Struktura DNA

Molekula DNA (kyselina deoxyribonukleová) je tvořena dvěma polynukleotidovými řetězci.

Přitom jeden řetězec má směr fosfodiesterových vazeb 5' » 3' a druhý 3' » 5' – hovoříme o 3' případně 5' konci.

Obsah 1 Obecná charakteristika 2 Typy DNA 2.1 Jaderná (chromosomální) 2.2 Mimochromosomální 3 Odkazy 3.1 Související články 3.2 Zdroj

upravit 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:

(A+C ) / (T+G) = 1

naopak

(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.

upravit Typy DNA

upravit Jaderná (chromosomální)

• Z funkčního hlediska se jedná o:
  1. DNA, která kóduje pořadí aminokyselin v polypeptidu nebo některé RNA.
  2. DNA, která má funkci kontrolní a řídící.
  3. Zvláštní typy DNA mají specifické funkce v chromosomech, např. v oblasti centromery a telomer.
  4. 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:

1. sekvence středně repetitivní– počet kopií v genomu 10–10⁵ (patří sem např. geny pro rRNA a bílkoviny typu histonů);
2. 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.

upravit 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.

upravit Odkazy

upravit Související články

• DNA
  • Replikace DNA
  • Transkripce
  • Posttranskripční úpravy
  • Transkripční faktory
  • Translace
  • Posttranslační úpravy

upravit Zdroj

ŠTEFÁNEK, Jiří. Medicína, nemoci, studium na 1. LF UK [online]. [cit. 11. 2. 2010]. <http://www.stefajir.cz>.