Слайд 1Нуклеиновые кислоты: виды, принципы строения, биологическая роль.
Транскрипция, трансляция, репликация как
примеры матричных синтезов
Слайд 2Нуклеиновые кислоты
Биополимеры, состоящие из нуклеотидов.
Тип связи между нуклеотидами – 3’,5’-фосфодиэфирная
связь
Слайд 3Нуклеотиды
Состоят из азотистого основания, пентозы и остатков фосфорной кислоты, присоединенных
к пентозе
Слайд 6Отличия нуклеотидов ДНК И РНК
Нуклеотиды ДНК:
Мажорные азотистые основания: аденин, тимин,
гуанин и цитозин
Пентоза – 2-дезокси-D-рибоза
Нуклеотиды РНК
Мажорные азотистые основания: аденин, урацил,
гуанин, цитозин
Пентоза – D-рибоза
Слайд 7ДНК – дезоксирибонуклеиновая кислота
Основная роль – хранение и передача наследственной
информации о первичной структуре всех белков данного организме
Содержится в ядре
и матриксе митохондрий.
Митохондриальная ДНК («ДНК Евы») передается по материнской линии без изменений. Содержит информацию о первичной структуре митохондриальных белков
Слайд 9РНК – рибонуклеиновая кислота
Виды:
Матричная (информационная) РНК
Рибосомальная РНК
Транспортная РНК
Гетероядерная РНК («первичный
транскрипт») – внутриядерный предшественник иРНК
Слайд 10Пространственное строение ДНК
Двуцепочечная асимметричная альфа-спираль, имеющая 2 бороздки: большую и
малую
Слайд 12Различия между цепями ДНК
Цепи ДНК антипараллельны: 5’ – 3’ и
3’- 5’.
5’ – 3’ - ведущая, матричная, именно по
ней идет синтез РНК
3’ – 5’ - отстающая, она содержит ту же наследственную информацию, что и ведущая, но за счет внутреннего расположения азотистых оснований менее доступна для действия ферментов.
Слайд 13Антипараллельность
Это зеркальное перевернутое отражение
Слайд 14Хранение ДНК в клетке
ДНК находится в клетке в суперспирализованном виде.
Основой спирализации являются белки-гистоны, богатые основными аминокислотами (Лиз, Арг). Они
имеют форму катушки, поверхность которой несет положительный заряд, и на нее «наматываются» отрицательно заряженные молекулы ДНК.
Слайд 15РНК
Молекула РНК не образует двойной спирали, однако вторичные структуры РНК
также формируются за счет комплементарности азотистых оснований У═А; Г≡Ц. РНК
содержится в основном в рибосомах и цитоплазме клеток.
Слайд 16Транспортные РНК (т-РНК)
Наиболее изученный вид РНК
Функция: перенос отдельных аминокислот
в рибосомы для использования их в синтезе белка
В синтезе
белка участвует 20 видов тРНК (по числу мажорных аминокислот)
Слайд 17Строение тРНК
Содержат 75 мононуклеотидов, синтезируются в ядре
Характерно наличие большого
количества минорных нуклеотидов, в особенности псевдоуридина, образующего изгибы в цепиРНК
оказавшиеся напротив друг друга комплементарные основания образуют «шпильки» - участки внутренней комплементарности.
Слайд 19Понятие о матричных синтезах
Это синтез макромолекул «по образцу», или матрице
– уже существующей макромолекуле
Выделяют 3 вида матричных синтезов:
Репликацию
Транскрипцию
Трансляцию
Слайд 20Репликация как матричный синтез
Создание точной копии новой цепи ДНК
Матрицей
(«образцом») является уже существующая цепь ДНК
Для синтеза необходимы:
4 мажорных
нуклеотида ДНК в достаточном количестве
Ферменты репликации
Ионы Zn+2
Небольшие кусочки РНК (праймеры)
Слайд 21Ферменты репликации (краткая характеристика)
Главный фермент репликации – РНК-зависимая ДНК-полимераза (для
начала синтеза ДНК использует короткий фрагмент РНК, который затем отщепляется)
ДНК-полимераза
– цинк-зависимый фермент, поэтому при дефиците цинка нарушается рост, деление клеток и регенерация поврежденных тканей
Слайд 22Другие ферменты репликации
Топоизомераза – точечный разрыв в одной из цепей
ДНК перед началом раскручивания цепей
Геликаза (хеликаза) – быстрое раскручивание ДНК
на 2 цепи, после чего активируется ДНК-полимераза
ДНК-лигаза – сшивает фрагменты ДНК
Праймаза – удаляет РНК-праймер по завершении репликации
Рестриктазы - ферменты репарации – распознают и удаляют неправильные участки ДНК, с последующим замещением правильной последовательностью нуклеотидов
Слайд 23
Репликация идет по обеим цепям.
Цепь 5’-3’ – ведущая (синтезируется
сразу целая дочерняя нить ДНК)
Цепь 3’-5’ – отстающая (синтез дочерней
ДНК идет в виде отдельных фрагментов (ОКАЗАКИ), которые затем сшиваются в еще одну дочернюю цепь.
Слайд 24Полуконсервативная репликация
В результате репликации у человека одна исходная («материнская» )
цепь ДНК образует спираль с одной вновь синтезированной цепью ДНК
(«дочерней»).
Такой тип репликации позволяет сравнить точность копирования (нет ли нарушений комплементарности) и исправить их с помощью ферментов репарации.
Слайд 25Транскрипция
Матричный синтез, в ходе которого на одной из цепей ДНК
образуется ее копия, составленная из нуклеотидов РНК
Часто транскрипцию называют первым
этапом синтеза белка, поскольку образующаяся РНК после нескольких модификаций превращается в информационную РНК и выходит в цитоплазму
Слайд 26Основные этапы транскрипции
1. Образование точечного разрыва в ДНК и ее
частичное расплетание (топоизомераза и геликаза)
2. Подбор РНК-нуклеотидов к 3’-цепи и
сшивание их в одну цепочку РНК, которая называется первичный транскрипт(ДНК-зависимая РНК-полимераза)
3. Созревание первичного транскрипта до иРНК
Слайд 27
Главный фермент транскрипции – ДНК-зависимая РНК-полимераза
Условия транскрипции:
Наличие большого количества мажорных
нуклеотидов РНК
Наличие иона цинка
Сигнал о необходимости транскипции какой-либо группы генов