nukleotidai

prie kokių atomų kokios struktūros prisijungia nukleotide

fosfatų grupės prisijungia prie 5 pentozės anglies atomo

heterociklinės azotinės bazės - purino ar pirimidino - prisijungia prie 1 pentozės anglies atomo

nukleozidas vs nukleotidas

nukleozidas - sudarytas iš azotinės bazės ir ribozės

nukleotidas - sudarytas iš azotinės bazės, ribozės ir fosfatų

nukleotidų funkcijos

gali būti alosteriniai reguliatoriai, keičia fermento aktyvaciją, slopina arba aktyvina (ATP, ADP, AMP)

dalyvauja monosacharidų ir lipidų pernašoj ir aktyvinime

dalyvauja polisacharidų (UDP-gliukozė, ADP-gliukozė) ir fosfolipidų sintezėj

metilinimo reakcijose - perneša metilo grupes

įeina į kai kurių kofermentų (NAD+, NADP+, KoA, FAD+, FMN) sudėtį

universalus energijos šaltinis - ATP

ADP dalyvauja oksidaciniame fosforilinime

cikliniai nukleotidai - cAMP, cGMP - antriniai tarpininkai pernešant hormonų signalus

struktūriniai nukleotidų analogai vartojami vėžiui, infekcinėms ir kitoms ligoms gydyti

nukleotidų sintezės keliai

de novo kelias - iš mažos mm tarpinių medžiagos produktų, aktyviausias kepenyse, vyksta ir smegenyse, daug energijos reikia

taupusis kelias - iš nukleorūgščių irimo metu susidarančių purinų bei pirimidinų (DNR reparacija, RNR skaidymas), daugely ląstelių tipų, limfocituose šis kelias pagrindinis, šiuo būdu gali būt išsaugota apie 90% purinų ir pirimidinų

purino sintezė de novo keliu

prijungiant žiedą sudarančius atomus prie ribozės fosfato

susidarius IMP - inozinmonofosfatas šakojasi - sintetinasi ATP ir GTP

AMP→ADP→ATP

fermentai kinazės iš AMP padarro ADP (nuo ATP paimdami vieną P ir palikdami ADP)

iš ADP į ATP - substratinio fosforilinimo reakcija, prijungiamas P tiesiog

Purino žiedo atomų kilmė

• Purino žiedas yra sintetinamas prijungiant žiedą sudarančius atomus prie ribozės fosfato (PRPP), t.y. purinai sintetinami nukleotidų lygyje.

• de novo purinų sintezė susidarius IMP šakojasi, t.y. tai šakotas procesas

purino nukleotidų sintezė iš purino bazių atsarginiu keliu

prie purino bazės prijungiam fosforibozil pirofosfatą ir gaunam nukleotidą

vienintelis kelias sintetint nukleotidus eritrocituose, nes juose nėra fermento fosforibozilfosfato amidotransferazės, kuri susintetintų fosforibozil pirofosfatą

purino nukleotidų skaidymas

galutinis purino bazių metabolizmo produktas yra šlapimo rūgštis - uratas, kuri blogai tirpsta vandeniniuose tirpaluose (3-7mg/100ml)

žmogaus oganizmas išskiria 0,4-0,6g/24val šlapimo rūgšties, kuri pašalinama su šlapimu

kai kurių gyvūnų organizme šlapimo rūgštis skaidoma toliau iki alantoino, karbamido ar NH4+

Lešo-Naichano sindromas

genetinė liga, kuri paveikia žmogaus metabolizmą, ypač purinų metabolizmą

hiperurikemija, protinis atsilikimas, savęs žalojimas, raumenų, kaulų, judėjimo sutrikimai

iki ko skaidomi pirimidinai

beta-alanino ir beta-amino-izobutirato

kuo pirimidinų sintezė skiriasi nuo purinų

pirmiausia susintetinam žiedą, o paskui nukleotidą, prijungiant R-5-P

iš ko formuojasi pirimidino žiedas

• Karboamido (CO₂ + NH₃)

• Aspartato

• Pagrindinis fermentas: karbamoilfosfato sintetazė II

Pirimidino nukleotidų sintezė (taupusis kelias)

Pirimidino bazės, kaip ir purino gali būti paverstos nukleotidais atsarginiu keliu, veikiant piridinfosforiboziltransferazei, kuri naudoja kaip R-5-P šaltinį PRPP.

Pirimidinų sintezės reguliacija

Reguliacinis fermentas yra karbamoilfosfato sintetazė II (CPS II).

DNR replikacijos fermentas ir replikacijos būdas

DNR polimerazė, pusiau konservatyvus

pirimidinų tarpiniai katabolizmo produktai

Pirimidino katabolizmo produktai (NH3 ir CO2) naudojami ureos sintezei ir pasišalina su šlapimu.

