Nukleové kyseliny

Nukleové kyseliny jsou makromolekulární sloučeniny přítomné ve všech buňkách (nejčastěji v jádrech, ve kterém byly poprvé objeveny). Jejich význam spočívá v přenosu a uchovávání genetické informace a určování průběhu biosyntézy bílkovin v buňkách.

Přívlastek nukleové je odvozen od latinského nucleus (= jádro), což vystihuje místo prvního objevu a častého výskytu těchto sloučenin. Označení kyseliny značí, že se při fyziologickém pH chovají právě jako kyseliny.

• 1. Složení nukleových kyselin
• Každá nukleová kyselina obsahuje 3 základní části, a sice:
• ▪Kyselou část (zbytek kyseliny fosforečné H3PO4) ▪ Zásaditou část (pyrimidinovou či purinovou bázi) ▪ Cukernou část (β-D-ribofuranosu či 2-deoxy-β-D-ribofuranosu)

Obr.: Přibližná struktura nukleových kyselin (poutání kyselé, cukerné a zásadité části) – zásaditá část je vázána k 1. a kyselá k 3. a 5. atomu uhlíku cukerné složky.

(nahoru)

1.1 Kyselá část (zbytek kyseliny fosforečné H3PO4)

Zbytek kyseliny fosforečné H3PO4 je od této kyseliny odvozen odštěpením jednoho nebo více atomů vodíku. V nukleových kyselinách se vyskytuje zbytek s odštěpenými dvěma atomy vodíku – jeden z atomů kyslíku se váže na 5. atom uhlíku jednoho sacharidu (cukerná část) esterovou vazbou a druhý na 3. atom uhlíku druhého sacharidu.

Kyselina fosforečná H3PO4	Hydrogenfosforečnanový anion (HPO4)2-(zbytek kyseliny fosforečné)

1. (nahoru)
2. 1.2 Zásaditá část (pyrimidinové a purinové báze)
3. V nukleových kyselinách můžeme nalézt celkem 5 bází, z čehož jsou 3 pyrimidinové a 2 purinové.

PYRIMIDINOVÉ BÁZE	PURINOVÉ BÁZE
Uracil (U)	Adenin (A)
Cytosin (C)	Guanin (G)
Thymin (T)

• Uracil je demethylovaný thymin.
• (nahoru)
• 1.3 Cukerná část (β-D-ribofuranosa či 2-deoxy-β-D-ribofuranosa)
• Nukleová kyselina může obsahovat buď sacharid β-D-ribofuranosu (poté hovoříme o ribonukleové kyselině RNA), anebo sacharid 2-deoxy-β-D-ribofuranosu (pak se jedná o deoxyribonukleovou kyselinu DNA).

β-D-ribofuranosa

2-deoxy-β-D-ribofuranosa

(nahoru)

2. Nukleosidy

Spojením zásadité části s cukernou vzniká nukleosid. Spojení těchto dvou složek je zprostředkováno N-glykosidickou vazbou a vychází z 1. atomu uhlíku cukerné složky.

Pokud je cukernou složkou β-D-ribofuranosa, může vzniknou buď adenosin, guanosin, uridin, cytidin či thymidin.

V případě přítomnosti 2-deoxy-β-D-ribofuranosy lze získat deoxyadenosin, deoxyguanosin, deoxyuridin, deoxycytidin či deoxythymidin.

1. Obr.: Nukleosid adenosin
2. (nahoru)
3. 3. Nukleotidy

Jestliže se k nukleosidu naváže kyselá část (zbytek kyseliny fosforečné), vzniká nukleotid.

Jelikož dochází k reakci kyseliny s hydroxylovou skupinou navázanou na uhlovodíkovém řetězci, nastává děj zvaný esterifikace (reakce kyseliny s alkoholem R-OH za současného odštěpení vody).

Jednotlivé nukleotidy jsou spolu propojeny (viz Složení nukleových kyselin) a vytváří tak polynukleotidový řetězec, který je základem struktury nukleových kyselin. Název nukleotidu je tvořen z názvu nukleosidu a koncovky fosfát.

