Uploaded by inletenagmeler316

nu?kleotid ve nu?kleik asit yapı ve fonksiyonları pdf

advertisement
NÜKLEOTİDLER VE NÜKLEİK
ASİTLER
Biyomedikal önemi
 DNA ve RNA’nın yapıtaşı
 Enerji metabolizmasında önemli
Metabolizmada fosforil gruplarının alıcı ve vericisi
 Protein sentezinde
 Glikojen sentezinde (UDP-glukoz, UDP-galaktoz)
 Lipid sentezinde (CDP-açilgliserol)
 Enzim aktivitesinin düzenlenmesinde
 Sinyal iletiminde (cAMP,cGMP, GTP, GDP)
 Koenzim yapısında: FAD, NAD, NADP+, FMN ve CoA
Tıbbi Önemi
 Nükleotidlerin kimyasal yapılarına bağlı olarak mor
ötesi ışığı absorbe edebilmeleri, bu ışığı güçlü mutajen
haline getirir.
 Kanser, AIDS gibi önemli hastalıkların
kemoterapisinde kullanılır. Kanser kemoterapisi ve
AİDS’te, organ transplantasyonunda immun
baskılayıcı olarak (sentetik pürin ve pirimidin
analogları-halojenler, tiyoller)
Tıbbi Önemi
 Kanser hücreleri veya bazı virüslerin üremesini
bastırmada kullanılan doğal bazların, nükleozidlerin veya
nükleotidlerin yapay benzerleri içinde 5-fluorourasil, 5’iyodo-2’-deoksiüridin, 6-tioguanin bulunur.
Nükleotid yapısı
 5 karbonlu şeker- Riboz, deoksiriboz
 Baz- Pürin, pirimidin
 Fosfat grubu
Not: Fosfat grubu olmadığı zaman
nükleozid (Baz-şeker)
Pürin ve pirimidinlerin kimyası
 Heterosiklik bileşiklerdir. En sık rastlanılan hetero
atom azottur.
 Başlıca türevleri nükleozitler ve nükleotidler olup β-Nglikozid bağı ile bağlanmış siklik şeker (pentoz) içerir
Numaralandırma
Big word, small ring
Small word, big ring
Fig. 8-1b
Know these: numbering system
and general ring structure
Nitrogenous Bases
 PURINES
1.
Adenine (A)
2.
A or G
Guanine (G)
 PYRIMIDINES
3. Thymine (T)
4.
Cytosine (C)
T or C
10
11
1. Nitrogene base
2. The Sugar (Pentose)
2. The Sugar (Pentose)
3. The Phosphate
A nucleoside + one or more phosphoryl groups is
called a nucleotide.
DNA Nucleotide
Phosphate
Group
O
O=P-O
O
5
CH2
O
N
C1
C4
Sugar
(deoxyribose)
C3
C2
Nitrogenous base
(A, G, C, or T)
17
Nükleotid yapısı- 1
Şekerler
HOCH2
Riboz yapısı
OH
O
Riboz
5’
HOCH2
O
OH
4’
OH
1’
3’
2’
HOCH2
Karbon atomlarının
numaralandırması üslü sayılarla
ifade edilir.
OH
O
Deoksiriboz
OH
H
Nükleotid Yapısı - 4
Bazlar - Pirimidinler
Timin sadece DNA’da bulunur.
RNA’da Timin’in yerine Urasil bulunur.
Urasil ve Timin yapısal olarak benzerdir.
Urasil
4
3
5
2
6
1
N
O
N
NH
U
N
H
O
Sitozin, çok kolay bir şekilde Urasil'i oluşturacak şekilde deaminasyona
(NH2 atımı) uğrayabilmektedir.
Minör Bazlar
Serbest Pürinler
 Hücrede serbest halde bulunan nükleotidler içinde
adenin ve guanin metabolizmasının ara maddeleri
olan hipoksantin ve ksantin ile insanlarda pürin
katabolizmasının son ürünü olan ve idrarla atılan ürik
asit vardır.
 Bitkilerdeki metillenmiş pürinlerin farmakolojik
özellikleri vardır.
 Kafein:1,3,7-trimetilksantin
 Teofilin:1,3-dimetilksantin
 Teobromin: 3,7-dimetil ksantin
Nükleik asitler az rastlanan veya alışılmadık
bazlar da içerir.




