HN

N NH

NN

N NH

N

NH2

H2N

O

NH

HN

O NH

HN

ONH

HN

O

O O NH2

N

N

123

4 5

6

N

N NH

N6 543

21 7

89

Adenina6-aminopurina

Guanina2-amino 6-oxopurina

Purina

PirimidinaUracil

2,4 dioxopirimidinaUracil

2-oxo 4aminopirimidinaTimina

5-metil 2,4 dioxopirimidina

CH3

Baze azotate

Deoxi + Rdacin + ozin (R) + idin (Y)

Acid deoxi + Rdacin + ilic (R) + idilic (Y)

SauDeoxi + Rdacin + ozin (R) fosfat

+ idin (Y) fosfat

DEOXINUCLEOTIDE i DEOXINUCLEOZIDE

Deoxinucleozide Deoxinucleotide

Rdacin + ozin (R) + idin (Y)

Acid + Rdacin + ilic (R) + idilic (Y)

SauRdacin + ozin (R) fosfat

+ idin (Y) fosfat

NUCLEOTIDE i NUCLEOZIDE

Nucleozide Nucleotide

James WATSON i Francis CRICK n 1959

Erwin Chargaff (1905 2002)

Regulile lui Chargaff: [A] = [T] i [G] = [C] R/Y ~ 1[A] [T] RS (raport de specificitate)[G] [C]

an (canelur) mic

an (canelur) mare

Modelul B - ADN

Modelul A - ADN

Modelul Z - ADN

CaracteristicaTip de dublu helix

A B Z

Proporii globale scurt i gros lung i subirefoarte elongat,

subire

Lungime / pereche

de baze2,3 3,32 0,19 3,8

Diametru helix 25,5 23,7 18,4

Sensul de rotaie al

helixuluide dreapta de dreapta de stnga

Perechi de baze /

spir~11 ~10 12

Unghi de rotaie /

pereche de baze33,6 35,9 4,2 -60/2

Pasul helixului 24,6 33,2 45,6

Deplasarea planu-

lui bazelor fat de

perpendicularitate+19 -1,2 4,1 -9

Poziia axei

dublului helixn canelura mare

ntre perechile de

bazen canelura mic

Proporii ale

canelurii mari

Foarte ngust dar

foarte adnc

Larg, dar cu

adncime

intermediar

Deplasat spre

exterior

Proporii ale

canelurii mici

Foarte larg dar

puin adnc

ngust cu

adncime

intermediar

Foarte ngust dar

foarte adnc

Duplexuri ADNB A Z

Modele ADN

BA

Denaturarea ADN-ului

Temperatura de topire a ADN-ului

Ecuaia Marmur-Doty: Tm=41.1 (G+C) + 16.6 log[Na+] + 81.5

OO

dMTr

Bb

Bb = N

NH

O

CH3

A, C

NH

NH

O

CH

CH3

H3C

G

O

HOBb1

O

O

O

dMTr

Bb2

PCH3O N

CH

CH

CH3

CH3

CH3H3C

N N

NN

H

H

tetrazol

derivat fosforamiditic

(H+)

HN

CH

CH

CH3

CH3

CH3H3C

n paralel, restul de reactiv pe suport, nereacionat, se inactiveaz prin acetilare

O

HOBb1

O

OBb1

O

H3C

Ac2O

AcOH

I2 + H2O

CCl3CO2Hfinal, eliminare de pe suportprin tratare cu NH4OH

Bb1O

O

dMTr

OBb2

CH3OP

O

O

CCl3CO2H

Bb1O

O

O

dMTr

OBb2

CH3OP

O

O

Bb1O

O

O

HOBb2

CH3OP

O

O

Sinteza chimic a fragmentelor oligonucleotidice

Acizii ribonucleici (ARN)

Spre deosebire de ADN: conin Riboz n loc de deoxiriboz Uracil n loc de timin exist ca structuri monocatenare, cel mult cu zone autocomplementare

Cele mai cunoscute tipuri mARN (mesager) rARN (ribozomal) tARN (transport)

Tip Funcie DiversitateNumr

de nucleotide

Intensitaterelativ de sintez %

Coninutrelativ la total ARN celular %

Stabilitate

mARN

transportinformatia

de la ADN la ribozomi

ridicat(cteva mii de tipuri)

500 - 6000 40 - 50 3

instabilperioada de injumtire de 1 -3 min

rARNintr n

structura ribozomilor

3 specii:23S16S5S

28001540 120

50 90 stabil

tARN

transport aminoacizii

pn la ribozom

50 - 60 75-90 3 7 stabil

Caracteristici ale diferitelor tipuri de ARN

Procariote Eucariote70 S 80 S

50 S

30 S

60 S

40 S

5 S23 S

34 r-proteine

16 S21 r-proteine

5 S5,8 S28 S

45 r - proteine

18 S33 r- proteine

S S

3 4 10

7500060

810 27

5

213,

.

