Презентация на тему: « РНК и ДНК. Их строение и функции.» Подготовили: Воронина Екатерина Подготовили: Воронина Екатерина Петешова Александра ученицы 9 «а» класса ГОУЦО 1865 Петешова Александра ученицы 9 «а» класса ГОУЦО 1865 Научный руководитель: Степанова Светлана Юрьевна. г.Москва 2008 год
Введение. Введение. Типы и распространение ДНК и РНК. Типы и распространение ДНК и РНК. Общие свойства кислот. Общие свойства кислот. Химическая структура. Химическая структура. Трёхмерная структура ДНК. Трёхмерная структура ДНК. Двойная спираль ДНК. Двойная спираль ДНК. Функция нуклеиновых кислот. Функция нуклеиновых кислот. Репликация и транскрипция. Репликация и транскрипция. Трансляция нуклеиновых кислот в белки. Трансляция нуклеиновых кислот в белки. Заключение. Заключение.
Нуклеиновые кислоты биополимеры, состоящие из остатков фосфорной кислоты, сахаров и азотистых оснований (пуринов и пиримидинов). Имеют фундаментальное биологическое значение, поскольку содержат в закодированном виде всю генетическую информацию любого живого организма, от человека до бактерий и вирусов, передаваемую от одного поколения другому. Нуклеиновые кислоты биополимеры, состоящие из остатков фосфорной кислоты, сахаров и азотистых оснований (пуринов и пиримидинов). Имеют фундаментальное биологическое значение, поскольку содержат в закодированном виде всю генетическую информацию любого живого организма, от человека до бактерий и вирусов, передаваемую от одного поколения другому.
Как мы уже говорили, есть два типа нуклеиновых кислот: ДНК и РНК. ДНК присутствует в ядрах всех растительных и животных клеток, где она находится в комплексе с белками и является составной частью хромосом. У особей каждого конкретного вида содержание ядерной ДНК обычно одинаково во всех клетках, кроме гамет (яйцеклеток и сперматозоидов), где ДНК вдвое меньше. Таким образом, количество клеточной ДНК видоспецифично. ДНК найдена и вне ядра: в митохондриях («энергетических станциях» клеток) и в хлоропластах (частицах, где в растительных клетках идет фотосинтез). Как мы уже говорили, есть два типа нуклеиновых кислот: ДНК и РНК. ДНК присутствует в ядрах всех растительных и животных клеток, где она находится в комплексе с белками и является составной частью хромосом. У особей каждого конкретного вида содержание ядерной ДНК обычно одинаково во всех клетках, кроме гамет (яйцеклеток и сперматозоидов), где ДНК вдвое меньше. Таким образом, количество клеточной ДНК видоспецифично. ДНК найдена и вне ядра: в митохондриях («энергетических станциях» клеток) и в хлоропластах (частицах, где в растительных клетках идет фотосинтез).
