Transcript Slide 1

Amino kiselini
Proteinite vo organizmot se sostaveni od
kombinacija na 20 razli~ni
subedinici nare~eni
a-amino kiselini.
a-AMINO KISELINI
a - jaglerodniot atom na sekoja amino kiselinite e povrzan
so:
 vodoroden atom,
 karboksilna grupa,
 amino grupa i
 strani~en sinxir ili karakteristi~en radikal
Zaradi prisustvo na karboksilna i amino grupa kaj
site amino kiselini, site razliki me|u niv }e zavisat od
nivnie radikalni grupi vo strani~niot sinxir.
Op{ta struktura na edna a-amino kiselina
Strani~en sinxir - R grupa
Struktura na prolin, razli~na od site drugi
amino kiselini izolirani od proteini
Prolin
Konfiguracija na amino kiselinite
L i D izomerija
Konfiguracijata se opredeluva spored konfiguracijata
na gliceraldehidot
Amino kiselini kako dipolarni joni
Disocirani formi na a-amino kiselina
Hemiski reakcii na amino kiselina
1. Reakcii na karboksilnata grupa
a) disocijacija na karboksilnata grupa (dobivawe soli)
b) dobivawe esteri (vo reakcija so alkoholi)
v) dekarboksilacija na amino kiselinite (dobivawe amin)
g) redukcija na karboksilnata grupa (dobivawe primaren
amino alkohol)
Hemiski reakcii na amino kiselina
2. Reakcii na amino grupata
a) reakcija so azotesta kiselina
b) boeni reakcii na amino grupata (ninhidrin)
v) reakcija so aldehidi (dobivawe na Shif-ovi bazi)
g) reakcija so SO2 (karbamino kiselina za prenos na O2)
d) reakcija so te{ki metali ( So2+,Cu2+ oboeni kompleksi)
|) reakcija so –SOON (peptidna vrska)
Opti~ka aktivnost na amino kiselinite
a-S atomot kaj alfa amino kiselinite
e hiralen, osven kaj glicinot.
*
a-amino kiselina
*, hiralen S-atom
Glicin
Podelba na amino kiselinite
Nepolarni, hidrofobni



Strani~nite sinxiri se nepolarni.
Se nao|aat dlaboko vo vnatre{nosta na
proteinot
Tamu se povrzuvaat edna so druga i ostanuvaat
izolirani od vodata.
Hidrofobni amino kiselini
Podelba na amino kiselinite
Polarni - hidrofilni
strani~nite sinxiri se polarni
 privlekuvaat molekuli voda
 se nao|aat na povr{inata na proteinite
Podeleni se na 3 klasi:

- polarni neutralni
- negativno naelektrizirani
- pozitivno naelektrizirani
Polarni neutralni amino kiselini




radikalnite imaat golem afinitet kon vodata;
pri rN = 7 ne se jonizirani;
se povrzuvaat so druga molekula preku vodorodna
vrska;
cisteinskite molekuli formiraat disulfidni vrski so druga
molekula;
Polarni neutralni amino kiselini
Negativno naelektrizirani
mono amino dikarboksilni kiselini



imaat jonizirani karboksilni grupi vo strani~en
sinxir;
pri rN = 7 imaat neto polne` -1;
kiseli amino kiselini - jonizacijata na
karboksilnata grupa osloboduve proton;
Negativno naelektrizirani amino kiselini
(mono amino dikarboksilni amino kiselini)
Pozitivno naelektrizirani
monokarboksilni diamino kiselini




nivniot strani~en sinxir sodr`i pozitivni grupi;
pri rN = 7 imaat neto pozitiven polne`;
bazni amino kiselini;
strani~niot sinxir reagira so vodata, zemaj}i
proton i ispu{taj}i hidroksilen anjon;
Pozitivno naelektrizirani amino kiselini
(diamino monokarboksilni amino kiselini)
Podelba na amino kiselinite
Spored gradbata na amino kiselinskiot ostatok
R se delat na:


alifati~ni i
cikli~ni amino kiselini
- aromati~ni i
- heterocikli~ni
Alifati~ni amino kiselini