1-Metiladenozin (m1 A)

N

N N

N

Riboz

NH

H3C

N6-Izopenteniladenozin (i6A)

N

N N

N

Riboz

NH

Adenozin (G)

1-Metilguanozin (m1 G)

N

N N

N

Riboz

O

H2N

H3C

N2,N2 Dimetilguanozin (m2,2G)

N

NH N

N

Riboz

O

N

CH3

H3C

N

NH N

N

Riboz

O

N

N N

N

Riboz

O

H3C

N

NH N

N

Riboz

O

H2N9

12

3 45

67

8

Guanozin (G) Inozin (I) 1-Metilinozin (m1 I)

N

N

Riboza

NH2

O6

543

21

N

N

Riboza

NH2

S

N

N

Riboza

NH2

O

CH3

Citidina (C) 2-Tiocitidina (s2-C) 5-metilcitidina (m5 C)

Uridina (U)

NH

N

Riboza

O

O

CH3

Ribotimidina (T)

NH

N

Riboza

O

O

H

H

H

H

Dihidrouridina (D)

NH

N

Riboza

O

O12

3 4 56

NH

N

Riboza

S

O

4-Tiouridina (s4-U)

NH

N

O

O

Riboza

H

Pseudouridina ()

N

N N

N

Riboz

NH2

12 3 4

56 7

8

Acidul ribonucleic de transport (tARN)

NHHN

O

O

OHO

O O

Pseudouridina (

Baze atipice in strucura tARN

Procariote Eucariote70 S 80 S

50 S

30 S

60 S

40 S

5 S23 S

34 r-proteine

16 S21 r-proteine

5 S5,8 S28 S

45 r - proteine

18 S33 r- proteine

S vr

21310

ncare:v estevitezadedeplasareasubstanein[cms1] ncmpulcentrifugalcreatla rotaiipesecundntrunrotorcurazar [cm].

ARN ribozomal (rARN)

Tipuri de nucleaze

2. Tip de acid nucleic hidrolizat:ADN-aze, ARN-aze1. Tip legtura clivat:

a, b

3. Locul aciunii nucleazelorendonucleaze,exonucleaze

4. Numr catene monocatena (ss), duplex (ds)

Enzime Tip de acid nucleicTip de

legtur scindat

Specificitate fa de baze

Exonucleaze

Fosfodiesteraza din veninul de arpe ADN, ARN ancepe de la captul 3' terminal formnd 5'-nucleotide

Fosfodiesteraza din splina bovin ADN, ARN bncepe de la captul 5' terminal formnd 3'-nucleotide

EndonucleazeARN-aza A (pancreas) ARN b 3'-PO4 pirimidinARN-aza din Bacillus subtilis ARN b 3'-PO4 purinARN-aza T1 ARN b 3'-PO4 guaninARN-aza T2 ARN b 3'-PO4 adenin

ADN-aza I (pancreas) ADN aCliveaz ntre pirimidine i purine, secioneaz dsADN, formnd capete 3'OH libere

ADN-aza II (splin, timus, Staphilococus aureus)

ADN b oligoprodui

Nucleaza S1 ADN, ARN a cliveaz doar ssADN, ssARN

Exemple de nucleaze

Enzimele de restricie secioneaz duplexul la anumite scevene

Endonucleaze de restricie

PalindromAreaceleaisecvene peambelecatenealeduplexuluiADN

NomenclaturEcoR IE = genul Escherichia co = specia coli R = tulpina RY13 I = prima enzim izolat

BamH I B = genul Bacillus am = specia amyloliquefaciensH = tulpina HI = prima enzim izolat

+

+P-OO

O

O

O

O

O

HO

O OH

HO

O

O

OPO3-2

O

O

P-O

O

O

O

O

OH

O

H

-OH

(H+)

-OH

(H+) (H+)

-2O3PO

O

O

OH

Aciunea bazelor asupra acizilor nucleici

Acizinucleici(structura :caracteristicigenerale sumar)

1.Structuraprimarsimilar (deoxi)nucleotideataatefosfodiesteric)

2.Structurasecundar ADN :duplexformatdincateneantiparalele,complementareunite

prinlegturidehidrogen ARN :structurimonocatenare,eventualcuzoneautocomplementare(stemloop,hairpin)

tipurifunctionaleeseniale:mARN:suportpentruinformaiageneticpreluatdepe

ADNrARN:componentaribozomului,sediulsimediatorul

translaieitARN :moleculadaptor,curoldelegaturacodon

(mARN):aminoacid