Некоторое количество РНК присутствует в клеточном ядре, основная же ее масса находится в цитоплазме – жидком содержимом клетки. Большую ее часть составляет рибосомная РНК (рРНК). Рибосомы – это мельчайшие тельца, на которых идет синтез белка. Небольшое количество РНК представлено транспортной РНК (тРНК), которая также участвует в белковом синтезе. Однако оба этих класса РНК не несут информации о структуре белков – такая информация заключена в матричной, или информационной, РНК (мРНК), на долю которой приходится лишь небольшая часть суммарной клеточной РНК Некоторое количество РНК присутствует в клеточном ядре, основная же ее масса находится в цитоплазме – жидком содержимом клетки. Большую ее часть составляет рибосомная РНК (рРНК). Рибосомы – это мельчайшие тельца, на которых идет синтез белка. Небольшое количество РНК представлено транспортной РНК (тРНК), которая также участвует в белковом синтезе. Однако оба этих класса РНК не несут информации о структуре белков – такая информация заключена в матричной, или информационной, РНК (мРНК), на долю которой приходится лишь небольшая часть суммарной клеточной РНК
Молекулы нуклеиновых кислот содержат множество отрицательно заряженных фосфатных групп и образуют комплексы с ионами металлов; их калиевая и натриевая соли хорошо растворимы в воде. Концентрированные растворы нуклеиновых кислот очень вязкие и слегка опалесцируют, а в твердом виде эти вещества белые. Нуклеиновые кислоты сильно поглощают ультрафиолетовый свет, и это свойство лежит в основе определения их концентрации. С этим же свойством связан и мутагенный эффект ультрафиолетового света. Молекулы нуклеиновых кислот содержат множество отрицательно заряженных фосфатных групп и образуют комплексы с ионами металлов; их калиевая и натриевая соли хорошо растворимы в воде. Концентрированные растворы нуклеиновых кислот очень вязкие и слегка опалесцируют, а в твердом виде эти вещества белые. Нуклеиновые кислоты сильно поглощают ультрафиолетовый свет, и это свойство лежит в основе определения их концентрации. С этим же свойством связан и мутагенный эффект ультрафиолетового света. Длинные молекулы ДНК хрупки и легко ломаются, например при продавливании раствора через шприц. Поэтому работа с высокомолекулярными ДНК требует особой осторожности. Длинные молекулы ДНК хрупки и легко ломаются, например при продавливании раствора через шприц. Поэтому работа с высокомолекулярными ДНК требует особой осторожности.
Нуклеиновые кислоты - это длинные цепочки, состоящие из четырех многократно повторяющихся единиц (нуклеотидов). Их структуру можно представить следующим образом: Нуклеиновые кислоты - это длинные цепочки, состоящие из четырех многократно повторяющихся единиц (нуклеотидов). Их структуру можно представить следующим образом:
Символ Ф обозначает фосфатную группу. Чередующиеся остатки сахара и фосфорной кислоты образуют сахарофосфатный остов молекулы, одинаковый у всех ДНК, а огромное их разнообразие обусловливается тем, что четыре азотистых основания могут располагаться вдоль цепи в самой разной последовательности. Символ Ф обозначает фосфатную группу. Чередующиеся остатки сахара и фосфорной кислоты образуют сахарофосфатный остов молекулы, одинаковый у всех ДНК, а огромное их разнообразие обусловливается тем, что четыре азотистых основания могут располагаться вдоль цепи в самой разной последовательности.
Азотистые основания – это плоские гетероциклические соединения. Они присоединены к пентозному кольцу по положению 1¢. Более крупные основания имеют два кольца и называются пуринами: это аденин (А) и гуанин (Г). Основания, меньшие по размерам, имеют одно кольцо и называются пиримидинами: это цитозин (Ц), тимин (Т) и урацил (У). В ДНК входят основания А, Г, Т и Ц, в РНК вместо Т присутствует У. Последний отличается от тимина тем, что у него отсутствует метильная группа (CH3). Урацил встречается в ДНК некоторых вирусов, где он выполняет ту же функцию, что и тимин. Азотистые основания – это плоские гетероциклические соединения. Они присоединены к пентозному кольцу по положению 1¢. Более крупные основания имеют два кольца и называются пуринами: это аденин (А) и гуанин (Г). Основания, меньшие по размерам, имеют одно кольцо и называются пиримидинами: это цитозин (Ц), тимин (Т) и урацил (У). В ДНК входят основания А, Г, Т и Ц, в РНК вместо Т присутствует У. Последний отличается от тимина тем, что у него отсутствует метильная группа (CH3). Урацил встречается в ДНК некоторых вирусов, где он выполняет ту же функцию, что и тимин.
