Презентация на тему "Нуклеиновые кислоты"

Содержание

• 
  Слайд 1

  Нуклеиновые кислоты

• 
  Слайд 2
  

  2 (от лат. nucleus — ядро) — высокомолекулярные органические соединения, биополимеры (полинуклеотиды), образованные остатками нуклеотидов с молекулярной массой Нуклеиновые кислоты от 25 тыс. до 1 млн дальтон и более

• 
  Слайд 3

  Историяоткрытия

  3 Фридрих Иоганн Мишер (1844—1895) — швейцарский физиолог, гистолог и биолог, открыл нуклеины в 1869 г. в клеточных ядрах, изолированных из гноя, а также из спермиев лосося.

• 
  Слайд 4

  Значение нуклеиновых кислот

  4 Стабильность НК- важнейшее условие нормальной жизнедеятельности клеток и целых организмов. Биологическая роль заключается: в хранении, реализации и передаче наследственной информации, "записанной" в виде последовательности нуклеотидов — т. н. генетического кода; В управлении процессом биосинтеза белка.

• 
  Слайд 5

  «Мы все наследники ДНК»

  5 28.10.2016

• 
  Слайд 6
  

  6 НУКЛЕИНОВЫЕ КИСЛОТЫ ДНК – дезоксирибонуклеиновая кислота РНК рибонуклеиновая кислота сохраняют генетическую информацию участвует в передачи генетической информации

• 
  Слайд 7
  

  7 НУКЛЕИНОВЫЕ КИСЛОТЫ МОНОМЕРЫ - НУКЛЕОТИДЫ ДНК – дезоксирибонуклеиновая кислота РНК рибонуклеиновая кислота Состав нуклеотида в ДНК Состав нуклеотида в РНК Азотистые основания: Аденин (А) Гуанин (Г) Цитозин (Ц) Урацил (У): Рибоза Остаток фосфорной кислоты Азотистые основания: Аденин (А) Гуанин (Г) Цитозин (Ц) Тимин (Т) Дезокси- рибоза Остаток фосфорной кислоты Информационная (матричная) РНК (и-РНК) Транспортная РНК (т-РНК) Рибосомная РНК (р-РНК)

• 
  Слайд 8

  Нуклеиновые основания

  8 Пиримидин

• 
  Слайд 9
  

  Пурин Нуклеиновые основания

• 
  Слайд 10
  

  Пиримидиновыеоснования Урацил Ura (2,4-диоксопиримидин) Тимин Thy (5-метил-2,4-диоксопиримидин, 5-метилурацил Цитозин Cyt (4-амино-2-оксопиримидин)

• 
  Слайд 11
  

  Пуриновые основания Аденин Ade (6-аминопурин) Гуанин Gua (2-амино-6-оксопурин)

• 
  Слайд 12
  

  12

• 
  Слайд 13
  

  13

• 
  Слайд 14
  

  14

• 
  Слайд 15
  

  15

• 
  Слайд 16
  

  16

• 
  Слайд 17
  

  Плоское строение молекул пиримидина и пурина

• 
  Слайд 18
  

  18

• 
  Слайд 19
  

  Урацил Тимин

• 
  Слайд 20
  

  20

• 
  Слайд 21
  

  R=OH -D-рибофуранозаR=H 2-Дезокси--D-рибофураноза 2

• 
  Слайд 22
  

  22

• 
  Слайд 23
  

  НУКЛЕОЗИДЫ Общая структура нуклеозидаR=OH РибонуклеозидR=H Дезоксирибонуклеозид

• 
  Слайд 24
  

  Цитозин + Рибоза Цитидин Цитозин + Дезоксирибоза Дезоксицитидин Аденин + Рибоза Аденозин Аденин + Дезоксирибоза Дезоксиаденозин Тривиальные названия

