Структура и функции нуклеиновых кислот

Август 6, 2022

Главная
Биология
Структура и функции нуклеиновых кислот

Содержание

2. СТРУКТУРА И ФУНКЦИИ НУКЛЕИНОВЫХ КИСЛОТ МОЛЕКУЛЯРНАЯ БИОТЕХНОЛОГИЯ ч. 2
3. СТРОЕНИЕ НУКЛЕИНОВЫХ КИСЛОТ Хронология открытий, подготовивших создание Уотсоном и Криком модели двойной спирали ДНК 1868г. Обнаружен
4. Нуклеиновые кислоты являются нерегулярными полимерами, мономеры которых - нуклеотиды. Нуклеотид = нуклеозид + фосфорная кислота =
5. Нуклеотиды соединяются друг с другом в полимерную цепочку с помощью фосфодиэфирных связей. Азотистые основания не принимают
6. Существует два класса азотистых оснований. Пурины: аденин (А) и гуанин (Г) - содержат два гетероцикла. Пиримидины:
7. Принципы строения ДНК 1. Нерегулярность. Существует регулярный сахарофосфатный остов, к которому присоединены азотистые основания. Их чередование
8. Принципы строения ДНК Нерегулярность, антипараллельность,комплементарность, наличие регулярной вторичной структуры
9. ФУНКЦИИ ДНК 1. ДНК является носителем генетической информации. Функция обеспечивается фактом существования генетического кода. 2. Воспроизведение
10. РЕПЛИКАЦИЯ ДНК Процесс, осуществляемый комплексом ферментов и белков, выполняющих топологическую функцию, суть которого в образовании идентичных
11. Синтез каждой дочерней цепи ДНК идет комплементарно и антипараллельно матричной цепи и всегда в направлении 5'
12. Синтез одной нити ДНК идет короткими фрагментами, которые сшиваются с помощью ДНК-лигазы. У бактерий и высших
13. ФЕРМЕНТЫ РЕПЛИКАЦИИ ДНК-полимеразы Эти ферменты присутствуют во всех прокариотических и эукариотических клетках. Сравнительные характеристики ДНК-полимераз E.
14. К репликации имеют отношение полимеразы I и III. Причем именно полимераза III является репликазой, т.е. она
15. Геликазы Геликазы - ферменты, денатурирующие ДНК. Для начала “работы” геликазы требуется одноцепочечный участок ДНК, т.е. геликаза
16. SSB (single strand bind) Они не денатурируют ДНК, а лишь фиксируют одноцепочечное состояние. У них повышенное
17. Топоизомеразы Топоизомеразы - ферменты, изменяющие топологию ДНК, т.е. катализирующие переходы в молекулах ДНК, связанные с изменением
18. Комплекс топоизомеразы и ДНК
19. Механизм действия топоизомеразы В процессе репликации расплетание цепей ДНК может приводить к образованию особых структур: суперскрученных
20. РНК-праймаза Синтезирует РНК-затравки для синтеза дочерних нитей ДНК ДНК - лигазы Необходимы для соединения цепей ДНК
21. ИНИЦИАЦИЯ РЕПЛИКАЦИИ У Е.coli Белок-инициатор DnaA играет ключевую роль в инициации репликации хромосомы у многих бактерий.
23. Элонгация обеих нитей синтезирующейся ДНК
24. Терминация репликации
25. Модель репликации ДНК E.coli
26. Особенности репликации ДНК эукариот Каждая эукариотическая хромосома - полирепликон.
28. Cхема репликации ДНК Расплетенные нити ДНК представляют собой “петлю”, растущую в одном направлении. Репликативный участок называют
29. Репликация концов ДНК хромосом эукариот 3'-оверхенги, т.е. выступающие 3'-концы материнских цепей узнаются теломеразой - ферментом, содержащим
31. Белки и ферменты репликации
33. Скачать презентацию

Слайд 2

СТРУКТУРА И ФУНКЦИИ
НУКЛЕИНОВЫХ КИСЛОТ
МОЛЕКУЛЯРНАЯ БИОТЕХНОЛОГИЯ ч. 2

Слайд 3

СТРОЕНИЕ НУКЛЕИНОВЫХ КИСЛОТ
Хронология открытий, подготовивших создание Уотсоном и Криком

