Az RNS és a DNS felépítésében résztvevö nukleotidok szerkezete, nevezéktana. Nukleotid analógok, ritka bazisok.

Az RNS és a DNS felépítésében résztvevö nukleotidok szerkezete, nevezéktana.

Nukleotid analógok, ritka bázisok.

Ř     232i85c     Az RNS és a DNS felépítésében résztvevö nukleotidok szerkezete

§     232i85c      232i85c    A nukleinsavak az élö szervezet funkciójában a genetikai információ tárolásának és továbbításának molekulái. Minden sejt fontos alkotóelemei, a sejtek szárazanyagtartalmának 5-15%-át teszik ki.

§     232i85c      232i85c    A nukleinsavak nukleotid egységekböl épülnek föl, hasonló elv alapján, mint a fehérjék az aminosavakból.

§     232i85c      232i85c    Minden nukleotid három részböl áll:

ˇ     232i85c      232i85c   N-tartalmú heterociklusos bázisból, amely purin- vagy pirimidinszármazék;

ˇ     232i85c      232i85c   egy pentóz egységböl, ami ribóz vagy dezoxiribóz;

ˇ     232i85c      232i85c   foszforsavból.

§     232i85c      232i85c    A DNS-ben négy dezoxiribonukleotid fordul elö, amely heterociklusos bázisban különböznek egymástól, hasonlóan az RNS-t négy ribonukleotid építi föl.

§     232i85c      232i85c    A purinbázisok mindkét nukleinsavban az adenin és a guanin.

§     232i85c      232i85c    A pirimidinbázisok a DNS-ben a citozin és az timin, míg az RNS-ban a citozin és az uracil.

§     232i85c      232i85c    A két nukleinsav (DNS és RNS) között a legföbb különbség a cukor komponensben van. A DNS-ben 2'-dezoxi-D-ribóz, az RNS-ben D-ribóz fordul elö.

§     232i85c      232i85c    A pentózok a heterociklusos bázisokhoz β-N-glikozidos kötéssel kapcsolódnak, mely a cukor 1'-szénatomja és a puringyürü 9-es N atomja, illetve a pirimidingyürü 1-es N atomja között alakul ki.

§     232i85c      232i85c    A nukleinsavak nukleotidjaiban a foszfátcsoport a pentóz 5'-C-atomjához kapcsolódik észterkötéssel. A szervezetben uralkodó pH mellett a foszfát észterek anion formában vannak jelen.

§     232i85c      232i85c    A purinváz egy pirimidin- és egy imidazolgyürü kondenzációjával jön létre. Mivel mindkét gyürü külön-külön is aromás, így a purin is az.

§     232i85c      232i85c    A pirimidingyürü planáris szerkezetü molekula, a puringyürü is csak kissé tér el a planáris szerkezettöl. A bázisok planáris szerkezete és a hidrogénkötést kialakító képessége a biológiai funkció szempontjából rendkívül fontos.

§     232i85c      232i85c    A nukleotidokban két planáris gyürü található, az egyik a ribofuranóz, a másik a bázis gyürüje.

§     232i85c      232i85c    A két gyürü az egyik lehetséges konformációban a ribofuranóz-gyürü 2'-hidrogén vagy karboxil csoportja közel kerül a purin 3-as N atomjához, illetve a pirimidinnek 2-es O atomjához. Ezt nevezzük "syn-komfomáció"-nak, az ettöl 180^o-al elfordított állapotot pedig "anti-konformáció"-nak.

§     232i85c      232i85c    Az utóbbi esetben (anti) a bázis és a cukor az N-glikozidos kötés ellentétes oldalán van, egymástól távol. Az N-glikozidos kötés mentén a két gyürü viszonya megváltozhaz nemcsak a nukleotidban, hanem a makromolekulában is, másszóval az N-glikozidos kötés mentén a két gyürü elfordulhat.

Ř     232i85c     Az RNS és a DNS felépítésében résztvevö nukleotidok nevezéktana

§     232i85c      232i85c    A DNS-t felépítö egységeket dezoxitibonukleotidoknak. az RNS-t felépítö egységeket pedig ribonukleotidoknak nevezzük.

§     232i85c      232i85c    A bázis-szénhidrát egységet nukleozidnak, míg a nukleozid-foszfátot nukleotidnak, vagy attól függöen, hogy hány  molekula foszfát épül be, nukleozid-mono-, -di-, vagy -trifoszfátnak nevezzük.

§     232i85c      232i85c    A di- és trifoszfátokban a foszfátok savanhidridkötéssel (makro-erg) kapcsolódnak egymáshoz.

