Nukleinsyror: DNA och RNA Kurs MNXA10/12 Hans-Erik Åkerlund (Mod från Henrik Stålbrand) DNA: ”deoxy-ribonucleic acid”, deoxi-ribonukleinsyra Bärare av cellens arvsanlag RNA: ”ribonucleic acid”, ribonukleinsyra Tillfällig bärare av arvsanlag (mRNA) Struktur för proteinsyntesmaskineriet, ribosomen (rRNA) Bärare av aktiverade aminosyror (tRNA) Övrigt: Bärare av arvsanlag, katalys, RNA-världen

DNA struktur Dubbelhelix Stor fåra (major groove) Liten fåra (minor groove)

Nukleinsyror är Polymerer med Nukleotider som byggstenar Fosfat Kvävebas Socker

Flera nukeotider bildar en polymer, en polynukleotid, dvs en sträng av RNA eller DNA Polymerens stomme: ....fosfat-socker-fosfat-socker.... Fosfat: grund till ”syra” (acid) i nukleinsyra, dvs A i DNA och RNA Nukleotid

Sockret R i RNA D i DNA Syre saknas Deoxy

Kvävebaser: RNA DNA Adenin Adenin Guanin Guanin Cytosin Cytosin Uracil Thymin

Endast i RNA, Endast i DNA Kvävebaser Plan struktur Plan struktur Endast i RNA, Endast i DNA = H byts ut mot deoxyribos i DNA och mot ribos i RNA

Fosfat Kvävebas Socker En av fyra nukleotider - ATP Utgångsmaterial vid syntes av RNA Fosfat Adenin Ribos Fosfat Kvävebas Socker

Polynukleotider (nukleinsyror) Riktning för syntes 5’ till 3’ Nukleotidenehet syra binder till alkohol = esterbindning här fosfodiesesterbindning

DNA struktur. A G C T C T C G A G 3´ 5´ 5´ 3´ 1) DNA sträng: polynukleotid, kvävebaser A,G,C,T 2) DNA sträng: har polaritet: 5´ o 3´ ändar 3) Dubbel strängat (ds) DNA: basparning mellan två antiparella strängar 4) H-bindingar, 2 st mellan A o T, 3 st mellan G o C 5´ 3´ A G C T C T C G A G 5´ 3´

DNA dubbelhelix struktur Basparning: Plana strukturer Vätebindning DNA dubbelhelix struktur Basparning: Plana strukturer G o C (3 vätebindningar) A o T (2vätebindningar) socker

Dubbelsträngad DNA (dsDNA) bildar dubbel helix (spiral) motriktade kedjor 3´ 5´ A G C T C T C G A G 5´ 3´ 5´ 3´ 3´ 5´

Stor fåra (major groove) Liten fåra (minor groove) DNA dubbelhelix 5´ 3´ 10 nukleotider eller Baspar (bp) Stor fåra (major groove) Liten fåra (minor groove) Mörk färg: fosfodiester o socker (huvudkedja) Ljus färg: basparade kvävebaser 3´ 5´

DNA dubbelhelix socker baser fosfodiester (-) Stabilisering av dubbel helix. Kovalenta bindningar Vätebindningar mellan baser Hydrofob effekt Van der Waals/dispersionskrafter Fosfatgrupperna Negativt laddade ökar avstånd och minskar risk för hydrolys Avsaknad av 2’-syret på ribos

RNA Ribos istället för deoxyribos G-C och A-U i stället för G-C och A-T Normalt enkelsträngat men kan vecka sig tillbaks på sig själv och bildar då dubbelhelix där basparningen stämmer mRNA, rRNA, tRNA, snRNA, siRNA tRNA rRNA Hair pin loop

Cellulära processer DNA RNA PROTEIN Replikation Transkription Translation Process Huvudsaklig funktionell enhet/ enzym Replikation DNA polymeras. (DNA templat, mall) Transkription RNA polymeras. (DNA templat eller ) Translation Ribosom, består av rRNA, protein. (mRNA templat)

Replikation: kopiering av DNA Enzym: DNA-polymeras 3´ 5´ DNA templat 5´ 3´ Ny DNA sträng

DNA replikation 3 5 5 3 3 5

5´ 5´ 3´ 3´

Transkription DNA avläses till mRNA med enzymet RNA-polymeras Syntes 5´ till 3´ ”Sense strand” Promotor = RNA-polymeras inbindning.

Translation mRNA AUG CCG XXX XXX XXX UGA 3´ 5´ Translation protein Met Pro N C

Gentiska koden 5´ 3´

Translation Ribosom= organell för proteinsyntes (rRNA, protein) inbindning Initierings kodon Stop kodon mRNA AUG CCG XXX XXX XXX UGA 3´ 5´ Translation polypetid Met Pro N C

Translation Aminosyra 1 Met Ribosom= organell för proteinsyntes (rRNA, protein) tRNA 3´ Antikodon 3´UAC 5´ mRNA AUG CCG XXX XXX XXX UGA 5´ 3´ Kodon

Translation Aminosyra 2 Pro Aminosyra 1 Met N-Met-Pro... tRNA 3´GGC 5´ Syntes av Peptidbindn. 3´GGC 5´ 3´UAC 5´ mRNA AUG CCG XXX XXX XXX UGA 5´ 3´

Gen expression (uttryck) ATG CCG TTT GTA ... ... ... TGA 5´ 3´ DNA 3´ 5´ Transkription mRNA AUG CCG UUU GUA ... ... ... UGA 3´ 5´ Translation polypetid Met Pro Phe Val ... .... ... N C Veckning protein FUNKTION! C N