Dalis beta-aminoizobutirato pašalinama su šlapimu (didesni kiekiai išsiskiria iš žmogaus organizmo vartojant maistą, kuriame daug DNR, pvz., mėsą, bei iš ligonių sergančių vėžiu, kuriems taikoma chemoterapija ir radioterapija, kadangi žūva didelis kiekis ląstelių).

kokiais ryšiais jungiasi nukleotidai

fosfodiesteriniais ryšiais

DNR replikacijai reikalingi

nukleozido trifosfatai - dATP (deoksiadenozino), dGTP, dTTP, dCTP

DNR matrica - lemia bazių išsidėstymo tvarką naujoj DNR molekulėj

pradmuo - matricai komplementarus trumpas iki 10 nukleotidų RNR fragmentas, turintis laisvą 3’ hidroksigrupę

pagrindiniai DNR replikacijos fermentai

helikazė, praimazė, DNR polimerazė, ligazė

RNR sintezei reikia

RNR polimerazės

DNR matricos

ribonukleozido 5’-trifosfatų - ATP, GTP, CTP, UTP

Mg jonų

potranskriptinis brendimas

procesingas

padidina RNR molekulės stabilumą, struktūra tampa geriau apsaugota nuo ląstelės ribonukleazių, molekulės tampa aktyvios, atpažįstamos

modifikuojamos veikiant ribonukleazėms

3 procesingo etapai

5’ galo modifikacija - uždedama cap (7-metilguanozinas), prijungiamas trifosfatiniu ryšiu, palengvina transliacijos iniciaciją - baltymo sintezės pradžią, apsaugo mRNR nuo nukleazių poveikio

3’ galo modifikacija - nuo 3’ galo endonukleazinis kompleksas atskelia ilgą seką (skėlimo vietą žymi dvi sekos: 5’AAUAAA3’ ir turinti daug G ir U), skėlimo metu susidaro laisva 3’-OH grupė, prie kurios jungiasi poli(A) seka, susintetinta atskirai (fermentas poliadenilato polimerazė). fermentui nereikia matricos, bet kaip pradmuo turi būt perkirpta mRNR, uždedama 80-250 poli(A) uodega, sutvirtina mRNR, palengvina jos išėjimą iš branduolio, kai mRNR patenka į citoplazmą, poli-A uodega palaipsniui sutrumpėja

splaisingas - iškerpami intronai, sujungiami egzonai

kas prijungia aminorūgštis prie tRNR

aminoacil-tRNR sintetazės

STOP, START kodonai

STOP kodonai - UAA, UAG, UGA

START - AUG - metioninas

tRNR susijungimas su aminor

prie tRNR 3’ galo kovalentiškai prijungiamos aminorūgštys

kiekvieną aminorūgštį prie tRNR prijungia skirtinga, tik tai aminorūgščiai būdinga aminoacil-tRNR sintetazė

naudojama ATP

dvi tRNR susijungimo su aminor stadijos

ant aminoacil-tRNR sintetazės aminorūgštis reaguoja su ATP

susidaro tarpinis junginys aminoaciladenilatas ir išsiskiria PPi - pirofosfatas

aktyvi aminorūgštis - aminoaciladenilatas - nuo AMP pernešama ant tRNR, susidaro aminoacil-tRNR ir išsiskiria AMP

ribosomos funkciniai saitai

A - aminoacilinis, jame ateina aminoacilinta tRNR molekulė

P - peptidilinis, jame yra tRNR, prie kurios yra prijungta auganti peptidinė grandinė

E - į jį patenka tRNR molekulė, atidavusi aminorūgštį, sąveika su mRNR žymiai silpnesnė, todėl tRNR atplyšta

Baltymai yra sintetinami pradedant nuo

N galo → C galo

transliacijos elongacija

• Prie laisvo A centro prisijungia antroji aminoacil-tRNR, kurios antikodonas atitinka antrąjį mRNR kodoną, susidaro petidinis ryšys tarp A centre esančios aminorūgšties α-NH2 ir P centre esančios aminorūgšties COOH.

• Susidarius peptidiniam ryšiui, ribosoma pasislenka per vieną mRNR kodoną 3’ galo link.

• Peptidil-tRNR antikodonas ir kitos mRNR kodonas iš A centro atsiduria P centre, o deacilinta tRNR iš P centro atsiduria E centre, o iš E centro – į citozolį.

Terminacijos kodoną atpažįsta trys terminacijos faktoriai, kurie:

1) padeda hidrolizuoti galinės peptidil-tRNR ir paskutinės polipeptido aminorūgšties ryšį;

2) atskiria laisvąjį polipeptidą ir tuščiąją tRNR iš P centro;

3) padeda ribosomai disocijuoti.