модели двойной спирали ДНК
1868г. Обнаружен нуклеин. Современное название - хроматин. Фридрих Мишер
1889г. Нуклеин разделен на нуклеиновую кислоту и белок. Появился термин "нуклеиновая кислота". Рихард Альтман
1900г. Все азотистые основания были описаны химиками.
1909г. В нуклеиновых кислотах обнаружены фосфорная кислота и рибоза. Левин
1930г. Найдена дезоксирибоза. Левин
1938г. Рентгеноструктурный анализ показал, что расстояние между нуклеотидами в ДНК 3,4 Å. При этом азотистые основания уложены стопками. Уильям Астбюри, Флорин Белл
1947г. С помощью прямого и обратного титрования установлено, что в ДНК есть водородные связи между группами N-H и C=O. Гулланд
1953г. С помощью кислотного гидролиза ДНК с последующей хроматографией и количественным анализом установлены закономерности: А/Т=1; Г/Ц=1; (Г+Ц)/(А+Т)=К - коэффициент специфичности, постоянен для каждого вида. Эрвин Чаргафф

Слайд 4

Нуклеиновые кислоты являются нерегулярными полимерами, мономеры которых - нуклеотиды.
Нуклеотид = нуклеозид

+ фосфорная кислота = азотистое основание+ пентоза+фосфорная кислота.
В РНК пентоза - рибоза. В ДНК - дезоксирибоза.

Слайд 5

Нуклеотиды соединяются друг с другом в полимерную цепочку с помощью фосфодиэфирных

связей. Азотистые основания не принимают участия в соединении нуклеотидов одной цепи.

Слайд 6

Существует два класса азотистых оснований.
Пурины: аденин (А) и гуанин

(Г) - содержат два гетероцикла.
Пиримидины: тимин (Т), цитозин (Ц) и урацил (У) - содержат один гетероцикл.

Слайд 7

Принципы строения ДНК
1. Нерегулярность. Существует регулярный сахарофосфатный остов, к которому присоединены

азотистые основания. Их чередование нерегулярно.
2. Антипараллельность. ДНК состоит из двух полинуклеотидных цепей, ориентированных антипараллельно. 3`-конец одной расположен напротив 5`-конца другой.
3. Комплементарность (дополнительность). Каждому азотистому основанию одной цепи соответствует строго определенное азотистое основание другой цепи. Соответствие задается химией. Пурин и пиримидин в паре образуют водородные связи. В паре A-Т две водородные связи, в паре Г-Ц - три.
4. Наличие регулярной вторичной структуры. Две комплементарные, антипараллельно расположенные полинуклеотидные цепи образуют правые спирали с общей осью.

Слайд 8

Принципы строения ДНК
Нерегулярность, антипараллельность,комплементарность, наличие регулярной вторичной структуры

Слайд 9

ФУНКЦИИ ДНК
1. ДНК является носителем генетической информации. Функция обеспечивается фактом

существования генетического кода.
2. Воспроизведение и передача генетической информации в поколениях клеток и организмов. Функция обеспечивается процессом репликации.
3. Реализация генетической информации в виде белков, а также любых других соединений, образующихся с помощью белков-ферментов. Функция обеспечивается процессами транскрипции и трансляции.

Слайд 10

РЕПЛИКАЦИЯ ДНК
Процесс, осуществляемый комплексом ферментов и белков,

выполняющих топологическую функцию, суть которого в образовании идентичных копий ДНК для передачи генетической информации в поколениях клеток и организмов, называют репликацией ДНК.
Принципы репликации
1. Комплементарность.
2. Антипараллельность.
3. Униполярность.
4. Потребность в затравке.
5. Прерывистость.
6. Полуконсервативность.

Слайд 11

Синтез каждой дочерней цепи ДНК идет комплементарно и антипараллельно матричной цепи

и всегда в направлении 5' →3'.
Полуконсервативность означает, что каждая дочерняя ДНК состоит из одной матричной (материнской) цепи и одной вновь синтезированной.

Слайд 12

Синтез одной нити ДНК идет короткими фрагментами, которые сшиваются с помощью

ДНК-лигазы. У бактерий и высших организмов одна цепь образуется непрерывно, а другая - прерывисто (лидирующая и запаздывающая цепи).

Слайд 13

ФЕРМЕНТЫ РЕПЛИКАЦИИ
ДНК-полимеразы
Эти ферменты присутствуют во всех прокариотических и эукариотических клетках.
Сравнительные характеристики

ДНК-полимераз E. Сoli

Слайд 14

К репликации имеют отношение полимеразы I и III.
Причем именно полимераза

III является репликазой, т.е. она синтезирует in vivo новые цепи ДНК.
Участие ДНК-полимеразы I необходимо. У нее вспомогательная, репаративная функция.
ДНК-полимераза II имеет отношение лишь к репарации

Слайд 15

Геликазы
Геликазы - ферменты, денатурирующие ДНК.
Для начала “работы” геликазы требуется

одноцепочечный участок ДНК, т.е. геликаза не может начать плавление нативной ДНК без дефектов