• 
  Слайд 25
  

  НУКЛЕОЗИДЫ, ВХОДЯЩИЕ В СОСТАВ РНК (РИБОНУКЛЕОЗИДЫ) 1

• 
  Слайд 26
  

  НУКЛЕОЗИДЫ, ВХОДЯЩИЕ В СОСТАВ РНК (РИБОНУКЛЕОЗИДЫ) 9

• 
  Слайд 27
  

  НУКЛЕОЗИДЫ, ВХОДЯЩИЕ В СОСТАВ ДНК (ДЕЗОКСИРИБОНУКЛЕОЗИДЫ) Тимидин (dT) тимин

• 
  Слайд 28
  

  НУКЛЕОЗИДЫ, ВХОДЯЩИЕ В СОСТАВ ДНК (ДЕЗОКСИРИБОНУКЛЕОЗИДЫ)

• 
  Слайд 29
  

  Необычные НУКЛЕОЗИДЫ, ВХОДЯЩИЕ В СОСТАВ РНК (РИБОНУКЛЕОЗИДЫ)

• 
  Слайд 30
  

  30

• 
  Слайд 31
  

  31 внутрь 2 3

• 
  Слайд 32
  

  32 наружу 2 3

• 
  Слайд 33
  

  33

• 
  Слайд 34
  

  НУКЛЕОтИДЫ

• 
  Слайд 35
  

  НУКЛЕОЗИДЫ И НУКЛЕОТИДЫ

• 
  Слайд 36
  

  36

• 
  Слайд 37
  

  НУКЛЕОТИДЫ

• 
  Слайд 38
  

  38

• 
  Слайд 39
  

  39

• 
  Слайд 40
  

  Циклофосфаты нуклеозидов участвуют вместе с соответствующими протеинкиназами в фосфорилировании внутриклеточных белков (ферментов), изменяя их конформацию и активность. являются вторичными посредниками в действии полипептидных гормонов, катехоламинов и простагландинов.

• 
  Слайд 41
  

  41

• 
  Слайд 42
  

  Общее строение полинуклеотидной цепи

• 
  Слайд 43
  

  Первичная структура участка цепи ДНК d(…A—С—G—Т...) СТРУКТУРА НУКЛЕИНОВЫХ КИСЛОТ

• 
  Слайд 44

  Первичная структура нуклеиновых кислот

  44

• 
  Слайд 45
  

  Первичная структура нуклеиновых кислот

• 
  Слайд 46

  Вторичная структура ДНК

  46 это пространственная организация полинуклеотидных цепей в ее молекуле.

• 
  Слайд 47
  

  Вторичная структура ДНК 1953 г. Джеймс Уотсон и Френсис Крик (М. Уилкинс, Э. Чаргафф, А. Тодд, Л. Полинг)

• 
  Слайд 48
  

  Вторичная структура ДНК молекула ДНК состоит из двух полинуклеотидных цепей, правозакрученных вокруг общей оси с образованием двойной спирали, имеющей диаметр 1,8 - 2,0 нм. Эти две полинуклеотидные цепи антипараллельны друг другу, т.е. направления образования фосфодиэфирных связей в них противоположны: в одной цепи 5' - 3', в другой 3' - 5'.

• 
  Слайд 49
  
• 
  Слайд 50
  

  Вторичная структура нуклеиновых кислот Вертикальные взаимодействия между соседними основаниями, располагающимися друг над другом в виде стопок- стэкинг-взаимодействия два типа электронных эффектов – лондоновские дисперсионные силы (обусловленные индуцированными диполями) и взаимодействие между постоянными диполями дают весьма заметный эффект.

• 
  Слайд 51

  Гидрофобные силы

  51 Если растворенные молекулы агрегируют друг с другом, то суммарная поверхность, контактирующая с водой, уменьшается. Это приводит к высвобождению молекул структурированной воды, к увеличению ее энтропии и к стабилизации агрегатов.

• 
  Слайд 52

  Водородные связи

  52 Пурин Пиримидин Данный вид взаимодействия называют "поперечным"

• 
  Слайд 53
  

  53 Комплементар-ность(от лат. complementum — дополнение) — пространственная взаимодополняемость молекул или их частей, приводящая к образованию водородных связей. Комплементарные структуры подходят друг к другу как ключ к замку. Комплементарный — дополняющий.

