Нуклеиновые кислоты и белки

Содержание

Слайд 2

Нуклеиновые кислоты

Нуклеиновые кислоты

Слайд 3

Нуклеиновые кислоты – это биологические полимеры, состоящие из нуклеотидов, соединенных 3ʹ-5ʹ-

Нуклеиновые кислоты – это биологические полимеры, состоящие из нуклеотидов, соединенных 3ʹ-5ʹ-

фосфодиэфирной связью.
Существует 2 вида нуклеиновых кислот:
Дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК)
Рибонуклеиновая кислота (РНК)
Функция ДНК:
хранение и передача наследственной информации (о чём?) в процессе жизнедеятельности клетки.
Функция РНК:
мРНК – участие в реализации наследственной информации (транскрипция + трансляция)
тРНК – транспорт аминокислот в процессе трансляции
рРНК – формирование структуры рибосомы, участие в процессе трансляции
Слайд 4

Нуклеиновые кислоты состоят из нуклеотидов! Состав нуклеотидов: Азотистые основания Рибоза или

Нуклеиновые кислоты состоят из нуклеотидов!
Состав нуклеотидов:
Азотистые основания
Рибоза или дезоксирибоза («сахара»)
Фосфорная кислота
Азотистые

основания бывают 2-ух видов:
Пуриновые
Пиримидиновые
Слайд 5

Пуриновые азотистые основания Пурин Гуанин 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Пуриновые азотистые основания

Пурин

Гуанин

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Слайд 6

Пиримидиновые азотистые основания Пиримидин Тимин Урацил Цитозин 1 2 3 4 5 6

Пиримидиновые азотистые основания

Пиримидин

Тимин

Урацил

Цитозин

1

2

3

4

5

6

Слайд 7

Нуклеозиды – продукты конденсации азотистых оснований и рибозы или дезоксирибозы. Рибоза

Нуклеозиды – продукты конденсации азотистых оснований и рибозы или дезоксирибозы.

Рибоза

4′

3′

2′

1′

9

9

β

1′

2′

3′

4′

Слайд 8

Нуклеотиды – продукты конденсации нуклеозидов и фосфорной кислоты, т. е. это

Нуклеотиды – продукты конденсации нуклеозидов и фосфорной кислоты, т. е. это

эфиры нуклеозидов и фосфорной кислоты (нуклеозидфосфаты).

Н2О

Аденозинмонофосфат (АМФ)

Сложно-эфирная связь

5′

4′

3′

2′

1′

5′

1′

Слайд 9

Номенклатура Названия нуклеозидов строят на основе тривиальных названий нуклеиновых оснований, добавляя

Номенклатура

Названия нуклеозидов строят на основе тривиальных названий нуклеиновых оснований, добавляя окончание

-идин для производных пиримидина и -озин для
производных пурина. *Если в состав нуклеозида и нуклеотида входит дезоксирибоза, то добавляется приставка "дезокси".
Например, дезоксиаденозинмонофосфат (дАМФ или dAMP).
Исключение составляет название "тимидин" (а не дезокситимидин), используемое для дезоксирибозида тимина, входящего в состав ДНК. В тех редких случаях, когда тимин встречается в РНК, соответствующий нуклеозид называется риботимидином.
Слайд 10

Производные нуклеотидов Н2О Н2О Макроэргические (ангидридные) связи Аденозинтрифосфат (АТФ) Макроэрги –

Производные нуклеотидов

Н2О

Н2О

Макроэргические (ангидридные) связи

Аденозинтрифосфат (АТФ)

Макроэрги – соединения, содержащие богатую энергией макроэргическую

связь.
Например: АТФ, ГТФ, УТФ, ЦТФ

1′

2′

3′

4′

5′

1′

2′

3′

4′

5′

Слайд 11

Производные нуклеотидов Циклический АМФ (цАМФ) Циклический ГМФ (цГМФ) Циклические нуклеотиды (циклофосфаты)

Производные нуклеотидов

Циклический АМФ (цАМФ)

Циклический ГМФ (цГМФ)

Циклические нуклеотиды (циклофосфаты) – соединения, содержащие

3ʹ-5′-фосфодиэфирную связь внутри молекулы. Выполняют функцию вторичных посредников в передаче гормонального сигнала внутрь клетки.

