7/26/2019 LP BthGen 1.015

1/50

ACIZI NUCLEICI

7/26/2019 LP BthGen 1.015

2/50

I. ACIZI NUCLEICI (ADN, ARN)

Acizii nucleici (ADN i ARN) sunt molecule informaionale care permitstocarea, transmiterea i exprimarea mesajului genetic.

I.1. DEFINITIE

Acizii nucleici sunt formai in catene polinucleotiice realizate prinsta!ilirea e leg"turi co#alente $ntre nucleotie. %rin &iroliza acizilor

nucleici $n meiu aci se formeaz" baze azotate, pentoze i acidfosforic.

I.'. (T)*+T*)A +I-I+ A AN

7/26/2019 LP BthGen 1.015

3/50

/prin &iroliza acizilor nucleici $n meiu aci se formeaz" baze azotate0pentoze0acid fosforic

a) - bazele azotate care intr n compoziia ADN pot fi baze purinice (adenina, guanina)sau bazepirimidinice(uracil, timin, citozin). ADN conine timin, iar ARN conine uracil.

Fig.1. !tructura bazelor purinice Fig.2. !tructura bazelor pirimidinice

b) -pentozele se gsesc sub form ciclic, -furanozic- ADN conine D2-deoiriboz,

- A!N conine D2-riboz.

Fig.". !tructura D"-deo#iribozei

7/26/2019 LP BthGen 1.015

4/50

prin stabilirea unor legturi N-glicozidicentre gruparea semiacetalic a pentozei i atomulde azot din poziia 9 al unei baze purinice sau din poziia 1 al unei baze pirimidinice ->nucleozide

esterii fosforici ai nucleozidelor la gruparea hidroxil de la atomul de carbon din poziia 5 sau !din pentoz -> nucleotideacizii nucleici conin nucleozid-5-fosfai

Fig.#. !tructura nucleotidelor

Fig.$. !tructura nucleozidelor

7/26/2019 LP BthGen 1.015

5/50

Fig.%. !tructura unei catene AN

prin stabilirea unor legaturi fosfodiesterice ntre deoxiribonucleotide -> caten- toate legturile internucleotidice au aceea&i orientarede-a lungul unui lan

polinucleotidic, astfel c fiecare caten are o anumit polaritate

-structura unei catene este scris ntotdeauna n direcia #'( "'

-n succesiunea )*A+ guanina are gruparea $% de la &' neangaat ntr-olegtur fosfodiesteric, iar timina are gruparea $% de la &* liber.

7/26/2019 LP BthGen 1.015

6/50

Fig.. !tructura ADN

A+ID* DE23I)I42N*+EI+ 5ADN6

7/26/2019 LP BthGen 1.015

7/50

Watson i Crickau elaborat un model tridimensional al macromoleculei de "#$% dou lanuripolideoxiribonucleotidice antiparalele se rsucesc elicoidal i n acelai sens n jurul unui ax

comun formnd un dublu !elix cu orientare spre dreapta" #nelele glucidice conectate prin legturi

fosfodiesterice constituie sc!eletul extern al dublului !elix$ n timp ce bazele azotate cu caracter

!idrofob sunt orientate spre interior i perpendicular pe axa !elixului"

Fig.. !tructura ADN

http://www.chm.bris.ac.uk/motm/dna/dna.mol

7/26/2019 LP BthGen 1.015

8/50

"#$ poate s adopte mai multe conformaii%

- conformaia (descoperit de +atson i &ric) reprezentat de un dublu eli# cu orientare spredreapta, care cuprinde /0 pereci de baze azotate la ni1elul unei spire2

- conformaiaA, dublu eli#cu orientare spre dreapta, mult mai compact decit cel din forma 3, ncare numrul de baze de la ni1elul unei spire este de //2

- conformaia/(zig-zag) corespunztoare unui dublu eli# cu orientare spre st4nga, numrul debaze de la ni1elul unei spire este de /".