monamino monokarboksilni:
- glicin, alanin, valin, leucin, izoleucin, serin i treonin
monamino monokarboksilni {to sodr`at sulfur:
- cistein, cistin i metionin.
monoamino dikarboksilni i nivni amidi:
- asparaginska, glutaminska, asparagin i glutamin.
diamino monokarboksilni:
- arginin, lizin i hidroksilizin.
Alifati~ni amino kiselini
Amino kiselina sostavena od 2 molekuli cistein povrzani so S-S vrska
Cistin
Aromati~ni a-amino kiselini
Spa|aat:
- fenilalanin i tirozin
Heterocikli~ni a-amino kiselini
Spa|aat:
- triptofan, prolin i histidin.
PEPTIDI
Soedinenija sostaveni od dve i pove}e amino
kiselinski ostatoci povrzani so peptidni vrski.
PEPTIDNA VRSKA
Karboksilnata grupa od edna amino
kiselina se povrzuva so amino grupata od
druga mino kiselina, se osloboduva voda i se
sozdava amidna vrska nare~ena peptidna vrska.
PEPTIDNA VRSKA
R1
+
R1 O
O
++
H3N—C—C
-
H
R2
O
O
O
+
H3N—C—C
-
H
R1
O
- H2O
H3N—C—C—N—C—C
H
H H
Peptidna vrska
Formirawe peptidna vrska
-
O
+ H2O
PEPTIDNA VRSKA
N
...
...O
C
Nomenklatura i pi{uvawe na peptidi
Brojot na amino kiselinite vo malite peptidi
se ozna~uvaat preku prefiksot di-, tri-, tetra- i
t.n.a.
od 2-10 amino kiselini - oligopeptidi
od 10-100 amino kiselini- polipeptidi
Nomenklatura i pi{uvawe na peptidi


Amino kiselina so slobodna a-NH3+ grupa e
poznata kako amino terminalna ili ednostavno
N-terminalna amino kiselina
Amino kiselina so slobodna -SOO- grupa e
poznata kako karboksilna ili S-terminalna
amino kiselina.
Struktura na pentapeptid (amino kiselinskite ostatoci se vo ramkite
Glicinot e N-terminalna, a alaninot e S-terminalna amino kiselina
Nomenklatura i pi{uvawe na peptidi
Amino kiselinata koja ja vklu~uva
karboksilnata grupa vo reakcija ja dobiva
nastavkata -il, poslednata amino kiselina koja
ja ima za~uvano -SOO- kiselinskata grupa,
ostanuva so nepromeneto ime.
Nomenklatura i pi{uvawe na peptidi
Ovie dva dipeptida imaat isti 2 amino kiselinski komponenti,
no razli~ni amino kiselinski sekvenci
Biomedicinsko zna~ewe na peptidite
Glutation
 najrasprostranet priroden peptid;
 tripeptid: g-glutamil-L-cisteinil-glicin;
 dva mola na glutation gubat vodorod i se dobiva
disulfidna forma na glutationot;
 preminot na glutationot od reducirana vo oksidirana vo
forma e reverzibilen oksidoredukciski proces;
 va`na uloga vo organizmot vo biolo{kiot redoks
potencijal.
Reducirana i oksidirana forma na glutation
O
C OH2C
O
2
O
C O-
C
HN
H2C
HC
C
CH—CH2—S
C O
CH2
NH2
O
O
-2e
+2e
HN
NH
O C
(-)
C
CH2
H2C
NH
O
O
HN
H2C
HC
C
C
CH—CH2—S—S—CH2—HC
C O
O
NH
C
CH2
CH2
NH2
O
O
H2C
CH
NH2
O C
O
O
Biomedicinsko zna~ewe na peptidite





Karnozin ili b-alanil-L-histidin, nema jasna uloga vo organizmot;
Protamini - polipeptidi so izrazen bazen karakter, povrzani so
nukleinskite kiselini;
Nevropeptidite - grupa na peptidi koi se nao|aat vo centralniot
nerven sistem i se pretspostavuva deka se nevrotransmiteri ili
nevromodulatori, a od niv e najpoznat endorfinot.
Peptidinite antibiotici imaat uloga da go inhibiraat rastot na
mikroorganizmite, pr. penicilin.
Peptidni hormoni - od 3 do 84 amino-kiselinski ostatoci Tuka
spa|aat: oksitocin, vazopresin, adenokortikotropniot hormon,
melanotropinot, insulinot, kalcitoninot, paratirinot, gastrin,
sekretin i dr.
PROTEINI
 Imeto im poteknuva od proteus – prv
 Visoko molekularni polimeri na amino
kiselinite.
 Mo`at da bidat sostaveni od pove}e od 100
amino kiselini
 Molekulskata masa se dvi`i od 8000 do milion.
Biolo{ki funkcii
Enzimi

