Разделы презентаций


Дезоксирибонуклеиновая кислота

Содержание

ДНКВ клетках эукариот (например, животных или растений) ДНК находится в ядре клетки в составе хромосом, а также в некоторых клеточных органоидах (митохондриях и пластидах). В клетках прокариотических организмов (бактерий и архей)

Слайды и текст этой презентации

Слайд 1Дезоксирибонуклеиновая кислота
Дезоксирибонуклеи́новая кислота́ (ДНК) — один из двух типов нуклеиновых

кислот, обеспечивающих хранение, передачу из поколения в поколение и реализацию

генетической программы развития и функционирования живых организмов. Основная роль ДНК в клетках — долговременное хранение информации о структуре РНК и белков.

Двойная спираль ДНК

Дезоксирибонуклеиновая кислота Дезоксирибонуклеи́новая кислота́ (ДНК) — один из двух типов нуклеиновых кислот, обеспечивающих хранение, передачу из поколения

Слайд 2ДНК
В клетках эукариот (например, животных или растений) ДНК находится в

ядре клетки в составе хромосом, а также в некоторых клеточных

органоидах (митохондриях и пластидах). В клетках прокариотических организмов (бактерий и архей) кольцевая или линейная молекула ДНК, так называемый нуклеоид, прикреплена изнутри к клеточной мембране. У них и у низших эукариот (например, дрожжей) встречаются также небольшие автономные, преимущественно кольцевые молекулы ДНК, называемые плазмидами. Кроме того, одно- или двухцепочечные молекулы ДНК могут образовывать геном ДНК-содержащих вирусов.
Расшифровка структуры ДНК (1953 г.) стала одним из поворотных моментов в истории биологии. За выдающийся вклад в это открытие Фрэнсису Крику, Джеймсу Уотсону, Морису Уилкинсу была присуждена Нобелевская премия по физиологии и медицине 1962 г.
ДНКВ клетках эукариот (например, животных или растений) ДНК находится в ядре клетки в составе хромосом, а также

Слайд 3История изучения
Френсис Крик
Джеймс Уотсон
НК была открыта Иоганном Фридрихом Мишером

в 1869 году. Вначале новое вещество получило название нуклеин, а

позже, когда Мишер определил, что это вещество обладает кислотными свойствами, вещество получило название нуклеиновая кислота. Биологическая функция новооткрытого вещества была неясна, и долгое время ДНК считалась запасником фосфора в организме. Более того, даже в начале XX века многие биологи считали, что ДНК не имеет никакого отношения к передаче информации, поскольку строение молекулы, по их мнению, было слишком однообразным и не могло содержать закодированную информацию.
История изучения Френсис КрикДжеймс УотсонНК была открыта Иоганном Фридрихом Мишером в 1869 году. Вначале новое вещество получило

Слайд 4Структура молекулы Нуклеотиды
Структуры оснований, наиболее часто встречающихся в составе ДНК


Дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) представляет собой биополимер (полианион), мономером которого является

нуклеотид.
Каждый нуклеотид состоит из остатка фосфорной кислоты присоединённого по 5'-положению к сахару дезоксирибозе, к которому также через гликозидную связь (C—N) по 1'-положению присоединено одно из четырёх азотистых оснований. Именно наличие характерного сахара и составляет одно из главных различий между ДНК и РНК, зафиксированное в названиях этих нуклеиновых кислот (в состав РНК входит сахар рибоза). Пример нуклеотида — аденозинмонофосфат — где основание, присоединённое к фосфату и рибозе, это аденин, показан на рисунке.
Структура молекулы  Нуклеотиды Структуры оснований, наиболее часто встречающихся в составе ДНК Дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) представляет собой

Слайд 5Нуклеотиды
Исходя из структуры молекул, основания, входящие в состав нуклеотидов, разделяют

на две группы: пурины (аденин [A] и гуанин [G]) образованы

соединёнными пяти- и шестичленным гетероциклами; пиримидины (цитозин [C] и тимин [T]) — шестичленным гетероциклом.
В виде исключения, например, у бактериофага PBS1, в ДНК встречается пятый тип оснований — урацил ([U]), пиримидиновое основание, отличающееся от тимина отсуствием метильной группы на кольце, обычно заменяющее тимин в РНК.
Следует отметить, что тимин и урацил не так строго приурочены к ДНК и РНК соответственно, как это считалось ранее. Так, после синтеза некоторых молекул РНК значительное число урацилов в этих молекулах метилируется с помощью специальных ферментов, превращаясь в тимин. Это происходит в транспортных и рибосомальных РНК.

