Презентация на тему "Свойства ДНК"

Содержание

• 
  Слайд 1
  

  ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ СРЕДНЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «КРАСНОЯРСКИЙ МЕДИКО-ФАРМАЦЕВТИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖФЕДЕРАЛЬНОГО АГЕНТСТВА ПО ЗДРАВООХРАНЕНИЮ И СОЦИАЛЬНОМУРАЗВИТИЮ»

  • Компьютерная лекция №3
  • Свойства ДНК Дисциплина «Молекулярная биология»
  • Специальность «Лабораторная диагностика»
  • Выполнил преподаватель «Лабораторной диагностики»
  • Бондарева Л. В.
  • Красноярск, 2010
• 
  Слайд 2
  

  План

  1.Свойства генетического кода.

  2.Репликация ДНК и его механизм.

  3.Репарация ДНК, химическая стабильность.

  4.Генные мутации:

  -замена азотистых оснований

  -сдвиг рамки считывания

  -инверсия

  5.Рекомбинация (мутон, рекон).

  6.Механизм транскрипции (транскрипционная вилка).

• 
  Слайд 3
  

  • 1. Свойства генетический код
• 
  Слайд 4

  Генетический код

  • Способ записи информации о первичной структуре белков через последовательность нуклеотидов ДНК и РНК.
  • Полностью расшифрован к 1966
• 
  Слайд 5

  Георгий Антонович Гамов (1904-1968)

  • Физик-теоретик 1954
  • Сформулировал проблему кода и предположил его триплетность.
  • История открытия генетического кода
• 
  Слайд 6

  Проблема

  • Алфавит белков 20 а.к.
  • Алфавит ДНК и РНК 4 нуклеотида
• 
  Слайд 7

  Обоснование триплетности кода Гамовым

  • Моноплетный
  • 1 → 1
  • 4
  • Сколько а.к. можно закодировать
  • Дуплетный
  • 2 → 1
  • 16
  • Триплетный
  • 3 → 1
  • 64
  • н.
  • а.к.
• 
  Слайд 8

  История открытия генетического кода

  • Маршалл Ниренберг
  • Гобинд Корана
  • Роберт Холли
  • Нобелевская премия 1968
• 
  Слайд 9
  

  • Har Gobind Khorana Robert W. Holley
• 
  Слайд 10
  

  • Симпозиум в Колд-Спринг-Харборе.
  • Фрэнсис Крик представил результат коллективного труда нескольких лабораторий – таблицу генетического кода.
  • 1966
• 
  Слайд 11

  Свойства кода

  • Триплетность
  • Неперекрываемость
  • Отсутствие межкодонных знаков препинания
  • Наличие межгенных знаков препинания
  • Однозначность
  • Вырожденность (избыточность)
  • Помехоустойчивость
  • Универсальность
• 
  Слайд 12

  Свойства кода1. Триплетность

  • Триплет = кодон – тройка нуклеотидов, кодирующая одну а.к.
  • 5' ЦУГ 3'
  • Направление чтения
  • Число триплетов – 64
  • Записываются в символах РНК и ДНК
• 
  Слайд 13
  

  • Свойства кода
  • 2. Неперекрываемость
  • Неперекрывающийся код
  • Перекрывающийся код
  • А Г У У А Ц Г Ц А
  • А Г У У А Ц Г Ц А
  • А Г У У А Ц Г Ц А
  • Ограничения: следующая а.к. может быть не любой, а только с кодоном, начинающимся на У
• 
  Слайд 14
  

  • Свойства кода
  • 3. Отсутствие межкодонных знаков препинания
  • Текст считывается подряд по 3 буквы
  • Его можно прочесть тремя рамками считывания
  • А Г У У А Ц Г Ц А Ц А
  • А Г У У А Ц Г Ц А Ц А
  • А Г У У А Ц Г Ц А Ц А
  • Сер Тир Ала
  • Вал Тре Гис
  • Лей Арг Тре
  • Рамка считывания 2
  • Рамка считывания 3
• 
  Слайд 15
  

  • Свойства кода
  • 4. Наличие межгенных знаков препинания
  • Знак окончания гена – три СТОП-кодона
  • СТОП-кодоны не кодируют никакую а.к. и синтез белка на них прекращается.
  • УГА УАА УАГ
• 
  Слайд 16
  
• 
  Слайд 17
  

  • 5. Однозначность
    • 1 кодон
    • 1 а.к.
  • 6. Избыточность (вырожденность)
    • кодон 1
    • кодон 2
    • кодон 3
    • 1 а.к.
    • Кодонов – 61 Аминокислот – 20
• 
  Слайд 18
  
• 
  Слайд 19
  

  • Свойства кода
  • 7. Универсальность
  • Генетический код един у всех живущих на Земле организмов.
  • Это самое мощное свидетельство единства происхождения всего живого.
• 
  Слайд 20
  

  • Свойства кода 8. Универсальность
  • Некоторые отклонения были обнаружены в митохондриях.
  • Поскольку отклонения – разные, то они произошли послестановления универсального кода и связаны с тем, что геном митохондрий – очень маленький.
• 
  Слайд 21
  

  • 2. Репликация ДНК
  • Универсальный биологический процесс передачи генетической информации в поколениях клеток и организмов, благодаря созданию точных копий ДНК.
  • ДНК – единственная молекула клетки, способная к самоудвоению.
• 
  Слайд 22

