Содержание
-
Нуклеиновые кислоты.
ДНК РНК
-
Нуклеиновые кислоты
ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота) РНК (рибонуклеиновая кислота)
-
Нуклеиновые кислоты – природные высокомолекулярные органические соединения, обеспечивающие хранение и передачу наследственно информации в живых организмах.
-
Вехи истории
НК впервые были описаны в 1869 г швейцарским биохимиком Фридрихом Мишером ( 1844 – 1895). Выделил веществов клеточных ядрах лейкоцитов. (Из гнойного вещества, в состав которого входили N2, Р). Назвал - нуклеином, отсюда и название – нуклеиновая кислота (лат. «nucleus» - ядро).
-
Из местной хирургической больницы ему поставляли повязки, снятые со свежих гнойных ран. Мишер отмывал лейкоциты из ткани бинтов, а затем выделял из отмытых клеток молекулы белков. В процессе исследований, ему удалось установить, что кроме белка, в лейкоцитах содержится еще какое-то неизученное вещество. Оно выделялось в виде осадка нитевидной или хлопьеобразной структуры при создании кислой среды. При подщелачивании раствора, осадок растворялся. Исследуя препарат лейкоцитов под микроскопом, Мишер обнаружил, что в процессе отмывания лейкоцитов разбавленной соляной кислотой, от них остаются одни ядра. На основании этого, он сделал заключение о том, что в ядрах клеток содержится неизвестное вещество, и назвал его нуклеином, от латинского слова nucleus, что в переводе означает «ядро».При более подробном изучении, Мишер разработал целую систему выделения и очистки нуклеинов. Выделенное соединение он подверг обработке эфиром и другими органическими растворителями, и убедился, что это не жировое соединение, т. к. оно не растворялось в этих веществах. Не имели нуклеины и белковой природы, т.к. при обработке ферментами, разлагающими белки, они не претерпели никаких изменений.
-
В 1944 г. группа американских бактериологов из Рокфеллеровского института во главе с О. Эвери показала, что способность пневмококков вызывать болезнь передается от одних к другим при обмене ДНК (плазмидами). Таким образом, было доказано, что именно ДНКявляетсяносителем наследственной информации. Теории, объясняющей данный факт, еще не было.
-
Строение нуклеиновых кислот Азотистые основания Углевод Остаток фосфорной кислоты
-
Азотистые основания
-
Углеводы Рибоза Дезоксирибоза
-
Химическое строение азотистых оснований и углеводов
в РНК в ДНК в РНК в ДНК
-
Остаток фосфорной кислоты P O O OH OH
-
Строение нуклеиновых кислот Азотистое основание сахар Нуклеозид
-
Строение нуклеотида
Азотистое Основание сахар пентоза остаток фосфорной кислоты. Рибоза аденин тимин гунин цитозин Дезоксирибоза H2PO4 (остаток) урацил
-
Нуклеотид
-
Азотистое основание сахар пентоза остаток фосфорной кислоты.
-
Химическая формула нуклеотида
-
Строение ДНК
ДНК- биополимер, состоящий из полинуклеотидных цепей, соединенных друг с другом. ДНК- полимер с очень большой молекулярной массой. ДНК- полимер, состоящий из мономеров- нуклеотидов.
-
Нуклеотидный состав ДНК впервые ( 1950г.) количественно проанализировал американский биохимик Эрвин Чаргафф( 1905 – 2002г.) В 1950 — 1953 годах им было показано, что общее количество адениновых остатков в каждой молекуле ДНК равно количеству тиминовых остатков, а количество гуаниновых остатков — количеству цитозиновых.
-
Количество аденина равно количеству тимина, а гуанина — цитозину: А=Т, Г=Ц. Количество пуринов равно количеству пиримидинов: А+Г=Т+Ц. Правила Чаргаффа
-
Морис Хью УИЛКИНС (1916 г. - 2004 г.) 1950г. – получил рентгенограмму кристаллических волокон ДНК. ДНК имеет определенную структуру. Четкий крест – признак двойной спирали. Нуклеотиды расположены друг от друга на расстоянии 0,34 нм Виток – 10 нуклеотидов.