biolo{ki katalizatori, u~estvuvaat vo mnogu metabolni
reakcii
Antitela
 specifi~ni proteinski molekuli koi se produciraat od
specijalizirani kletki od imuniot sistem;
 va`ni vo odbranata na organizmot od tu|ite antigeni
vklu~uvaj|i gi virusite i bakteriite;
 sekoe antitelo ima region koj precizno se i povrzuva so
eden antigen i pomaga vo uni{tuvawe ili otstranuvawe
od teloto.
Biolo{ki funkcii
Transportni proteini
Gi nosat materiite od edno na drugo mesto vo
teloto.
Pr. transferin go transportira `elezoto od crniot
drob do koskenata srcevina kade se koristi za
sintezata na hem grupata na hemoglobinot.
Hemoglobinot i mioglobinot se odgovorni za
transport i skladirawe na kislorodot kaj vi{ite
organizmi.
Biolo{ki funkcii
Regulatorni proteini
Gi kontroliraat od mnogu aspekti
funkciite na kletkata, vklu~uvaj}i go
metabolizmot i reprodukcijata
Pr. hormonite: insulin i glukagon se
proteini.
Biolo{ki funkcii
Strukturni proteini




obezbeduvaat mehani~ka za{tita nadvore{ni
oklopi;
kosata i noktite se vo najgolem del sostaveni od
proteinot keratin;
drugi proteini obezbeduvaat mehani~ka za{tita
na koskite, tetivite i ko`ata;
multicelularni organizmi kako nas ne bi mo`ele
da egzistiraat bez niv ovie proteini.
Biolo{ki funkcii
Podvi`nite proteini
Potrebni za site formi na dvi`ewe.
Pr. muskuli, vklu~uvaj}i gi i najva`nite muskuli, srceto,
kade kontrakcijata i {ireweto odi preku interakcija na
proteinite aktin i miozin.
Spermatozoidite mo`e da plivaat i da oploduvaat,
bidej}i tie imaat opa{ka sostavena od proteini.
Biolo{ki funkcii
Hranitelni proteini
Slu`at kako izvori na amino kiselini za
embrionot i plodot.
Albuminot od jajceto i kazeinot vo
mlekoto se primeri na proteini koi se
skladirani vo hranata.
STRUKTURA NA PROTEINITE
Primarna struktura
 ja pretstavuva linearnata amino kiselinskata sekvenca
vo proteinskiot sinxir;
 rezultat od kovalentnoto povrzuvawe me|u amino
kiselinite vo sinxirot (peptidini vrski), a kaj nekoi
proteini i preku kovalentnite vrski na disulfidnite
mostovi;
 “prevod” od informacijata vo genite;
 sekoj protein ima razli~na primarna struktura so
razli~ni amino kiselini na razli~ni mesta dol` sinxirot;
Sekundarna struktura na proteini
Pretstavuva raspored na peptidinite vrski {to ja ~inat
verigata t.e. stolbot na proteinot vo prostorot.
Rezultat na vodorodnite povrzuvawa me|u vodorodite
od amino grupata i kislorodite od karbonil grupite od
peptidnite vrski.
Naj~esti se 2 tipa sekundarna struktura:
- a-heliks i
- b-nabrana nafaltana struktura
a-heliks
Dokolku se favorizirani vodorodnite mostovi
formirani vo vnatre{nosta na proteinskata
molekula taa se spiralizira vo idealna desnogira
a helikoidna struktura.
Va`ni karakteristiki




Sekoj amiden vodorod i karbonilen kislorod povrzani
so peptidnata veriga e involviran vo gradewe
vodorodnata vrska ako rastojanieto me|u grupite e
0.28 Å.
Sekoj karbonilen kislorod e vodorodno povrzan so
amidniot vodorod na ~etvrtata po odale~enost amino
kiselina vo sinxirot.
Vodorodnite vrski vo a-heliksot se paralelni so oskata
na a-heliksot.
Rastojanieto na povtoruvawe vo a-heliksot ili negovoto
jadro iznesuva 5.4 Å i ima 3.6 amino kiselini vo sekoj
navoj.
a-heliks
a) Molekularen model na a-heliksot
b) Site vodorodni vrski se paralelni so
dolgata oska na heliksot. Jadroto na
a-heliksot e 5.4 Å i ima 3.6 amino
kiselinski ostatoci na sekoj navoj.
c) Pogled od gore na a-heliksot.
Strani~nite lanci od heliksot
otskoknuvaat od dolgata oska na
heliksot.
a-keratin i miozin
a-keratin


spa|a vo grupata na fibrozni proteini.
sostaven del na kosata, volnata , noktite, krznoto.
Miozin