Важной особенностью нуклеиновых кислот является регулярность пространственного расположения составляющих их атомов, установленная рентгеноструктурным методом. Молекула ДНК состоит из двух противоположно направленных цепей (иногда содержащих миллионы нуклеотидов), удерживаемых вместе водородными связями между основаниями: Важной особенностью нуклеиновых кислот является регулярность пространственного расположения составляющих их атомов, установленная рентгеноструктурным методом. Молекула ДНК состоит из двух противоположно направленных цепей (иногда содержащих миллионы нуклеотидов), удерживаемых вместе водородными связями между основаниями:
Водородные связи, соединяющие основания противоположных цепей, относятся к категории слабых, но благодаря своей многочисленности в молекуле ДНК они прочно стабилизируют ее структуру. Однако если раствор ДНК нагреть примерно до 60° С, эти связи рвутся и цепи расходятся – происходит денатурация ДНК (плавление). Обе цепи ДНК закручены по спирали относительно воображаемой оси, как будто они навиты на цилиндр. Эта структура называется двойной спиралью. На каждый виток спирали приходится десять пар оснований. Водородные связи, соединяющие основания противоположных цепей, относятся к категории слабых, но благодаря своей многочисленности в молекуле ДНК они прочно стабилизируют ее структуру. Однако если раствор ДНК нагреть примерно до 60° С, эти связи рвутся и цепи расходятся – происходит денатурация ДНК (плавление). Обе цепи ДНК закручены по спирали относительно воображаемой оси, как будто они навиты на цилиндр. Эта структура называется двойной спиралью. На каждый виток спирали приходится десять пар оснований.
По своей структуре ДНК напоминает винтовую лестницу. Ее боковины составлены из чередующихся остатков сахара и фосфатных групп; каждый остаток сахара в одной боковине соединен со своим партнером в другой с помощью «перекладины», состоящей из пурина (аденина или гуанина) и пиримидина (цитозина или тимина), при этом аденин соединяется только с тимином, а гуанин – с цитозином. По своей структуре ДНК напоминает винтовую лестницу. Ее боковины составлены из чередующихся остатков сахара и фосфатных групп; каждый остаток сахара в одной боковине соединен со своим партнером в другой с помощью «перекладины», состоящей из пурина (аденина или гуанина) и пиримидина (цитозина или тимина), при этом аденин соединяется только с тимином, а гуанин – с цитозином.
Одна из основных функций нуклеиновых кислот состоит в детерминации синтеза белков. Информация о структуре белков, закодированная в нуклеотидной последовательности ДНК, должна передаваться от одного поколения к другому, и поэтому необходимо ее безошибочное копирование, т.е. синтез точно такой же молекулы ДНК (репликация). Одна из основных функций нуклеиновых кислот состоит в детерминации синтеза белков. Информация о структуре белков, закодированная в нуклеотидной последовательности ДНК, должна передаваться от одного поколения к другому, и поэтому необходимо ее безошибочное копирование, т.е. синтез точно такой же молекулы ДНК (репликация).
С химической точки зрения синтез нуклеиновой кислоты – это полимеризация, т.е. последовательное присоединение строительных блоков. Такими блоками служат нуклеозидтрифосфаты; реакцию можно представить следующим образом: С химической точки зрения синтез нуклеиновой кислоты – это полимеризация, т.е. последовательное присоединение строительных блоков. Такими блоками служат нуклеозидтрифосфаты; реакцию можно представить следующим образом:
Генетическая информация, закодированная в нуклеотидной последовательности ДНК, переводится не только на язык нуклеотидной последовательности РНК, но и на язык аминокислот – мономерных единиц белков. В белках присутствует 20 разных аминокислот, от последовательности которых зависят их природа и функции. Эта последовательность определяется нуклеотидной последовательностью соответствующего гена – участка ДНК, кодирующего данный белок. Однако сама ДНК не является матрицей при синтезе белка. Сначала она транскрибируется в ядре с образованием матричной РНК (мРНК), которая диффундирует в цитоплазму, и на ней как на матрице синтезируется белок. Процесс ускоряется благодаря тому, что на каждой молекуле мРНК может одновременно синтезироваться множество белковых молекул. Генетическая информация, закодированная в нуклеотидной последовательности ДНК, переводится не только на язык нуклеотидной последовательности РНК, но и на язык аминокислот – мономерных единиц белков. В белках присутствует 20 разных аминокислот, от последовательности которых зависят их природа и функции. Эта последовательность определяется нуклеотидной последовательностью соответствующего гена – участка ДНК, кодирующего данный белок. Однако сама ДНК не является матрицей при синтезе белка. Сначала она транскрибируется в ядре с образованием матричной РНК (мРНК), которая диффундирует в цитоплазму, и на ней как на матрице синтезируется белок. Процесс ускоряется благодаря тому, что на каждой молекуле мРНК может одновременно синтезироваться множество белковых молекул.