-
-
УОТСОН Джеймс Дьюи(1928 - н.в.) КРИК Френсис Харри Комптон (1916 - н.в.) 1.Сахарофосфатный остов – на периферии ДНК. 2. Пуриновые и пиримидиновые основания – в середине. 3. Аденин может спариваться только с тимином, а гуанин с цитозином.
-
-
Комплементарность (лат. complementum — дополнение) — пространственная взаимодополняемость молекул или их частей, приводящая к образованию водородных связей. В нуклеиновых кислотах наблюдается комплементарность последовательностей оснований в противоположных цепях ДНК. Азотистые основания нуклеотидов способны вследствие образования водородных связей формировать парные комплексы А = Т, А = У; Г =Ц
-
Вторичная структура нуклеиновых кислот
Молекула ДНК – спиральная, состоит из двух полинуклеотидных цепей, закрученных вокруг общей оси – вторичная структура. Пары оснований располагаются строго перпендикулярно оси двойной спирали, подобно перекладинам в перевитой веревочной лестнице. Эти пары имеют почти точно одинаковые размеры, поэтому в структуру двойной спирали «вписываются» любые последовательности пар оснований. Данное строение и отражает модель Уотсона-Крика.
-
Александер ТОДД (1907 г. – 1997 г.) В начале 50- х годов большая группа ученых под руководством английского ученого А. Тодда установила точную структуру связей, соединяющих нуклеотиды одной цепи. Все эти связи оказывались одинаковыми: углеродный атом в 5'- положении остатка дезоксирибозы одного нуклеотида соединяется через фосфатную группу с углеродным атомом в З'-положении соседнего нуклеотида.
-
-
-
Подведем итоги по строению ДНК: -число полинуклеотидных цепей в молекуле ДНК равно двум; -цепи образуют спирали по 10 пар оснований в каждом витке; -двойные цепи закручены одна вокруг другой и вместе вокруг общей оси; -фосфатные группировки находятся снаружи спирали, а основания внутри и расположены с интервалом 0,34 нм под прямым углом к оси молекулы;
-
-цепи удерживаются вместе водородными связями между основаниями; -пары, образуемые основаниями (А-Т и Г-Ц), в высшей степени специфичны: полинуклеотидные цепи комплементарны друг другу ; -в структуре ДНК может происходить изменение в чередовании нуклеотидов ( мутации ). Подведем итоги по строению ДНК:
-
Задача. В молекуле ДНК обнаружено 880 гуаниновых нуклеотидов, которые составляют 22% от общего количества нуклеотидов этой ДНК. Определить: сколько содержится других нуклеотидов (по отдельности) в этой молекуле ДНК?
-
Дано: Решение: Г – 880 – 22% 1) Исходя из правила Г=Ц, 880 - 22% Найти: 2) Принцип комплементарности: ( А + Т) + ( Г + Ц) = 100 % А -? А = Т = 100 –( 22+22) = 56% Т-? 3) Вычислим количество нуклеотидов: Ц-? 880 – 22% х = 880 · 56 : 22= 2240 Х – 56 % А + Т = 2240 : 2 = 1120 ( А =Т) 4) общее количество нуклеотидов 880+880+ 1120+ 1120+ = 4000 В одной цепи 4000 : 2 = 2000 нуклеотида Ответ А = Т = 1120, Г=Ц =880.
-
Реши задачу:
33 Одна из цепей фрагмента молекулы ДНК имеет следующее строение: Г-Г-Г-А-Т-А-А-Ц-А-Г-А-Т. Укажите строение противоположной цепи. Укажите последовательность нуклеотидов в молекуле и-РНК, построенной на этом участке цепи ДНК.
