DNK-Slađana Antić IV/1
Gimnazija
Ćuprija
MATURSKI RAD
TEMA:
DNK-kao predmet proučavanja u
Molekularnoj biologiji
Učenik: Slađana Antić
Profesor: Danijela Ilić
Ćuprija,maj 2013
SADRŽAJ
1
DNK-Slađana Antić IV/1
1.Uvod
2.
Dezoksiribonukleinska kiselina-DNK
2.1 Građa i strukture molekula DNK
2.2 DNK molekul i geni
3. Replikacija molekula DNK
3.1 Prokariotska replikacija
3.2 Eukariotska replikacija
4. Hromatin
5. Oštećenja DNK
6. Primena DNK
7. Zaključak
8. Literatra
1.Uvod
2
DNK-Slađana Antić IV/1
2. Dezoksiribonukleinska kiselina (DNK)
2.1 Građa I struktura molekula DNK
Genetička informacija se sastoji u redosledu četiri nukleotida u polinukleotidnom
lancu DNK koji se razlikuju samo po bazi za koju su vezani. Nukleotidi koji ulaze u
sastav DNK su dezoksiribonukleotidi. Molekula DNK sastoji se iz dva
komplementarna lanca nukleotida koji su povezani vodoničnim vezama. Svaki
nukleotid sastoji se iz pentoznog šećera (dezoksiriboza), iz fosfatne grupe (-PO4) I
iz jedne azotne baze (adenine,timin,guanine ili citozin). Azotne baze mogu biti
purinske (adenin i guanin) i pirimidinske (citozin i timin). Nukleotidi su međusobno
povezani kovalentnim vezama koje nastaju između fosfatne grupe jednog I
pentoze narednog nukleotida. Na jednom kraju lanca nalazi se slobodna fosfatna
grupa vezana za 5’ ugljenikov atom pentoze (5’-kraj) a na drugom kraju lanca je
slobodna hidroksilna grupa (-OH) vezana za 3’ ugljenikov atom pentoze (3’-kraj).
Redosled nukleotida u lancu DNK predstavlja njegovu primarnu strukturu. Od
redosledna nukleotida u lancu proilaze razlike između DNK različitih bioloških
vrsta.
4
DNK-Slađana Antić IV/1
Sekundarna struktura DNK je
otkrivena 1953. Godine. Lanci DNK
molekula su međusobno uvijeni u
desno jedan oko drugog,u vidu spirale.
Naspram 5’-kraja jednog lanca se
nalazi 3’-kraj drugog lanca. Redosled
nukleotida u jednom lancu uvek je
uslovljen redosledom nukleotida u
drugom lancu (komplementarnost).
Po deset pentoza I fosfatnih grupa se
nedovezuje dok se ne formaira puna
spirala a duzina jedne takve spirale
iznosi 3nm. Između dva lanca svaka
baza moze biti sparena sa određenom
bazom iz drugog lanca , tako se adenin
uvek spaja sa timinom (A=T) a guanin
sa citozinom (G=C) . Unutar
dvolančane zavojnice zauzimaju isti
položaj u odnosu na njenu zamišljenu
osu.Stalno rastojanje između komplementarnih baza iznosi 0.29nm a ceo precnik
iznosi 2nm. Kod nekih bakterija DNK molekul moze biti izgradjen iz samo jednog
lanca ali onda ima cikličan oblik.
Veličina molekula DNK se meri brojem parova nukleotida u njegovom lancu.
Molekul DNK kod bakterije
Escherichia coli
sadrži I do nekoliko miliona parova
nukleotida a kod sisara je oko hiljadu puta veći.
Kvantitativana zastupljenosti GC-parova u odnosu na AT-parove karakteristična
je za svaku grupu organizama, tako das u AT veze češće kod višećelijskih
organizama. Procenat GC-parova kod biljaka i životinja kreće se od 35-50% . Što
je niži evolutivni status organizama to je veća varijabilnost u nukleotidnom
sastavu DNK. Kod protozoa i gljiva procenat GC-parova ide od 28-70% , a kod
bakterija i virusa od 25% do 75%.
5
DNK-Slađana Antić IV/1
Kada se ova hibridizacija izvede na DNK čoveka i miša, do uspostavljanja
međusobnih veza dolazi na površini od oko 13%, između čoveka i bakterije manje
od 0,01%, čoveka i lososa oko 5% a između čoveka i majmuna šimpanze cak oko
95%. Metoda hibridizacije DNK moze efikasno da se koristi radi utvrđivanja
genetičke sličnosti između pojedinih grupa a i moguće je da se utvrdi brzina
nastanka novih gena u toku evolucije. Kohne je 1970.godine izračunao da se kod
primata za jednu godinu u proseku menja od 2 do 7 nukleotidnih parova, a za isti
period kod glodara zameni se oko 33 para nukleotida.
Dnk moze da postoji u mnoštvo mogućih konformacija među kojima su A-DNK,B-
DNK i Z-DNK forme, a jedno su B-DNK i Z-DNK primećene u funkcionalnim
organizmima. Mada je B-DNK forma najčešce pod uslovima koji vladaju u ćelijama
ona nije dobro definisana konformacija nego je familija srodnih DNK konformacija
koja se javlja pri visokom nivou hidratacije u živim ćelijama. U poređenju sa B-
DNK, A-DNK je forma je široka desno ruka spirala sa širokim glavnim žlebom i užim
manjim žlebom. A forma se javlja pod nefiziološkim uslovima u parcijalno
dehidratisanim DNK uzorcima, dok se u ćeliji moze formirati u enzim-DNK
kompleksima. Segmenti DNK gde su baze hemijski modifikovane metilacijom
mogu da podlognu većim konformacijama i poprime Z formu. Tu lanci formiraju
levoruku spirale oko heliks ose. Te neobične strukture se mogu prepoznati po Z-
DNK vezujućim proteinima.
Na krajevima lineranih hromozoma su specijalizovani delovi DNK koji se nazivaju
telomere. Njihova funkcija je da omoguce ćeliji da replikuje krajeve hromozoma
koristeći enzim telomerazu, pošto enzimi koji normalno replikuju nemogu da
kopiraju završne 3' krajeve hromozoma. U ljudskim ćelijama , telomere su
segmenti jednolančane DNK koji se sastoji od nekoliko holjada ponavljanja
jednostavno TTAGGG sekvence. Ove guaninom bogate sekvence mogu da
stabilizuju hromozomske krajeve formiranjem struktura jedninica sa 4 baze .
7
