Слайд 1§ 12. НУКЛЕИНОВЫЕ КИСЛОТЫ И ИХ РОЛЬ В ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ КЛЕТКИ
Нуклеиновые
кислоты и их типы
Строение ДНК
Строение РНК
Типы РНК
История расшифровки структуры
Слайд 2Нуклеиновые кислоты и их типы
Слайд 3 Нуклеиновые кислоты — самые крупные из молекул, образуемых живыми организмами.
Их молекулярная масса может быть от 10000 до нескольких миллионов
углеродных единиц.
Слайд 4 Так как наиболее высокое содержание нуклеиновых кислот обнаружено в ядрах
клеток, то они и получили свое название от латинского «нуклеус»
— ядро. Хотя теперь выяснено, что нуклеиновые кислоты есть и в цитоплазме, и в целом ряде органоидов — митохондриях, пластидах.
Слайд 5 Нуклеиновые кислоты являются биополимерами, состоящими из мономеров — нуклеотидов.
Общая
формула нуклеотида
Каждый нуклеотид состоит из фосфатной группы, пятиуглеродного сахара (пентозы)
и азотистого основания.
Слайд 6 Остаток фосфорной кислоты, связанный с пятым атомом С в пентозе,
может соединяться ковалентной связью с гидроксильной группой возле третьего атома
С другого нуклеотида. Обратите внимание: концы цепочки нуклеотидов, связанных в нуклеиновую кислоту, разные.
Слайд 7 На одном конце расположен связанный с пятым атомом пентозы фосфат,
и этот конец называется 5'-концом (читается «пять-штрих»). На другом конце
остается не связанная с фосфатом ОН-группа около третьего атома пентозы (З'-конец). Благодаря реакции полимеризации нуклеотидов образуются нуклеиновые кислоты.
Слайд 8 В зависимости от вида пентозы различают два типа нуклеиновых кислот
— дезоксирибонуклеиновые (сокращенно ДНК) и рибонуклеиновые (РНК). Название кислот обусловлено
тем, что молекула ДНК содержит дезоксирибозу, а молекула РНК — рибозу.
Слайд 10 Молекула ДНК имеет сложное строение.
Она состоит из двух спирально
закрученных цепей, которые по всей длине соединены друг с другом
водородными связями. Такую структуру, свойственную только молекулам ДНК, называют двойной спиралью.
Слайд 11 Нуклеотиды, входящие в состав ДНК, содержат дезоксирибозу, остаток фосфорной кислоты
и одно из четырех азотистых оснований: аденин, гуанин, цитозин и
тимин
Они и определяют названия соответствующих нуклеотидов:
адениловый (А)
гуаниловый (Г)
цитидиловый (Ц)
тимидиловый (Т)
Слайд 13 Каждая цепь ДНК представляет полинуклеотид, который может состоять из нескольких
десятков тысяч и даже миллионов нуклеотидов. Нуклеотиды, входящие в состав
одной цепи, последовательно соединяются за счет образования ковалентных связей между дезоксирибозой одного и остатком фосфорной кислоты другого нуклеотида.
Слайд 15 Азотистые основания, которые располагаются по одну сторону от образовавшегося остова
одной цепи ДНК, формируют водородные связи с азотистыми основаниями второй
цепи. Таким образом, в спиральной молекуле двухцепочечной ДНК азотистые основания находятся внутри спирали. Структура спирали такова, что входящие в ее состав полинуклеотидные цепи могут быть разделены только после раскручивания спирали.
Слайд 16 В двойной спирали ДНК азотистые основания одной цепи располагаются в
строго определенном порядке против азотистых оснований другой. Между аденином и
тимином всегда возникают две, а между гуанином и цитозином — три водородные связи. В связи с этим обнаруживается важная закономерность: против аденина одной цепи всегда располагается тимин другой цепи, против гуанина — цитозин и наоборот.
Слайд 17 Правило Э. Чаргаффа – в ДНК количество нуклеотидов с азотистым
основанием Аденин равно количеству нуклеотидов с азотистым основанием Тимин, а
количество нуклеотидов с азотистым основанием Цитозин равно количеству нуклеотидов с азотистым основанием Гуанин поскольку в двухцепочечной молекуле ДНК Гуанин комплементарен Цитозину, а Аденин – Тимину) (пространственное взаимное соответствие), или комплементарными (от лат. complementum — дополнение).
Слайд 18 Следовательно, у всякого организма число адениловых нуклеотидов равно числу тимидиловых,
а число гуаниловых — числу цитидиловых. А зная последовательность расположения
нуклеотидов в одной цепи ДНК по принципу комплементарности, можно установить нуклеотиды другой цепи.
Слайд 19 Структура каждой молекулы ДНК строго индивидуальна и специфична, так как
представляет собой кодовую форму записи биологической информации (генетический код). Другими
словами, с помощью четырех типов нуклеотидов в ДНК записана вся важная информация об организме, передающаяся по наследству последующим поколениям.
Молекулы ДНК в основном находятся в ядрах клеток, но небольшое их количество содержится в митохондриях и пластидах.
