Нуклеинске киселине

–су крупни молекули, полимери састављени од већег броја мањих молекула.

То су полинуклеотиди тј. ланчани полимери нуклеотида. Постоје два типа НК: ДНК и РНК.
Специјализоване су за чување и преношење генетичке информације кроз генерације и за
превођење ген.инфо. у примарну структуру протеина.

ДНК

-налази се у једру и у ЦП-у митохондријама и хлоропластима. Један молекул ДНК се састоји од

два полинуклеотидна спирална ланца

, а сваки ланац се састоји од великог броја нуклеотида.

Нуклеотид се састоји од

пентозног шећера

-дезоксирибозе, повезаног с

азотном базом

(пуринском

или пиримидинском) и једном или више

фосфатних група.

Азотне базе се деле на

пуринске:

аденин

(А), гуанин (Г) и

пиримидинске

: тимин (Т) и цитозин (Ц). Тако да разлкујемо четири врсте

нуклеотида: нуклеотид А-има азотну базу аденин; нуклеотид Г-има азотну базу гуанин; нуклеотид
Т-има азотну базу тимин и нуклеотид Ц-има азотну базу цитозин.

Нуклеотиди у јендом ланцу се везују преко фосфорне киселине естарским везама. То је окосница
ланца и ДНК и РНК, чине је нуклеотиди повезани ковалентном везом по принципу: фосфатна група
једног и пентоза другог нуклеитида у низу. На једном крају ланца се увек налзи слободна фосфатна
група везана за 5' С атом пентозе, и то је 5'крај. На другом крају се налази слободна –ОН група везана
за 3' С атом пентозе и тај крај се назива 3'крај.

Нуклеотиди наспрамних ланаца везују се преко азотних база слабим водоничним везама.
Одговарајућа пуринска база се везује за одговарајућу пиримидинску, а између је Н. А+Т тј. Т+А, и Г+Ц
тј. Ц+Г. Овај принцип се назива

принцип комплементарности

и веома је важан јер он омогућује да

кад се врши синтеза молекула ДНК увек се синтетише исти молекул потомак какав је био и
родитељ.

Примарна структура

НК је одређена редоследом нуклеотида.

Секундарна структура

је модел

дволанчане завојнице, у коме су два ланца

антипаралелна

(наспрам 3'краја једног је 5'крај другог и

обрнуто) и спојена по приципу

комплементарности

. Пошто дужина укупног ДНК у ћелијама свих

врста вишеструко превазилази пречник ћелије, он мора бити добро испресавијан и спакован да би
стао у ћелију.

Терцијарна структура ДНК

, тј. паковање негативно наелектрисане ДНК у

хромозоме

се остварају помоћу позитивно наелектрисаних малих протеина

хистона

. ДНК се око њих као клупко

намотава. Хромозоми су творевине карактеристичног облика које се појављују у једру еукариота
само током ћелијске деобе. У периоду између ћелијских деоба, ДНК је у облику

хроматина

дифузне масе ланаца ДНК распоређених по читавом једру.

Хромозоми

ДНК је у ћелији организована у физичке структуре

хромозоме

. Хромозом или сет хромозома који

садрже сву ДНК (а самим тим и све гене) коју организам поседује је

геном

. Код прокариота геном је

обично али не и увек појединачни циркуларни хромозом. Код еукариота геном је један комплетан
(хаплоидан) сет хромозома у једру ћелије.

Интерфазни хромозоми нису вудљиви и сачињени су од растреситог хроматинског материјала или

хроматина

(комплекса ДНК, протеина и малих количина РНК). Различити степени кондезације

хроматина у интерфазном нуклеусу се описују као:

хетерохроматин

еухроматин

. Хетерохроматин

обухвата оне регионе хроматина који су високо кондезовани, транскрипционо неактивни и касно се
репликују.

Еухроматин

обухвата све делове хроматина у интерфазном нуклеусу који су знатно мање

кондезовани и садрже активне и потенцијално активне гене.Протеини хроматина су групуисани у
две групе: хистони и нехистонски протеини. Хистони помажу паковање ДНК у хромозоме. Данас се
зна да се у сваком хромозому налази искључиво један линеарни ДНК, а да би се он спаковао у
хромозом ДНК се кондензује око 10000 пута.

При деоби ћелија долази до кондензовања хроматина да би се омогућила равномерна расподела
једарног генетичког материјала. Највећи степен кондензације се оставрује у метафази. Сваки
метафазни хромозом садржи две сестринске хроматиде (у репликацији сваки ДНК молекул је
удвојен, и имамо две копије сваког ДНК, тако да се у сваком хромозому у метафази налази не један
него две исте ДНК). Сваки хромозом има

центромеру

-удубљење, која је важна за понашање

хромозома у деоби. По локацији центромере хромозоме делимо на:

метацентричне

- центромера у

центру, краци једнаке дужине,

субметацентричне

-један крак дужи од другог,

акроцентричне

један крак знатно дужи јер је центромера близу краја другог крака и

телоцентрични

имају само

један крак јер је центромера на крају.

