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2.10: Nukleinsäuren - Biologie

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Nukleinsäuren

Nukleinsäuren bestehen aus verbundenen Nukleotiden. DNA umfasst den Zucker, Desoxyribose, kombiniert mit Phosphatgruppen und Kombinationen von Thymin, Cytosin, Guanin und Adenin. RNA umfasst den Zucker, Ribose mit Phosphatgruppen und Kombinationen von Uracil, Cytosin, Guanin und Adenin.

DNA und RNA sind Nukleinsäuren und bilden die genetischen Anweisungen eines Organismus. Ihre Monomere heißen Nukleotide, die aus einzelnen Untereinheiten bestehen. Nukleotide bestehen aus einem 5-Kohlenstoff-Zucker (einer Pentose), einem geladenen Phosphat und a Stickstoffbase (Adenin, Guanin, Thymin, Cytosin oder Uracil). Jeder Kohlenstoff der Pentose hat eine Positionsbezeichnung von 1 bis 5. Ein wesentlicher Unterschied zwischen DNA und RNA besteht darin, dass DNA Desoxyribose und RNA Ribose enthält. Das Unterscheidungsmerkmal zwischen diesen Pentosen liegt an der 2'-Position, wo eine Hydroxylgruppe in der Ribose durch einen Wasserstoff ersetzt ist.

DNA hat eine doppelhelikale Struktur. Zwei antiparallele Stränge sind durch Wasserstoffbrücken verbunden.

Das folgende Video veranschaulicht die Struktur und Eigenschaften der DNA.

DNA ist ein doppelhelikales Molekül. Zwei antiparallele Stränge sind durch Wasserstoffbrücken miteinander verbunden. Adenin bildet mit Thymin 2 H-Brücken. Guanin bildet mit Cytosin 3 H-Brücken. Dieses AT- und GC-Matching wird als . bezeichnet Komplementarität. Während sich die stickstoffhaltigen Basen im Inneren der Doppelhelix befinden (wie Sprossen auf einer Leiter), bildet das sich wiederholende Rückgrat aus Pentosezucker und Phosphat das Rückgrat des Moleküls. Beachten Sie, dass Phosphat eine negative Ladung hat. Dadurch sind DNA und RNA insgesamt negativ geladen.

Es gibt 10 Basen für jede vollständige Umdrehung in der Doppelhelix der DNA.

Nukleinsäuren: DNA-Extraktion und Disches Diphenylamin-Test (Aktivität)

Prelab-Fragen

  1. Was sind Früchte?
    1. Woher kommen sie?
    2. Woraus sind sie gemacht?
  2. Verwenden Sie die Phylogenie, um Pflanzen zu klassifizieren (DKPCOFGS)
  3. Wo befindet sich die DNA in den Früchten? Wo sitzt es in dir?
  4. Warum möchten Sie DNA aus einem Organismus extrahieren?
  5. Welche Molekülklasse ist die DNA?

Extraktion von DNA aus Früchten

Anweisungen für einzelne Panels finden Sie unter https://github.com/jeremyseto/bio-oer/blob/master/figures/chemistry/DNA/fruitdnaisolation.svg

  1. Etwa 10 g oder 3 cm überreife Banane ODER 3 Trauben ODER 1 Erdbeere in einem Beutel mit Reißverschluss zerdrücken.

  • Am besten ist eine überreife Banane, da sich die Zellwände bereits zersetzen
  • Physisches Maischen bricht die Zellwände weiter auf

2. Fügen Sie 7 ml Salzlösung hinzu.

  • Die Salzlösung hilft der DNA, sich zu aggregieren (zusammenzuklumpen).

3. 7 ml Flüssigwaschmittel hinzufügen und mischen.

  • Löst die Lipide in den Zell- und Kernmembranen auf
  • Gibt DNA in die Salzlösung frei

4. Platzieren Sie einen Kaffeefilter über einer Tasse oder einem Becher und befestigen Sie ihn mit einem Gummiband.

  • Püree durch den Filter in ein Becherglas gießen

5. Gießen Sie etwa 5 ml Filtrat in ein Reagenzglas.

6. Gießen Sie langsam ein GLEICH Volumen an kaltem Ethanol an der Seite des Röhrchens herunter, um eine Schicht auf der Fruchtflüssigkeit zu bilden.

  • Lassen Sie den Alkohol vorsichtig an der Seite herunterlaufen, um eine separate Schicht auf der Fruchtlösung zu bilden.
  • Mischen Sie die Alkohol- und Bananenlösung nicht.
  • Eiskaltes 100 % Ethanol funktioniert am besten.

7. Aufspulen der DNA: Verwenden Sie eine Plastikschlaufe oder einen Glasstab, um die Grenzfläche der beiden Lösungen vorsichtig zu schwenken.

  • An der Schnittstelle treffen die beiden Lösungen aufeinander.
  • DNA ist in Alkohol nicht löslich.
  • Um eine wollige Substanz (das ist die DNA) können sich Blasen bilden.