• 
  Слайд 54
  

  Водородные связи между комплементарными основаниями

• 
  Слайд 55
  

  Водородные связи пара ГЦ связана несколько прочнее и более компактна

• 
  Слайд 56
  

  Правила Чаргаффа 1) количество пуриновых оснований равно количеству пиримидиновых оснований; 2) количество аденина равно количеству тимина; количество гуанина равно количеству цитозина; 3) количество оснований, содержащих аминогруппу в положениях 4 пиримидинового и 6 пуринового ядер, равно количеству оснований, содержащих в этих же положениях оксогруппу. Это означает, что сумма аденина и цитозина равна сумме гуанина и тимина.

• 
  Слайд 57
  

  57 Угол вращения - 36° Оснований на виток – 10 Правозакручена Классическая двойная спираль Уотсона-Крика получила название В-формы ДНК.

• 
  Слайд 58
  

  58 Угол вращения - 32° Оснований на виток – 11 Правозакручена При дегидратации В-формы образуется А-форма ДНК-правозакрученная двойная спираль, содержащая в одном витке ок. 11 остатков нуклеотидов, плоскости гетероциклич. оснований повернуты примерно на 20° относительно перпендикуляра к оси спирали.

• 
  Слайд 59
  

  59 Угол вращения - 60° Оснований на виток – 12 Левозакручена При изменении ионной силы и состава растворителя двойная спираль изменяет свою форму и даже может превращатьтся в левозакрученную спираль (Z-форма)

• 
  Слайд 60
  

  Мутации

• 
  Слайд 61
  

  Мутации

• 
  Слайд 62
  

  Мутации под воздействием химических факторов

• 
  Слайд 63

  Третичная структура ДНК.

  63

• 
  Слайд 64
  

  У человека ДНК клетки организовано в 23 пары хромосом. Средняя протяженность ДНК хромосомы, включающая 130 млн. пар оснований, имеет среднюю длину 5 см.

  64 Многократная спирализация ДНК, сопровождающаяся образованием комплексов с белками, и представляет собой ее третичную структуру Фибриллы хроматина представляют собой структуры, напоминающие бусы на нитке: небольшие, около 10 нм глобулы, связанные друг с другом отрезками ДНК длиной около 20 нм. Эти глобулы получили название нуклеосом

• 
  Слайд 65
  

  65 нить плотно упакованных нуклеосом диаметром 10 нм, образует в свою очередь спиральные витки с шагом спирали около 10 нм. На один виток такой суперспирали приходится 6-7 нуклеосом. Такие 25-30-нанометровые глобулы получили название нуклеомеров или «сверхбусин». Нуклеомерный уровень укладки хроматина обеспечивает 40-кратное уплотнение ДНК.

• 
  Слайд 66
  

  66 встречаются положительные и отрицательные супервитки, образованные за счет скручивания по часовой или против часовой стрелки двойной спирали , специфическое связывание с белками приводитк дальнейшему формированию в этих участках больших петель или доменов

• 
  Слайд 67
  

  67 ДНК В СОСТАВЕ ХРОМОСОМ

• 
  Слайд 68
  

  СТРУКТУРА НУКЛЕИНОВЫХ КИСЛОТ Модель нити ДНК толщиной 30 миллионных частей миллиметра. Изображение Nature

• 
  Слайд 69
  

  СТРУКТУРА НУКЛЕИНОВЫХ КИСЛОТ Нуклеосома, первый уровень упаковки. Двойная спираль ДНК дважды огибает комплекс гистонных протеинов. Точное положение уплотнительного протеина H1 требует еще уточнения. Иллюстрация Матиас Бадер (Mathias Bader)

• 
  Слайд 70
  

  СТРУКТУРА НУКЛЕИНОВЫХ КИСЛОТ Второй уровень упаковки. Вопреки тому, что полагали до сих пор, структура «жемчужного ожерелья» ДНК закручивается не в форме спиралевидной структуры (а), а в форме зигзага (b). Изображения Science

• 
  Слайд 71
  

  СТРУКТУРА НУКЛЕИНОВЫХ КИСЛОТ Структура тетрануклеосомы, определенная командой Тима Ричмонда, показывает, что две нуклеосомы, сложенные одна в другую, соединены с двумя другими нуклеосомами, расположенными напротив, посредством прямой нити ДНК. Эти две кипы соответственно сложены в противоположном направлении.

• 
  Слайд 72
  

  Репликация –процесс самоудвоения молекулы ДНК на основе принципа комплементарности.