3′

5′

5′

3′

Слайд 12

Производные нуклеотидов Флавинадениндинуклеотид (ФАД) Рибофлавин (В2) Коферменты – органические природные соединения

Производные нуклеотидов

Флавинадениндинуклеотид (ФАД)

Рибофлавин (В2)

Коферменты – органические природные соединения небелковой природы, необходимые

для осуществления каталитического действия многих ферментов.
Флавиновые коферменты – коферменты участвующие в окислительно-восстановительных реакциях в организме в качестве окислителя (ФАД, ФМН) или восстановителя (ФАДН2, ФМНН2).
Содержат в своем составе рибофлавин – витамин В2.

5′

9′

Слайд 13

Производные нуклеотидов Никотинамидадениндинуклеотид (фосфат) (НАД+, НАДФ+) Никотиновые коферменты – коферменты участвующие

Производные нуклеотидов

Никотинамидадениндинуклеотид (фосфат) (НАД+, НАДФ+)

Никотиновые коферменты – коферменты участвующие в окислительно-восстановительных

реакциях в организме в качестве окислителя (НАД+, НАДФ+) или восстановителя (НАДН + Н+, НАДФН + Н+).
Содержат в своем составе никотинамид – вит. РР (В3)

Никотинамид (РР)

Слайд 14

Производные нуклеотидов Кофермент А – кофермент, участвующий в переносе остатков карбоновых

Производные нуклеотидов

Кофермент А – кофермент, участвующий в переносе остатков карбоновых кислот.

Содержит в своем составе пантотеновую кислоту – витамин В5.
Слайд 15

Первичная структура ДНК 3ʹ-5′-фосфодиэфирная связь 5′ 3′ 3′ 5′ 3′ 5′

Первичная структура ДНК

3ʹ-5′-фосфодиэфирная связь

5′

3′

3′

5′

3′

5′

Слайд 16

Вторичная структура ДНК Фрэнсис Крик, Джеймс Уотсон и Морис Уилкинс 1953

Вторичная структура ДНК

Фрэнсис Крик, Джеймс Уотсон и Морис Уилкинс

1953 г. –

Открытие вторичной структуры ДНК.
1962 г. – Нобелевская премия по физиологии и медицине: «за открытия, касающиеся молекулярной структуры нуклеиновых кислот и их значения для передачи информации в живых системах».
Слайд 17

Вторичная структура ДНК Комплементарные пары оснований: аденин-тимин, гуанин-цитозин. Двойная спираль ДНК

Вторичная структура ДНК

Комплементарные пары оснований: аденин-тимин, гуанин-цитозин.

Двойная спираль ДНК

Слайд 18

Третичная структура ДНК В процессе компактизации и суперспирализации ДНК образует эу- и гетерохроматин.

Третичная структура ДНК

В процессе компактизации и суперспирализации ДНК образует эу- и

гетерохроматин.
Слайд 19

Вторичная и третичная структура РНК Вторичная структура тРНК Третичная структура тРНК

Вторичная и третичная структура РНК

Вторичная структура тРНК

Третичная структура тРНК

Слайд 20

Белки

Белки

Слайд 21

Белки – биологические полимеры, состоящие из аминокислот, соединенных пептидной связью. Аминокислоты

Белки – биологические полимеры, состоящие из аминокислот, соединенных пептидной связью.
Аминокислоты –

органические соединения, аминопроизводные карбоновых кислот.
α-Аминокислоты – гетерофункциональные соединения, молекулы которых содержат одновременно аминогруппу и карбоксильную группу у одного и того же атома углерода.
По растворимости радикала R, все аминокислоты разделяют на:
неполярные (гидрофобные)
полярные (гидрофильные):
полярные незаряженные
полярные заряженные

Общая формула α-аминокислот:
все аминокислоты отличаются структурой радикала R.