Рентгенограмма волокон натриевой соли тимусной ДНК в B-форме

Нуклеотиды Исходя из структуры молекул, основания, входящие в состав нуклеотидов, разделяют на две группы: пурины (аденин [A]

Слайд 6Нуклеотиды
В зависимости от концентрации ионов и нуклеотидного состава молекулы, двойная

спираль ДНК в живых организмах существует в разных формах. На

рисунке (слева направо) представлены A, B и Z формы
Нуклеотиды В зависимости от концентрации ионов и нуклеотидного состава молекулы, двойная спираль ДНК в живых организмах существует

Слайд 7Образование связей между основаниями
Интеркалированное химическое соединение, которое находится в

середине спирали -бензопирен, основной мутаген табачного дыма

Образование связей между основаниями Интеркалированное химическое соединение, которое находится в середине спирали -бензопирен, основной мутаген табачного дыма

Слайд 8Повреждение ДНК
ДНК может повреждаться разнообразными мутагенами, к которым относятся

окисляющие и алкилирующие вещества, а также высокоэнергетическая электромагнитная радиация —

ультрафиолетовое и рентгеновское излучение. Тип повреждения ДНК зависит от типа мутагена. Например, ультрафиолет повреждает ДНК путём образования в ней димеров тимина, которые образуются при образовании ковалентных связей между соседними основаниями.
Оксиданты, такие как свободные радикалы или перекись водорода приводят к нескольким типам повреждения ДНК, включая модификации оснований, в особенности гуанозина, а также двуцепочечные разрывы в ДНК. По некоторым оценкам в каждой клетке человека окисляющими соединениями ежедневно повреждается порядка 500 оснований. Среди разных типов повреждений наиболее опасные — это двуцепочечные разрывы, потому что они трудно репарируются и могут привести к потерям участков хромосом (делециям) и транслокациям.
Многие молекулы мутагенов вставляются (интеркалируют) между двумя соседними парами оснований. Большинство этих соединений, например, этидий, дауномицин, доксорубицин и талидомид имеют ароматическую структуру. Для того, чтобы интеркалирующее соединение могло поместиться между основаниями, они должны разойтись, расплетая и нарушая структуру двойной спирали. Эти изменения в структуре ДНК мешают транскрипции и репликации, вызывая мутации. Поэтому интеркалирующие соединения часто являются канцерогенами, наиболее известные из которых — бензопирен, акридины, афлатоксин и бромистый этидий. Несмотря на эти негативные свойства, в силу их способности подавлять транскрипцию и репликацию ДНК, интеркалирующие соединения используются в химиотерапии для подавления быстро растущих клеток рака.
Повреждение ДНК ДНК может повреждаться разнообразными мутагенами, к которым относятся окисляющие и алкилирующие вещества, а также высокоэнергетическая

Слайд 9Суперскрученность
Структура теломер. Зелёным цветом показан ион металла, хелатированный в центре

структуры

СуперскрученностьСтруктура теломер. Зелёным цветом показан ион металла, хелатированный в центре структуры

Слайд 10Биологические функции
ДНК является носителем генетической информации, записанной в виде

последовательности нуклеотидов с помощью генетического кода. С молекулами ДНК связаны

два основополагающих свойства живых организмов — наследственность и изменчивость. В ходе процесса, называемого репликацией ДНК, образуются две копии исходной цепочки, наследуемые дочерними клетками при делении, таким образом образовавшиеся клетки оказываются генетически идентичны исходной.
Генетическая информация реализуется при экспрессии генов в процессах транскрипции (синтеза молекул РНК на матрице ДНК) и трансляции (синтеза белков на матрице РНК).
Последовательность нуклеотидов «кодирует» информацию о различных типах РНК: информационных, или матричных (иРНК), рибосомальных (рРНК) и транспортных (тРНК). Все эти типы РНК синтезируются на основе ДНК в процессе транскрипции. Роль их в биосинтезе белков (процессе трансляции) различна. Информационная РНК содержит информацию о последовательности аминокислот в белке, рибосомальные РНК служат основой для рибосом (сложных нуклеопротеиновых комплексов, основная функция которых — сборка белка из отдельных аминокислот на основе иРНК), транспортные РНК доставляют аминокислоты к месту сборки белков — в активный центр рибосомы, «ползущей» по иРНК.
Биологические функции ДНК является носителем генетической информации, записанной в виде последовательности нуклеотидов с помощью генетического кода. С

Слайд 11Транскрипция и трансляция
Генетическая информация, закодированная в ДНК, должна быть

