Презентация на тему "Молекулярная генетика. Нуклеиновые кислоты" 11 класс

Содержание

• 
  Слайд 1

  Нуклеиновые кислотыЛекция 3

  МОЛЕКУЛЯРНАЯ ГЕНЕТИКА

• 
  Слайд 2
  

  Если Вы НЕ ЗНАЕТЕ:1. Что такое репликация транскрипция процессинг трансляция2. Из чего состоит ДНК РНК белок НА ЭКЗАМЕН ДАЖЕ НЕ ПРИХОДИТЕ !!!

• 
  Слайд 3
  

  УРОВНИ ТОНКОЙ СТРУКТУРНОЙ ОРГАНИЗАЦИИ ХРОМАТИНА СПб., 2013 http://www.cytspb.rssi.ru/education/chikhirzhina_structure_chromatine_2013.pdf КОНИЧЕВ А. С. Молекулярная биология. М.: Академия, 2012 ЖИМУЛЕВ И.Ф. Общая и молекулярная генетика. Издатель: Сибирское университетское издательство, 2007 http://www.biblioclub.ru МАТЕРИАЛЫ С САЙТА КАФЕДРЫ ГЕНЕТИКИ genetics.kemsu.ru Рекомендуемая литература

• 
  Слайд 4

  Словарик

  МОЛЕКУЛЯРНАЯ ГЕНЕТИКА. НУКЛЕИНОВЫЕ КИСЛОТЫ.

• 
  Слайд 5

  Словарь

  Хроматин –это вещество хромосом – комплекс ДНК  и белков Нуклеиновыекислоты–это линейные биополимеры (полинуклеотиды), построенные из мононуклеотидов, соединенных фосфодиэфирными связями ДНК – дезоксирибонуклеиновая кислота РНК – рибонуклеиновая кислота Нуклеозиды – содержат азотистое основание и рибозу (β-D-рибофуранозу) или дезоксирибозу (2-дезокси-β-D-рибофуранозу) Нуклеотиды – это фосфаты нуклеозидов

• 
  Слайд 6

  Историческая справка

  1868г. Швейцарский патологоанатом Иоган Фридрих Мишер выделил из клеточного ядра новое вещество, которое он назвал нуклеином (лат. nucleus – ядро), о чем сообщил в 1869 г. (подробные данные были опубликованы в 1890 г., уже после смерти Мишера). Johan Friedrich Miescher, 1811–1887

• 
  Слайд 7

  Строение нуклеиновых кислот

  МОЛЕКУЛЯРНАЯ ГЕНЕТИКА. НУКЛЕИНОВЫЕ КИСЛОТЫ.

• 
  Слайд 8

  Компоненты нуклеиновых кислот

  структурными единицами НК являются нуклеотиды, которые состоят из гетероциклического азотистого основания, моносахарида (пентозы) и остатка фосфорной кислоты фосфатная группа присоединена к 5’-атому углерода моносахаридного остатка 5'-фосфоэфирной связью основание – к 1’-атому N-гликозидной связью

• 
  Слайд 9

  Номенклатура нуклеотидов

  Пуриновый и пиримидиновый нуклеотиды

• 
  Слайд 10
  

  Нуклеотиды– фосфорные эфиры нуклеозидов. В зависимости от числа остатков фосфорной кислоты различают: нуклеозидмонофосфаты (НМФ), нуклеозиддифосфаты (НДФ), нуклеозидтрифосфаты (НТФ)

• 
  Слайд 11

  Строение нуклеоидов. Азотистые основания

  производные пиримидинового и пуринового гетероциклов (нумерация атомов в основаниях записывается внутри цикла)

• 
  Слайд 12

  Строение нуклеотидов. Сахара.

  представлены рибозой (в составе РНК), либо дезоксирибозой (в составе ДНК). Номера атомов записывают с внешней стороны цикла и к цифре добавляют штрих 1', 2', 3', 4' и 5'

• 
  Слайд 13

  Значение нуклеотидов

• 
  Слайд 14

  Обмен нуклеотидов

  МОЛЕКУЛЯРНАЯ ГЕНЕТИКА. НУКЛЕИНОВЫЕ КИСЛОТЫ.