Последовательность оснований в ДНК задает порядок следования аминокислот в белке, поскольку каждая аминокислота присоединяется специфическим ферментом только к определенным тРНК, а те, в свою очередь, – только к определенным кодонам в мРНК. Комплексы тРНК-аминокислота связываются с матрицей по одному в каждый данный момент времени. Ниже перечислены основные этапы белкового синтеза (см. также рисунок). Последовательность оснований в ДНК задает порядок следования аминокислот в белке, поскольку каждая аминокислота присоединяется специфическим ферментом только к определенным тРНК, а те, в свою очередь, – только к определенным кодонам в мРНК. Комплексы тРНК-аминокислота связываются с матрицей по одному в каждый данный момент времени. Ниже перечислены основные этапы белкового синтеза (см. также рисунок).
Нуклеиновые кислоты играют важнейшую биологическую роль в клетке: молекулы ДНК хранят наследственную информацию, а молекулы РНК участвуют в процессах, связанных с передачей генетической информации от ДНК к белку. Нуклеиновые кислоты играют важнейшую биологическую роль в клетке: молекулы ДНК хранят наследственную информацию, а молекулы РНК участвуют в процессах, связанных с передачей генетической информации от ДНК к белку. Нуклеиновые кислоты являются обязательными компонентами не только всех живых клеток, но и вирусов. Нуклеиновые кислоты являются обязательными компонентами не только всех живых клеток, но и вирусов.
Описание презентации по отдельным слайдам:
1 слайд
Описание слайда:
2 слайд
Описание слайда:
«НУКЛЕИНОВЫЕ КИСЛОТЫ» Тема урока: Цель урока: Охарактеризовать особенности строения молекул нуклеиновых кислот как биополимеров Раскрыть механизм удвоения ДНК, роль этого механизма в передаче наследственной информации Научиться понимать сущность генетического кода
3 слайд
Описание слайда:
Её величество- ДНК Швейцарский врач Ф. Мишер в 1871 г. выделил нуклеин из белых клеток крови больных. Слово это образовано от латинского «нукс» – ядро ореха, а окончание «-ин» подразумевало, что он содержит азот, подобно белкам. Гуанин, впервые выделенный в 1858 г. А. Штрекером из перуанского гуано – помета птиц, ценного азотного удобрения. Коссель выделил из клеток тимусной железы тимин и аденин. Железу греки называли «аден», что означало «плотный», «твердый». Тимус называют еще и вилочковой железой. Так тимин получил свое название. Из клеток тимусной железы выделили четвертое соединение. Поскольку по-гречески клетка «цитос», то оно получило название «цитозин». В 1910 г. Косселу за его открытия вручили Нобелевскую премию по медицине.