5-Metil sitozin :bakteri, insan DNA
N6-Metiladenin: memeli mRNA
N6-dimetiladenin:memeli tRNA
Psödoüridin: tRNA
 Oligonükleotid tanınmasında önemli rol oynarken,
RNA ların yarı ömrünün düzenlenmesinde rolleri
vardır.
Nükleozidler N-glikozidlerdir.
 Pürin ve pirimidin bazlarına şekerler N-glikozidik bağla
bağlanırlar.
 Şekerler pürinlerde N9’a, pirimidinlerde N1’e beta-Nglikozidik bağla bağlanmışlardır.
 Şeker halkasındaki atomlar karışıklığı önlemek için üslü
sayılarla ifade edilir.
Hypoxanthine
Xanthine
Inosine
Xanthosine
Inosinate (IMP)
Xanthylate (XMP)
 Nükleotidlerde üç birimin birbirine bağlanmasında
glikozid ve ester bağları görev yapar.
Bazların Tautomerizasyon
 Azotlu bazlara bağlı hidrojen atomlarının yerlerinin
değişmesidir.
 Adenin ve sitozin için amino
 Guanin ve timin için keto konfigürasyonları temel
tautomerik formlardır.
 amino yerine imino ve keto yerine enol formları
oluşur.
Tautomerizm
veya
 Hücrenin nötral pH sında pürin ve pirimidin bazları hidrofobik
karakterde olup suda çözünmezler, ancak asidik veya alkali pH da
bazlar elektriksel olarak yüklü duruma geçerler ve dolayısıyla su
içindeki çözünürlükleri artar.
 Pürin ve pirimidinlerin en önemli işlevsel grupları halkasal azot,
karbonil grubu ve halkaya bağlı amino gruplarıdır.
 Amino ve karbonil gruplarını içeren hidrojen bağları
ise nükleik asitlerin birbiriyle ikinci derecede önem
gösteren ilişki şekilleridir.
 Hidrojen bağıyla oluşmuş en önemli baz çiftleri A’ nın
T (veya U) ve G’ nin C ile yaptığı baz çiftleridir.
BASE-PAIRINGS
Purines
Bonds
Adenine (A)
Guanine (G)
Pyrimidines
Base
# of
Pairs
H-
Thymine (T)
A=T
2
Cytosine (C)
C G
3
H-bonds
G
C
T
A
Chargaff’s Rule
 Adenine must pair with Thymine
 Guanine must pair with Cytosine
 Their amounts in a given DNA molecule will be
about the same.
T
A
G
C
 Özgül metillenmiş nükleotid bazlarının varlığı, viral
veya bakteriyel patojenlere bağlı enfeksiyonlardan
kaynaklanan DNA azların yabancı ve tabii
oligonükleotidleri ayırmalarına olanak sağlar.
Nükleotidlerin Adlandırılması
 dGTP
 5’-AMP
 ATP
Phosphate Variations: Number
2
1
3
Nucleoside mono-, di-, or triphosphate
Nükleotidler çeşitli fizyolojik işlevler görür
 Özgül nükleotidler, protein ve nükleik asit sentezi,
düzenleyici basamaklar ve hücre içi ve hücreler arası
sinyal iletim yolları gibi çok değişik fizyolojik işlevleri
sağlayan tepkimelere katılır.
Nükleozid trifosfatlar yüksek grup aktarma
potansiyeline sahiptir.
 Bütün nükleozit trifosfatların uçtaki fosfatlarının her
ikisinin de hidrolizine ait ΔG0, yaklaşık 7kcal/mol dır.
 Adenozin türevleri: ADP ve ATP
ATP: Enerji
Nucleotides as Energy Carriers
 ATP
 Adenosine triphosphate
 ADP, AMP
 Adenosine diphosphate
 Adenosine monophosphate
ATP <--> ADP + PO4
ADP <--> AMP + PO4
• Main energy exchange reactions in cells
cAMP (adenozin 3’, 5’-monofosfat), adenilil siklaz ile
katalizlenen bir tepkime ile ATP den oluşur.
 Adenozin 3’-fosfat-5’-fosfosülfat (PAPS): sülfatlanmış
proteoglikanlar veya idrarda sülfat konjugatları
halinde atılan ilaç metabolitlerinin vericisidir.
Guanozin türevleri
 Süksinil-KoA nın süksinata çevrimi
 GTP
 cGMP: ikincil haberci, cAMP ye antagonist olarak
davranır. GTP den guanilil siklazla oluşur.
 Endotel kaynaklı gevşetici faktör NO ya yanıt olarak
artmış cGMP derişimi düz kas gevşemesini sağlayan
olayda ikincil haberci olarak görev yapar.
Hipoksantin türevleri:
 pürin ribonükleotidlerinin öncülü olan hipoksantin
ribonükleotid (IMP), kas dokusunda AMP nin
deaminasyonu ile oluşur.
Urasil türevleri:
 UDP şeker türevleri, glukoz 1-fosfat ile galaktoz 1fosfatın birbirlerine çevriminde görülen türde şeker
epimerizasyonlarına katılır
 UDP-glukoz, glikojen ile glikozil
disakkaritlerin biyosentezi için
glukozil vericisi olup diğer UDP
şekerler, glikoproteinler ve
proteoglikanların
oligosakkaritlerinin
biyosentezinde şeker vericiler
olarak davranır.
 UDP-Glukronik asit - bilirubin ve aspirin
Sitozin türevleri:
 CTP, hayvansal dokularda bazı fosfogliseridlerin
biyosentezinde
 CDP kolini içeren reaksiyonlar: Sfingomyelin
Sentetik nükleotid analogları
kemoterapide kullanılır.
 Heterosiklik halkaları veya şeker kısımlarından
modifiye pürin, pirimidin, nükleozid ve nükleotidlerin
sentetik analogları
 Toksik etkileri nükleik asit sentezindeki enzimleri veya
senteze katılan nükleik asitlerin yapısına katılarak baz
eşleşmesini bozmaları ile gerçekleşir.
 5-florourasil, 6-tiyoguanin, 6-merkaptopürin,
allopurinol
 Sitarabin: kanser ve viral enfeksiyonlarda
 Azatiyopürin: organ red cevabını baskılamada
Nükleotidler ultraviole ışığı absorbe
ederler.
 Pürin ve pirimidin bazlarındaki konjuge çift
bağlar ultraviole ışığı absorbe ederler.
 Ultraviolenin DNA üzerindeki mutajenik etkisi bu
nedenle gerçekleşir.
 pH 7’de tüm nükleotidler 260 nm de ışığı absorbe
ederler. Bundan yararlanarak bu moleküllerin
konsantrasyon hesabı yapılabilir.
Nükleotidlerin bazı özellikleri
 1. Mononükleotidlerin fizyolojik pH’da negatif
yüklü olduğu
 2.Nukleotitler UV ışığı absorblar
 3. Birçok koenzim nükleotid türevidir
 4. Sentetik nükleotid analogları kemoterapide
kullanılır
 5. Nükleozid trifosfatlar yüksek grup transfer
potansiyeline sahiptir.
 6. Bazı nükleotidler sinyal iletimi ile ilgilidir
 1. Mononükleotidlerin fizyolojik pH’da negatif yüklü olduğu
 Birincil ve ikincil fosforil gruplarının pK'ları sırasıyla yaklaşık
1.0 ve 6.2'dir
 Nukleozitler ve / veya serbest pürin veya pirimidin bazları
fizyolojik pH'ta yüklü değildirler
 2.Nukleotitler UV ışığı absorblar
 Pürinlerin ve pirimidinlerin heterosiklik bazlarının konjuge
çift bağları, nükleosidlerin, nükleotitlerin ve
polinükleotidlerin UV'yi absorbsiyonunu sağlar
 Spektrumları pH'ya bağlıdır, ancak tüm yaygın nükleotidler,
pH 7,0'da 260 nm'ye yakın bir dalga boyunda ışığı absorbe
eder
 Nükleotid ve nükleik asit konsantrasyonları genellikle '260
nm'de absorbans' terimleri ile ifade edilir
UV Spectrum
3. Birçok koenzim nükleotid türevidir
 4. Sentetik nükleotid analogları kemoterapide kullanılır
 Pürinlerin ve pirimidinlerin kimyasal olarak sentezlenmiş
analogları, bunların nükleozidleri ve nükleotidleri, klinik tıpta
sayısız uygulamaları bulmaktadır.
 Hem heterosiklik halka hem de şeker parçasının değiştirildiği
bir analogun uygulanması, analog belirli hücresel bileşenlere
dahil edildiğinde toksik etki yaratır
 Etkileri, iki işlemden birini yansıtmaktadır:
 A) Nükleik asit sentezi için esas olan spesifik
enzimlerin ilaca göre inhibisyonu
 B) İlacın metabolitlerinin nükleik asitler içine
yerleştirilmesi, böylece doğru replikasyon için gerekli
olan baz eşleştirmesini etkilerler
Örnekler
 5-fluoro uracil → thymine analog
 5-iodo deoxyuridine → thyminide analog
 6-mercaptopurine → purine analaog




