Struktura DNA
Z WikiSkript
Molekula DNA (kyselina deoxyribonukleová) je tvořena dvěma polynukleotidovými řetězci.
Řetězce jsou vůči sobě antiparalelní – jeden řetězec má směr fosfodiesterových vazeb 5' » 3' a druhý 3' » 5' – hovoříme o 3' případně 5' konci. Na 3' konci je navázána -OH skupina, zatímco na 5' fosfátová skupina.
Obecná charakteristika
- Cukernou složku tvoří pěti uhlíkový cukr 2-deoxy-D-ribosa (oproti normální ribóze u DNA v poloze 2' chybí kyslík).
- Jakožto dusíkaté báze jsou v DNA zastoupeny:
- deriváty purinu – Adenin, Guanin;
- deriváty pyrimidinu – Cytosin, Thymin.
- Mezi N-bázemi protějších vláken dochází k vazebným interakcím.
- Zákon komplementarity:
- Váží se spolu vždy jen 2 specifické N-báze (vždy 1 báze pyrimidinová a 1 purinová), a to sice:
- A – T (spojeny 2 vodíkovými můstky);
- C – G (spojeny 3 vodíkovými můstky).
- Mezi sousedními bázemi navíc působí van der Waalsovy síly (stabilizace).
- Platí tedy rovnice:
- Váží se spolu vždy jen 2 specifické N-báze (vždy 1 báze pyrimidinová a 1 purinová), a to sice:
- (A+C) / (T+G) = 1
- naopak
- (A+C) / (T+G) = 1
- (A+T) / (C+G) bývá asi 0,25 – 0,75
- Obě polynukleotidová vlákna (primární struktura DNA) vytvářejí nejčastěji pravotočivou šroubovici označovanou jako double helix (sekundární struktura DNA) → nejčastěji se vyskytující formou je B-forma DNA = pravotočivá.
- DNA molekuly se mohou vyskytovat ještě v:
- pravotočivé formě A;
- levotočivé formě Z.
- Přechod mezi jednotlivými formami je možný na základě změny fyzikálně chemických podmínek.
Typy DNA
Jaderná (chromosomální)
- Z funkčního hlediska se jedná o:
- DNA, která kóduje pořadí aminokyselin v polypeptidu nebo některé RNA.
- DNA, která má funkci kontrolní a řídící.
- Zvláštní typy DNA mají specifické funkce v chromosomech, např. v oblasti centromery a telomer.
- DNA, o jejíž funkci zatím nic nevíme.
- Podle počtu identických, nebo podobných kopií:
- U eukaryot přibližně 60 % DNA tvoří jedinečné (nebo málo se opakující) sekvence – patří sem např.:
- geny kódující polypeptidy;
- pseudogeny – jsou odvozovány od předchozí skupiny, na rozdíl od ní však nejsou funkční.
- Repetitivní sekvence – dělíme je na:
- U eukaryot přibližně 60 % DNA tvoří jedinečné (nebo málo se opakující) sekvence – patří sem např.:
- sekvence středně repetitivní– počet kopií v genomu 10–105 (patří sem např. geny pro rRNA a bílkoviny typu histonů);
- sekvence vysoce repetitivní – řádově 106 kopií / genom.
- Repetitivní sekvence mohou být v genomu rozptýlené.
- Dlouhé repetitivní sekvence se označují jako LINE (Long Interspersed Nuclear Elements).
- Krátké repetitivní sekvence se označují jako SINE (Short Interspersed Nuclear Elements).
- Většina SINE je odvozována od tRNA genů → jejich vznik je vysvětlován repozicí (přepisem) z RNA reverzní transkriptasou.
- Pro primáty jsou specifické tzv. Alu – sekvence, kdy téměř každý 4kb úsek lidské DNA obsahuje tuto sekvenci – jejich původem je 7SL DNA.
- Jinou možností jsou tzv. tandemové repetitivní sekvence, kdy jednotlivá opakování jsou za sebou – např.:
- geny pro rRNA;
- tzv. satelitní DNA.
Mimochromosomální
- U člověka se nachází v mitochondriích.
- Uspořádání genomu mitochondrií je odlišné od jaderného genomu eukaryotické buňky, ovšem je podobné uspořádání genomu u prokaryot.
- DNA má zde cirkulární uspořádání.
- U člověka:
- velikost 16,6 kb;
- kóduje celkem 37 genů – z toho 24 genů se podílí na proteosyntetickém aparátu mitochondrií:
- geny 16S a 23S pro rRNA;
- 22 genů pro tRNA.
- Zbývající se podílejí na enzymatické výbavě mitochondrií.
- Většina genů je kódována na H (těžkém) vlákně DNA.
- Informace je poměrně silně komprimována, neobsahuje např. introny.
- Další rozdíly v genetickém kódu:
- 4 triplety mají rozdílný význam proti jadernému genomu;
- existují rozdíly v iniciaci a terminaci.
Odkazy
Související články
Zdroj
ŠTEFÁNEK, Jiří. Medicína, nemoci, studium na 1. LF UK [online]. [cit. 11. 2. 2010]. <http://www.stefajir.cz>.
ALBERTS, Bruce. Základy buněčné biologie: úvod do molekulární biologie buňky. Ústí nad Labem: Espero, c1998, xxvi, 630, 110 s. ISBN 80-902906-0-4.