4 слайд
Описание слайда:
Рибозу поначалу получил синтетическим путем немецкий химик Э. Фишер, удостоенный за изучение сахаров Нобелевской премии по химии в 1902 г. В 1909 г. Ф. Левену удалось выделить рибозу при изучении нуклеина. На выделение дезоксирибозы у него ушло еще двадцать лет! С М. Маккарти и К. Маклеод доказали, что за трансформацию в клетке ответственна «кислота дезоксирибозного типа» и написали об этом в статье, вышедшей в свет 4 февраля 1944 г. Этот день можно считать днем рождения дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) в биологическом смысле слова. Стало ясно, что ген – ДНК! В 1953 г. Уотсон и Крик предложили модель двухцепочечной спирали ДНК. В 1962 г. Уотсон, Крик и Уилкинс за свое открытие были удостоены Нобелевской премии по медицине. Р. Франклин, к сожалению, к этому времени умерла от рака. Если бы этого не произошло, то впервые в истории Нобелевских премий ее надо было бы давать четверым... Её величество- ДНК Дж. Уотсон
5 слайд
Описание слайда:
БИОПОЛИМЕРНАЯ СТРУКТУРА ДНК фосфодиэфирный мостик между нуклеотидами основания водородная связь полинуклеотид Нуклеотид - фосфорный эфир нуклеозида. В состав нуклеозида входят два компонента: моносахарид (рибоза или дезоксирибоза) и азотистое основание. 3"-конец 5"-конец 3"-конец 5"-конец сахарофосфатный остов
6 слайд
Описание слайда:
БИОПОЛИМЕРНАЯ СТРУКТУРА РНК водородные связи сахарофосфатный остов основания т-РНК Мономеры - рибонуклеотиды РНК - образуют полимерную цепь посредством формирования фосфодиэфирных мостиков между сахарными остатками.
7 слайд
Описание слайда:
ДНК РНК Все ДНК независимо от их происхождения содержат одинаковое число пуриновых и пиримидиновых оснований. Следовательно, в любой ДНК на каждый пуриновый нуклеотид приходится один пиримидиновый. А=Т и G=C A+C=G+T РНК вместо тимина содержит урацил – У.
8 слайд
Описание слайда:
Самостоятельная работа Сравнить ДНК И РНК Признаки сравнения: Расположение в клетке Строение макромолекулы Мономеры Состав нуклеотидов Функции
9 слайд
Описание слайда:
ДНК выполняет следующие функции: хранение наследственной информации происходит с помощью гистонов. Молекула ДНК сворачивается, образуя вначале нуклеосому, а после гетерохроматин, из которого состоят хромосомы; передача наследственного материала происходит путем репликации ДНК; реализация наследственной информации в процессе синтеза белка
10 слайд
Описание слайда:
Мультифункциональность РНК Генетическая репликативная функция. Функция реализуется при вирусных инфекциях, редупликация генетического материала. Кодирующая функция. В РНК одни и те же триплеты нуклеотидов кодируют 20 аминокислот белков, и последовательность триплетов в цепи нуклеиновой кислоты есть программа для последовательной расстановки 20 видов аминокислот в полипептидной цепи белка. Структурообразующая функция. Компактно свернутые молекулы малых РНК подобны трехмерным структурам глобулярных белков, более длинные молекулы РНК образуют крупные частицы или их ядра. Функция узнавания. Функция узнавания является базой специфического катализа. Каталитическая функция (рибозимы). РНК способна выполнять функции обоих принципиально важных для жизни полимеров - ДНК и белков.
11 слайд
Описание слайда:
РЕПЛИКАЦИЯ ДНК Преемственность генетического материала обеспечивается комплементарностью, полуконсервативностью (содержит часть материнской спирали в неизменном виде), антипараллельностью(3‘-5‘), прерывистостью, т.е. процессом репликации. Артур Корнберг (1959г) открыл фермент ДНК- полимеразу.
12 слайд
Описание слайда:
РЕПЛИКАЦИЯ ДНК Участие ферментов: лигаза соединяет короткие новосинтезированные участки-фрагменты Оказаки полимераза присоединяет нуклеотиды в направлении 5 3 хеликаза расплетает двойную спираль, разрывая водородные связи праймаза необходима для синтеза ферментов Оказаки как затравка (праймер) Репликон – участок между двумя точками, в которых начинается синтез «дочерних» цепей. Фрагменты Оказаки – новосинтезированные участки на второй матричной цепи ДНК.