-
Решение:
34 I цепь ДНК Г-Г-Г-А-Т-А-А-Ц-А-Г-А-Т Ц-Ц-Ц-Т-А-Т-Т-Г-Т-Ц-Т-А (по принципу комплементарности) и-РНК Г-Г-Г-А-У-А-А-Ц-А-Г-Ц-У-
-
Репликация ДНК
Удвоение молекулы ДНК называют репликациейили редупликацией. Во время репликации часть молекулы «материнской» ДНК расплетается на две нити с помощью специального фермента , причем это достигается разрывом водородных связей между комплементарными азотистыми основаниями: аденином —тимином и гуанином – цитозином. Далее к каждому нуклеотиду разошедшихся нитей ДНК фермент ДНК-полимераза подстраивает комплементарный ему нуклеотид. Таким образом, образуются две двуцепочечные молекулы ДНК, в состав каждой из которых входят одна цепочка «материнской» молекулы и одна новосинтезированная («дочерняя») цепочка. Эти две молекулы ДНК абсолютно идентичны.
-
УОТСОН Джеймс Дьюи(1928 - н.в.)
Американский биофизик, биохимик, молекулярный биолог, предложил гипотезу о том, что ДНК имеет форму двойной спирали, выяснил молекулярную структуру нуклеиновых кислот, принцип передачи наследственной информации. Лауреат Нобелевской премии 1962 года по физиологии и медицине (вместе с Фрэнсис Харри Комптоном Криком и Морисом Уилкинсом).
-
КРИК Френсис Харри Комптон (1916 - н.в.)
Английский физик, биофизик, специалист в области молекулярной биологии, выяснил молекулярную структуру нуклеиновых кислот; открыв основные типы РНК, предложил теорию передачи генетического кода и показал, как происходит копирование молекул ДНК при делении клеток. Ученый является членом Лондонского королевского общества (1959), в 1962 году стал лауреатом Нобелевской премии по физиологии и медицине (вместе с Джеймсом Дьюи Уотсоном и Морисом Уилкинсом).
-
Модель ДНК Уотсона и Крика– 1953 г.
ДНК – двойная спираль, в которой 2 полинуклеотидные цепи удерживаются водородными связями между комплементарными основаниями. Данная модель была основана на следующих фактах: данные химического анализа (ДНК – полинуклеотид); работа Эрвина Чаргаффа о равном соотношении в ДНК аденина и тимина, цитозина и гуанина; рентгенограмма ДНК, полученная Розалиндой Франклин и Морисом Уилкинсом. Именно модель Уотсона-Крика позволила объяснить, каким образом при делении клетки в каждую дочернюю клетку попадает идентичная информация, содержащаяся в материнской клетке. Это происходит в результате удвоения молекулы ДНК, то есть в результате репликации.
-
Сравнительная характеристика НК
39
-
40
-
41
-
Запиши:
42 ДНК-двойная спираль ДЖ.Уотсон, Ф. Крик-1953г.Нобелевская премия А=Т, Г=Ц-комплиментарность Функции: 1.хранение 2.воспроизведение 3.передача Наследственной информации РНК- одиночная цепь А,У,Ц,Г-нуклеотиды Виды РНК: И- РНК Т- РНК Р- РНК Функции: биосинтез белка
-
Применение НК
На протяжении жизни человек болеет, попадает в неблагоприятные производственные или климатические условия. Следствие этого – учащение «сбоев» в отлаженном генетическом аппарате. До определенного времени «сбои» себя внешне не проявляют, и мы их не замечаем. Увы! Со временем изменения становятся очевидными. В первую очередь они проявляются на коже. В настоящее время результаты исследований биомакромолекул выходят из стен лабораторий, начиная все активнее помогать врачам и косметологам в повседневной работе. Еще в 1960-х гг. стало известно, что изолированные нити ДНК вызывают регенерацию клеток. Но только в самые последние годы XX столетия стало возможно использовать это свойство для восстановления клеток стареющей кожи.
Нет комментариев для данной презентации
Помогите другим пользователям — будьте первым, кто поделится своим мнением об этой презентации.