  72 Значение репликации: благодаря самоудвоению ДНК, происходят процессы деления клеток.

• 
  Слайд 73
  

  73 Репликация ДНК (рис. 7).                                                                                           

• 
  Слайд 74
  

  РЕПЛИКАЦИЯ ДНК Таблица. Параметры некоторых молекул ДНК

• 
  Слайд 75
  

  РЕПЛИКАЦИЯ ДНК Таблица. Параметры молекул РНК бактерии Е. соli

• 
  Слайд 76

  ВИДЫ РИБОНУКЛЕИНОВЫХ КИСЛОТ

  76 транспортная РНК (т-РНК), информационная РНК (и-РНК), рибосомная РНК (р-РНК).

• 
  Слайд 77

  т-РНК

  77 На долю приходится 10-20% от суммы клеточных РНК; их молекулярная масса 30.000, цепь включает 75-90 нуклеотидных звеньев. Основная роль т-РНК состоит в том, что они транспортируют аминокислоты из цитоплазмы к месту синтеза белка  в рибосомы. Число т-РНК превышает число -аминокислот, участвующих в построении белков.

• 
  Слайд 78
  

  78

• 
  Слайд 79
  

  79

• 
  Слайд 80
  

  СТРУКТУРА РНК Схема двухцепочечного участка РНК

• 
  Слайд 81
  

  СТРУКТУРА РИБОСОМАЛЬНОЙ РНК А. Вторичная структура и доменная организация рибосомальной 16S РНК T.Thermophilus. 5'-домен обозначен синим цветом, центральный — фиолетовым, 3'-major — красным и 3'-minor — желтым. Спиральные участки пронумерованы от 1 до 45.

• 
  Слайд 82
  

  СТРУКТУРА РИБОСОМАЛЬНОЙ РНК B. Вторичная структура и доменная организация 16S и 5S РНК T.Thermophilus. Шесть доменов обозначены разными цветами. спиральные участки пронумерованы от 1 до 101.

• 
  Слайд 83
  

  СТРУКТУРА РИБОСОМАЛЬНОЙ РНК C. Трехмерная структура рРНК малой субъединицы. Цвет доменов соответствует рис. А. Домены образуют отдельные блоки укладки.D. Трехмерная структура рРНК большой субъединицы. Цвет доменов соответствует рис.В. В процессе укладки (фолдинга) домены сильно переплетаются друг с другом.

• 
  Слайд 84
  

  84

• 
  Слайд 85
  

  85 При расщеплении макроэргической связи Р~О выделяется ~32 кДж/моль. С этим связана важнейшая роль АТФ как «поставщика» энергии во всех живых клетках. Нуклеозидная часть молекулы важна для узнавания и связывания с различными ферментами, использующими АТФ или ГТФ.

• 
  Слайд 86
  

  Нуклеозидполифосфаты в биохимических процессах

• 
  Слайд 87
  

  Нуклеозидполифосфаты в биохимических процессах

• 
  Слайд 88
  

  Нуклеозидполифосфаты в биохимических процессах

• 
  Слайд 89
  

  Нуклеозидполифосфаты в биохимических процессах

• 
  Слайд 90
  

  БИОЛОГИЧЕСКАЯ РОЛЬ НУКЛЕИНОВЫХ КИСЛОТ 1. Информационная, или матричная РНК (ее обозначают мРНК) считывает и переносит генетическую информацию от ДНК, содержащейся в хромосомах, к рибосомам, где происходит синтез белка со строго определенной последовательностью аминокислот.

• 
  Слайд 91
  

  БИОЛОГИЧЕСКАЯ РОЛЬ НУКЛЕИНОВЫХ КИСЛОТ

• 
  Слайд 92
  

  БИОЛОГИЧЕСКАЯ РОЛЬ НУКЛЕИНОВЫХ КИСЛОТ 2. Транспортная РНК (тРНК) переносит аминокислоты к рибосомам, где они соединяются пептидными связями в определенной последовательности, которую задает мРНК. 3. Рибосамная РНК (рРНК) непосредственно участвует в синтезе белков в рибосомах. Рибосомы — это сложные надмолекулярные структуры, которые состоят из четырех рРНК и нескольких десятков белков.

