مشخصات اسیدهای نوكلئیك
كلیات
ماكرومولكولهای حیاتی، تركیبات بزرگی با پیچیدگی خاص و سطوح مطالعاتی مختلفی هستند كه از آن
پلی مر خطی از دزوكسی ریبونوكلئوتیدهاست ، DNA . جمله می توان به اسیدهای نوكلئیك و پروتئینها اشاره نمود
كه پلی نوكلئوتید نامیده می شود. نوكلئوتید از اسید فسفریك، قند ٥ كربنه و باز آلی تشكیل شده است . در مولكول
، است كه به تعداد ١ H3PO ٢ - دزوكسی ریبوز وجود دارد. فسفات به صورت معدنی 4 - D قند به فرم بتا DNA
3 یا ′ 5 می تواند واقع شود و حالتهای مختلف اسید نوكلئیك را ایجاد ′, ٢ یا ٣ فسفات در نقاط مختلف قند ′ 2
نماید. بازهای آدنین و گوانین تركیبات دوحلقه ای (پورین) و سیتوزین، تیمین و اوراسیل تركیبات یك حلقه ای
گلیكوزیدی به هم متصل هستند، نوكلئوزید – N (پیریمیدین) هستند. مجموعه قند و باز آلی كه از طریق پیوند بتا
را تشكیل می دهند. اضافه شدن گروه فسفات نوكلئوتید را تشكیل می دهد. اگر فسفر آلفای كربن قند یك نوكلئوتید
3′ −) قند نوكلئوتید را تشكیل می دهد. اگر فسفر آلفای كربن ′ 5 قند یك نوكلئوتید OH ) به گروه هیدروكسیل
(
5′→3′) 3′ −) قند نوكلئوتید دیگر متصل شود جهت تشكیل را ′ 5 به ′ 3 OH ) به گروه هیدروكسیل5
در حالت عادی ′ به ′ 3 است. DNA می گویند كه جهت تشكیل
بین تیمین و آدنین دو پیوند هیدروژنی و بین گوانین و سیتوزین سه پیوند هیدروژنی وجود دارد و براساس
قانون شارگاف تیمین یا آدنین و گوانین با سیتوزین برابر است، اما همیشه این قانون صادق نیست . بر طبق مدل
و راس تگرد B – DNA دورشت های مارپیچ است كه در حالت طبیعی به فرم DNA ، واتسون- كریك
خاصیت پلی آنیون دارد به طوری كه بازهای آلی به سمت داخل و گروه فسفات به سمت بیرون یا DNA . می باشد
است. DNA در سطح خارجی ماكرومولكول
اتم هیدروژن در بازهای آلی می تواند روی اتمهای نیتروژن و یا اكسیژن حلقه جابجا : DNA - توتومریسم بازهای
شود، این تغییر موقعیت اتم هیدروژن بر روی حلقه باز آلی را توتومریزاسیون م یگویند كه در نتیجه آن آدنین و
و انول (Keto) و بازهای گوانین و تیمین به فرم كتو (Imino) و ایمینو (Amino) سیتوزین به فرم آمینو
تغییر می كنند. (Enol)
-
بازهای تغییر شكل یافته: علاوه بر بازهای طبیعی آدنین، گوانین، سیتوزین، تیمین و اوراسیل بازهای دیگری نیز درساختمان اسیدهای نوكلئیك شركت می كنند كه در اثر شرایط مختلف گروههایی از بازها تغییر پیدا می كنند و
گاه بیش از ٥٠ درصد ،RNA وارد م یشود اما در ساختمان DNA بازهای نادر را به وجود می آورند كه به ندرت در
- بازها را تشكیل می دهند. مهمترین این تغییرات متیله شدن بازها است كه ١- متیل آدنین، ٦- متیل آدنین، ١
متیل گوانین و ٧- متیل گوانین را تشكیل می دهند . دی هیدرواوراسیل، هیپوگزانتین یا ٦- اكسی پورین ،
از بازهای تغییر شكل یافته هستند . گاهی بر اثر هیدرولیز گروه آمینوبازها كه Y باز ، (ψ ) پسودواوراسیل
دآمیناسیون هیدرولیتیك نامیده می شود نیز تغییراتی در آنها ایجاد می گردد . در اثر دآمیناسیون هیدرولیتیك
آدنین، گوانین و سیتوزین به ترتیب هیپوگزانتین، گزانتین و اوراسیل ایجاد م یشود. تیمین گروه آمینو ندارد. بازهای
گلیكوزیلاز برداشته می شوند. - DNA با واكنشهای هیدرولیزی به كمك آنزیم DNA دآمینه شده
-
چرخش پیونده ا: در یك دی نوكلئوتید ٦ پیوند قابل چرخش وجود دارد . پیوند گلیكوزیدی بین باز آلی و قن د كهقند اتصال می یابند و .C به اتم 1 N و بازهای دو حلقه ای از طریق اتم 9 N بازهای یك حلقه ای از طریق اتم 1
منجر به تشكیل نوكلئوزید و آب می گردد، قابل چرخش است و دو ایزومر فضایی ایجاد می نماید:
كه قند و باز آلی هر دو در یك سمت پیوند گلیكوزیدی قرار می گیرند. Syn یا (Cis) ١. حالت سیس
كه قند در یك طرف و باز آلی در طرف دیگر پیوند گلیكوزیدی قرار Anti یا (Trans) ٢. حالت ترانس
می گیرند.