прочитана и в конечном итоге выражена в синтезе различных биополимеров,

из которых состоят клетки. Последовательность оснований в цепочке ДНК напрямую определяет последовательность оснований в РНК, на которую она «переписывается» в процессе, называемом транскрипцией. В случае мРНК эта последовательность определяет аминокислоты белка. Соотношение между нуклеотидной последовательностью мРНК и аминокислотной последовательностью определяется правилами трансляции, которые называются генетическим кодом. Генетический код состоит из трёхбуквенных «слов», называемых кодонами, состоящих из трёх нуклеотидов (то есть ACT CAG TTT и т. п.). Во время транскрипции нуклеотиды гена копируются на синтезируемую РНК РНК-полимеразой. Эта копия в случае мРНК декодируется рибосомой, которая «читает» последовательность мРНК, осуществляя спаривание матричной РНК с транспортными РНК, которые присоединены к аминокислотам. Поскольку в трёхбуквенных комбинациях используются 4 основания, всего возможны 64 кодона (4³ комбинации). Кодоны кодируют 20 стандартных аминокислот, каждой из которых соответствует в большинстве случаев более одного кодона. Один из трёх кодонов, которые располагаются в конце мРНК, не означает аминокислоту и определяет конец белка, это «стоп» или «нонсенс» кодоны — TAA, TGA, TAG.
Транскрипция и трансляция Генетическая информация, закодированная в ДНК, должна быть прочитана и в конечном итоге выражена в

Слайд 12Репликация
Деление клеток необходимо для размножения одноклеточного и роста многоклеточного

организма, но до деления клетка должна удвоить геном, чтобы дочерние

клетки содержали ту же генетическую информацию, что и исходная клетка. Из нескольких теоретически возможных механизмов удвоения (репликации) ДНК реализуется полуконсервативный. Две цепочки разделяются, а затем каждая недостающая комплементарная последовательность ДНК воспроизводится ферментом ДНК-полимеразой. Этот фермент строит полинуклеотидную цепь, находя правильное основание через комплементарное спаривание оснований и присоединяя его к растущей цепочке. ДНК-полимераза не может начинать новую цепь, а только лишь наращивать уже существующую, поэтому она нуждается в короткой цепочке нуклеотидов (праймере), синтезируемом праймазой. Так как ДНК-полимеразы могут строить цепочку только в направлении 5' --> 3', для копирования антипараллельных цепей используются разные механизмы.
Репликация Деление клеток необходимо для размножения одноклеточного и роста многоклеточного организма, но до деления клетка должна удвоить

Слайд 13Взаимодействие с белками
Взаимодействие ДНК с гистонами. Основные аминокислоты гистонов

(на рисунке показаны голубым цветом) взаимодействуют с кислотными фосфатными группами

ДНК (красный цвет).
Взаимодействие с белками Взаимодействие ДНК с гистонами. Основные аминокислоты гистонов (на рисунке показаны голубым цветом) взаимодействуют с

Слайд 14Взаимодействие с белками
Взаимодействие фактора транскрипции STAT3 с ДНК (показана в

виде синей спирали)
Все функции ДНК зависят от её взаимодействия с

белками. Взаимодействия могут быть как неспецифическими, когда белок присоединяется к любой молекуле ДНК или зависеть от наличия особой последовательности. Ферменты также могут взаимодействовать с ДНК, из них наиболее важные это РНК-полимеразы, которые копируют последовательность оснований ДНК на РНК в транскрипции или при синтезе новой цепи ДНК — репликации.
Взаимодействие с белкамиВзаимодействие фактора транскрипции STAT3 с ДНК (показана в виде синей спирали)Все функции ДНК зависят от

Слайд 15Нуклеазы и лигазы
ДНК-полимераза I (кольцеобразная структура, состоящая из нескольких

одинаковых молекул белка, показанных разными цветами), лигирующая повреждённую цепь ДНК

Нуклеазы и лигазы ДНК-полимераза I (кольцеобразная структура, состоящая из нескольких одинаковых молекул белка, показанных разными цветами), лигирующая

Слайд 16Генетическая рекомбинация
Рекомбинация происходит в результате физического разрыва в хромосомах

(М) и (F) и их последующего соединения с образованием двух

новых хромосом (C1 and C2)
Генетическая рекомбинация Рекомбинация происходит в результате физического разрыва в хромосомах (М) и (F) и их последующего соединения

Обратная связь

Если не удалось найти и скачать доклад-презентацию, Вы можете заказать его на нашем сайте. Мы постараемся найти нужный Вам материал и отправим по электронной почте. Не стесняйтесь обращаться к нам, если у вас возникли вопросы или пожелания:

Email: Нажмите что бы посмотреть 

Что такое TheSlide.ru?

Это сайт презентации, докладов, проектов в PowerPoint. Здесь удобно  хранить и делиться своими презентациями с другими пользователями.


Для правообладателей

Яндекс.Метрика