagcserében központi szerepet játszó acetilcsoport - CH 3 CO - szállítását végzi. A molekulában szereplő pantoténsav B 5 vitaminszármazék. Az acetilcsoport a pantoténsav szulfhidril csoportjához kapcsolódik nagyenergiájú kötéssel. NAD + és NADP + (nikotinsavamid-adenin-dinukleotid (foszfát)) Az anyagcserében fontos H-szállító vegyületek. A NAD a lebontó, a NADP a felépítő folyamatokban játszik szerepet többnyire. A nikotinsavamid B 3 vitaminszármazék, másik neve niacin. Szállításkor 2 elektront és 1 protont vesznek fel, a másik proton az oldatban marad. NAD + + 2H = NADH + H + FAD (flavin-adanin-dinukleotid) H-szállító koenzim, amely riboflavin, azaz B 2 -vitamin származékot tartalmaz, hiánya bőrbetegséget okoz. A polinukleotidok A nukleinsavak nukleotid egységekből felépülő polinukleotidok. Az egyes nukleotidokat a foszfátcsoportok kapcsolják össze, úgy, hogy hidat képeznek két pentóz 3. és 5. C-atomja között, foszfodiészter kötést hozva létre. Tehát a polinukleotidlánc gerincét az egymást követő foszfát-cukor-foszfát-cukor váz alkotja, s a bázisok a vázhoz a pentózon keresztül kapcsolódnak. A polinukleotidlánc elsődleges szerkezete a nukleotidok kapcsolódási sorrendje. A nukleotidok kondenzációval kapcsolódnak össze és a polinukleotidlánc hidrolízissel bomlik nukleotidokra. A legnagyobb makromolekulák, akár több millió nukleotid is összekapcsolódhat. A polinukleotidoknak a felépítésükben résztvevő pentóztól és bázisoktól függően két nagyobb csoportjuk van: a DNS-ek és az RNS-ek. 4

A DNS, dezoxiribonukleinsav Fő tömegük a sejtmagokban koncentrálódik, de előfordulhatnak mitokondriumokban, kloroplasztiszokban, prokariótákban, vírusokban. A DNS egyetlen funkciója jelenlegi ismereteink szerint a genetikai információ tárolása, ill. továbbadása a szaporodás során. A DNS molekula két egymással szemben levő és ellentétes irányba futó antiparallel - polinukleotidláncból épül fel. A láncok közötti távolság állandó. A polinukleotidlánc felépítésében foszforsav, dezoxiribóz, és négyféle bázis vesz részt: A, T, G, C. A polinukleotidláncnak két végét különböztetjük meg: 5' és 3'. A polinukleotidlánc 5 végén olyan P-csoport található, amely a pentóz 5. C atomjához kapcsolódik, míg a 3 végen a P-csoport a cukor 3. C atomjához kapcsolódik. Az antiparallel lefutás azt jelenti, hogy az egyik szál 5 végével szemben a másik szál 3 vége található. A kettős polinukleotidszál a hossztengelye körül spirális formában feltekeredik, s így kialakul a DNS molekulára jellemző kettős hélix szerkezet. A kettős hélixnek köszönhetően a DNS igen stabil szerkezet, kémiailag közömbös, nem reakcióképes. A két láncot hidrogénkötések kapcsolják össze, amelyek a két lánc bázisai között jönnek létre. A H-kötések kialakulását a bázisok szerkezete és térbeli helyzete határozza meg. A bázisok a hélix belseje felé, a hossztengelyre merőlegesen helyezkednek el. Térbeli okok miatt egy nagyobb méretű purin bázissal szemben csak egy kisebb méret kisebb pirimidin bázis helyezkedhet el. 5

Így a következő bázispárok alakulhatnak ki: adeninnel szemben mindig timin van, guaninnal szemben mindig citozin van. A G=C bázispárok között 3, az A=T bázispárok között 2 H-híd létesülhet. Tehát az egyik lánc bázis sorrendje egyértelműen meghatározza a másikét is. Chargaff szabályok: A = T és G = C T+C (pirimidinek) = A+G (purinok) A+T nem = G+C A DNS molekula lehet: nyílt láncú (lineáris), mint pl. az eukariótákban, de lehet zárt láncú (cirkuláris), mint pl. a prokariótákban. Egyes vírusokban előfordul egyszálú DNS is. RNS, Ribonukleinsavak A ribonukleinsavak olyan polinukleotidok, amelyek felépítésében foszforsav és ribóz mellett négyféle bázis vesz részt: A, U, G, C. A polinukleotidláncra jellemző, hogy mindig egyszálú, legfeljebb a lánc bizonyos helyeken visszahajlik, hurkokat képez, s a molekulán belül jönnek létre bázispárok. Térszerkezetét a nukleotidok sorrendje határozza meg. A ribonukleinsavaknak a természetben több fajtája ismert, amelyeket funkció szerint csoportosítunk: 1. Messenger-RNS, mrns Feladata a DNS-ben, a génekben kódolt információ pontos továbbítása a citoplazmába, a fehérjeszintézis helyére. A DNS-ről íródik át. 2. Transzfer-RNS, trns Feladata, hogy a fehérjeszintézis során egy-egy aminosavat szállít a fehérjeszintézis helyére, az ún. riboszómákhoz, ahol azok összekapcsolódnak polipeptidlánccá. 3.Riboszóma-RNS, rrns A fehérjeszintézis objektumainak, a riboszómáknak a felépítésében vesznek részt. 6