Fig.0. &onformaia ADN

7/26/2019 LP BthGen 1.015

9/50

&'("$)*"'+" (+$&,.) ." /'&0"')&+ 2+3 0&.)4

o singur molecul de "#$ 2nucleoid4 un singur cromozom

-cromozomul bacterian este format din domenii,alctuite din '0-/00 5b, ale cror capetesunt str4ns reunite cu autorul unorproteine ancorate la nielul membranei celulareproteine 345.

-proteinele %6 suntdimeri bazici i sunt asemntoare istonelor-> compactarea ADN.

Fig.16. - Reprezentarea scematic a cromozomului bacterian de 7. coli

7/26/2019 LP BthGen 1.015

10/50

&'("$)*"'+" (+$&,.) ." +0"')&+

organizat n mai muli cromozomi267 la om4 8 nucleu"mpachetarea "#$ se face sub forma unei structuri nucleoproteice complexe 8 cromatin3 cromozomii i modific gradul de condensare n diferite stadii ale ciclului celular ariind ntreforma foarte compactn metafaz la forma difuzdin interfaz3 compactarea cromozomilor - existena mai multor ni%ele de organizarea cromatinei3 ma:oritatea proteinelor din cromatin sunt histone%

-mas molecular mic (/0-"0 5Da)

-*08 aminoacizi bazici lizin, arginin-cinci clase de istone9 %"A, %"3, %*, %: i %/-condensarea i decondensarea cromatinei este dependent de modificri cimice lani1elul istonelor cum ar fi de e#emplu acetilarea resturilor de lizin din regiunile N-

terminale n timpul transcrierii

Fig.11. 7 $rganizarea ADN la eucariote

7/26/2019 LP BthGen 1.015

11/50

cromozomii sunt formai din gene8 segmente indiiduale de "#$ care conin instruciunilenecesare pentru sinteza unei proteine care are un rol bine determinat n celula care o produce -gena conine sec1ene de ADN denumite eoni(epressed regions) i introni(interening

se8uences)2

-eliminarea intronilor are loc prin procesul de splicing al A!N mesager;-discontinuitatea geneloreste o trstur caracteristic organismelor superioare.

Fig.12. 7 !tructura cromozomului la eucarioteFig.1". 7 !tructura unei gene

7/26/2019 LP BthGen 1.015

12/50

&cizii ribonucleiciau funcii i structuri diferite n celul %"3&'N mesager (&'Nm)este sintetizat n nucleu pe baza informaiei genetice din"#$ prin procesul de transcriere3 +ste o molecul monocatenar liniar; de lungime ariabil3

7/26/2019 LP BthGen 1.015

13/50

Fig.1. !tructura ARNt

http://trna%28%29/

7/26/2019 LP BthGen 1.015

14/50

C" &'N ribozomal (&'Nr)8 este reprezentat de molecule flexibile i deformabile de "'$care conin zone bicatenare care alterneaz cu zone monocatenare3 "cest tip de "'$ se gsete

n ribozomi 2complexe catalitice la nielul crora are loc biosinteza proteinelor43"'$r are funcii catalitice3 ermenul de AribozimA desemneaz o molecul de "'$ care

catalizeaz o reacie chimic3 ,a:oritatea acestor molecule catalizeaz un proces de cliareproprie; dar s-a obserat c au un rol important i n actiitatea aminotransferazic a ribozomilor3)nainte de descoperirea funciilor catalitice se considera c proteinele sunt singurele moleculebiologice care au funcii catalitice3 /entru descoperirea actiitii catalitice a "'$r homas '3 0echsi ipuri de ARN prezente in celulele eucariote

http://g/wiki/Thomas_R._Cechhttp://g/wiki/Sidney_Altmanhttp://g/wiki/Sidney_Altmanhttp://g/wiki/Thomas_R._Cech

7/26/2019 LP BthGen 1.015

15/50

Fig.". !tructura ADN si structura ARNm

7/26/2019 LP BthGen 1.015

16/50

PROTEINE

7/26/2019 LP BthGen 1.015

17/50

STRUCTURA PROTEINELORSTRUCTURA PROTEINELOR

+roteinelesunt macromolecule alctuite din una sau mai multe catenepolipeptidice3 Eiecare lan polipeptidic este format din aminoacizi reunii prin intermediullegturilor peptidice3

