نوکلوتید ها؛ ساختارهای پورینی و پیریمیدین و فرم های مختلف DNA

v     تفاوت ساختارهای پورینی و پیریمیدینی این است که در ساختارهای پورینی یک حلقه ایمیدازولی هم داریم.

 

تفاوت دیگر این­است که ساختار پورینی 9عدد N وساختار پیریمیدینی 6عددN دارد.

v      باز آلی با یک پیوند گلیکوزیدی به یک قند پنتوز متصل می‌شود و ساختار نوکلئوزید را تشکیل می‌دهد که این ساختار یعنی نوکلئوزید بدون فسفات است.    

v     تفاوت قند پنتوز در RNA  و DNA  در (‘2C ) ( یعنی کربن دوم در حلقه پنتوز) است که اکسیژن از دست می‌دهد و دی اکسی می‌شود.←این پیوند به خاطر این است که جفت الکترون های نیتروژن و قند پنتوز یک واکنش پیوندی با هم دارند و دو مدل ایجاد می‌کنند که تقریباً تصویر آینه ای یکدیگر هستند.

v     نوکلئوتید ها به دو فرم دیده می ‌شوند : ۱- سین  ۲ـ آنتی

 در آنتی← (‘2C) پنتوز از محور قند بالاتر است. در سین ← (‘3C) پنتوز از محور قند بالاتر است.                                                                

v   نوکلئوزید می‌تواند به یک ،دو و یا سه فسفات وصل می‌شود و نوکلئوتید بسازد. فرمی که در بدن بیشتر مورد استفاده قرار­می‌گیرد،
فرم۳فسفاته است.( α، β ،γ ) در واکنشی که نیاز به انرژی دارد. مثل تشکیل پیوند فسفودی استر یک پیرو‌فسفات از نوکلئوتید ۳فسفاته در ‘۵C  جدا می‌شود. فسفات α در ساختار DNA  باقی می‌ماند و۲مولکول فسفات دیگر جدا می‌شوند.
سه نوع نوکلئوتید داریم: ۱ـمونو فسفات  ۲ـ دی فسفات ۳ـ تری فسفات 

v     نوکلئوتید ← مونومر  

       دی نوکلئوتید← ۲ نوکلئوتید                              

اولیگو نوکلئوتید ← ۱۰ نوکلئوتید    

 پلی نوکلئوتید ← بیش از ۱۰ نوکلئوتید                                                                                

 

v     قند پنتوز در ‘۳C   OH^- آزاد دارد که می‌تواند با فسفات نوکلئوتید بعدی پیوند فسفو دی استر برقرار می‌کند.

(پریم به معنای متفاوت بودن کربن قند از کربن باز است)

v     چارگف← اولین بار DNA  را استخراج کرد . 

 میتوان DNAرا باروش های مختلف از سلول های مختلفی جدا کرد.برای جدا کردن  DNA از باکتری می‌توانیم از هیدرولیز اسید و الکل استفاده کنیم. درصد پایینی از اسید و الکل می‌توانند به غشای پلاسمایی آسیب بزنند و باعث بشود سیتوپلاسم و هسته بیرون بیایند و با سانتریفیوژ بر اساس غلظت جدا شود.سپس با اتانول غشای هسته را از بین برد و DNA را در فاز آبی بدست آورد.                                                        

هیدرولیز DNA با اسید و الکل: با اسید چند‌بارشست و شو داده تا پیوند های فسفودی‌استر از بین بروند و به ساختار‌های کوچک­تر اولیگو نوکلئوتید و درنهایت با جدا کردن A,T,C,G به مونو نوکلئوتید تبدیل شوند.(همراه با کروماتوگرافی) چارگف وقتی GوTوCوA  را با کروماتوگرافی جدا کرد آنها را بر اساس مول فسفات مطالعه کرد تا بفهمد چقدر با هم شباهت یا تفاوت دارند←فهمید که پورین و پیریمیدین با هم برابرند.                                    A+C=G+T                                                                      

v     نسبت پورین و پیریمیدین در جانداران مختلف متفاوت است اما در یک نوع جاندار یکسان است(در سلول های مختلف آن)

v     عامل تاثیرگذار در تشخیص ساختار DNA ← پراش پرتو X ←تصویر ویژگی ها بر اساس تحلیل سایه ی جسم

v     اشتباه پائولینگ درساختار DNA: او گروه فسفات را خنثی در نظر گرفت و این باعث شد فسفات را داخل ساختار در نظر بگیرد و قند و باز به سمت خارج قرار گیرند.حدس می‌زد که ساختار DNA یک ساختار ۳تایی باشد. همچنین او آب گریز و آب دوست بودن اجزا را در نظر نگرفته بود. چون فسفات آب دوست است در خارج ساختار قرار می‌گیرد ولی پاولینگ آن را داخل فرض کرده بود و پنتوز و باز آلی به دلیل اینکه آب‌دوستی کمتری دارند در داخل ساختار قرار می‌گیرند.