13 слайд
Описание слайда:
Ученые предложили различные единицы измерения для того, чтобы обозначать количество данных, связанных с генетическим устройством человека. Информации, записанной в ДНК, так много, что если перенести ее в книги и сложить эти книги одну на другую, то их высота составит 70 метров. Ученые подсчитали, что если попытаться переписать от руки или напечатать генную карту человека, и если тот, кто будет писать, будет делать это со скоростью 60 слов в минуту и работать по 8 часов в день, то ему понадобится для этого 50 лет. К тому же, информацией, хранящейся в ДНК, можно заполнить примерно 200 телефонных книжек по 500 страниц в каждой.
14 слайд
Описание слайда:
ГЕНЕТИЧЕСКИЙ КОД Код триплетен Код вырожден – каждая аминокислота шифруется более чем одним кодоном Код однозначен. Каждый кодон шифрует только одну аминокислоту Между генами имеются «знаки препинания», внутри гена их нет Код универсален. Генетический код един для всех живущих на Земле
15 слайд
Вопросы для контроля
- Что такое углеводы?
- На какие группы делятся углеводы?
- Какими свойствами обладают углеводы?
- Какие функции выполняют углеводы?
- Что такое липиды?
- На какие группы делятся липиды?
- Какие функции выполняют липиды?
- Какими свойствами обладают липиды?
ДНК и РНК -
нуклеиновые
кислоты
Уникальность функций белков
Есть ли другие вещества, выполняющие те же функции?
РЕГУЛЯТОРЫ
ФЕРМЕНТЫ
Другие гормоны, ц-АМФ, ионы
РНК – рибозимы
БЕЛКИ
СТРОИТЕЛЬНЫЙ
МАТЕРИАЛ
ЗАЩИТА
Углеводы, липиды
Матрицы?
ДВИЖЕНИЕ
ТРАНСПОРТ
т-РНК
Белки выполняют все функции , кроме одной –
ИНФОРМАЦИОННОЙ
не способны к самовоспроизведению
Эту функцию выполняет ДНК
главная и единственная ее функция
- ДНК – самая большая молекула в клетке. Она намного больше белков и РНК
- Каждая хромосома = одна молекула ДНК
- 23 хромосомы человека = 23 молекулы ДНК
- Самые длинные из них ≈ 8 см
- ДНК – это молекула-текст . В последова-тельности ее нуклеотидов записана вся наследственная программа организма
1 молекула ДНК
ещё ген
хромосома
хромосомы в ядре
клетка
Открыта структура ДНК
Дата рождения
молекулярной биологии
Фрэнсис Крик
Джеймс Уотсон
Francis Harry Compton Crick
James Dewey Watson
Нобелевская премия 1962
Рентгеноструктурный портрет ДНК – знаменитое фото 51
Розалинд Франклин
1920 - 1958
Молекулы ДНК и РНК можно увидеть в электронный микроскоп
ДНК бактериальных плазмид
ДНК реовируса
сканирующий электр. микроскоп
ДНК, выделенная
из одной хромосомы человека
http://users.rcn.com/jkimball.ma.ultranet/BiologyPages/L/Laemmli.gif
ДНК и РНК – нерегулярные полимеры
мономер – нуклеотид
состоит из 3 частей
3. азотистое основание
2. фосфат
1. сахар
Одинаковая часть
Рибоза
дезокси рибоза
Фосфат
Азотистое основание
Следующий нуклеотид цепочки
Нуклеотид
Азотистое основание – одно из 4
фосфат
Сахар (рибоза / дезоксирибоза)
Аденин, А
Гуанин, Г
Пурины
Пиримидины
Цитозин, Ц
Аденин, А
Гуанин, Г
Пурины
Пиримидины
Убрали метильную группу
Цитозин, Ц
Урацил, У
1950 Правила Чаргаффа
Эрвин Чаргафф
Правила Чаргаффа
[ А ] + [ Г ] = [ Т ] + [ Ц ] = 50%
Объяснение правилам Чаргаффа дали Уотсон и Крик
ДНК – это 2 цепочки, соединенные по принципу комплементарности
Принцип комплементар-ности:
- - - - - -
- - - - - -
Прочнее
Слабые водородные связи!