• 
  Слайд 15
  

  Пищевые пурины и пиримидины мало используются для синтеза нуклеиновых кислот. до 90% пуриновых и пиримидиновых нуклеотидов синтезируются из простых предшественников denovo

• 
  Слайд 16

  Биосинтез пуриновых нуклеотидов

  Образование 5-фосфорибозил-1-дифосфата. Происхождение атомов С и N в пуриновом кольце.

• 
  Слайд 17
  

  Синтез АМФ и ГМФ из ИМФ. 1. аденилосукцинатсинтетаза 2. аденилосукциназа 3. ИМФ-дегидрогеназа 4. ГМФ-синтетаза.

• 
  Слайд 18

  Структура ДНК

  МОЛЕКУЛЯРНАЯ ГЕНЕТИКА. НУКЛЕИНОВЫЕ КИСЛОТЫ.

• 
  Слайд 19

  Первичная структура

  Уникальность структуры и функциональная индивидуальность молекул НК определяются их первичной структурой. Первичная структура ДНК - порядок чередования дезоксирибонуклеозидмоно-фосфатов (дНМФ) в полинуклеотидной цепи.

• 
  Слайд 20
  

  Связи в одноцепочечной ДНК Фосфодиэфирная связь 5’-группа атома одного нуклеотида связана с 3’-группой дезоксирибозысоседнего нуклеотида. На одном конце полинуклеотидной цепи находится 3’-конец, а на другом 5’-конец. Азотистые основания не принимают участия в соединении нуклеотидов одной цепи.

• 
  Слайд 21

  Вторичная структура

  1953 г. Дж. Уотсон и Ф. Крик предложили модель пространственной структуры ДНК. Согласно этой модели, молекула ДНК имеет форму спирали, образованную двумя полинуклеотидными цепями, закрученными относительно друг друга и вокруг общей оси. Историческая справка Джеймс Уотсон, Френсис Крик

• 
  Слайд 22
  

  ВОДОРОДНАЯ СВЯЗЬ Образуется между комплементарными парами оснований противоположный цепей. ПараА-Т стабилизируется двумя водородными связями, Г-Ц– тремя. Длина ДНК измеряется числом комплементарных пар нуклеотидов. Например, двойная спираль ДНК, соответствующая 1 хромосоме, составляет 263 м.п.н.

• 
  Слайд 23
  
• 
  Слайд 24
  

  Цепи ДНК образуют 2 желоба - малую и большую борозды.

• 
  Слайд 25

  Характеристики вторичной структуры ДНК

  Нерегулярность Существует регулярный сахарофосфатный остов, к которому присоединены азотистые основания. Их чередование нерегулярно.

• 
  Слайд 26
  

  Антипараллельность ДНК состоит из двух полинуклеотидных цепей, ориентированных антипараллельно. 3`-конец одной расположен напротив 5`-конца другой.

• 
  Слайд 27
  

  Комплементарность Каждому азотистому основанию одной цепи соответствует строго определенное основание другой цепи. Соответствие задается стереохимией.

• 
  Слайд 28
  

  Регулярная вторичная структура Две комплементарные, антипараллельно расположенные полинуклеотидные цепи образуют правые спирали с общей осью

• 
  Слайд 29
  

  В зависимости от рН среды, ионной силы, концентрации воды и т.п. конфигурация двойной спирали может меняться. Существует более 10 форм ДНК, которые различаются количеством пар оснований приходящихся на один виток, углом наклона оснований к вертикальной оси. Формы двойной спирали ДНК

• 
  Слайд 30

  Формы двойной спирали ДНК

  Å - Ангстрем (10) -10 м В-ФОРМА на один виток (шаг) спирали (3.4 нм) приходится 10 комплементарных пар. Диаметр спирали 20Å: пуриновый нуклеотид занимает 12Å, пиримидиновый - 8Å. В В-форме ДНК принимает участие в процессах репликации правозакрученные спирали

