Содержание
- 2. БИОХИМИЯ НУКЛЕИНОВЫХ КИСЛОТ Явление передачи наследственной информации из поколения в поколение связано с нуклеиновыми кислотами. Впервые
- 3. ОСНОВНЫЕ СОСТАВЛЯЮЩИЕ НУКЛЕИНОВЫХ КИСЛОТ: АЗОТИСТЫЕ ОСНОВАНИЯ И УГЛЕВОДЫ ИЗ КЛАССА ПЕНТОЗ
- 4. НУКЛЕОЗИДЫ И НУКЛЕОТИДЫ При неполном гидролизе нуклеиновых кислот образуются нуклеозиды и молекулы фосфорной кислоты, а также
- 5. Нуклеотиды именуют по названию соответствующего нуклеозида с указанием положения и числа фосфорильных групп. По числу фосфорильных
- 6. В химических связях молекул нуклеотидтрифосфатов между последним и предпоследним остатками фосфорной кислоты заключено много энергии. Такие
- 7. РОЛЬ НУКЛЕОТИДОВ В ОБМЕНЕ ВЕЩЕСТВ Нуклеотиды используются для построения нуклеиновых кислот. Выполняют важную роль в регуляции
- 8. СТРОЕНИЕ НУКЛЕИНОВЫХ КИСЛОТ ДНК – имеет большую молекулярную массу - от нескольких миллионов до 2-5 миллиардов,
- 9. Вторичная и третичная структуры ДНК В 1953 г. Д.Уотсон и Ф.Крик открыли вторичную структуру ДНК. Методом
- 10. ВТОРИЧНАЯ СТРУКТУРА МОЛЕКУЛЫ ДНК ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ДВОЙНОЙ СПИРАЛИ ДНК: ДНК представляет собой спираль, закрученную вправо относительно
- 11. КОМПЛЕМЕНТАРНОСТЬ АЗОТИСТЫХ ОСНОВАНИЙ НА УЧАСТКЕ ДВОЙНОЙ СПИРАЛИ ДНК
- 12. СХЕМА УДВОЕНИЯ (РЕПЛИКАЦИЯ) ДНК
- 13. ПОЛИМОРФИЗМ ДНК – в зависимости от условий ДНК может менять свою конформацию. Методом рентгеноструктурного анализа детально
- 14. ТРЕТИЧНАЯ СТРУКТУРА ДНК В результате дополнительного скручивания в пространстве двойной спирали образуется третичная структура ДНК. В
- 15. БИОЛОГИЧЕСКАЯ РОЛЬ ДНК Основная функция ДНК – хранение и передача наследственной или генетической информации через посредника
- 16. Структура и функции РНК Содержание РНК в клетке в несколько раз превышает содержание ДНК. Клетка содержит
- 17. Заканчивается одним из трех кодонов – терминирующие (стоп-сигнал) – к ним относятся тринуклеотидные последовательности УАА, УАГ,
- 18. Модель цепи молекулы РНК Первичная структура РНК
- 19. Строение транспортной РНК
- 20. Рибосомные РНК Рибосомные РНК составляют 80% всех РНК клетки. Вторичная структура рРНК образуется за счет спирализации
- 21. БИОСИНТЕЗ БЕЛКОВ
- 22. СИНТЕЗ БЕЛКОВ НА ПОЛИСОМЕ
- 24. Скачать презентацию
БИОХИМИЯ НУКЛЕИНОВЫХ КИСЛОТ
Явление передачи наследственной информации из поколения в поколение связано
БИОХИМИЯ НУКЛЕИНОВЫХ КИСЛОТ
Явление передачи наследственной информации из поколения в поколение связано
Впервые нуклеиновые кислоты были выделены швейцарским врачом Ф.Мишером (1868 г.) из ядер клеток и названы нуклеинами (от лат.nucleus – ядро). Ф.Мишер определил, что в состав нуклеина входят атомы углерода, водорода, кислорода, азота и фосфора. В 1889 г. Р.Альтман показал, что нуклеин имеет кислые свойства и предложил назвать эти соединения нуклеиновыми кислотами.
Нуклеиновые кислоты имеют более сложную структуру, чем белки. Mm – несколько десятков или сотен миллионов. Нуклеиновые кислоты – это генетический материал живых клеток.