Слайд 16

SSB (single strand bind)
Они не денатурируют ДНК, а лишь фиксируют

одноцепочечное состояние.
У них повышенное сродство к одноцепочечной ДНК. Белок не связывается с двуцепочечной ДНК, не имеющей расплавленных участков.
Белки связываются с двуцепочечной ДНК, если в ней есть нарушения вторичной структуры.
Они избирательно
стимулируют работу
ДНК-полимеразы

Слайд 17

Топоизомеразы
Топоизомеразы - ферменты, изменяющие топологию ДНК, т.е. катализирующие переходы в

молекулах ДНК, связанные с изменением степени сверхспирализации..
Топоизомеразы меняют число зацеплений одной цепи за другую. Делятся на два класса:
Тип I (релаксазы) - уменьшают число зацеплений.
Тип II (гиразы) - увеличивают число зацеплений

Слайд 18

Комплекс топоизомеразы и ДНК

Слайд 19

Механизм действия топоизомеразы
В процессе репликации расплетание цепей ДНК может приводить к

образованию особых структур: суперскрученных (supercoils) и катенанов (catenanes). Топоизомеразы препятствуют их образованию путем осуществления однонитевых разрывов, которые потом сшиваются лигазами

Слайд 20

РНК-праймаза
Синтезирует РНК-затравки для синтеза дочерних нитей ДНК
ДНК - лигазы
Необходимы

для соединения цепей ДНК при репликации, репарации и рекомбинации

Слайд 21

ИНИЦИАЦИЯ РЕПЛИКАЦИИ У Е.coli
Белок-инициатор DnaA играет ключевую роль в инициации репликации

хромосомы у многих бактерий. Он последовательно выполняет 3 главные функции:
Узнает область начала репликации оri, последовательно связываясь с наномерными повторами в ДНК
Способствует расплетанию легкоплавких АТ-богатых участков ДНК оri
Создает условия для привлечения ДНК-геликазы DnaВ на расплетенные участки оri

Слайд 22

Слайд 23

Элонгация обеих нитей синтезирующейся ДНК

Слайд 24

Терминация репликации

Слайд 25

Модель репликации ДНК E.coli

Слайд 26

Особенности репликации ДНК эукариот
Каждая эукариотическая хромосома - полирепликон.

Слайд 27

Слайд 28

Cхема репликации ДНК
Расплетенные нити ДНК представляют собой “петлю”, растущую в

одном направлении. Репликативный участок называют “репликативным пузырем”.

Слайд 29

Репликация концов ДНК хромосом эукариот
3'-оверхенги, т.е. выступающие 3'-концы материнских цепей

узнаются теломеразой - ферментом, содержащим помимо белковой части еще и РНК, выполняющую роль матрицы для наращивания ДНК повторами. Теломераза вначале удлиняет более длинную цепь. Затем синтезируется удлиненная короткая цепь.

Слайд 30

Слайд 31

Структура и функции нуклеиновых кислот

Содержание

СТРУКТУРА И ФУНКЦИИ НУКЛЕИНОВЫХ КИСЛОТМОЛЕКУЛЯРНАЯ БИОТЕХНОЛОГИЯ ч. 2

СТРОЕНИЕ НУКЛЕИНОВЫХ КИСЛОТ Хронология открытий, подготовивших создание Уотсоном и Криком

Нуклеиновые кислоты являются нерегулярными полимерами, мономеры которых - нуклеотиды.Нуклеотид = нуклеозид

Нуклеотиды соединяются друг с другом в полимерную цепочку с помощью фосфодиэфирных

Существует два класса азотистых оснований. Пурины: аденин (А) и гуанин

Принципы строения ДНК1. Нерегулярность. Существует регулярный сахарофосфатный остов, к которому присоединены

Принципы строения ДНК Нерегулярность, антипараллельность,комплементарность, наличие регулярной вторичной структуры

ФУНКЦИИ ДНК1. ДНК является носителем генетической информации. Функция обеспечивается фактом

РЕПЛИКАЦИЯ ДНК Процесс, осуществляемый комплексом ферментов и белков,

Синтез каждой дочерней цепи ДНК идет комплементарно и антипараллельно матричной цепи

Синтез одной нити ДНК идет короткими фрагментами, которые сшиваются с помощью

ФЕРМЕНТЫ РЕПЛИКАЦИИДНК-полимеразыЭти ферменты присутствуют во всех прокариотических и эукариотических клетках.Сравнительные характеристики

К репликации имеют отношение полимеразы I и III. Причем именно полимераза

ГеликазыГеликазы - ферменты, денатурирующие ДНК. Для начала “работы” геликазы требуется

SSB (single strand bind)Они не денатурируют ДНК, а лишь фиксируют

ТопоизомеразыТопоизомеразы - ферменты, изменяющие топологию ДНК, т.е. катализирующие переходы в