,uccesiunea aminoacizilordintr-o protein este specificat de genacare conineinformaia cu priire la sinteza acesteia3 &dat sintetizat; fiecare polipeptid sufera unproces de pliere i dobFndete astfel o structur tridimensional 2o conformaie specific4care este unic pentru fiecare protein n parte3 0onformaia unei proteine depinde desecena de aminoacizi3

Conformaia proteineloreste stabilizat prin intermediul unor interacii slabe;multiple3 &rice agent care distruge aceste interacii a afecta conformaia nati a uneiproteine3 "cest proces se numete denaturarei are ca efect pierderea actiitiifuncionale3

/roteinele sunt descrise adesea ca fiind fibroasesau globulare3 0ele fibroase auo structur tridimensional mai simpl3 /olipeptidele globulare au o structurtridimensional complex; form sferic; diametrul fiind n general cuprins ntre 5G-1GG H3

7/26/2019 LP BthGen 1.015

18/50

,tructura primar a unei proteine reprezint sec%ena exact de aminoacizi aacesteia" +xist IG de aminoacizi care intr n mod normal n structura proteinelor3$ousprezece aminoacizi sunt . aminoacizi3 +rolinaare o structur mai neobinuit;n sensul c prezint o legtur coalent direct ntre radical i atomul de nitrogen dingruparea amino3

,tructura secundara unei proteine reprezint conformaia local a unei catenepolipeptidice fr a lua n considerare aminoacizii de la ni%elul lanurilor laterale"+lementele cel mai des ntlnite ale structurii secundaresunt -!elixurile i catenele detip /""ceste structuri se formeaz prin stabilirea unor legturi intramoleculare dehidrogen; au o energie de repulsie minim ntre gruprile laterale i sunt compatibile cunatura rigid planar a legturilor peptidice3 #e exemplu; J 8 Keratina; o protein

fibroas; are o structur de . !elix; iar fibroina; o alt protein fibroas adopt oonformaie de tip /3

?ig. /. !tructura secundara a proteinelor

7/26/2019 LP BthGen 1.015

19/50

,tructura teriarreprezint aranjamentul spaial al tuturor atomilor de la ni%elullanului polipeptidic"

7/26/2019 LP BthGen 1.015

20/50

CLONAREA

7/26/2019 LP BthGen 1.015

21/50

TIPURI DE CLONARE

CLONARE7 a crea copii ientice.

1.Clonarea ADN8 clonarea genelor, te&nologia ANDrecom!inant 8 se refera la transferul unui fragment e ADN einteres intr9un organism intr9un element genetic cu capacitate e

autoreplicare, e ex. un plasmi.. Clonarea reproducti!a8 te&nologie utilizata pentru a genera

un animal care #a a#ea ADN nuclear ientic cu al unui alt animalcare traieste in prezent sau a existat in trecut 5ex. 2aia Doll:6

". Clonarea terapeutica8 clonarea em!rionilor 8 proucereaem!rionilor umani care #or ; utilizati in cercetare in scopul tratariiunor !oli incura!ile.

7/26/2019 LP BthGen 1.015

22/50

CLONAREA ADN

7/26/2019 LP BthGen 1.015

23/50

CLONAREA ADN

Clonarea ADNpermite izolarea i manipularea unorfragmente in genomul unui organism prin inserarea lor $n#ectori autonomi care se replic" inepenent e ADN9ul celulei

gaz".Clonareprezint" un ini#i istinct in punct e #eere

genetic sau un set e ini#izi ientici.

#ubclonareapresupune transferul unui fragment e ADN

clonat intr9un #ector $n altul, ;in utilizat" pentru in#estigareaunor regiuni scurte intr9un fragment clonat e imensiuni mari,pentru transferul unei gene $ntr9un #ector care permite expresia

$n anumite specii etc.

7/26/2019 LP BthGen 1.015

24/50

1. Izolarea plasmiului care conine ADN e interes