Obr.: Nukleotid adenosinfosfát

Nukleové kyseliny obsahují 103- 106 nukleotidů, jejich relativní molární hmotnost (nukleových kyselin) dosahuje až 109 a délka molekul i několika milimetrů.

K nukleotidu se může navázat i více, než jeden fosfát. Příkladem toho je například adenosintrifosfát ATP, makroergická sloučenina obsahující 3 fosfáty.

Z toho vyplývá, že nukleotidy nejsou pouze stavebními jednotkami nukleových kyselin.

(nahoru)

4. Typy nukleových kyselin

Rozlišujeme dva typy nukleových kyselin, a sice ribonukleové kyseliny (RNA) a deoxyribonukleové kyseliny (DNA). O zařazení jednotlivé kyseliny rozhoduje v ní přítomný sacharid. Oba typy kyselin mají rozdílnou strukturu i funkci (viz dále).

(nahoru)

4.1 Ribonukleové kyseliny (RNA)

Jestliže je v molekule kyseliny přítomen výhradně sacharid β-D-ribofuranosa, jedná se o ribonukleovou kyselinu (RNA). RNA může obsahovat (ze zásaditých složek) výhradně adenin, uracil, cytosin a guanin.

‚Do kuželové baňky nasypeme několik gramů pekařského droždí (obsahuje RNA) a přilijeme k němu 10 ml 10 % kyseliny sírové. Baňku zahříváme 2 až 3 minuty k varu a poté ji ochladíme a zneutralizujeme přilitím 10 ml 4 % hydroxidu sodného.

Směs následně přefiltrujeme a ke 2 ml filtrátu přilijeme 1 ml 25 % čpavkové vody a 10 kapek 4 % dusičnanu stříbrného. Vzniklá bílá vločkovitá sraženina je směs stříbrných solí purinových a pyrimidinových bází z ribonukleové kyseliny.

‚

Molekuly RNA jsou většinou jednovláknové. Rozeznáváme 3 základní typy ribonukleových kyselin, a sice:

a) Mediátorová RNA (mRNA) – obsahuje přepis genetické informace.b) Transferová RNA (tRNA) – zajišťuje přenos aminokyselin do míst biosyntézy bílkovin.c) Ribozomová RNA (rRNA) – podílí se na tvorbě ribozomů.

(nahoru)

4.2 Deoxyribonukleové kyseliny (DNA)

Je-li přítomným sacharidem 2-deoxy-β-D-ribofuranosa, jedná se poté o deoxyribonukleové kyseliny DNA. DNA může obsahovat (ze zásaditých složek) adenin, thymin, cytosin a guanin.

Deoxyribonukleová kyselina je nositelem genetické informace. Zápisem genetické informace je primární struktura DNA (pořadí jednotlivých zásaditých složek – A, T, C, G – v molekule). Molekula DNA má tvar dvoušroubovice (většinou pravotočivé), která vzniká z dvou proti sobě jdoucích řetězců.

 Uspořádání molekuly do tohoto tvaru umožňují vodíkové vazby (můstky), které vznikají mezi atomy zásaditých složek každého z řetězce. Vázání vodíkovými vazbami je ovlivněno komplementaritou bází – adenin se váže s thyminem dvěma vodíkovými vazbami (A=T), zatímco cytosin s guaninem třemi (C≡G).

Z toho vyplývá, že na základě znalosti struktury jednoho řetězce dvoušroubovice můžeme odvodit strukturu řetězce druhého.

• Obr.: Komplementarita bází
• Obr.: Schéma části nukleotidové sekvence DNA s vyznačenou komplementaritou bází
• Obr.: Dvoušroubovice DNA

Lidská buňka obsahuje DNA o délce přibližně 1 metr (3·109 nukleotidů). Kompletní nukleotidová sekvence lidského genomu by zabrala více než 1 000 knih o tloušťce 750 stran formátu A4.

(nahoru)

WEBCHEMIE podpora výuky chemie

Nukleové kyseliny jsou složité látky, bez kterých by nebyl možnýživot. Rozlišujeme dvě nukleové kyseliny – DNA (deoxyribonukleová kyselina) aRNA (ribonukleová kyselina). Za objev struktury DNA byla dokonce udělenaNobelova cena za chemii, a to v roce 1953. Dostali ji James Watson aFrancis Crick.