Слайд 20Функции ДНК:
хранение наследственной информации;
химическая основа хромосомного генетического материала (гена);
наименьшей единицей
носителя генетической информации после нуклеотида являются три рядом расположенных нуклеотида
— триплет;
в ДНК закодирована информация о структуре белков;
ДНК является матрицей для создания молекул РНК, она формируется на основе одной из цепей ДНК по принципу комплементарности.
Слайд 22 Молекула РНК в отличие от молекулы ДНК — полимер, состоящий
из одной цепочки значительно меньших размеров.
Мономерами РНК являются нуклеотиды, состоящие
из рибозы, остатка фосфорной кислоты и одного из четырех азотистых оснований. Три азотистых основания — аденин, гуанин и цитозин — такие же, как и у ДНК, а четвертым является урацил.
Структура РНК
Ф – фосфат, Р – рибоза,
А.У,Г, Ц – азотистые основания, Д – сахарофосфатный остов
Слайд 23 Образование полимера РНК происходит так же, как и у ДНК,
через ковалентные связи между рибозой и остатком фосфорной кислоты соседних
нуклеотидов.
Молекула РНК может содержать от 75 до 10000 нуклеотидов.
Слайд 25 Выделяют три основных типа РНК, различающихся по структуре, величине молекул,
расположению в клетке и выполняемым функциям.
- Рибосомная РНК (рРНК)
- Транспортная
РНК (тРНК)
- Информационная, или матричная, РНК (иРНК)
Слайд 26 Рибосомные РНК (рРНК) синтезируются в основном в ядрышке и составляют
примерно 80-90% всех РНК клетки.
Они входят в состав рибосом
и участвуют в формировании активного центра рибосомы, где происходит процесс биосинтеза белка.
Слайд 27 Транспортные РНК (тРНК) образуются в ядре на ДНК, затем переходят
в цитоплазму. Они составляют около 10-15% клеточной РНК и являются
самыми небольшими по размеру РНК, состоящими из 70— 100 нуклеотидов.
Каждая тРНК присоединяет определенную аминокислоту и транспортирует ее к месту сборки полипептида в рибосоме.
Слайд 28 Все известные тРНК за счет комплементарного взаимодействия образуют вторичную структуру,
по форме напоминающую лист клевера. В молекуле тРНК есть два
активных участка: триплет-антикодон на одном конце и акцепторный конец на другом.
Слайд 29 Каждой аминокислоте соответствует комбинация из трех нуклеотидов — триплет. Кодирующие
аминокислоты триплеты — кодоны ДНК — передаются в виде информации
триплетов (кодонов) иРНК. У верхушки клеверного листа располагается триплет нуклеотидов, который комплементарен соответствующему кодону иРНК. Этот триплет различен для тРНК, переносящих разные аминокислоты, и кодирует именно ту аминокислоту, которая переносится данной тРНК.
Он получил название антикодон.
Акцепторный конец является «посадочной площадкой» для аминокислоты.
Слайд 30 Информационные, или матричные, РНК (иРНК) составляют около 2-5% всей клеточной
РНК. Они синтезируются на участке одной из цепей молекулы ДНК
и передают информацию о структуре белка из ядра клеток к рибосомам, где эта информация реализуется.
В зависимости от объема копируемой информации молекула иРНК может иметь различную длину.
Слайд 31 РНК представляют собой единую функциональную систему, направленную на реализацию наследственной
информации через синтез белка. Молекулы РНК находятся в ядре, цитоплазме,
рибосомах, митохондриях и пластидах клетки.
Все типы РНК, за исключением генетической РНК вирусов, не способны к самоудвоению и самосборке.
Слайд 33Первой фазой стала расшифровка структуры ДНК.
Работы Розалинды Франклин, получившей изображение ДНК
с помощью рентгеновских лучей, дали важную информацию. Было установлено, что
ДНК имеет форму спирали, состоящей из 2-х или 3-х нитей, обвивающих друг друга.
Розалинд Франклин
(1920 — 1958)
Слайд 34В 1950-м Эрвин Чаргаф доказал, что количество аденина равно количеству тимина, а
количество гуанина равно цитозину.
Эрвин Чаргафф
(1905 – 2002)
Слайд 35В 1952 году двое учёных Джеймс Уотсон и Френсис Крик объединились за работой над
построением модели ДНК, используя работы Р. Франклин и др. учёных.
Их первая попытка провалилась. Через год они возобновили работу.
2 апреля 1953 года в журнале “Природа” появилась статья: “Молекулярная структура нуклеиновой кислоты”, в которой Уотсон и Крик описали структуру ДНК.
Слайд 36В 1962 году Уилкинс, Уотсон и Крик получили Нобелевскую премию за исследование
ДНК.
В 1988 году Уотсон возглавил программу“Геном человека”.
Джеймс Уо́тсон
(1928 –
1962)
Фрэнсис Крик
(1916 — 2004)
Слайд 37http://doctor.kz/health/news/2…
http://ppt4web.ru/biologija/dv…
http://mirsoglasnomne.ru/mir-s…
http://velchel.ru/biography/in…
http://lenta.ru/articles/2010/…
http://lichnosti.net/photo_239…