Нуклеїнові кислоти – ДНК і РНК

Будова гена. Гени структурні, регуляторні, синтезу т-РНК, і р- РНК.

Трансляція.

Транскрипція, процесинг, сплайсинг.

Генетичний код, його основні принципи властивості.

Підтримування генетичної стабільності клітин: самокорекція і репарація ДНК.

Реплікація ДНК.

Нуклеїнові кислоти: ДНК і РНК, просторова організація, видова специфічність, роль у зберіганні та перенесенні спадкової інформації.

План лекції.

ЛЕКЦІЯ № 2

Вопросы для самопроверки

1. Які види заготівок використовуються при ремонті апаратів?

2. Які існують методи очищеня поверхні заготівок?

3. Що таке хімічний метод очищення?

4. Що таке механічний метод очищення?.

5. Які методи очищення відносяться до механічних методів?

6. Що таке термічний метод очищення?

Література

1. Поплавский Ю.В. Технология химического аппаратостроения. - М.: Машгиз, 1961, 287 с.

2. Никифоров А.Д., Беленький В.А., Поплавский Ю.В. Типовые технологические процессы изготовления аппаратов химических производств. - М.: Машиностроение, 1979, 277

3. Ткачев А.Г. Технология аппаратостроения. -Москва. Из-во машиностоение,2001. 205с.

4. Руденко П.А. и др. Проектирование ипроизводство заготовок в машиностоении: Учеб. Пособие.- К.: Выща шкла,1991.-247с.

Тема: „ Молекулярні основи спадковості. Реалізація спадкової інформації.”

8. Екзонно-інтронна організація генів (геному еукаріотів).

Вперше нуклеїнові кислоти були виявлені Ф. Мішером у 1869 р.

Будова молекули ДНК. Макромолекула ДНК – це два довгі полімерні ланцюги, що складаються з мономерів дезоксирибонуклеотидів, тісно з’єднаних між собою. Нитки ДНК з’єднуються водневими зв’язками між азотистими основами двох ланцюгів і утворюють подвійну спіраль ДНК. Таку модель будови ДНК запропонували в 1953 р. Дж. Уотсон і Ф. Крік.

Пуринові та піримідинові основи взаємодіють одна з одною. Аденін одного ланцюга двома водневими зв’язками з’єднуються з тиміном іншого ланцюга, а гуанін – трьома водневими зв’язками з цитозином. Два ланцюга ДНК антипаралельні. Тобто 5' – кінець одного ланцюга з’єднаний із 3' – кінцем іншого, і навпаки. Генетична інформація записана послідовностю нуклеотидів у напрямку від 5' – кінця до 3' – кінця. Така нитка називається „змістовною”, саме тут розташовані гени (матричний ланцюг). Другий ланцюг у напрямку 3'-5' вважається „антизмістовим”. Він необхідний як „еталон” збереження генетичної інформації і набуває значення у процесах реплікації та репарації.

Два антипаралельні ланцюги міцно з’єднані між собою водневими зв’язками. В результаті цього утворюється подвійна спіраль, закручена навколо центральної осі.

Діаметр подвійної спіралі складає 2 нм, відстань між двома витками 3,4 нм. У кожний виток входить 10 пар нуклеотидів. Відстань між сусідніми основами складає 0,34 нм.

Нуклеотиди. ДНК – це полімерна молекула, мономерами в якій є нуклеотиди.

Нуклеотид складається з: 1) азотистої основи; 2) моносахариду дезоксирибози (в РНК – рибози); 3) залишку фосфорної кислоти.

Азотисті основи бувають двох типів: пуринові – аденін (А) і гуанін (Г) і піримідинові – тимін (Т) і цитозін (Ц). Сполучення нуклеотидів у молекулі ДНК відбувається в результаті утворення фосфодиефірних зв’язків. Скелет ланцюга складається з молекул фосфату і пентоз, що чергуються. Синтез полінуклеотидного ланцюга відбувається за участю ферменту ДНК- полімерази.

Комплементарність пар основ. Два ланцюги ДНК не є ідентичними, але вони комплементарні один одному. Відстань між двома ланцюгами ДНК 2 нм, що дозволяє вмістити тільки одну пару А-Т або Г-Ц, які відповідають цим розмірам.