DNA nese genetickou informaci. To znamená, že právě ona má na svědomíto, jak vypadáš. Už od Tvého početí máš stejnou DNA v každé své buňce – vevlasech, slinách, krvi, svalech… Každý člověk na světě má jinou DNA. Právětéto skutečnosti se dá využít v kriminalistice, kdy se porovnává DNAnalezená na místě činu například z vlasů nebo krve s DNA podezřelýchosob.

Také test otcovství se provádí na základě porovnání DNA otce s DNAdítěte. DNA se nachází hlavně v jádře buněk, kde tvoří útvary zvanéchromozomy. Všechny tvé buňky mají v jádře 23 párů chromozomů,pouze pohlavní buňky mají pouze 23 chromozomů. Pokud by se DNAv chromozomu rozpletla, dostali bychom vlákno dlouhé asi 6 – 7 cm.

V maličkém jádře buňky je tedy DNA o celkové délce asi 2 metry.

RNA je velice důležitá při tvorbě bílkovin. Tento velice komplikovanýa důmyslný proces začíná tak, že se podle DNA vytvoří vlákno RNA. Vlákno RNA jejakýsi návod, který tělu říká, jak má za sebou skládat aminokyseliny, zekterých se bílkoviny skládají. Tuto nukleovou kyselinu najdeme takév jádře, především v jeho části nazývané jadérko, ale takév organelách nazvaných ribozomy.

Stavba nukleových kyselin:

RNA je tvořena jedním vláknem a je stočená do spirály, kterou nazývámešroubovice. Toto vlákno se skládá z nukleotidů, které simůžeš představit jako kostky stavebnice.

Každý nukleotid tvoří tři části: zbytekkyseliny fosforečné, sacharid ribóza a jedna dusíkatá báze(adenin, guanin, cytosin nebo uracyl).

Jak tyto látky vypadají, si můžešprohlédnout na obrázku.  

Obr. 2 Nukleotid RNA

DNA je tvořena dvěma stejnými vlákny, která jsou k sobě navázány„opačně“. To znamená, že se spojí začátek jednoho vlákna a konec druhého.

Vlákna jsou také stočeny do spirály, proto říkáme, že DNA je pravotočivádvoušroubovice. I vlákna DNA jsou složeny z nukleotidů.

Obsahují také zbytekkyseliny fosforečné, sacharid 2-deoxyribózu a dusíkatou bázi(adenin, guanin, cytosin, thymin). 

Obr. 3 Nukleotid DNA

Při spojování vláken DNA do dvoušroubovice hrajídůležitou roli vodíkové můstky, které jsou obsaženy například i ve vodě.Vodíkové můstky se ale utvoří pouze mezi některými dusíkatými bázemi.

Dvavodíkové můstky jsou mezi adeninem – thyminem (A=T) a tři jsou mezi cytosinem– guaninem (C≡G). Tomuto jevu se říká komplementarita bazí.

Schématický model DNA pak vypadá takto:

Obr. 4 Model struktury DNA

Geny jsou tedy jednotlivé úseky DNA. Část DNAkóduje barvu očí, jiná část barvu vlasů a podobně. Občas se stane, že dojdek chybě při složité tvorbě DNA u ještě nenarozeného dítěte. To potom vedek různým vážným genetickým vadám a nemocem.   

Datum: 23. 06. 2015

• Autoři: Ludmila Liptáková, Jana Pučová
• Literatura:
• Další zajímavosti na Chemie jasně.

Nukleové kyseliny – Chemie – Maturitní otázky

1. charakteristika a biologický význam nukleových kyselin

• jsou to biomakromolekulární látky
• vedle bílkovin mají největší význam pro živé soustavy
• v jejich molekulách je uchovávána dědičná (genetická) informace buňky, která je následně přepisována do struktur bílkovin
• nacházejí se hlavně v jádrech buněk, ale i jinde – v mitochondriích, chloroplastech,…
• skládají se z několika složek : – obsahují kyselou složku – zbytky H3PO4
• zásadité složky – purinové nebo pyrimidinové báze
• monosacharid – 2-deoxy-D-ribosa nebo D-ribosa

