Vypracovala: Mgr. Zuzana Szocsová
 
 

Nukleové kyseliny zaraďujeme medzi takzvané biopolyméry (biomakromolekulové zlúčeniny). Ich charakteristickou vlastnosťou je, že tvoria dlhé vláknité molekuly, sú nositeľom genetickej informácie, ktorá sa prepisuje do štruktúry bielkovín, čím uchovávajú a prenášajú dedičné vlastnosti z generácie na generáciu.

Nukleové kyseliny sú súčasťou všetkých buniek.
  • V organizmoch sa nukleové kyseliny vyskytujú obyčajne vo forme komplexu s bielkovinou ako nukleoproteíny.
  • Ovplyvňujú organizáciu a reprodukciu živej hmoty
  • Prvýkrát ich izoloval z jadier bielych krviniek prítomných v hnise Švajčiar Friedrich Miescher v roku 1869.

Zdroj: http://sk.wikipedia.org/wiki/Súbor:GluRBRGpremRNA4_new.png

 


 
Rozlišujeme (podľa monosacharidovej zložky):
  1. DNA – deoxyribonukleová kyselina – jej úlohou je zabezpečiť uchovanie genetickej informácie a dedičných znakov. Obsahuje 2-deoxy-D-ribózu.
  2. RNA – ribonukleová kyselina – jej úlohou je zabezpečiť prenos genetickej informácie do štruktúry bielkovín – prenos genetickej informácie je zabezpečovaný v procese, ktorý nazývame proteosyntéza. Obsahuje D-ribózu.

 
Nukleové kyseliny vznikajú dehydratačnou polykondenzáciou mononukleotidov (uvoľňuje sa pri tom molekula vody), pri aktívnom pôsobení enzýmov – polymeráz. Nukleotidy sa pri tomto procese nadväzujú na polynukleotidový reťazec pomocou fosfodiesterových väzieb. Fosfodiesterová väzba sa tvorí medzi C3 jednej pentózy a C5 nasledujúcej pentózy. Takáto väzba sa vyskytuje v molekule DNA aj v molekule RNA.



DNA


  • Z angl. deoxyribonucleic acid
  • Vytvára genetickú informáciu bunky
  • Výskyt – v jadre eukaryotickej bunky, v ktorom je viazaná na bielkoviny – históny ako súčasť chromozómov, v zrelých erytrocytoch (červené krvinky) sa nevyskytuje. Čo sa týka eukaryotických buniek DNA sa vyskytuje nielen v jadre, ale napríklad aj v mitochondriách, chloroplastoch a podobne. V prokaryotických bunkách sa DNA nachádza voľne v cytoplazme a nie je ohraničená membránou.
  • Poradie nukleotidov v DNA určuje poradie aminokyselín v bielkovinách
  • Úsek, ktorý kóduje jednu bielkovinu voláme gén
  • Súbor všetkých génov – genóm

Plní dve funkcie: riadi vlastnú replikáciu počas delenia bunky, riadi transkripciu za vzniku komplementárnych molekúl RNA.




RNA


  • Z angl. ribonucleic acid
  • V živých organizmoch existuje viacero typov RNA:
  1. Mediátorová RNA (m-RNA) – (Messenger alebo informačná) – obsahuje prepis informácie z DNA o jej primárnej štruktúre, čím tvorí základ pre syntézu bielkovín, teda riadi ribozomálnu syntézu polypeptidov (translácia).
  2. Ribozómová RNA (r-RNA) – nachádza sa v ribozómoch. Na ribozomóch prebieha proces syntézy bielkovín, má štruktúrnu a funkčnú úlohu.
  3. Transferová RNA (t-RNA) – slúži na prenos aminokyselín z cytoplazmy na miesto, kde prebieha proces proteosyntézy. Proteosyntéza prebieha na ribozómoch. Tu sa aminokyseliny spájajú do polypeptidových reťazcov – pričom platí, že pre každú aminokyselinu existuje aspoň jedna t-RNA (prenáša aminokyseliny na ribozóm počas syntézy proteínov).

V prípade mnohých vírusov je RNA nositeľkou genetickej informácie namiesto DNA (ide o takzvané RNA vírusy).
(ribozómy (obsahujú r- RNA) existujú voľne v cytoplazme alebo sú viazané na endoplazmatické retikulum. K nim je viazaná m-RNA a na základe informácii, ktoré sú obsiahnuté v m-RNA spolu syntetizujú bielkoviny)




Štruktúra nukleových kyselín


Nukleotidy sú stavebné jednotky nukleových kyselín. Počet, poradie a stavba nukleotidov určuje každý typ nukleovej kyseliny.

Všeobecná stavba nukleotidu:

  1. dusíkatá organická báza – heterocylická zlúčenina, ktorá má vo svojej štruktúre atóm dusíka. Dusíkaté bázy sú odvodené od dvoch heterocyklických zlúčenín, a to:
a) purínu (adenín, guanín)
b) pyrimidínu (cytozín, tymín, uracyl).

  1. sacharid (pentóza) - podľa typu nukleovej kyseliny je to D-ribóza (RNA) alebo 2-deoxy-D-ribóza (DNA)

  1. zvyšok kyseliny trihydrogénfosforečnej PO43-

 
Nukleozid - vzniká spojením pentózy s dusíkatými bázami. Sú spojené N-glykozidovou väzbou.
Nukleotid – vzniká esterifikáciou hydroxylovej skupiny na 5. atóme uhlíka sacharidu pentózy nukleozidu kyselinou fosforečnou.