eden od glavnite muskulni proteini
sostaven od 2 a-heliks peptidni verigi
Glavno strukturno svojstvo na a-heliksot e negovata mehani~ka
izdr`livost.
Mnogu efikasno i kaj fibernite i kaj muskulnite proteini.
Mo`e da se zamisli kolku ovie proteini mora da se jaki za da gi nosat
nivnite funkcii na mehani~ka za{tita i muskulna kontrakcija.
Struktura na a-keratini
Nabrana-nafaltana struktura
b-konformacija na peptidnite vrski
Dokolku se favoriziraat vodorodnite vrski me|u
verigite {to se nao|aat edni pokraj drugi , toga{
se formira nabrana ili nafaltana struktura na
peptidniot stolb.
Nabrana-nafaltana struktura
b-konformacija na peptidnite vrski
b-nabranata struktura ima dve orientacii
Paralelna b-nabrana struktura -N-terminalnite kraevi
od polipeptidnite sinxiri se vo pozicija glava so glava
Antiparalelna b-nabrana struktura
N-terminalniot kraj od edniot sinxir vo odnos na
S-terminalniot kraj od drugiot sinxir e
vo pozicija glava-til
b-konformacija na peptidna verigi:
a) paralelna i
b)antiparalelna nabrana-nafaltana struktura
a)
b)
Tercierna struktura na proteini
 Go opfa}a prostorniot raspored na site atomi
vo proteinskiot sinxir, vklu~uvaj}i gi i amino
kiselinskite radikali.
 Pretstavuva najvisoko nivo na organiziranost
na protomernite proteini (izgradeni samo od
eden sinxir).
 Najva`ni tipovi vrski se: vodorodni, Van der
Waals-ovi sili, disulfidni, polarni, hidrofobni i
dr.
Tercierna struktura na proteini
Kvaterna struktura na proteinite
 Se definira kako stepen na polimerizacija na
proteinskite edinici
 Gi opfa}a nekovalentnite vrski me|u
oligomernite edinici (izgradeni od pove}e
sinxiri).
 Pretstavuva najvisoko nivo na strukturna
organiziranost na oligomernite proteini.
Kvaterna struktura na proteinite (hemoglobin)
OSOBINI NA PROTEINITE
Opti~ka aktivnost
 Opti~kata aktivnost na kusata peptidna veriga
pretstavuva zbir od opti~kite aktivnosti na aamino kiselinite {to ja gradat.
 Vrz opti~kata aktivnost na dolgata
polipeptidna veriga }e vlijae ne samo opti~kata
aktivnost na a-amino kiselinite tuku i
sekundarnata i terciernata struktura.
Rastvorlivost na proteini
Se rastvoraat vo voda ili rastvori na soli.
Rastvorlivosta zavisi od koncentracijata na solta:
 niska konc. na sol - mala rastvorlivost
 povisoka konc. na sol - pogolema rastvorlivost
 mnogu visoka konc. na sol - denaturacija
 pri izoelektri~na to~ka najmala rastvorlivost
Talo`ewe na proteini
Reverzibilno talo`ewe

Se gubi hidratacionata obvivka, molekulite se ogoluvaat i se
aglomeriraat, so dodavawe voda, talogot se rastvora.

Naj~esto koristena sol e amonium sulfat.

So poniski koncentracii se talo`at pogolemite molekuli na
proteinite, globulini, so pomgolema koncentracija pomalite
molekuli, albumini.