نام م ی برند كه ا گر از ٥ اتم حلقه فورانوز یا ریبوز چهار اتم Puckering تغییرات قند ریبوز را تحت عنوان
را ایجاد م ی كند كه اگر در Envelope در یك صفحه و یكی از اتمها در خارج صفحه قرار گیرد حالت
م ی نامند. حالت دوم Exo باشد، خارج از صفحه یا C و اگر در خلا ف ′ 5 Endo باشد، داخل صفحه یا C طرف ′ 5
و Y و X نام دارد سه اتم در صفحه هستند و دو اتم از صفحه خارج می شوند. بازها نیز نسبت به محور Twist كه
م یتوانند تغییراتی داشته باشند. Z
پیوندهای گلیكوزیدی بین بازها و قند در یك جفت باز مكمل كه در مقابل هم : DNA - شیارهای بزرگ و كوچك
قرار گرفته اند در یك خط قرار نمی گیرند و در نتیجه دو شیار نامساوی در دو طرف ایجاد می شود كه یكی بزرگتر از
Major groove, ) ١٨٠ درجه و دیگری كوچكتر از ١٨٠ درجه م یباشد كه به ترتیب شیار بزرگ و شیار كوچك
N Minor groove
2′ Endo
پیریمیدین و 3 پورین از یك جفت باز و شیار بزرگ O ) نام دارند. شیار كوچك مربوط به 2
طرف مقابل آن است.
مشخص می گردد كه به DNA اشكال فضایی مختلف X به وسیله كریستالوگرافی اشعه : DNA - انواع شكلهای
وجود دارد. I و G ،H ،Z ،A ،B فرمهای
است و در شرایطی كه آب محیط ٩٢ درصد است این فرم ایجاد می شود، B – DNA فرم طبیعی : B – DNA -
چرخش قن د − ، فاصله هر جفت ،Anti جهت پیچش راست گرد، پیوند گلیكوزیدی ترانس یا
35.4A 23/ 7 3/ 4A باز
(
34 ) o 36oo Ao o ١٠ ، ارتفاع هر پیچ ، زاویه / ، قطر مارپیچ ، تعداد جفت ب ا زها در هر پیچ ٤
شیار كوچك باریك ، Ao چرخش ، انحراف جفت باز از حالت طبیعی 1، شیار بزرگ پهن و كام ً لا عمیق
3.11 ) و واحد تكرار شونده یك جفت باز است. Ao ) و كام ً لا عمیق
با افزودن تركیبات نمكهای منووالانت مانند سدیم و پتاسیم به محیط و كاهش رطوبت نسبی : A – DNA -
زنجیر دو رشت های با حالت A – DNA . تبدیل م یشود A – DNA به B – DNA محیط از ٩٢ % به ٧٥ % فرم
راس ت گرد، شیار بزرگ تنگ و عمیق و شیار كوچك گشاد و كم عمق، در هر پیچ ،(Antiparallel) موازی ناهمسو
25.5Ao A ١١ جفت باز به ارتفاع 2.3 25.3
3′−Endo
A 3.8
45.6
9A
3′−Endo
N
32.2 o Ao Ao ، هر جفت باز به فاصله ، زاویه چرخشی و قطر
،Anti قند ، انحراف جفت باز از حالت طبیعی محور مارپیچ ١٩ درجه، پیوند گلیكوزیدی ترانس یا
كه به RNA است. قسمتهایی از A – DNA دهیدراته DNA واحد تكرارشونده یك جفت باز، شكل پهن و فرم
به B – DNA شباهت دارد. هنگام تبدیل A – DNA به DNA – RNA صورت دو رشته ای هستند و هیبرید
وجود دارد. (Junction) بخشی به نام نقطه اتصال یا برخوردگاه A – DNA
Z دورشت های چپگرد است كه ستون حاصل از فسفاتها به حالت زیگزاگ می باشد، تحت این شرایط : Z – DNA -
NaCl) تشكیل می شود: ١- توالی غنی از سیتوزین و گوانین ٢- قدرت یونی محیط و غلظت بالای نمك – DNA
در حالت درزیوه ای شیار بزرگ DNA به dnaA به غلظت ٤ مولار) ٣- اتصال بعضی از پروتئینها از جمله پروتئین
18.4 ، جهش o قطر مارپیچ ، Ao مسطح و صاف، شیار كوچك بسیار باریك و عمیق، فاصله هر جفت باز
انحراف جفت باز از حالت ، Ao ٦ دیمر )، ارتفاع هر پیچ ) پیچش چپ گرد، تعداد جفت بازها در هر پیچ ١٢
حالت ترانس یا آنتی T و C واحد تكرار شونده دو جفت باز، پیوند گلیكوزیدی برای ، o طبیعی محور مارپیچ
G و پیریمیدی نها و برای C ٢ برای – Endo چرخش قند ،(Cis) حالت سیس G و برای (Anti)
و پورین ها است.
به صورت طبیعی و بازهای مكمل با پیوندهای واتسون - DNA سه رشته ای): دو رشته DNA) H – DNA -
كریك به یكدیگر متصل می شوند و رشته سوم با پیو ند هوگستن كه در آن 7 حلقه ایمیدازول در پیوند شركت
س هرشته ای ایجاد می شود. DNA می كند به هم متصل می شوند و
پروموتور TFO به نام H – DNA در كنترل بیان ژن هاست. الیگونوكلئوتید ١٧ نوكلئوتیدی H – DNA نقش
برخی ژن ها را قفل می كند.
تلومرها است كه تلومر دو كروموزوم با توالی غنی از گوانین در مجاورت یكدیگر قرار DNA : G – DNA -
می گیرد و ساختمان چهاررشته ای تشكیل می شود. چهار گوانین از طریق پیوند واتسون كریك و هاگستین با هم
را ایجاد م یكند. G – quarter ارتباط دارند و صفحه تترامری موسوم به
I – غنی از سیتوزین در مقابل هم قرار گیرند ساختمان چهار رشت های DNA اگر دو زنجیر : I – DNA -
تشكیل می شود. DNA
تبلیغات 