Принципы строения ДНК
Нерегулярность
5 "
3 "
Двуцепочечность
Комплементарность
Антипараллельность
3 "
5 "
Какие черты в строении ДНК прямо указывают на ее функцию?
(Сравните со строением белков)
Отличия РНК от ДНК
- Одноцепочечные молекулы
- Сахар – рибоза вместо дезоксирибозы
- У вместо Т
- Намного меньше – сравнимы по размеру с белками.
Виды РНК
- и-РНК = м-РНК информационная, матричная
до 10 тысяч нуклеотидов
- т- РНК транспортная
около 100 нуклеотидов
- р-РНК рибосомальная
2-3 тысячи нуклеотидов
линейная
как и белки, имеют
3-мерную конформацию
Образование вторичной структуры РНК
Схема образования петель в РНК
за счет комплементарных участков
Транспортная РНК
~ 100 нуклеотидов
«клверный лист»
Рибосомальная РНК
Самая большая из всех видов РНК –
2-3 тысячи нуклеотидов
16 S р-РНК
Функции РНК в порядке их открытия
- Информационная: реализация информации
Все виды РНК – посредники в передаче информации от ДНК к белку
Место встречи всех трех РНК – ?
рибосома
Функции РНК в порядке их открытия
- Информационная: хранение информации (у части вирусов)
- Примерно 80% вирусов человека и животных использует для записи информации РНК
- У них она выполняет ту же роль, что ДНК у всех остальных организмов
Функции РНК в порядке их открытия
- Каталитическая 1982
Рибозимы – РНК-ферменты
Не все РНК, а лишь некоторые:
р-РНК рибосом,
РНК некоторых вирусов
РНК в составе сплайсосомы
Адрес картинки http://commons.wikimedia.org/wiki/Image:Minimal_hammerhead_ribozyme_structure.png
Томас Чек
Минимальный рибозим, способный расщеплять РНК
Функции РНК в порядке их открытия
- Регуляторная 1990-е
Малые РНК регулируют работу генов в ядре и синтез белка в цитоплазме
Аналогична функции ДНК-связывающих белков
РНК сочетает свойства
- ДНК – принцип комплементарности, позволяющий матричное копирование молекулы
- Белков – трехмерную структуру, позволяющую выполнять самые разные функции (катализ, регуляцию, транспорт)
Матричное копирование
3-D форма и разнообразные функции
Белок
Это не конец
а только начало
Вопросы для контроля
- Что такое углеводы?
- На какие группы делятся углеводы?
- Какими свойствами обладают углеводы?
- Какие функции выполняют углеводы?
- Что такое липиды?
- На какие группы делятся липиды?
- Какие функции выполняют липиды?
- Какими свойствами обладают липиды?
ДНК и РНК -
нуклеиновые
кислоты
Уникальность функций белков
Есть ли другие вещества, выполняющие те же функции?
РЕГУЛЯТОРЫ
ФЕРМЕНТЫ
Другие гормоны, ц-АМФ, ионы
РНК – рибозимы
БЕЛКИ
СТРОИТЕЛЬНЫЙ
МАТЕРИАЛ
ЗАЩИТА
Углеводы, липиды
Матрицы?