• 
  Слайд 93

  Транскрипция

  93

• 
  Слайд 94

  Трансляция

  94

• 
  Слайд 95
  

  БИОЛОГИЧЕСКАЯ РОЛЬ НУКЛЕИНОВЫХ КИСЛОТ Таблица. Генетический код

• 
  Слайд 96

  Передача наследственной информации от ДНК к и-РНК и к белку

  96 ДНК Г Т Г Г Г А Т Т Т Ц Г Т (фрагмент) Ц А Ц Ц Ц Т А А А Г Ц А и- РНК Г У Г Г Г А У У У Ц Г У (фрагмент) Антикодоны т- РНК Ц А Ц Ц Ц У А А А Г Ц А Полипептид (фрагмент) Валин Глицин Фенилаланин Аргинин 28.10.2016

• 
  Слайд 97
  

  Центральная догма (основной постулат) молекулярной биологии – матричный синтез.

  97 Этапы биосинтеза белка: ДНКрепликацияДНКтранскрипцияи-РНКтрансляциябелок 28.10.2016

• 
  Слайд 98

  Николай КонстантиновичКольцов (1872-1940)

  98 Отечественный зоолог, цитолог, генетик. Выдвинул идею о том, что синтез белка идет по матричному принципу. 28.10.2016

• 
  Слайд 99

  Строение рибосомы: 1 — большая субъединица, 2 — малая субъединица

  99 Рибосомы - очень мелкие органоиды клетки, образованные рибонуклеиновыми кислотами и белками. Каждая рибосома состоит из двух частиц - малой и большой. Основной функцией рибосом является синтез белков. 28.10.2016

• 
  Слайд 100
  

  100 28.10.2016 Биосинтез белка

• 
  Слайд 101
  

  Трансляция– перевод последовательности нуклеотидов в последовательность аминокислот белка.

  101 мРНК А Г У У Ц А У Ц А А Г У а/к а/к а/к У У Г А Ц У У Г Ц

• 
  Слайд 102
  

  102 Антикодон– триплет нуклеотидов на верхушке тРНК. Кодон– триплет нуклеотидов на и-РНК. мРНК А Г У У Ц А У Ц А А Г У а/к а/к а/к У У Г А Ц У У Г Ц Водородные связи между комплементарными нуклеотидами

• 
  Слайд 103
  

  103 мРНК А Г У У Ц А У Ц А А Г У а/к а/к У У Г А Ц У У Г Ц Пептидная связь а/к

• 
  Слайд 104
  

  104 И-РНК на рибосомах белок

• 
  Слайд 105
  

  105 На одной и-РНК «работают» несколько рибосом. Такой комплекс называется полисома. После завершения синтеза иРНК распадается на нуклеотиды. Весь цикл процессов, связанных с синтезом одной белковой молекулы, занимает в среднем 1-3 с. Полисома из печени содержит 12 рибосом, которые выглядят темными пятнами. А цепочка иРНК на снимке не видна. 28.10.2016

• 
  Слайд 106

  Спасибо!!!

  106 28.10.2016

• 
  Слайд 107
  

  БИОЛОГИЧЕСКАЯ РОЛЬ НУКЛЕИНОВЫХ КИСЛОТ

• 
  Слайд 108
  

  Нуклеозидполифосфаты в биохимических процессах

• 
  Слайд 109
  

  Нуклеозидполифосфаты в биохимических процессах

• 
  Слайд 110
  

  Никотинамиднуклеотиды

• 
  Слайд 111
  

  Никотинамиднуклеотиды

• 
  Слайд 112
  

  Никотинамиднуклеотиды Энантиотопные атомы Hа(про-R) и Нб (про-S) в молекуле НАДН

• 
  Слайд 113
  

  Никотинамиднуклеотиды

• 
  Слайд 114
  

  Никотинамиднуклеотиды Стереоспецифичность окислительно-восстановительной реакции с участием кофермента.

• 
  Слайд 115
  

  Никотинамиднуклеотиды

• 
  Слайд 116
  

  Никотинамиднуклеотиды

• 
  Слайд 117
  

  Никотинамиднуклеотиды

• 
  Слайд 118

  Спасибо за внимание!

  118