6-thioguanine → purine analaog
8-azaguanine → purine analaog
5 or 6-azauridine → pirimidine analaog
6-azacytidine → pirimidine analaog
 4-hydroxypyrazolopyrimidine
(allopurinol) → purine analaog
 Allopurinol inhibits de novo purine biosynthesis and
xanthine oxidase activity.
 It is used for treatment of
hyperuricemia and gout
 Arabinozun ribozu yer değiştirilerek, sitarabin (arabinosil
sitozin) oluşur ve kemoterapide ve viral enfeksiyonların
tedavisinde kullanılır.
 Azathioprine, 6-mercaptopurine katabolize edilir ve organ
nakli sırasında immünolojik reddin bastırılması için kullanılır
 Nucleoside diphosphate kinases, found in all cells, catalyzes
the reaction

Mg2+
 ATP+NDP(or dNDP) →
ADP+NTP(or dNDP)
 Although this reaction is fully reversible the relatively high
ATP/ADP ratio in cells normally drives the reaction to the
right, with the net formation of NTPs and dNTPs
Structure of DNA?
 The Genetic Material
 Crick and Watson
 Race with Linus Pauling to predict structure
 Chargaff’s rules:
 Chemical analysis:
[A] = [T]
[G] = [C]
 Constant
 for each organism
 over time
 across all tissues
Download
Random flashcards
canlılar ve enrji ilişkileri

2 Cards oauth2_google_d3979ca9-59f8-451c-9cf7-08c5056d5753

qweeqwqwe

5 Cards oauth2_google_78146396-8b44-4532-a806-7e25cc078908

En Mimar Architecture LTD ŞTİ XD

2 Cards asilyasar069

321işletme

2 Cards oldcity

Create flashcards