Procesot na talo`ewe na proteinite so razli~ni koncentracii na soli
se vika isoluvawe.
Ireverzibilnoto talo`ewe
 Doa|a do denaturacija na proteinite
 Se sozdavaat drugi soedinenija koi ne se
proteini
 So dodavawe na primarniot rastvoruva~
nemo`at da se rastvorat
 Temperatura, ultravioletovi zraci, jonizira~ki
zraci, soli na te{ki metali, mineralni i
organiski kiselini i dr.
Vlijanie na rN
Vo kisela sredina slobodnite grupi vo proteinot
vrzuvaat vodoroden jon i:
a) karboksilnata grupa pominuva vo neutralna
karboksilna grupa:
-COO- +H+
COOH
b) amino grupata pominuva vo pozitivno
naelektrizirana grupa:
-NH2 + H+
NH3+
Vlijanie na rN
Vo alkalna sredina site slobodni grupi osloboduvaat
proton:
a) neutralnata karboksilna grupa pominuva vo
negativno naelektrizirana konjugirana baza
-COO- +H+
COOH
b) pozitivno naelektriziranata amino grupa preminuva
vo neutralna grupa:
-NH2 + H+
NH3+
Oslobodeniot proton reagira so prisutnite hidroksilni
grupi i gradi voda.
H+ + OHH2O
Izoelektri~na to~ka
Neto polne` =-2
Neto polne` = 0
Pri dodavawe kiselina nekoi od karboksiliranite grupi se
protoniraat taka {to proteinite stanuvaat izoelektri~ni
Izoelektri~na to~ka
Neto polne` = +2
Neto polne` = 0
Pri dodavawe bazi nekoi od protoniranite amino grupi gi
gubat nivnite protoni taka {to proteinite stanuvaat izoelektri~ni
Denaturacija
1. Pretstavuva premin od visoko organizirana sostojba
2.
3.
4.
5.
vo neorganizirana sostojba ili vo sostojba na slu~ajno
klop~e.
Proteinskite verigi pri denaturacija zavzemaat
razli~na polo`ba vo prostorot.
Naj~esto doa|a do kinewe na Y-Y disulfidnite mostovi i
se sozdavaat novi i pove}e vrski.
Se kinat i nekovalentnite vrski {to go stabiliziraat
globularniot karakter na proteinot vo nativna
konformacija.
Denaturacijata doveduva do razru{uvawe na site
strukturi na proteinite do primarnata.
Denaturacija
Renaturacijata
a) Doka`ana 1961 god. na ribonukleazata.
b) So ova se doka`uva deka pri denaturacija ne
se naru{uva primarnata struktura t.e.
redosledot na amino kiselinite vo peptidnata
veriga, odnosno sekvencata.
c) Pravilnoto sklop~uvawe i nabirawe na
proteinite stanuva spontano vrz osnova na
fizi~ko-hemiskite sili vo molekulata,
determinireni od primarnata struktura.
PODELBA NA PROTEINITE
Spored klasi~nata podelba na HoppeSeyler site proteini se delat na 2 golemi
grupi:
1. Proteini ili prosti proteini i
2. Proteidi ili slo`eni proteini.
Prosti proteini
Izgradeni se samo od amino kiselini

Tuka spa|aat:
albumini
globulini
prolamini
glutelini
histoni i

protenoidi




Imunoglobulini
Imunoglobulinite ja so~inuvaat g-globulinskata frakcija.
Najdeni se 5 klasi imunoglobulini:
IgM, IgE, IgD, IgA i IgG.


Sekoja molekula na imunoglobulinite sodr`i 4 peptidni verigi:
2 lesni (light) verigi i
2 te{ki (hard) verigi
Vo nivnata molekula mo`e da ima od 100-400 amino kiselini.
Gradba na imunoglobulini
Na~in na deluvawe na imunoglobulinite
(princip na povrzuvawe antigen antitelo)
Ab (antibody)-antitelo
Ag-antigen
Imunoglobulinite se povrzuvaat so antigenite
na specifi~ni mesta i sozdavaat kompleksi.
Na toj na~in se vr{i otstranuvawe ili namaluvawe na
{tetnoto dejstvo na mikroorganizmite strani za organizmot.
Slo`eni proteini
Slo`enite proteini se sostaveni od od prosti
proteini i nekoja neproteinska komponentaprosteti~na grupa.
Slo`eni proteini
Tuka spa|aat:

lipoproteidi-kompleksi me|u proteinite i lipidite;

glikoproteidi-protini + glukuronska kiselina ili heksozamin;

hromoproteidi-oboena grupa, hemoglobin, mioglobin, citohromi;

nukleoproteidi-kompleksi me|u proteini i nukleinski kiselini

metaloproteidi-sodr`at metalni joni, Fe2+,3+, Cu2+ , transferin,
ceruloplazmin;
fosfoproteini-sodr`at ortofosforna kiselina esterski vrzana.

NUKLEOPROTEINI
(nukleoproteidi)
Kompleksi me|u proteinite i nukleinskite
kiselini.
Nukleinskite kiselini se polinukleotidi.
Nukleozid
Izgraden od:
1.
2.
3.
4.
5.
Edna molekula pentoza (D-riboza ili D-2 dezoksiriboza)
Azotna baza (purinska ili pirimidinska)
Po na~inot na povrzuvawe se N-glikozidi
Pirimidinskite derivati zavr{uvaat na -idin
Purinskite derivati zavr{uvaat na -ozin
Ribozi koi isklu~ivo vleguvaat vo sostav na
nukleoproteinite
CH2OH
O
OH
5'
4'
1'
3'
OH
2'
OH
b-D-ribof uranoza
(riboza)
CH2OH
O
OH
5'
4'
1'
3'
OH
2'
H
2-dezoksi- b-Dribof uranoza
(dezoksiriboza)
Azotni bazi
4
Derivati na:


3
pirimidin i
purin
H
C
5
N
CH
HC
CH
2
N
6
1
P irimidin
6
1
H
C
N
7
5
N
8
C
CH
2
HC
C
N
4
3
P urin
N
H
9
Azotni bazi
Od purinskite bazi koi vleguvaat vo sostav
na nukleotidite se:
 adenin i
 gvanin
NH
NH2
N
HN
O
N
N
N
N
N
H
HN
N
laktam
laktim
Adenin (Ade, 6-amino purin)
N
H
OH
H2N
N
N
H2N
N
N
N
H
H
laktam
laktim
G vanin (Gua, 2-amino-6-oksi-purin)
N
Azotni bazi
Od pirimidinskite bazi koi vleguvaat vo sostav na
nukleoproteinite se:
 citozin
 timin i
 uracil
NH2
NH2
N
O
N
N
H
HO
Citozin (
N
Cy t)
(2-oksi-4-amino-pirimidin)
laktam laktim
H
O
CH3
HN
O
N
HO
N
H
Timin (
Thy)
(2, 4-dioksi-5-metil-pirimidin)
laktam laktim
O
HN
O
N
H
Uracil (
Ura)
keto-laktamska forma
(2, 4-dioksi-pirimidin)
N
CH3
Nukleozid
g
b
-
O
O
Baza
a
-
-
O
O
HO
O—P—O—P—O—P—O—CH
2
O
O
O
H
H
H
H
OH
OH
Nukleozid-5'-monofosfat
Nukleozid-5'-difosfat
[ematski prikaz na nukleozid
Nukleozid-5'-trifosfat
Najpoznati nukleozidi od pirimidinsko i purinsko poteklo
NH2
O
4
5
3N
O
HN
CH3
HN
6
2
O
N1
5'
HO–CH2 O
HO–CH2
4'
1'
3'
2'
HO
OH
O
N
HO–CH2
O
HO
OH
Uridin ( U)
Citidin (S)
N
O
HO
Dezoksitimidin (
O
O
NH2
7
6
5
1N
O
N
N
HN
N
HN
8
2
3
4
N
HO–CH2 O
N9
5'
4'
H2N
N
HO–CH2 O
N
N
HO–CH2
N
O
1'
3'
2'
HO
OH
Adenozin (A)
HO
OH
G vanozin (G)
HO
OH
Inozin ( I)
dT)
Nukleotidi
Izgradeni od:
1.
2.
3.
Edna molekula pentoza (D-riboza ili D-dezoksiriboza)
Edna molekula azotna baza (purinska ili pirimidinska)
Fosforna kiselina (ortofosforna kiselina) esterski povrzana za
edna hidroksilna grupa od pentozata.
Op{ta formula na nukleotid
g
b
-
O
O
Baza
a
-
-
O
O—P—O—P—O—P—O—CH2 O
O
O
O
H
H
H
H
OH
OH
Nukleozid-5'-monofosfat
Nukleozid-5'-difosfat
Nukleozid-5'-trifosfat
Nukleoproteini
[ematski prikaz na gradba na nukleoproteini
Derivati na purinski i pirimidinski bazi
Derivati na adenozin se:
 adenozin mono- (AMP), di- (ADP) i trifosfat (ATP);
 cikli~en adenozim monofosfat (cAMP);
 Y-adenozil-metionin, (SAM).
Hemiski sostav na AMP, ADP i ATP
NH2
N
N
Adenin
N
CH2 O
-
O
O
-
O
C
O
O
-
O
H
C
H
H
HO
OH
H
HO—P—O—P—O—P
N
Riboza
O
Adenozin'5-monofosfat
Adenozin'5-difosfat
Adenozin'5-trifosfat
(ADP)
(ATP)
(AMP)
Derivati na purinski i pirimidinski bazi
Na gvanozin:
- cikli~en gvanozin-3,,5, monofosfat - intrakleto~en signalen nukleotid
Na uracil :
- uridin-difosfat-glukoza - va`en koenzim vo sintezata na glikogen
Na citozin:
- citidin difosfat i
- citidin trifosfat
NUKLEINSKI KISELINI




Osnovnata gradba na DNK e:
polimer od nukleotidi povrzani eden so drug preku3’,
5’, fosfodiesterski vrski
kosturot e nare~en {eker fosfaten kostur, bidej}i e
sostaven od {e}erni edinici pentozi,
2-dezoksi-b-D-riboza
fosforni grupi povrzani me|u sebe so esterski vrski
azotni bazi povrzani so {e}erot preku N-glikozidni
povrzuvawa.
Kovalentna, primarna struktura na DNK
a) Reakcija na esterifikacija, povrzuvawe na 2 nukleotida so
fosfodiesterski vrski
b) Serija od 3 kovalentno povrzani dezoksiribonukleotidi
Struktura na DNK