8. Übertragen Sie die DNA.

Dische Diphenylamin-Test für DNA

DNA kann chemisch identifiziert werden mit dem Dische Diphenylamin-Test. Saure Bedingungen wandeln Desoxyribose in ein Molekül um, das mit Diphenylamin bindet, um einen blauen Komplex zu bilden. Die Intensität der blauen Farbe ist proportional zur DNA-Konzentration. Der Dische-Test erkennt die Desoxyribose der DNA und interagiert nicht mit der Ribose in der RNA. Der Blauanteil entspricht der DNA-Menge in Lösung.

Die Diphenylaminverbindung des Dische-Tests interagiert mit der Desoxyribose der DNA, um eine blaue Färbung zu ergeben.

  1. Besorge dir 3 Reagenzgläser und nummeriere sie 1-3.
  2. Suspendieren Sie die gespoolte DNA in 3 ml destilliertem Wasser. MISCHEN.
  3. Zu den Rohren hinzufügen:
    1. 2 ml DNA-Lösung
    2. 1 ml DNA-Lösung mit 1 ml H2Ö
    3. 2 ml H2Ö
  4. 2 ml des Diphenylamin-Reagenz von Dische in jedes Röhrchen geben und gründlich mischen.
  5. 10 Minuten in ein kochendes Wasserbad legen.
  6. Werten Sie Ihre Ergebnisse aus. Ein klares Röhrchen zeigt keine Nukleinsäuren an. Eine blaue Farbe zeigt das Vorhandensein von DNA an. Eine grünliche Farbe zeigt das Vorhandensein von RNA an.

Höhepunkte

APOBEC-Proteine ​​katalysieren die Desaminierung von Cytidin oder Desoxycytidin entweder sequenzspezifisch oder semispezifisch auf DNA oder RNA.

APOBECs besitzen jeweils die Cytidin-Deaminase-Kernfaltung, aber Sequenz- und Strukturunterschiede zwischen Schleifen, die das Zink-abhängige aktive Zentrum umgeben, verleihen Unterschiede in sequenzabhängigen Zielpräferenzen, Bindungsaffinität, Katalysegeschwindigkeit und Regulierung des Substratzugangs zum aktiven Zentrum unter den 11 Familienmitglieder.

APOBECs regulieren auch die Desaminierungsreaktion durch zusätzliche Nukleinsäuresubstrat-Bindungsstellen, die sich in Oberflächenrillen oder Flecken mit positivem elektrostatischem Potential befinden, die distal zum aktiven Zentrum liegen, dies jedoch unspezifisch tun können.

Die Bindung von Nichtsubstrat-RNA und RNA-vermittelter Oligomerisierung durch APOBECs, die ssDNA desaminieren, reguliert die katalytische Aktivität herunter, kontrolliert aber auch die subzelluläre oder Virion-Lokalisierung von APOBEC.

Das Vorhandensein einer zweiten, wenn auch nicht katalytischen Cytidin-Deaminase-Domäne für einige APOBECs und die Fähigkeit einiger APOBECs zur Oligomerisierung fügen zusätzliche molekulare Oberflächen für eine positive oder negative Regulation der Katalyse durch Nukleinsäurebindung hinzu.

Die 11-köpfige APOBEC-Familie (Apolipoprotein B mRNA Editing Catalytic Polypeptid-like) von Zink-abhängigen Cytidin-Deaminasen bindet an RNA und einzelsträngige DNA (ssDNA) und modifiziert in bestimmten Zusammenhängen ausgewählte (Desoxy)Cytidine zu (Desoxy)Uridinen . In diesem Aufsatz beschreiben wir Fortschritte durch hochauflösende Co-Kristallstrukturen von APOBECs, die an Mono- oder Oligonukleotide gebunden sind und potenzielle substratspezifische Bindungsstellen am aktiven Zentrum und nicht sequenzspezifische Nukleinsäure-Bindungsstellen distal zum aktiven Zentrum zeigen Seite? ˅. Wir diskutieren auch die Wirkung der APOBEC-Oligomerisierung auf die Funktionalität. Zukünftige Strukturstudien müssen sich damit befassen, wie die ssDNA-Bindung außerhalb des aktiven Zentrums die Katalyse verstärken kann und wie die RNA-Bindung die katalytische Aktivität auf ssDNA modulieren kann.



Bemerkungen:

  1. Doum

    Darin ist etwas. Früher dachte ich anders, danke für die Erklärung.

  2. Gardamuro

    Ich entschuldige mich, aber meiner Meinung nach gestehen Sie den Fehler ein. Schreib mir per PN, wir regeln das.

  3. Erving

    Ich kann momentan nicht an der Diskussion teilnehmen - es gibt keine Freizeit. Aber bald werde ich auf jeden Fall schreiben, was ich denke.

  4. Warwyk

    It seems to me that this has already been discussed, use the search on the forum.



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