Број хромозома је карактеристичан за врсту, за човека 46. Код

диплодиних

(2n), организама у једру

се налазе две копије сваког хромозома. Један је пореклом од мајке, а један од оца. Та два

хромозома су

хомологи хромозоми

; хромозомски пар који садржи исте гене и спарује се током

мејозе, тј. током профазе мејозе I, a у анафази се растављају тако да се од диплоидне (2n) добију

хаплоидне

(n) ћелије тј. гамети, чијим спајањем се поново успоставља диплоидан број хромозома.

Постоје

полни хромозоми

и сви остали или

аутозоми

. Полни хромозоми су код човека X и Y, при

чему јединке женског пола имају два X хромозома, а мушког пола X и Y. значи од 46 хромозома, 22
пара су аутозоми ,а један пар су полни, и то или ХХ или ХУ.

Комплетан сет свих (метафазних) хромозома у ћелији је

кариотип

Кариограм

је приказ свих

хромозомских парова који су фотографисани, исечени и сложени према положају центромере,
величине и распореду гена. Сваки ген има своје место на хромозому означено као

генски локус

Најважнија функција хромозома је то да је у њима

смештена ДНК

као наследни материјал.

Ген

се

обично дефинише као део, секвенца молекула ДНК који садржи инструкције-шифру за синтезу
одређеног функционалног молекула (пре свега иРНК па преко ње протеина, али и рРНК и тРНК).
Скуп свих гена једног организма је

генотип

, дакле укупан гентички материјал организма. Док је скуп

свих гена у хромозомима полних ћелија тј. један комплетан сет хромозома,

геном

Фамилије гена

-гени који кодирају функционално и структурно сродне протеине су чланови фамилје

гена;

Транспозабилни елементи-транспозони

јављају се у свим до сада изучаваним геномима; то су ДНК

секвенце које су „мобилне“ тј. могу мењати локацију у геному.

РНК

налази се у једру и ЦП; има сличну структуру као и ДНК али се разликује у три ствари: грађена је

само од једног полинуклеотидног ланца који има велики број нуклеотида; уместо шећера
дезоксирибозе има рибозу, и уместо азотне базе тимина (Т) има урацил(У).

Постоје три врсте РНК:

РНК информативна

-садржи шифру у структури о редоследу АК у одговарајућем протеину; у

ћелији има онолико иРНК колико има протеина

РНК транспортна

- преноси АК из ЦП до рибозома; она директно преводи шифру са иРНК на

полипептидни ланац

РНК рибозомална

-налази се у структури рибозома

Све три врсте РНК+ ДНК имају улогу у синтези протеина.

Централна догма молекуларне биологије-

Комплементарност база и секундарна структура ДНК

довели су до постављања тзв. „централне догме молекуларне биологије“. Она се односи на

проток

и реализацију генетичких информацја у ћелији

. Генетичка информација се налази у ДНК као

редослед нуклеотида. ДНК је дволанчана што указује на могућност самоинструкције- да се на
основу редоследа база у једном ланцу одреди редослед у другом. Проток информације у ћелији се
одиграва у смеру

ДНК ↔ДНК→РНК→протеин

. Пренос информације са РНК на ДНК постоји само

код вируса (реверзна транскрипција).

Проток генетичке информације у ћелији-

ДНК је искључиво информациони молекул. Информација

је садржана у броју и редоследу нуклеотида (дакле, у примарној структури ДНК). ДНК може да се
умножи ( да настане његова тачна копија) у процесу

репликације

. Тако се информација са ДНК

преноси на ДНК. Међутим, ДНК може да пренесе информцију и у сва три типа РНК у процесу

транскрипције

. Део молекула ДНК који се преписује у било који тип РНК назива се

ген

. иРНК с

информацијом са једног гена за синтезу протеина са ДНК, је матрица на којој се врши синтеза у
процесу

транслације.

Овај процес се дешава у рибозомима у чији састав поред различитих

протеина улази и неколико различитих

рРНК

молекула. Триплет нуклеотида на иРНК, тзв.

кодон

одређује тачно једну АК у полипептидном ланцу. У рибозомима се информација са иРНК чита кодон
по кодон. Трећа класа РНК молекула, тРНК, јесте преводилац информације са језика нуклеотида на
језик АК. Наиме, тРНК у својој примарној структури носи

антикодон

(триплет база који је

комплементаран кодону у иРНК) који одређује тачно једну АК коју ће тРНК донети са собом до
рибозома и по принципу комплементарности антикодон ће се везати за кодон, а донета АК ће се
додати растућем полипептидном ланцу.