• podle uvedených monosacharidů se také dělí na deoxyribonukleové a ribonukleové kyseliny (DNA a RNA)
• na základní stavební složky je možno nukleové kyseliny rozložit (hydrolýzou silnými kyselinami)

1. struktura a složení NK, chemické rozdíly mezi DNA a RNA

• báze jsou dusíkaté heterocyklické sloučeniny, odvozené od pyrimidinu nebo purinu
• je jich pět : adenin, guanin (purinové), thymin, cytosin a uracil (pyrimidinové)

Báze :

• báze spolu se sacharidem a kyselinou trihydrogenfos­forečnou tvoří kondenzací nukleotid, který je stavební jednotkou nukleových kyselin, spojováním nukleotidů fosfátovými zbytky vzniká řetězec – polynukleotid
• báze je vázána N-glykosidickou vazbou na první uhlík sacharidu
• sacharid je esterově vázán na pátém uhlíku se zbytkem kyseliny fosforečné

• odštěpením zbytku kyseliny vzniká nukleosid – adenosin, guanosin, cytidin, uridin, thymidin
• nukleotidy se vyskytují v buňce i volně a plní funkce při biosyntéze bílkovin, polysacharidů, složitých lipidů
• mimořádnou funkci má ATP – kyselina adenosintrifos­forečná (adenosintrifos­fát) – je primárním zdrojem energie v buňce – v molekule jsou vázány postupně tři zbytky kys. fosforečné (tzv. makroergní vazbou), při hydrolytickém odštěpení jednoho z nich se uvolňuje velké množství energie a vzniká ADP (adenosindifosfát), který se může štěpit ještě na AMP
• struktura nukleových kyselin je obdobně jako u bílkovin vícestupňová :

primární – pořadí nukleotidů (bází)

sekundární – zde se liší DNA – dva řetězce nukleotidů, navzájem spojeny prostřednictvím vodíkových vazeb bází – báze jsou po dvojicích komplementární, adenin s thyminem, guanin s cytosinem vytvářejí vazby

• u RNA je thymin nahrazen uracilem, molekula má jen jeden řetězec (někdy může být i zdvojený
• řetězce u obou nukleových kyselin tvoří šroubovici (u DNA dvoušroubovice)

lze hovořit i o terciární struktuře v případě dalšího prostorového uspořádávání

• polynukleotidový řetězec může obsahovat desítky, tisíce až milióny jednotek
• molekulová relativní hmotnost proto může být v rozmezí desítek tisíc až několik miliard
• DNA a RNA se vedle uvedených stavebních specifik odlišují také funkcí :

• v molekule DNA je zapsána dědičná informace buňky
• RNA je v buňce vytvářena přepisem pořadí nukleotidů určitého úseku molekuly DNA, řadí se do následujících skupin :

• mRNA – mediátorová (informační), obsahuje přepis informace z DNA o primární struktuře bílkovin
• tRNA – transferová, přenáší specifické aminokyseliny na místo syntézy bílkovin
• rRNA – ribozomální – je součástí ribozómů, na nichž probíhá proteosyntéza

1. vysvětlení biochemického základu mechanismu přenosu dědičných informací v živých soustavách

• při dělení buněk dochází k replikaci DNA – kopírování dědičné informace. Jedná se o složitý biologický proces, který probíhá za přítomnosti enzymů. Dochází k rozdělení dvojitého řetězce DNA (buď jen místně, nebo na způsob zipu) a k oběma řetězcům se napojují volné komplementární nukleotidy, které musí být přítomny. Vznikají dvě stejné kopie původní molekuly DNA.
• konkrétní význam uchování dědičných informací je v mechanismu tvorby všech dalších bílkovinných komponent organismů dle původní informace – proteosyntéza. Účastní se jí výše popsané nukleové kyseliny – do mRNA se zkopíruje daná informace, tato se přemístí na ribozóm, kde probíhá vlastní syntéza, tRNA dopraví na místo potřebné aminokyseliny, naváže se pomocí tzv. antikodónů (trojic bází) na komplementární báze mRNA, tím je umožněno sestavení pořadí aminokyselin, které se následně pospojují v konečnou bílkovinu.

