Nukleino rūgštis
Nukleorūgštys yra sudėtingos, didelės molekulinės masės, polimerinės molekulės. Jų yra dviejų tipų:
- deoksiribonukleorūgštis (DNR)
- ribonukleino rūgštys (RNR).
Komponentai
Hidrolizuojant nukleino rūgštis neorganinėmis rūgštimis, susidaro visiškos hidrolizės produktai:
- heterociklinės bazės,
- Penkiagrandis monosacharidas, ribozė arba dezoksiribozė.
- fosforo rūgšties liekana.
Svarbiausios heterociklinės bazės yra
- pirimidinai ir
- purinai.
Jos iš nukleino rūgščių hidrolizatų buvo išskirtos dar praėjusio amžiaus pabaigoje. Pirimidinais pirmasis pavadino vokiečių mokslininkas A. Koselis, o purinais – vokiečių mokslininkas E. Fišeris. Nukleino rūgščių sudėtyje yra pagrindinės penkios heterociklinės bazės :
Struktūra
Nukleotidai sujungiami į grandinę per fosforo rūgšties liekaną. Ši liekana jungiasi prie sacharido (ribozės arba dezoksiribozės), vienam sacharidui 5' (pagal jo žiedo numeraciją), kitam 3' padėtyje. 5'-3' kryptis laikima pagrindine. Bazė taip pat jungiasi prie sacharido, 1' padėtyje (skaičiais be apostrofų numeruojamas bazės žiedas).
Dviguba spiralė
Nukleotido rūgštims būdinga dvigrandės spiralės struktūra, viduje išsidėstant heterociklinėms bazėms, o išorėje - fosfatais sujungtiems sacharidams.[1]. Tai įprastinis DNR būvis. RNR paprastai būna viengrandė, tačiau dažnai turi jos tretinę struktūrą palaikančių dvigrandžių fragmentų. Dvigubos spiralės grandinės yra viena kitą papildančios (komplementarios): prieš adeniną kitoje grandyje stovi timidinas (RNR - uracilas), prieš guaniną - citozinas.
Net ir vienodas bazes turintis nukleino rūgšties fragmentas nėra simetriškas; jis turi taip pat ir kryptį. Dvigubos spiralės grandžių kryptys yra priešingos. Pavyzdžiui (5') CTTT (3') gali sukurti dvigubą spiralę su (5') AAAG (3').
IUPAC kodai
Kodas | Nukleotidas | Kodą atitinkantys nukleotidai | ||||
---|---|---|---|---|---|---|
A | Adeninas | A | 1 | |||
C | Citozinas | C | ||||
G | Guaninas | G | ||||
T | Timinas | T | ||||
U | Uracilas | U | ||||
R | Purinas | A | G | 2 | ||
Y | Pirimidinas | C | T | |||
W | Dvi vandenilinės jungtys | A | T | |||
S | Trys vandenilinės jungtys | C | G | |||
M | Amino | A | C | |||
K | Keto | G | T | |||
B | ne A | C | G | T | 3 | |
D | ne C | A | G | T | ||
H | ne G | A | C | T | ||
V | ne T | A | C | G | ||
N | Bet koks | A | C | G | T | 4 |
Kadangi daugelis nukleino rūgščių labai ilgos, įprasta jų struktūrą rašyti raidiniais kodais, kiekvienam monomerui skiriant tik vieną raidę, pagal bazę. Jei nenurodyta kitaip, paprastai suprantama jog seka užrašyta 5' - 3' kryptimi.
Be pagrindinių (A,G,T,C) IUPAC yra numatyti ir specialūs grupiniai kodai, reiškiantys daugiau negu vieną nukleotidą. Tokie kodai naudojami jei nukleotidų seka žinoma tik apytikriai, aprašant sekai nelabai specifiško enzimo (dažniausiai restriktazės) aktyvumą arba kaip kelių skirtingų, bet panašių sekų apibendrinimas. Yra specialios taisyklės kokie grupiniai kodai yra vienas kitą papildantys[2]
PNR
PNR – gamtoje natūraliai neaptinkama peptidinė nukleorūgštis, kuri savo struktūra primena DNR ar RNR, tačiau skiriasi nuo jų savo karkasu. Šias struktūras sintetina mokslininkai ir naudoja įvairiuose biologiniuose, medicininiuose tyrimuose.
DNR ar RNR karkasą sudaro fosforo rūgšties liekanom sujungtos deoksiribozės (DNR) ar ribozės, o PNR atveju peptidiniais ryšiais sujungti N-(2-aminoetil) - glicinai. Heterociklinės bazės prie PNA karkaso prijungtos per metileninę -CH2- grupę.
Kadangi PNR neturi neigiamai įkrautų fosforo rūgšties liekanų, tai ryšys tarp PNR ir DNR yra stiprenis nei tarp dviejų DNR grandžių, tarp kurių dėl dviejų neigiamai įkrautų karkasų pasireiškia elektrostatinė stūma. PNR ir PNR ryšys yra dar stipresnins negu tarp PNR ir DNR. Didelis pliusas pritaikant PNR terapijoje yra tai, PNR/PNR struktūra lengviau praeina pro ląstelės membraną, nes neturi krūvio. PNR/PNR stabili struktūra, nes ją sunkiau atpažįsta baltymus degraduojančios proteazės ar nukleorūgštis degraduojančios nukleazės.
Yra hipotezė, kad prieš DNR/RNR pasaulį buvo PNR pasaulis.
Nukleorūgštys |
---|
Nukleobazės: Adeninas - Timinas - Uracilas - Guaninas - Citozinas - Purinas - Pirimidinas |
Nukleozidai: Adenozinas - Uridinas - Guanozinas - Citidinas - Deoksiadenozinas - Timidinas - Deoksiguanozinas - Deoksicitidinas |
Nukleotidai: AMP - UMP - GMP - CMP - ADP - UDP - GDP - CDP - ATP - UTP - GTP - CTP - cAMP - cGMP |
Deoksinukleotidai: dAMP - dTMP - dUMP - dGMP - dCMP - dADP - dTDP - dUDP - dGDP - dCDP - dATP - dTTP - dUTP - dGTP - dCTP |
Nukleorūgštys: DNR - RNR - iRNR - miRNR - rRNR - siRNR - tRNR - mtDNR - Oligonukleotidai |
Šaltiniai
- ↑ Watson J.D, Crick F.H.C (1953) A Structure for Deoxyribose Nucleic Acid. Nature 171, 737-738.
- ↑ http://reverse-complement.com/ambiguity.html
|