v     در همانند سازی و بسیاری از واکنش هایی که بر روی DNA انجام می‌شود این مدل تعامل بهتری با پروتئین ها و سایر مولکول ها در داخل سلول و داخل هسته سلول می تواند برقرار کند←میکس شدن با هیستون در پروکاریوت ها، میکس شدن با کاتیون و پیریمیدین و استریمیدین← این ساختار پاسخگوی بسیاری از سوالات بود (ساختار دو رشته ای واتسون-کریک)                                                            

v     در هیلیکس (مارپیچ)عرض تقریباً ثابت است(عرض nm ۲) به خاطر این ثابت است که همواره یک پورین در مقابل یک پیریمیدین قرارمی‌گیرد و باعث پایداری ساختار نیز می شود. پیوند هیدروژنی تنها عامل پایداری هیلیکس نیست و پیوندهای دیگری هم وجود دارد که باعث پایداری می‌شود. پایداری هیلیکس از مولکولی به مولکول دیگر و از جانداری به جاندار دیگر تفاوت دارد.

v     بین Gو C ۳ پیوند و بین  A وT ۲ پیوند هیدروژنی داریم.مولکول های DNA که دارای CوG بیشتری هستند مقاومت بیشتری در مقابل واسرشت دارند و پایدارتر خواهند بود.

سوال:چرا پیوند های هیدروژنیA,T و C,G  مکملند؟ جواب:چون e- های آنها باهم دافعه داشته و از نظر ساختاری مکملند.

v      در مورد GوT کربوکسیل ها اجازه ی اتصال آنها به یکدیگر را نمی دهند و در C وA نیز زنجیره های جانبی آنها اجازه ی اتصال را نمی دهند چون با هم مکمل نیستند.

v     باز ها خاصیتی به نام Base Stacking دارند که باعث می‌شود بتوانند باهم پیوند ایجاد کنند و ساختار DNA محکم شوند که حاصل برهمکنش عمودی باز ها است.

v    3 نوع مدل برای DNA
:1ـ نردبان صاف(تخت)    ۲ـ نردبان مارپیچ    ۳ـ مدل فضا پرکن

v     ۳ نوع DNA  داریم:

فرم A :شبیه هیبریدهای RNA  در آزمایشگاه(کمی شبیه B)

فرم B  : معمول ترین فرم DNA

فرم Z :حالت زیگزاگی دارد.Major groove ندارد.

v      تفاوت های فرم AوBوZ :

هر دور از فرم B ←۱۰ نوکلئوتید

هر دور از فرم  ←A۱۱ نوکلئوتید

 هردور از فرم ←Z ۱۲  نوکلئوتید

فرم Z  فشرده تر و پهن تر است و فرم Aباریک تر است.پله ها مورب هستند. این فرم در حالت دهیدراته شدن یافت می شود( کاهش آب محیط).

v     فرم Z در تکامل نقش ویژه ای دارد. می‌توان قسمت هایی از DNA  را به صورت فرم Z در نظر گرفت که این قسمت ها در بیان ژن یا عدم بیان ژن و در واکنش آنها با پروتئین ها نقش داشته اند.مثلا قسمتی از یک مولکول می تواند دارای فرم Z باشد.

ü      انتی بادی علیه فرم Z در سلول­های سرطانی قابل مشاهده است.

ü      در سرطان معمولاً انکوژن­ها بیشتر بیان می‌شوند و ساپرانکوژن­ها کمتر بیان می‌شوند.

پس فرم Z در کاهش یا افازایش بیان برخی ژن ها موثر است.

v     اگر DNA را به صورت نردبان در نظر بگیریم اگر برای بالا رفتن از دست راست استفاده کنیم راست گرد و اگر از دست چپ استفاده کنیم چپ گرد می باشد.

v     فرم Z چپ گرد است اما فرم B,A راست گرد است.

همچنین می­توان برای تشخیص راست­گرد یا چپ­گرد بودن از پایین به DNA  نگاه کرد. اگر نردبان به صورت ساعتگرد دور شود راست گرد و اگر به صورت پادساعتگرد دور شود چپ گرد است.

v     فرم دیگری از DNA  نیز وجود دارد به نام H DNA (که اطلاعات زیادی از آن در درست نیست)

v     حول محور پیوند گلیکوزیدی پنتوز و باز آلی ممکن است باز تصویر آینه ای پیدا کند و بچرخد که این چرخش باعث ایجاد فرم های آنتی و سین می‌شود.(در فرم آنتی C₂^’ پنتوز از محور قند بالا تر است. در فرم سین C₃^’ از محور قند بالاتر است.)

v     در فرم B نوکلئوتید ها با فرم آنتی هستند.

v     فرم سین در Z DNA  وبعضاً درA DNA  دیده می‌شود.

v     ویژگی های فوتومتری نوکلئوتیدها← در B DNA درحالت عادی : نوکئوتید های TوG به فرم کتونی هستند.(می ‌توانند به انولی تبدیل شوند)و CوA  فرم آمینی دارند(می‌توانند به ایمینی تبدیل شوند)

v     پله های نردبان فرم A  (پیوند هیدروژنی) مورب است. فرم A  در شرایط دی هیدراته (هنگامى که آب موجود در  سلول کم است) بیشتر دیده می‌شود.

این مطلب اختصاصن توسط وب سایت بیولایف تهیه و تالیف شده و تنها با ذکر منبع و قرار دادن لینک مجاز به ، اشتراک گذاری هستید.

لطفا در نظر سنجی وبسایت شرکت کنید و در صورت امکان اندیشه خود را در ارتباط با این مطلب در قسمت نظرات بنویسید.