Watson i Krick prvi koi ja opi{ale trodimenzionalnata strukturata
na DNK.
Napravile strukturata preku gradewe na modeli bazirani na
eksperimentalni rezultati od drugi nau~nici.
Shargaf doka`al deka sodr`inata na adeninot vo bilo koja
molekula na DNK e ekvivalentna na sodr`inata na timinot kako i
na citozinot so gvaninot
Vrz osnova na H-zra~ewe utvrdeno e deka ima nekolku
povtoruvawa na opredeleni rastojanija {to ja karkterizira
strukturata na DNK i toa:
 0.34 nm rastojanie me|u dva para bazi
 2.0 nm ratojanie me|u peptidinite verigi (dvojniot heliks)
 3.4 nm dol`ina na eden zavoj vo dvojniot heliks.
Struktura na DNK: dvoen heliks
Watson i Krick vrz oznova na ovie podatoci
zaklu~ile deka DNK e:



dvoen heliks, sostaven od 2 spiralni polipeptidi koi se
namotani me|u sebe;
{e}erno-fosfatniot kostur od dvete verigi na DNK
spiralno se nao|aat okolu nadvore{nosta na heliksot
kako ograda na spiralni skali;
Azotnite bazi se smesteni vo centarot na desnite agli od
oskata na heliksot kako skali na spiralno skalilo;
Struktura na DNK: dvoen heliks





dijametarot na dvojniot heliks e 2.0 nm. Ova e
diktirano od dimenziite na purin-pirimidinskite parovi
na bazi.
heliksot kompletira eden zavoj, navrtka, na sekoi 10
parovi na bazi. Eden kompleten navoj e 3.4 nm
sekoj par na bazi, se nao|a na rastojanie od 0.34 nm
dvete verigi vo dvojniot heliks postaveni se vo sprotivna
nasoka (antiparalelni);
koga dvete verigi se antiparalelni parovite na azotni
bazi mo`at da formiraat vodorodni vrski {to gi dr`at
dvete verigi zaedno.
Struktura na DNK: dvoen heliks
so antiparalelna orientacija na 2 peptida
Antiparalelni verigi
na dvojniot heliks na DNK
Struktura na DNK: dvoen heliks
 dvete verigi vo DNK se dr`at edna so druga preku vodorodni vrski koi se






sozdavaat me|u azotnite bazi vo centarot (vnatre{nosta) na heliksot;
adeninot formira dve vodorodni vrski so timinot;
citozinot formira 3 vodorodni vrski so gvaninot;
ovie se narekuvaat parovi na bazi;
dvete verigi od DNK se komplementarni me|u sebe, bidej}i sekvencata na
bazite od ednata veriga avtomatski ja opredeluva sekvencata na bazite na
drugata veriga, a toa zna~i:
koga ima adenin na ednata veriga sekoga{ }e ima timin na istata lokacija na
sprotivnata veriga.
sparuvaweto na azotnite bazi e sekoga{ to~no opredelena taka {to
purinska baza od ednata veriga se povrzuva so to~no opredelena
pirimidinska baza od drugata veriga .
ovoj na~in na povrzuvawe i obezbeduva na molekulata na DNK da zafa}a
pomal prostor.
Karakteristiki na izgrdbata na molekulata na
DNK




vkupniot broj na site purinski bazi e ednakov na site
pirimidinskite bazi;
vkupniot broj na site adeninski bazi e ednakov so site
timinski bazi, a vkupniot broj na site gvaninski e
ednakov so citozinskite bazi;
brojot na zastapenite dvojki bazi, adenozin-timin vo
odnos na bazite gvanin-citozin e razli~en i se menuva;
ovoj odnos e specifi~en za sekoj vid ili edinka i vo
sekoja kletka za eden ist organizam e ist;
Povrzuvawe na bazite vo DNK. Adeninot e sekoga{ par so timinot (A-T)
gvaninot e par so citozinot (G-C)
Biolo{ka funkcija na DNK
a)
b)
Molekulata na DNK e skoro isklu~ivo smestena vo jadroto na
kletkata (okolu 90%), nezna~itelno vo mitohondriite.
Vo sekvenciite na azotnite bazi smesteni se genetskite informacii
zatoa DNK ima dve osnovni funkcii:

izvor na informacii za sinteza na site potrebni proteinski
komponenti vo organizmot

gi prenesuva strogo neizmeneti site nasledni informacii vrz kletkite
}erki ili na potomstvoto.
Fizi~ko-hemiski svojstva na DNK