1. význam biopolymerů pro živé soustavy

• biopolymery jsou přírodní látky, které tvoří základ živých soustav
• plní v nich nejrůznější funkce : stavební (polysacharidy, bílkoviny), jsou zdrojem energie, umožňují chod organismů, neboť jsou složkou všech jejich částí, umožňují samotné zachování – kontinuitu života (nukleové kyseliny).

1. izomerie – druhy. Heterocyklické sloučeniny – přehled, charakteristika

• izomerie je vlastnost některých organických i anorganických sloučenin, kdy sloučeniny o stejných sumárních vzorcích se liší svou stavbou, povahou vazeb, pořadím, uspořádáním molekul, prostorovou orientací atd.

1. konstituční izomerie – izomery se liší konstitucí – uspořádáním :

• řetězová izomerie – izomery se liší typem uhlíkového řetězce
• polohová izomerie – izomery se liší polohou substituentu nebo násobné vazby na uhlíkovém řetězci
• skupinová izomerie – izomery se liší funkční skupinou
• tautomerie – izomerie enolické (alkoholové) a ketonické formy – izomery se liší polohou H atomu a dvojné vazby

• cis-trans izomerie – odlišná konfigurace substituentů na dvojných vazbách nebo cyklech
• optická – vykazují opticky aktivní látky, enantiomery mají vztah – předmět, zrcadlový obraz

Heterocykly :

• jsou to cyklické sloučeniny (odvozené od uhlovodíků), které mají v cyklu kromě uhlíkových atomů zapojen i jiný atom (heteroatom)
• nejčastější heteroatomy jsou O, S, N
• heterocykly jsou rozsáhlou a různorodou skupinou látek, odvozují se od nich mnohé přírodní látky např. alkaloidy, různá léčiva a barviva, v neposlední řadě se podílejí na stavbě nukleových kyselin
• dělí se podle velikosti kruhu a počtu heteroatomů v molekule:

pětičlenné – s jedním nebo více heteroatomy – např. furan, thiofen a pyrrol

• mají aromatický charakter, heteroatomy poskytují svůj volný elektronový pár do sextetu, ovšem vlivem rozdílné elektronegativity (nejvíce u kyslíku) je aromatický charakter nižší, látky jsou reaktivnější
• z chemických vlastností zaujmou aromatické reakce – substituce např. halogenace, sulfonace, nitrace – do poloh 2 a 5 – vedle heteroatomů
• dále probíhá katalytická hydrogenace – vznik např. rozpouštědla tetrahydrofuranu nebo pyrrolidinu
• významnou sloučeninou je pyrrol – bezbarvá zapáchající kapalina, obsažen v černouhelném dehtu, je stavební jednotkou mnoha důležitých přírodních látek – chlorofyl, hemoglobin – vyskytuje se zde motiv porfinu, v němž je vázán komplexně atom kovu – železa nebo hořčíku
• z derivátů pyrrolu je významný indol – součást struktury některých hormonů, barviv

• se dvěma heteroatomy jsou to např. pyrazol, imidazol, thiazol – odvozují se od nich např. některá léčiva

šestičlenné – základními sloučeninami jsou pyridin a izomerní 2H-pyran a 4H-pyran

• pyridin je nepříjemně páchnoucí kapalina, získává se z černouhelného dehtu, používá se jako rozpouštědlo
• je to nejstabilnější heterocyklus, protože má strukturu obdobnou benzenu, z toho vyplývají i jeho chemické vlastnosti – aromatické chování
• zvláštností je tvorba pyridiniových solí (má volný elektronový pár na dusíku)
• je zásaditý – viz. elektronový pár
• jeho katalytickou hydrogenací vzniká piperidin
• deriváty piridinu jsou např. kyselina nikotinová a nikotinamid

• některé alkaloidy jsou odvozeny od chinolinu a izochinolinu :
• šestičlenné se dvěma atomy jsou např. pyrimidin, od něj se odvozují báze a také kyselina barbiturová, jejíž soli barbituráty jsou součástí sedativ atd.

heterocykly se dvěma kondenzovanými cykly – biologicky významné sloučeniny odvozené od purinu – báze, dále kyselina močová

Za správnost a původ studijních materiálů neručíme.