• 
  Слайд 31
  

  -10 Å - Ангстрем (10) м А-ФОРМА 11 пар азотистых оснований на виток. Шаг спирали равен приблизительно 2.8 нм. В А-форме ДНК принимает участие в процессах транскрипции правозакрученные спирали

• 
  Слайд 32
  

  -10 Å - Ангстрем (10) м С-ФОРМА шаг спирали 31Å, 9.3 пар оснований на виток. правозакрученные спирали

• 
  Слайд 33
  

  -10 Å - Ангстрем (10) м Z –ФОРМА «ЗИГЗАГ» Высота шага спирали 44.5 Å, на виток приходится 12 пар нуклеотидов. левозакрученная спираль

• 
  Слайд 34
  

  Форма SBS(side by side) лишена взаимозакрученности в двойную спираль. Важна для биосинтеза ДНК Формы двойной спирали ДНК

• 
  Слайд 35

  Молекулярная организация ядерного хроматина

  МОЛЕКУЛЯРНАЯ ГЕНЕТИКА. НУКЛЕИНОВЫЕ КИСЛОТЫ.

• 
  Слайд 36
  
• 
  Слайд 37

  Третичная структура. Уровни компактизации ДНК. НУКЛЕОСОМА

  – это повторяющийся структурный элемент хроматина, содержащий гистоновый октамер и ~150 п.н. ДНК. Гистоны образуют КОР(сердцевину) нуклеосомы. Каждая молекула гистона представлена дважды. На кор наматывается ДНК - 1.75 левых витка спирали.

• 
  Слайд 38

  Гистоны – основные белки

  Выделяют 5 фракций гистонов Образуется около 60 млн. молекул каждой фракции на клетку Богаты лизином и аргинином Все гистоны, кроме Н1, консервативны в эволюционном отношении Гистоны выполняют функцию, которая у всех эукариот обеспечивается одинаково. Любая мутация в гистоновых генах летальна.

• 
  Слайд 39
  
• 
  Слайд 40
  

  С октамером контактирует 145 п.н. и 20-30-40 п.н. между нуклеосомными корами. (Нуклеосомный уровень упаковки свойственен всей эукариотической ДНК, он дает укорочение в 7 раз. Диаметр увеличивается до 110 Å.) При РЕПЛИКАЦИИнуклеосомный уровень компактизации снимается. При ТРАНСКРИПЦИИнуклеосомы сохраняются. Третичная структура. Уровни компактизации ДНК. НУКЛЕОСОМА

• 
  Слайд 41

  Структура нуклеосом

• 
  Слайд 42

  Негистоновые белки

  Цинковый палец - фрагмент белка, содержащий около 20 аминокислотных остатков, в котором атом цинка связан с радикалами четырёх аминокислот: обычно с двумя остатками цистеина и двумя - гистидина. В некоторых случаях вместо остатков гистидина также находятся остатки цистеина

• 
  Слайд 43
  

  Н1взаимодействует с ОКТАМЕРАМИ, сближает их, на него наматывается ДНК. Образуется СУПЕРБИД. (Происходит сокращение линейного размера ДНК в 6-10 раз. Диаметр увеличивается до 300Å. Этот уровень компактизации, как и первый, не зависит от первичной структуры ДНК. ) Третичная структура. Уровни компактизации ДНК. СОЛЕНОИД ИЛИ СУПЕРБИД

• 
  Слайд 44
  

  Негистоновые белки узнают определенные последовательности ДНК и связываются с ними и друг другом, образуя петли по 20-80 тыс. п.н. !!!Петля обеспечивает экспрессию гена, т.е. является функциональным образованием. Укорочение за счет петель проходит в 20-30 раз. Образуются и петлевые домены. Диаметр увеличивается до 700Å. Третичная структура. Уровни компактизации ДНК. ПЕТЛЕВОЙ УРОВЕНЬ

• 
  Слайд 45
  

  Третичная структура. Уровни компактизации ДНК. МЕТАФАЗНАЯ ХРОМОСОМА

• 
  Слайд 46

  Функции ДНК