§     232i85c      232i85c    A több foszfátot tartalmazó nukleotidokban a cukorkomponenshez (5'-OH csoportjához) kapcsolódó foszfátot α, a következöt β, míg az esetleges harmadikat γ betükkel jelöljük.

§     232i85c      232i85c    A kapcsolódó pentóz szénatomjainak a számozását a mellé írt vesszövel különböztetjük meg a bázis atomjainak számozásától.

Ř     232i85c     Nukleotid analógok

§     232i85c      232i85c    A természetes bázisokkal, nukleozidokkal nagyfokú szerkezeti hasonlóságot mutató vegyületek tartoznak ebbe a csoportba. Jelentöségük, hogy a hasonlóság miatt az élö szervezetben, a sejtekben helyettesíthetik a természetes nukleozidokat, ez a helyettesítés azonban nem tökéletes, emiatt gátolják a nukleotid anyagcserét vagy a polinukleotidok szintézisét.

§     232i85c      232i85c    Felhasználhatók ezek az anyagok a humán kemoterápiában azzal a céllal, hogy a daganatos sejtek nukleinsav-szintézisét, osztódását gátolják.

§     232i85c      232i85c    A nukleotid anyagcserét gátló nukeozidanalógokat antimetabolitoknak is szokás nevezni.

§     232i85c      232i85c    Vannak olyan analógok, amelyek beépülhetnek a nukleinsavakba is, ám az ilyen nukleinsav kémiai szerkezetváltozások miatt nem tudja betölteni funkcióját, ilyen módon vezet a sejtosztódás gátlásához.

§     232i85c      232i85c    A legtöbb citosztatikus és vírusellenes gyógyszer ilyen módszerrel müködik.

§     232i85c      232i85c    Aza- és azidszármazékok: ezekben a purin- vagy pirimidingyürüben egy szénatom helyett, nitrogénatom található.

ˇ     232i85c      232i85c   Allopurinol (4-hidroxi-piramizo-pirimidin) köszvényellenes gyógyszer, a purinanyagcsere végtermékének, a húgysavnak a felhalmozódását gátolja

ˇ     232i85c      232i85c   AZT (azido-timidin) a leghatásosabb gyógyszere az AIDS-nek, a HIV vírus szaporodását gátolja a vírus reverz transzkriptáz enzim gátlásával, miután a sejtben trifoszfáttá alakult.

§     232i85c      232i85c    Tiolszármazékok: a természetes nuklo-bázis OH-csoportja helyett -SH csoport van. Az ilyen származékokat citosztatikumként, illetve immunszupresszív gyógyszerként használják.

§     232i85c      232i85c    Halogénszármazékok: a pirimidinek körében a leggyakoribbak, a halogénatom általában a pirimidingyürü 5-ös C-atomjához kapcsolódik, ahová a metilcsoport a timinben. A DNS-szintézisét gátolják, illetve beépülhetnek a DNS-be, ezzel mutációt okozva. Vírusos kötöhártyagyulladás esetén szemcseppben használatos ilyen vegyület.

§     232i85c      232i85c    Cukorszármazékok: a ribóz- vagy dezoxiribóz helyett egy másik szénhidrát van, vagy a ribózgyürüt módosítják. Felhasználhatók citosztatikumként, vírusellenes terápiban. A napjainkban leghatásosabb vírusellenes gyógyszer is cukorszármazék, a ribóz helyett a bázishoz egy hidroxi-etoxi-metil csoport kapcsolódik. Ilyen pl. a Zovirax, a herpes-vírusok specifikus gátlószere, amely azért jelentös, mert nem toxikus egyéb sejtekre, mivel csak a vírus tudja aktív metabolittá alakítani az analógot, ami gátolja a vírus DNS-szintézisét.

Ř     232i85c     Ritka bázisok

§     232i85c      232i85c    A fentebb említett négy bázison kívül kis mennyiségben elöfordulnak a nukleinsavakban un. minor vagy ritka bázisok.

§     232i85c      232i85c    Ilyen pl. a 5-metil-citozin, 5-hidroxi-metil citozin, 6-N-metiladenin, 2-N-metil-guanin, pseudo-uridin stb.

§     232i85c      232i85c    A ritka bázisok elsösorban a tRNS-ben fordulnak elö, azok bázistartalmának kb. 10%-át teszik ki.

§     232i85c      232i85c    A ritka bázisok a nukleinsav másodlagos módosításával jönnek létre és fontos szerepük van egyes szakaszok információtartalmának megváltoztatásában.