Nukleové kyseliny

Terciárna štruktúra DNA vzniká stočením dvojzávitnice v priestore do tzv. superhelixu. Takto zvinutá DNA sa nazýva superšpiralizovaná DNA.

RNA

Ribonukleová kyselina sa skladá z týchto častí:

• dusíkaté bázy: purínové (adenín, guanín), pyrimidínové (uracil, cytozín),
• cukor: D-ribóza,
• kys. trihydrogénfosforečná.

Primárna štruktúra RNA je v podstate rovnaká ako u DNA. Rozdiel je len v zložení nukleotidov, v ktorých namiesto deoxyribózy sa nachádza ribóza a z dusíkatých báz namiesto tymínu T sa nachádza uracil U. Párovanie báz pri tvorbe heteroduplexov alebo dvojzávitnicových molekúl je potom takéto: A-U a G-C.

Pojmom heteroduplex sa označuje dvojzávitnica tvorená kombináciou jednovláknových molekúl DNA-RNA, ktorá vzniká napríklad v priebehu transkripcie, kedy RNA-polymeráza pripája nukleotidy RNA na jednovláknovú matricu DNA. Treba zdôrazniť, že takýto heteroduplexný úsek DNA-RNA je len veľmi krátky a rýchlo sa pôsobením polymerázy rozpadá na DNA a predlžujúcu sa RNA.

Sekundárna a terciárna štruktúra RNA je oveľa rôznorodejšia ako v prípade DNA. Pri izolácii RNA z bunky dostaneme vzorku, ktorá obsahuje rôzne typy tejto nukleovej kyseliny. Dokonca aj molekula jedného typu RNA nemusí mať rovnakú priestorovú štruktúru.

Veľká väčšina RNA je jednovláknová, a práve vďaka tomu sa môže stať, že pri ohybe vlákna dôjde k vzniku vnútromolekulových vodíkových mostíkov.

Ribonukleové kyseliny sa od seba odlišujú nielen funkciou, miestom výskytu ale aj molekulovou hmotnosťou a štruktúrou.

Podľa biologickej funkcie a lokalizácie delíme RNA na 3 základné typy a množstvo ďalších minoritných typov (malé jadrové a jadierkové RNA, antisense RNA atď.):

Mediátorová (messengerová) RNA (mRNA)

Mediátorová RNA (mRNA) (angl. messenger = posol) – alebo informačná (iRNA), predstavuje 5-10% obsahu RNA v bunke. Jej úlohou je prenos genetickej informácie z DNA do štruktúry bielkovín.

Tvorí sa priamo na reťazci DNA na základe komplementarity báz, takže A z DNA sa prepíše ako U do RNA, G sa prepíše ako C, T ako A, a C ako G. Má jednovláknovú štruktúru a jej dĺžka závisí od množstva informácií (dĺžky génu), ktoré nesie.

Trojice nukleotidov v mRNA nazývané kodóny predstavujú pri proteosyntéze informáciu pre zaradenie jednej aminokyseliny do polypeptidového reťazca. Relatívna molekulová hmotnosť mRNA je 25000 až 106 Da.

Ribozómová RNA (rRNA)

Ribozómová RNA (rRNA) tvorí základnú stavebnú zložku ribozómov a predstavuje až 90% obsahu RNA v bunke. Priamo na ribozómoch dochádza k vlastnej syntéze proteínov (proteosyntéze).

Časti makromolekuly rRNA môžu mať tvar dvojitej závitnice. Ribozómové RNA sa najčastejšie charakterizujú sedimentačným koeficientom S.

Čím je väčšia hodnota S, tým má rRNA väčšiu molekulovú hmotnosť.

Transferová RNA (tRNA)

Transferové RNA (tRNA) majú špecifickú sekundárnu a terciárnu štruktúru, ktorá je daná bohatým vnútromolekulovým párovaním báz. Transferová RNA zabezpečuje prenos (transfer) aktivovaných aminokyselín na miesto tvorby polypeptidového reťazca – do ribozómu.

Špecifickosť tRNA pre zaradenie danej aminokyseliny určuje trojica nukleotidov v strednej časti molekuly – antikodón, ktorým tRNA rozoznáva kodóny na mRNA. Súhrn pravidiel, podľa ktorých príslušný kodón na mRNA vedie k zaradeniu určitej aminokyseliny do polypeptidového reťazca, sa nazýva genetický kód.

