18.7 – Nukleinsyrer – kemi.androide.dk

**Figur 18.16** – Et diagram over den generelle struktur for en nukleotid der findes i nukleinsyrer.

Der er to nært beslægtede typer af nukleinsyrer: deoxyribonukleinsyre (DNA) og ribonukleinsyre (RNA). Begge er polymerer af gentagne monomerenheder, kendt som nukleotider. Et DNA molekyle kan indeholde adskillige millioner nukleotider; mindre RNA molekyler, kan indeholde op til adskillige tusinde. Hver nukleotid består af tre komponenter: en base, en kulhydratring med fem carbonatomer, og en phosphatgruppe (se figur 18.16).

Baser

Baserne i nukleinsyrer, er afledt af pyrimidin eller purin. I DNA er purinbaserne adenin (A) og guanin (G), og pyrimidinbaserne er cytosin (C) og thymin (T). I RNA, er thymin (T) erstattet af uracil (U); adenin (A), guanin (G), og cytosin (C) er de samme som i DNA (se figur 18.17).

Ribose og deoxyribose sukrene

**Figur 18.18** – Den fematomige pentose som findes i RNA er ribose, og deoxyribose i DNA.

I RNA, er sukkeret den fematomige ribose, som giver bogstavet R ved forkortelsen RNA. Atomerne i pentosesukrene er nummereret med apostroffer (1’, 2’, 3’, 4’, og 5’) for at differentiere dem fra atomerne i baserne. I DNA, er sukkeret den fematomige deoxyribose, der ligner ribose, med undtagelse af, at der ikke er nogen hydroxylgruppe (—OH) på carbonatom nr. 2’. Præfikset deoxy- betyder ”uden oxygen”, og giver bogstavet D i forkortelsen DNA (se figur 18.18).

Nukleosider og nukleotider

En nukleosid dannes, når en pyrimidin eller purin, danner en glycosidbinding til carbonatom nr. 1’ på en sukker, enten ribose eller deoxyribose. For eksempel danner adenin – en purin – og ribose en nukleosid kaldet adenosin.

En base danner en N-glycosidbinding med ribose eller deoxyribose, og danner en nukleosid.

Nukleotider dannes, når carbonatom nr. 5’s —OH gruppe i ribose eller deoxyribose i en nukleosid, danner en phosphatester. Alle nukleotiderne i RNA og DNA kan ses i figur 18.19.

**Figur 18.19** – Nukleotiderne i RNA er de samme som nukleotiderne i DNA bortset fra, at i DNA (vist i lyserød) er sukkeret deoxyribose, og deoxythymidin erstatter uridin.

Navnet på en nukleosid som indeholder en purin, ender med –osin, hvor en nukleosid der indeholder pyrimidin, ender på –idin. De korresponderende nukleosider i RNA og DNA, navngives ved at tilføje
-5’monophosphat. Selvom bogstaverne A, G, C, og T repræsenterer baserne, bruges de ofte i forkortelserne for de respektive nukleosider.

Nukleinsyrernes struktur

I den primære struktur for nukleinsyrer, er hver sukker (S) i sukker-phosphatrygraden, bundet til en base (A, C, G, eller T(U))

Nukleinsyrerne er polymerer af mange nukleotider, i hvilke 3’-hydroxylgruppen i sukkeret på den ene nukleotid, binder sig til phosphatgruppen på carbonatom nr. 5’ i sukkeret på den næste nukleotid. Bindingen mellem sukrene i nabonukleotiderne, betegnes som en phosphodiesterbinding. Som flere nukleotider tilføjes dannes der en rygrad, som består af skiftevis en sukker og en phosphatgruppe.

I enhver nukleinsyre, har sukkeret i den ene ende en fri 5’-phosphatgruppe, og sukkeret i den anden ende, har en fri 3’-hydroxylgruppe. En nukleinsyresekvens læses fra den frie 5’-phosphat, mod den frie 3’-hydroxyl, ved at anvende bogstaverne for baserne. For eksempel, er nukleotidsekvensen i den sektion af RNA der vises i figur 18.20 —A C G U —.

**Figur 18.20** – I den primære struktur for et stykke RNA, er nukleotiderne bundet sammen af 3’—5’ pohphodiesterbindinger.

DNA dobbelthelix: En sekundær struktur

Dobbelthelixen er den karakteristiske form på DNA molekyler.

I 1953, foreslog James Watson (1928-) og Francis Crick (1916-2004), at DNA var en dobbelthelix (dobbeltspiral), som bestod af to polynukleotidstrenge, der vrider sig omkring hinanden som en vindeltrappe. Sukker-phosphatrygraden, er analog med det ydre gelænder, med baserne placeret som trappetrinene langs indersiden.

Hver af baserne langs en polynukleotidstreng, danner hydrogenbindinger med en specifik base på den modsatte DNA streng. Adenin binder sig kun til thymin, og guanin binder sig kun til cytosin (se figur 18.21). Parrene A—T og G—T, kaldes for komplementære basepar. Den specifikke parring af baserne sker, fordi adenin og thymin danner to hydrogenbindinger, mens cytosin og guanin danner tre hydrogenbindinger.

Opgaveeksempel 18.9

Komplementære basepar

Opstil den komplementære basesekvens, for følgende segment af en streng af DNA:

— A C G A T C —

Løsning

I den komplementære streng af DNA, parre basen A sig med T, og G parre sig med C.

DNA replikering

Ved DNA replikering, deler strengene sig fra forældre DNA’et sig, hvilket tillader en syntetisering af komplementære strenge af DNA. Replikeringsprocessen begynder, når et enzym katalyserer udrulningen af en del af dobbelthelixen, ved at bryde hydrogenbindingerne mellem de komplementære baser. Disse enkeltstrenge af DNA, eller forældre DNA, fungerer nu som skabeloner for syntesen af nye komplementære strenge af DNA (se figur 18.22). Inde i cellekernen, danner nukleotider for hver base, hydrogenbindinger med deres komplementære baser.

**Figur 18.22** – Ved DNA replikation, fungerer hver af strengene fra forældre DNA’et, som skabelon for syntesen af komplementære strenge, som danner to eksakte kopier af DNA.

Til sidst, er hele dobbelthelixen af forældre DNA’et blevet kopieret. I hver ny DNA molekyle, er den ene streng i dobbelthelixen fra det oprindelige DNA, og den anden er en nyligt syntetiseret streng. Denne proces, skaber to nye DNA strenge, kaldet datter DNA, som er identiske med hinanden, og eksakte kopier af det originale forældre DNA. Ved DNA replikering, sikrer den komplementære baseparring, den korrekte placering af baser i de nye DNA strenge.

18.8 – Proteinsyntese →