Denaturacija
Se denaturira na temperatura od 70-90 oS, pri {to
molekulata se ras~lenuva na dve zasebni verigi;
Zaradi toa se karakterizira so promena na fizi~kohemiskite svojstva kako viskoznost, apsorpcija na
svetlina, opti~ka aktivnost.
Pri raskinuvawe na verigite se koristi razli~na energija.
Za gvanozin i citozin parovite na bazi kade ima 3
vodorodni vrski potrebna pogolema energija zaradi
brojot na vrskite vo odnos na parovite bazi adenin so
timin kade ima 2 vodorodni vrski.
Fizi~ko-hemiski svojstva na DNK

Renaturacija
Proces koga pri denaturacija na DNK doa|a do ras~lenuvawe na
DNK na pomali fragmenti od sekvencii na bazite, odnosno se
sozdavaat golem broj ednoveri`ni nukleinski kiselini koi pri naglo
ladewe brzo se renaturiraat na fragmentite so repetitivna,
povtoruva~ka sekvencija.

Hibridizacija.
Proces vo koj mo`e da dojde do sparuvawe na 2 verigi od razli~ni
nukleinski kiselini, odnosno mo`e da se sparat edna strukturno
sli~na veriga na DNK so druga sli~na veriga na DNK molekulata
ili edna veriga od DNK so druga komplementarna veriga na RNK.
RIBONUKLEINSKA KISELINA







vleguvaat vo sostav na site `ivi kletki;
pretstavuvaat polimeri na purinskite i pirimidinskite nukleotidi
povrzani so 3’ i 5’ diesterski fosfatni vrski;
{e}ernata komponenta na RNK e sekoga{ riboza;
od pirimidinskite bazi, sodr`i citozin i uracil, ne sodr`i timin, osven
vo retki specifi~ni sostojbi;
ednoveri`na molekula, no mo`e da se vdvojuva na opredeleni
lokacii kade }e dojde do komplementarnost na bazite so formirawe
~iftovi A=U, G=C;
molekulata e mnogu pomala od DNK i odnosot na purinskite i
pirimidinskite bazi e nezavisen;
bazite ja hidroliziraat RNK i pri toa se dobivaat cikli~ni diesteri i
triesteri na mononukleotidite.
Klasi na RNK molekulite



Molekulite na RNK koi se nao|aat vo citoplazmata u~estvuvaat vo
sintezata na proteinite.
Tri klasi na RNK molekuli se produciraat vo procesot na
transkripcija:
mesinger ili informaciona RNK, mRNK ili iRNK, slu`at kako
matrica i gi nosat genetskite informacii za proteinot od DNK do
ribozomite. Toa e komplementarna RNK, kopija na genot od
DNK;
ribozomalna RNK, rRNK e strukturna i funkcionalna
komponenta na ribozomite, platformi na koi se slu~uva
proteinskata sinteza;
transportna RNK, tRNK, go preveduva genetskiot kod od
mesenger RNK vo primarna sekvenca na amino kiselinite vo
proteinot.
Struktura na tRNK.
a) primarnata struktura e linearna sekvenca od ribonukleotidi
b) trodimenzionalna struktura na RNK
Informaciski tek vo biolo{kite sistemi
Protokot na genetskite informacii sodr`ani vo DNK
e ednonaso~na ulica koja vodi od DNK do RNK do
proteinite.
Transkripcija
Proces preku koj ednata veriga od DNK slu`i kako
urnek za sinteza od edna molekula RNK e nare~ena.
Samiot zbor ozna~uva od latinskiot zbor transcribere i
ednostavno zna~i “da se napravi kopija”. Taka vo ovoj
proces, del od informaciite vo DNK se kopiraat vo
veriga na RNK.
Informaciski tek vo biolo{kite sistemi
Translacija
Proces preku koj porakata e konvertirana (pretvorena) vo protein.
So drugi zborovi:
transkripcijata e proces na translacija koja vklu~uva
pretvoruvawe na informaciite od eden jazik na drug.
Vo ovoj slu~aj genetskite informacii na linearnata sekvencija
na nukleotidite go zapo~nuva procesot na translacijata vo protein,
odnosno sozdavawe na sekvencijata na amino kiselinite.
Izrazenite informaciite sodr`ani vo DNK e fundamentot na rastot,
razvivawe i odr`uvawe na site organizmi.