t-rna Ribosom (adapted from the handouts of Prof. Beck-Sickinger, Universität Leipzig)

Transkript

1 ukleinsäuren speichern die Erbinformation. Das menschliche Genom ist in jeder Zelle aus 3900 Millionen Basenpaare (Mbp) aufgebaut und hat eine Gesamtlänge von 99 cm. t-ra Ribosom (adapted from the handouts of Prof. Beck-Sickinger, Universität Leipzig)

2 Basenpaare: Purine

3 -Glykosid: Adenosin 9 Adenin β-ribose

4 Basenpaare: Pyrimidine

5 -Glykosid: Cytidin C 1 Cytosin β-ribose

6 ukleoside: Base + Zucker Base ukleosid Abkürzung Adenin Adenosin A Guanin Guanosin G Cytosin Cytidin C Uracil Uridin U Thymin Thymidin T

7 Zucker, die in ukleinsäuren vorkommen 2 2 O O O O O O O β-d-ribose in Ribonukleinsäure: RA β-d-2-desoxyribose in Desoxyribonukleinsäure: DA

8 Base Zucker 3 ummerierung der C-Atome β-ribose -glykosidische Bindung

9 ukleotide

10 Monomer Polymer: Phosphorsäurediester-Bindung 3 5

11 RA Zucker: Ribose DA Desoxyribose * in einigen RA ist auch T gefunden. ukleoside: A, U * da, dt G, C dg, dc Unterschiedliches Vorkommen, Struktur, Funktion DA und RA sind Polyanionen. DA-bindende Proteine nutzen die negativen phosphorsäurediester als Bindungsstellen aus. Alle DA-bindenden Proteine haben viele positive Oberflächenladungen (basische Aminosäurereste, z.b. Lys und Arg), mit denen der Kontakt zur DA hergestellt wird. omenklatur (Beispiel): das Trinukleotid-Diphosphat G-C-U heißt z.b. vollständig: Guanylyl- 3,5 -cytidylyl-3,5 -uridin. Man schreibt GpCpU oder kurz GCU mit dem G am 5 -Ende und dem U am 3 -Ende des Trinukleotids. Es wird also von der 5 in die 3 Richtung notiert. Synthetische omopolymere nennt man z.b. poly(u) oder poly(da). eteropolymere mit alternierender Sequenz heißen z.b. poly(da-dt).

12 DA: ukleoside bilden spezifische Basenpaare 2 Wasserstoffbrücken 3 Wasserstoffbrücken

13 Struktur der DA: Doppelhelix Zwei Einzelstränge bilden einen anti-parallelen Doppelstrang. Das Zuckerphosphatrückgrad liegt außen. Die Basen zeigen nach innen. Die beiden Stränge winden sich um eine zentrale Achse. Diese läuft durch die Mitte der Doppelhelix.

14 B-DA ist die ideale Konformation der DA. Sie verfügt über zwei Furchen: eine kleine, schmale Furche (minor groove) und eine große, weite Furche (major groove).

15 Was bestimmt die Struktur der DA? - Winkel χ - Konformation des Ringes (Winkel δ, auch Scharnierwinkel genannt)

16 Der Torsionwinkel c: In der syn-konformation zeigen die -Brücken Donoren/Akzeptoren in Richtung des O 5, also weg von der elixachse. So kann die Base keine -Brücken ausbilden. Die syn-konformation wird in der Z-DA Konformation zum Teil ausgebildet. In der anti-konformation zeigen die -Brücken Donoren/Akzeptoren zur elixachse. Diese Konformation ist für die Ausbildung normaler Doppelstränge notwendig.

17 Der Winkel d: der Furanose-Ring liegt nicht planar, sondern ein Ringatom (C 3 oder C 2 ) wird aus der Ebene in die Richtung C 5 (C 3 -endo oder C 2 -endo) herausgedreht (Briefumschlagform E: 3 E oder 2 E). Es gibt auch eine Twist-form, die mit T bezeichnet wird. ier sind beide C 3 und C 2 aus der Ebene zu unterschiedlichen Seiten herausgedreht C 5 4 O C O E C 3 -endo C O E C 2 -endo C O 1 3 T 2 C 3 -endo und C 2 -exo (gleiche Abweichung von der Planarität) C O T 2 C 3 -endo und C 2 -exo (unterschiedliche Abweichung von der Planarität)

18 C 5 C 3 C 4 C 1 * C 5 C 2 C 2 C 3 -endo: Beide Phosphatgruppen befinden sich auf der selben Seite des Zucker- ringes Vorkommen: A-DA, RA C 2 -endo: Beide Phosphatgruppen befinden sich auf der entgegen gesetzten Seite des Zuckerringes C 4 C 1 C 3 Vorkommen: B-DA * die axiale Position der Elektronenziehenden O-Gruppe an C 2 ist bevorzugt, um die yperkonjugation mit dem Ringsauerstoff zu verbessern.

19 (RA, DA) (DA) (DA)

20 A-DA B-DA Z-DA c7da.kin+18-abz-da

21 Was geschieht beim Erhitzen von DA?

22

23 UV-Absorption von nativer und denaturierter DA Lediglich Intensität variiert, nicht die Lage der Banden!!!!

24 DA Schmelzkurve: Aufgetragen wird A (260 nm) T A (260 nm) 25 C T m =Schmelztemperatur, älfte der max. Absorptionsdifferenz wird erreicht

25 Abhängigkeit der Schmelztemperatur der DA vom G/C- Gehalt

26 DA-Protein Wechselwirkungen Proteine binden an DA istone Enzyme (Gyrasen, Restriktionsenzyme, Polymerasen) Transkriptionsfaktoren Regulatoren, Enhancer DA-bindende Protein-Motive elix-loop-elix Zink-Finger Leucine Zipper

27 elix-loop-elix- Motif bakteriellen Repressoren omöodomänenprotein engrailed von Drosophila a-elix in großer Furche Fixierung Erkennung

28 Zink-Finger DA- Bindungsdomäne Zn 2+ Cys 2 is 2 TFIIIA c10tffam.kin

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30 Leucin-Zipper Leucin-Zipper Basische Aminosäurereste Max (eukary. Transkriptionsfaktor)

31 O O G C Arg O O G C is Wasserstoffbrücken zwischen basischen Aminosäureresten und DA-Basen