  Место репликации в клеточном цикле

  • Репликация ДНК всегда предшествует делению клетки.
  • Репликация
  • S-период
  • (Synthesis)
  • Интерфаза
  • Деление
  • Каждая дочерняя клетка получает точную копию всей ДНК
• 
  Слайд 23

  Принципы репликации

  • 1. Комплементарность
  • 2. Антипараллельность
  • 3. Полуконсервативность
  • 4. Униполярность
  • 5. Прерывистость
  • 6. Потребность в затравке
• 
  Слайд 24

  Полуконсервативность

  • Полуконсервативный
  • Консервативный
  • Дисперсионный
  • Старые цепочки ДНК
  • Вновь синтезированные
• 
  Слайд 25

  Прерывистость репликации

  • Репликон – расстояние между двумя сайтами начала репликации ori~ 100 тыс. н.п.
  • У прокариот вся кольцевая молекула – один репликон
  • ДНК одной хромосомы
  • ori
  • ori
  • Репликон
• 
  Слайд 26
  

  • ДНК одной хромосомы
  • ori
  • ori
  • Репликативные вилки
• 
  Слайд 27
  

  • ДНК одной хромосомы
  • ori
  • 3'
  • 5'
  • 3'
  • 5'
  • 5'
  • 5'
  • 3'
  • 3'
  • Противоречие с принципом униполярности– расти может только 3' конец !
  • ?
  • ?
• 
  Слайд 28

  Молекулярная машина репликации

• 
  Слайд 29
  

  • 1. Геликазыраскручивают двойную спираль
• 
  Слайд 30
  

  • 2. Праймаза синтезирует РНК-затравку (праймер)
  • ДНК- полимераза
  • праймаза
  • Праймер
  • РНК
• 
  Слайд 31
  

  • 3. ДНК-полимераза IIIсинтезирует новую цепь ДНК
  • 4. ДНК-полимераза I удаляет праймер и заделывает брешь
  • 5. Лигаза –сшивает концы.
  • Удаление праймера
• 
  Слайд 32
  

  • ДНК-полимераза I (кольцеобразная структура, состоящая из нескольких одинаковых молекул белка, показанных разными цветами), лигирующая повреждённую цепь ДНК
• 
  Слайд 33

  ДНК-полимераза использует нуклеотиды в виде 5' трифосфатов

  • Растущий 3' конец цепочки
  • Дезокси-нуклеотид трифосфат
  • 5'
  • 3'
  • 5'
  • 3'
• 
  Слайд 34

  Свойства ДНК-полимеразы

  • 1. Присоединяет по одному нуклеотиду с 3' конца растущей цепочки.
  • 2. Требует для начала работы спаренного 3' конца.
  • 3. Отщепляет один нуклеотид назад, если он не спарен – т.е. исправляет свои ошибки.
  • Логически связанные свойства !
  • 3'
• 
  Слайд 35

  ДНК-полимераза исправляет ошибки

  • Если новый нуклеотид не спарен – фермент не может двигаться дальше.
  • Тогда он выедает неверный нуклеотид и ставит другой.
• 
  Слайд 36

  Скорость репликации ДНК

  • У прокариот – 1000 нуклеотидов /сек
  • У эукариот – 100 нуклеотидов /сек
  • (медленнее, потому что ДНК сложно упакована – нуклеосомы и другие уровни упаковки)
• 
  Слайд 37

  Выводы по репликации ДНК

  • В результате репликации каждая дочерняя клетка получает точную копию всей ДНК содержавшейся в материнской клетке.
  • ДНК всех клеток одного организма – одинаковая, как по количеству молекул, т.е. хромосом, так и по их нуклеотидному составу.
• 
  Слайд 38
  

  • 3.Репарация ДНК
  • Белки, которые исправляют ошибки и повреждения в ДНК.
  • Дефекты этих систем ведут к тяжелым заболеваниям.
  • Пигментная ксеродерма – дефект системы репарации УФ-повреждений
• 
  Слайд 39

  Классификация мутаций по характеру появления

  • 4. Генные мутации
• 
  Слайд 40
  

  • Мутации по уровню возникновения
  • Генные мутации, геномные мутации,. хромосомные мутации:
    • --- связаны с изменениями внутри гена
    • --- связаны с изменениями структуры хромосом
    • --- приводят к изменению числа хромосом
• 
  Слайд 41
  
• 
  Слайд 42
  

  ДЕЛЕЦИЯ

  • от лат.deletio — уничтожение — хромосомная аберрация (перестройка), при которой происходит потеря участка хромосомы.
• 
  Слайд 43
  

  ДУПЛИКАЦИИ

  • От лат. duplicatio — удвоение — структурная хромосомная мутация, заключающаяся в удвоении участка хромосомы.
• 
  Слайд 44
  

  Транслокации

  • Хромосомы шимпанзе и человека.
  • Поперечная исчерченность обоих видов очень близка.
  • (транслокация по 2 паре).
• 
  Слайд 45

  Репликативная вилка

  • 6.Механизм транскрипции (транскрипционная вилка).
  • Униполярность:
  • Растущий конец новой цепочки – всегда 3'
  • 3'
  • 5'
  • 3'
  • 3'
  • Запаздывающая цепь
  • Лидирующая цепь
  • Направление движения вилки
  • Фрагменты Оказаки
• 
  Слайд 46
  

  Домашнее задание

  • Биология. Кн. 1. / Под ред. В.Н. Ярыгина. 1999. с.68 - 92.
  • Коничев А.С. Молекулярная биология. 2005. с. 204 – 277.