Амино-группа

Карбоксильная
группа

α-атом

Радикал

цвиттер-ион

Слайд 22

Неполярные аминокислоты – аминокислоты содержащие неполярный (гидрофобный) радикал. К неполярным аминокислотам

Неполярные аминокислоты – аминокислоты содержащие неполярный (гидрофобный) радикал.
К неполярным аминокислотам относятся:
Аланин
Валин
Изолейцин
Лейцин
Метионин
Пролин
Триптофан
Фенилаланин

Аланин
Содержит

алифатический радикал

Фенилаланин
Содержит ароматический радикал

Слайд 23

Полярные незаряженные аминокислоты – аминокислоты содержащие полярный (гидрофильный) радикал, не несущий

Полярные незаряженные аминокислоты – аминокислоты содержащие полярный (гидрофильный) радикал, не несущий

заряда.
К полярным незаряженным аминокислотам относятся:
Аспарагин
Глицин
Глутамин
Серин
Тирозин
Треонин
Цистеин

Аспарагин
Содержит амидную группу в составе радикала

Серин
Содержит гидроксильную группу в составе радикала

Цистеин
Содержит сульфгидрильную SH-группу в составе радикала

Слайд 24

Полярные заряженные аминокислоты – аминокислоты содержащие полярный (гидрофильный) радикал, несущий отрицательный

Полярные заряженные аминокислоты – аминокислоты содержащие полярный (гидрофильный) радикал, несущий отрицательный

или положительный заряд.
К полярным отрицательно заряженным аминокислотам относятся:
Глутаминовая кислот
Аспарагиновая кислота
К полярным положительно заряженным аминокислотам относятся:
Лизин
Аспарагин
Глутамин

Лизин
Содержит аминогруппу в составе радикала

Глутаминовая кислота
Содержит карбоксильную группу в составе радикала

Слайд 25

Олигопептиды – соединения, состоящие из последовательности аминокислот (от 2 до 20),

Олигопептиды – соединения, состоящие из последовательности аминокислот (от 2 до 20),

связанных пептидной связью.

Н2О

Пептидная связь

Дипептид

Метионин

Глицин

Слайд 26

Первичная структура белка – полипептидная цепь, состоящая из последовательности аминокислот (>50), соединенных пептидной связью.

Первичная структура белка – полипептидная цепь, состоящая из последовательности аминокислот (>50),

соединенных пептидной связью.
Слайд 27

Вторичная структура белка – особая форма укладки первичной структуры белка в

Вторичная структура белка – особая форма укладки первичной структуры белка в

пространстве.

β-складчатый слой

α-спираль белка

Связи стабилизирующие вторичную структуру белка – водородные. Образуются между карбонильной группой пептидной связи одного участка белка и аминогруппой пептидной связи другого участка белка.

Слайд 28

Третичная структура белка – форма укладки совокупности вторичных структур белка в

Третичная структура белка – форма укладки совокупности вторичных структур белка в

пространстве.

Примеры третичной структуры разных белков.

Слайд 29

Связи, участвующие в образовании третичной структуры белка: ионные, водородные, гидрофобные, дисульфидные.

Связи, участвующие в образовании третичной структуры белка: ионные, водородные, гидрофобные, дисульфидные.

Все связи образуются между радикалами аминокислот.
Слайд 30

Четвертичная структура белка – конфигурация белка состоящая из отдельных полипептидных цепей

Четвертичная структура белка – конфигурация белка состоящая из отдельных полипептидных цепей

(каждая из которых имеет третичную структуру), связанных вместе в единую структуру.

Четвертичная структура гемоглобина

Связи, участвующие в образовании четвертичной структуры белка: ионные, водородные.

Слайд 31

Классификация белков В зависимости от молекулярной массы различают пептиды и белки.

Классификация белков

В зависимости от молекулярной массы различают пептиды и белки. Пептиды

имеют меньшую молекулярную массу, чем белки (от 10 тыс. до нескольких миллионов).
По химической структуре все белки делят на:
Простые (состоят только из аминокислот) – протеины.
Сложные – протеиды:
Гликопротеиды
Липопротеиды
Нуклеопротеиды
Металлопротеиды
Фосфопротеиды
Хромопротеиды
По форме все белки делят на:
Глобулярные (большинство)
Фибриллярные (коллаген, кератин и т.д.)
Слайд 32

Функции белков: Структурная (коллаген, эластин, кератин, интегральные белки мембран клеток). Энергетическая

Функции белков:
Структурная (коллаген, эластин, кератин, интегральные белки мембран клеток).
Энергетическая (источник энергии).
Ферментативная

(ферменты – белки).
Транспортная (гемоглобин, альбумин).
Регуляторная (инсулин, соматотропный гормон).
Рецепторная (рецепторы – белки).
Сократительная (актин, миозин).
Защитная (фибриноген, иммуноглобулины).