ДВИЖЕНИЕ
ТРАНСПОРТ
т-РНК
Белки выполняют все функции , кроме одной –
ИНФОРМАЦИОННОЙ
не способны к самовоспроизведению
Эту функцию выполняет ДНК
главная и единственная ее функция
- ДНК – самая большая молекула в клетке. Она намного больше белков и РНК
- Каждая хромосома = одна молекула ДНК
- 23 хромосомы человека = 23 молекулы ДНК
- Самые длинные из них ≈ 8 см
- ДНК – это молекула-текст . В последова-тельности ее нуклеотидов записана вся наследственная программа организма
1 молекула ДНК
ещё ген
хромосома
хромосомы в ядре
клетка
Открыта структура ДНК
Дата рождения
молекулярной биологии
Фрэнсис Крик
Джеймс Уотсон
Francis Harry Compton Crick
James Dewey Watson
Нобелевская премия 1962
Рентгеноструктурный портрет ДНК – знаменитое фото 51
Розалинд Франклин
1920 - 1958
Молекулы ДНК и РНК можно увидеть в электронный микроскоп
ДНК бактериальных плазмид
ДНК реовируса
сканирующий электр. микроскоп
ДНК, выделенная
из одной хромосомы человека
http://users.rcn.com/jkimball.ma.ultranet/BiologyPages/L/Laemmli.gif
ДНК и РНК – нерегулярные полимеры
мономер – нуклеотид
состоит из 3 частей
3. азотистое основание
2. фосфат
1. сахар
Одинаковая часть
Рибоза
дезокси рибоза
Фосфат
Азотистое основание
Следующий нуклеотид цепочки
Нуклеотид
Азотистое основание – одно из 4
фосфат
Сахар (рибоза / дезоксирибоза)
Аденин, А
Гуанин, Г
Пурины
Пиримидины
Цитозин, Ц
Аденин, А
Гуанин, Г
Пурины
Пиримидины
Убрали метильную группу
Цитозин, Ц
Урацил, У
1950 Правила Чаргаффа
Эрвин Чаргафф
Правила Чаргаффа
[ А ] + [ Г ] = [ Т ] + [ Ц ] = 50%
Объяснение правилам Чаргаффа дали Уотсон и Крик
ДНК – это 2 цепочки, соединенные по принципу комплементарности
Принцип комплементар-ности:
- - - - - -
- - - - - -
Прочнее
Слабые водородные связи!
Принципы строения ДНК
Нерегулярность
5 "
3 "
Двуцепочечность
Комплементарность
Антипараллельность
3 "
5 "
Какие черты в строении ДНК прямо указывают на ее функцию?
(Сравните со строением белков)
Отличия РНК от ДНК
- Одноцепочечные молекулы
- Сахар – рибоза вместо дезоксирибозы
- У вместо Т
- Намного меньше – сравнимы по размеру с белками.
Виды РНК
- и-РНК = м-РНК информационная, матричная
до 10 тысяч нуклеотидов
- т- РНК транспортная
около 100 нуклеотидов
- р-РНК рибосомальная
2-3 тысячи нуклеотидов
линейная
как и белки, имеют
3-мерную конформацию
Образование вторичной структуры РНК
Схема образования петель в РНК
за счет комплементарных участков
Транспортная РНК
~ 100 нуклеотидов
«клверный лист»
Рибосомальная РНК
Самая большая из всех видов РНК –
2-3 тысячи нуклеотидов
16 S р-РНК
Функции РНК в порядке их открытия
- Информационная: реализация информации
Все виды РНК – посредники в передаче информации от ДНК к белку
Место встречи всех трех РНК – ?
рибосома
Функции РНК в порядке их открытия
- Информационная: хранение информации (у части вирусов)
- Примерно 80% вирусов человека и животных использует для записи информации РНК
- У них она выполняет ту же роль, что ДНК у всех остальных организмов
Функции РНК в порядке их открытия
- Каталитическая 1982
Рибозимы – РНК-ферменты
Не все РНК, а лишь некоторые:
р-РНК рибосом,
РНК некоторых вирусов
РНК в составе сплайсосомы
Адрес картинки http://commons.wikimedia.org/wiki/Image:Minimal_hammerhead_ribozyme_structure.png
Томас Чек
Минимальный рибозим, способный расщеплять РНК
Функции РНК в порядке их открытия
- Регуляторная 1990-е
Малые РНК регулируют работу генов в ядре и синтез белка в цитоплазме
Аналогична функции ДНК-связывающих белков
РНК сочетает свойства
- ДНК – принцип комплементарности, позволяющий матричное копирование молекулы
- Белков – трехмерную структуру, позволяющую выполнять самые разные функции (катализ, регуляцию, транспорт)
Матричное копирование
3-D форма и разнообразные функции
Белок
Это не конец
а только начало