 

Štruktúra DNA

  • pravotočivá dvojzávitnica, ktorej obidva reťazce vznikli spojením nukleotidov.

Zloženie DNA:

  1. Sacharidová zložka (pentóza) – 2-deoxy-D-ribóza

 
 
 
  1. Dusíkaté bázy
a) Purínové: adenín (A) a guanín (G)
b) Pyrimidínové: cytozín (C) a tyamín (T)
 
  1. Zvyšok kyseliny trihydrogenfosforečnej


Štruktúra RNA

  • tvorená len jedným vláknom stočeným do závitnice.

Zloženie RNA:

  1. Sacharidová zložka pentóza – D-ribóza:
     
     
  1. Dusíkaté bázy
a) Purínové – adenín (A), guanín (G)
b) Pyrimidínové – cytozín (C), uracil (U)

  1. Zvyšok kyseliny trihydrogenfosforečnej



Štruktúra nukleových kyselín

  • Rozlišujeme:

1. Primárna štruktúra

2. Sekundárna štruktúra

3. Terciárna štruktúra



Primárna štruktúra

  • Je určená poradím jednotlivých nukleotidov, ktoré sú pospájané esterovou väzbou a tvoria polynukleotidový reťazec. Esterová väzba vzniká medzi zvyškom kyseliny trihydrogenfosforečnej na 5. uhlíku jeho nukleotidu a hydroxylovou skupinou, ktorá je viazaná na treťom atóme uhlíka pentózy susedného nukleotidu.


Sekundárna štruktúra


  • Určuje priestorové usporiadanie polynukleotidového reťazca.
1. Molekula DNA – je tvorená dvoma polynukleotidovými reťazcami – dvojvláknová, dva reťazce sú navzájom stočené do pravotočivej dvojzávitnice.
2. Molekula RNA – obyčajne je tvorená jedným vláknom – jednovláknová, tvorí ju jeden polynukleotidový reťazec

  • Spojenie jednotlivých vláken zabezpečuje vodíková väzba medzi komplementárnymi bázami oboch reťazcov
  • Komplementarita báz v DNA: C-G, A-T
  • Komplementarita báz v RNA: C-G, A-U

 
 
Terciárna štruktúra

  • Určená je priestorovým usporiadaním dvojzávitnice


DNA

 
Zdroj: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/e/e4/DNA_chemical_structure.svg



Porovnanie štruktúry RNA a DNA


Zdroj: http://rst.gsfc.nasa.gov/Sect20/dna_versus_rna_reversed.jpg
 

Dusíkaté bázy


Komplementárnosť dusíkatých báz je ich dôležitá vlastnosť. Znamená to, že dochádza k párovaniu vždy len dvoch špecifických báz
Vždy sa páruje purínová s pyrimidínovou bázou. Guanín s cytozínom, tie sa viažu tromi vodíkovými väzbami, a adenín s tymínom, tie zase dvomi vodíkovými väzbami. V prípade RNA sa páruje adenín s uracilom.
 
Zdroj: http://sk.wikipedia.org/wiki/Súbor:GC_DNA_base_pair.svg

 
Zdroj: http://sk.wikipedia.org/wiki/Súbor:AT_DNA_base_pair.svg

 

Prerušovanou čiarou je na obrázkoch znázornená vodíková väzba.

 
Vzorce dusíkatých báz

Zdroj: http://www.bioweb.genezis.eu/chemweb/nuklkys/bazy.gif




Použitá literatúra:
Zmaturuj z chémie, Didaktis, 2002, ISBN 80-7358-030-6
http://sk.wikipedia.org/wiki/Deoxyribonukleová_kyselina
http://www.bioweb.genezis.eu/chemweb/nuklkys/bazy.gif
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/e/e4/DNA_chemical_structure.svg
Doc. Ing. B. Škára, CSc., Ing. M. Ferenčík, CSc, Biochémia, Alfa Bratislava,1983
Pavol Záhradník, Marta Kollárová, Prehľad chémie 2 – Organická chémia a biochémia, SPN, 2002, ISBN 80-08-03349-5
http://sk.wikipedia.org/wiki/Súbor:GluRBRGpremRNA4_new.png
http://www.bioweb.genezis.eu/?cat=10&file=nuklkys
http://kosice.upjs.sk/~kbch/skripta_2007/6_nukleove_kyseliny.pdf
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/d/d1/DU_chemical_structure.png/87px-DU_chemical_structure.png
http://www.google.sk/imgres?imgurl=http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/d/d1/DU_chemical_structure.png/87px-DU_chemical_structure.png&imgrefurl=http://sk.wikipedia.org/wiki/Nukleozid&usg=__-oGarDpRAZKUYrUsLdvUQaeRlvI=&h=100&w=87&sz=4&hl=sk&start=8&zoom=1&um=1&itbs=1&tbnid=O_gM2oAIFpagvM:&tbnh=82&tbnw=71&prev=/images%3Fq%3Dnukleozid%26um%3D1%26hl%3Dsk%26sa%3DN%26tbs%3Disch:1
http://sk.wikipedia.org/wiki/Súbor:GC_DNA_base_pair.svg
http://sk.wikipedia.org/wiki/Súbor:AT_DNA_base_pair.svg