Transferové RNA nemajú veľkú molekulovú hmotnosť. Obsahujú okolo 70 až 80 nukleotidov. Nachádzajú sa voľne v bunkovej cytoplazme.

Biochemie

Biochemie

Mgr. Jana Juříková, Ph.D.

Podle chemického složení dělíme nukleové kyseliny na 2 základní typy:

• DNA = deoxyribonukleová kyseliny
• RNA = ribonukleová kyselina

Nukleové kyseliny jsou složkami všech živých buněk. Jejich obsah klesá se složitostí biologického objektu;

• nejjednodušší biologické systémy – viry – obsahují molekulu NK obalenou mnoha molekulami bílkovin
• kvasinky – nukleové kyseliny tvoří 40 % sušiny
• baktérie – 15 %
• živočišná tkáň nejbohatší na nukleové kyseliny je brzlík (thymus) – 1 %

Tabulka: Složky nukleových kyselin

Složky	Kyseliny
RNA	DNA
1.	purinová base	adenin	adenin
guanin	guanin
nebo
pyrimidinová base	cytosin	cytosin
uracil	thymin
2.	pentosa	ribosa	deoxyribosa
3.	anorganická složka	kyseliny fosforečná	kyselina fosforečná

STRUKTURA MOLEKUL NUKLEOVÝCH KYSELIN

         Základem molekul NK je lineární polynukleotidový řetězec:

• systém ribonukleotidů (tvoří RNA)
• nebo deoxyribonukleotidů (tvoří DNA) propojených fosfodiesterovými vazbami mezi 3‘-hydroxylem jednoho a 5‘-hydroxylem následujícího nukleotidu.

Postranní řetězce tvoří 2 různé pyrimidinové a 2 purinové báze připojené k pentosovým jednotkám polynukleotidového řetězce. Jejich pořadí je pro každou NK charakteristické a určuje její vlastnosti.

Lineární polynukleotidový řetězec má na jednom konci volný zbytek kyseliny fosforečné, esterově vázaný na uhlík 5‘ ribosového kruhu (tzv. 5‘ konec) a na druhém konci volnou hydroxylovou skupinu na uhlíku 3‘ (tzv.

3‘ konec).

Podle konvence zapisujeme struktury polynukleotidových řetězců od 5‘ konce ke 3‘ konci.

Nukleové kyseliny mají podobně jako bílkoviny trojrozměrné struktury. Jejich prostorové uspořádání úzce souvisí s jejich biologickou funkcí.

Sekundární struktura má charakter spirál – šroubovic fixovaných vodíkovými můstky mezi doplňkovými (= komplementárními) bázemi.

Jsou to dvojice bází, vždy jedné purinové a jedné pyrimidinové, z nichž jedna obsahuje  –NH2 a druhá –OH skupinu Þ vodíkový můstek.

Dnešní obraz molekuly DNA vytvořili Watson a Crick. DNA je molekulou dědičnosti a vyskytuje se ve všech prokaryotních i eukaryotních buňkách. Je hlavní součástí chromozómů.

DNA – dvoušroubovicový model (dihelix) Řetězce mají opačnou polaritu, takže proti  sobě umístěné nukleotidy obsahují doplňkové báze. Řetězce jsou zformovány tak, že pentosové kruhy a fosfátové zbytky ční ven, báze dovnitř. Mezi dvojicemi komplementárních bází se při tom vytvářejí vodíkové můstky, které podmiňují specifitu párování.

RIBONUKLEOVÉ KYSELINY Rozdíl RNA od DNA:

• Cukernou jednotkou je ribosa obsahující na 2. uhlíkhu hydroxylovou skupinu (u DNA je to deoxyribosa)
• Pyrimidinové báze jsou cytosin a uracil (u DNA cytosin a thymin)
• Molekuly RNA jsou jednovlákonové – s výjimkou některých virů (DNA tvoří dvojšroubovice z antiparalelních vláken)

Existují 3 typy RNA:

• mRNA – meriátorová RNA
• rRNA – ribozómová RNA
• tRNA – transferová RNA