Концепція специфічного зв’язування пар основ свідчить, що аденін в одному ланцюгу повінен відповідати тиміну в іншому, а гуанін повінен мати напроти себе цитозин в іншому ланцюгу. Таким чином, два ланцюги ДНК комплементарні один одному.

Правила Е. Чаргаффа. Вивчаючи хімічний склад ДНК в 1950 р., Ервін Чаргафф сформулював важливі положення щодо структури ДНК:

1. Молярна частка пурінів дорівнює молярній частці піримідинів:

А + Г = Ц + Т, або А + Г/ Ц + Т = 1

2. Кількість аденіну і цитозіну дорівнює кількості гуаніну і тиміну:

А + Ц = Г + Т, або А + Ц / Г + Т = 1

3. Кількість аденіну дорівнює кількості тиміну, а кількість гуаніну дорівнює кількості цитозіну:

А = Т, або А / Т = 1, Г = Ц, або Г / Ц = 1

4. Відношення суми молярних концентрацій Г + Ц до суми молярних концентрацій А + Т у різних видів значно змінюється: Г +Ц / А + Т названо коефіцієнтом специфічності. Для бактерій він дорівнює 0,45 – 2,8, для вищих рослин, тварин і людини – 0,45 – 0,94.

Видова специфічність ДНК. За співвідношенням (А+Т) і (Г+Ц) представники різних видів різняться між собою, причому у тварин переважає пара (А+Т), а у мікроорганізмів співвідношення (А+Т) і (Г+Ц) однакове. Ці явіща використовують як один із генетичних критеріїв визначення виду. У цьому полягає індивідуальна специфічность ДНК.

Просторова організація ДНК. Молекула ДНК може існувати в різній конфігурації залежно від навколишніх умов. Відомо декалька форм ДНК:

а) В-форма – має стандартну структуру відповідно до моделі молекули Уотсона і Кріка в нормальних фізіологічних умовах; б) А-форма виявлена у зневодненому середовищі, при високому вмісті калію і натрію. Така форма має змінену спіралізацію; в) С-форма – має меньше основ на один виток, а значить інші фізичні характеристики; г) Ζ-форма – на відміну від інших форм, закручена влево. Деякі форми при зміні умов можуть переходити одна в одну, що додатково регулює роботу генів.

Рибонуклеїнові кислоти (РНК). Спадкова інформація зберігається в молекулі ДНК. Проте ДНК не бере участі в життедіяльності клітин. Роль посредників у передачі спадкової інформації від ДНК у цитоплазму відиграють рибонуклеїнові кислоти.

РНК мають вигляд довгих нерозгалужених полімерних молекул, що складаються з одного ланцюга.

Молекули РНК мають богато спільного зі структурою ДНК, але відрізняються нізкою ознак: а) вуглеводом РНК є рибоза, б) РНК не містить тиміну, його місце в молекулі займає урацил, в) РНК одноланцюгова молекула, г) правила Чаргаффа не виконуються.

Типи РНК. На основі розміру, структури, функції молекул розрізняють три типи РНК, характерних для еукаріотів і прокаріотів.

Інформаційна РНК (і-РНК). Ії молекули утворюються на певних ділянках ДНК, мають назву структурних генів. Вони становлять 0,5-3,0% маси всіх РНК. Інформаційна РНК є матрицею для синтезу білків, тому ії називають також матричною. Матрична РНК є шаблоном, на якому будуються поліпептиди відповідно до закладеної генетичної інформації. Інформаційна РНК містить інформацію про порядок розташування амінокислот у синтезованому білку.

Транспортна РНК (т-РНК). Молекули т-РНК утворюються на спеціальних генах. Від загальної маси РНК на т-РНК припадає близько 10-15%. Молекули т-РНК переносять до місць синтезу білків тільки відповідні їм амінокислоти з цитоплазми. Кожній амінокислоті відповідає своя т-РНК.

Рибосомальна РНК (р-РНК). Утворюється на спеціальних генах ДНК в ядерці. Із загальної маси РНК на ії частку припадає до 90%. Рибосомальна РНК забеспечує зв’язування і-РНК з рибосомами за допомогою певних послідовностей нуклеотидів. Таким чином встановлюється початок і рамка зчитування інформації з і-РНК.

Дата добавления: 2014-01-04