Нуклеиновые кислоты – это высокомолекулярные соединения, состоящие из большого количества связанных между собой нуклеотидов.
ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ НУКЛЕИНОВЫХ КИСЛОТ
При полном гидролизе нуклеиновых кислот образуется несколько простых низкомолекулярных органических веществ: азотистые основания, углеводы, молекулы фосфорной кислоты.
АЗОТИСТЫЕ ОСНОВАНИЯ – это производные гетероциклического азотосодержащего соединения ПУРИНА и ПИРИМИДИНА. К пуриновым основаниям относятся аденин (А) и гуанин (Г), к пиримидиновым основаниям относятся – цитозин (Ц), тимин (Т) и урацил (У). Их молекулы различаются наличием определенных функциональных групп: - NH2, -OH, - CH3.
Из пяти азотистых оснований каждая нуклеиновая кислота включает только четыре – два пуриновых и два пиримидиновых.
Углеводный компонент нуклеиновых кислот – моносахариды: рибоза и дезоксирибоза. Фосфорная кислота входит в состав всех нуклеиновых кислот в большом количестве.
ОСНОВНЫЕ СОСТАВЛЯЮЩИЕ НУКЛЕИНОВЫХ КИСЛОТ: АЗОТИСТЫЕ ОСНОВАНИЯ И УГЛЕВОДЫ ИЗ КЛАССА ПЕНТОЗ
ОСНОВНЫЕ СОСТАВЛЯЮЩИЕ НУКЛЕИНОВЫХ КИСЛОТ: АЗОТИСТЫЕ ОСНОВАНИЯ И УГЛЕВОДЫ ИЗ КЛАССА ПЕНТОЗ
НУКЛЕОЗИДЫ И НУКЛЕОТИДЫ
При неполном гидролизе нуклеиновых кислот образуются нуклеозиды и молекулы
НУКЛЕОЗИДЫ И НУКЛЕОТИДЫ
При неполном гидролизе нуклеиновых кислот образуются нуклеозиды и молекулы
НУКЛЕОЗИД – это органические вещества, в состав которых входит пентоза и гетероциклическое азотистое основание.
Структурной единицей нуклеиновых кислот является нуклеотид. Нуклеотиды состоят из трех компонентов: пуринового или пиримидинового основания, углевода рибозы или дезоксирибозы, которые соединены между собой и составляют нуклеозид и остатка фосфорной кислоты, присоединенной к гидроксилу пятого атома углерода в молекуле углевода.
Пример нуклеотида : аденозинмонофосфат (АМФ) или адениловая кислота:
Основными нуклеотидмонофосфатами - производными пуриновых оснований являются аденозин-5-монофосфат (АМФ)(аденилат) и гуанозин-5-монофосфат (ГМФ) (гуанилат). Из них образуются нуклеотиддифосфаты и нуклеотидтрифосфаты (АТФ, ГТФ, АДФ, ГДФ)
Основными нуклеотидмонофосфатами – производными пиримидиновых оснований являются цитидин-5-монофосфат (ЦМФ) (цитидилат); уридин-5-монофосфат (УМФ) (уридилат); тимин-5-монофосфат (ТМФ) (тимидилат). Из них обаразуются нуклеотиддифосфаты и нуклеотидтрифосфаты (ЦТФ, УТФ, ТТФ).
Поскольку в состав нуклеотидов входят остатки фосфорной кислоты, они обладают кислотными свойствами и называются кислотами
Нуклеотиды именуют по названию соответствующего нуклеозида с указанием положения и числа
Нуклеотиды именуют по названию соответствующего нуклеозида с указанием положения и числа
В химических связях молекул нуклеотидтрифосфатов между последним и предпоследним остатками фосфорной
В химических связях молекул нуклеотидтрифосфатов между последним и предпоследним остатками фосфорной
АТФ, ГТФ и другие нуклеотидтрифосфаты являются источниками энергии, в связях которых аккумулируется химическая энергия, используемая в организме в различных процессах жизнедеятельности.
ЦИКЛИЧЕСКИЕ НУКЛЕОТИДЫ – это фосфорные эфиры нуклеозидов. Впервые открыты американским ученым Е.САЗЕРЛЕНДОМ в 1957 г. Как «вторичные» передатчики действия гормонов на различные внутриклеточные обменные процессы. Образуются они из АТФ или других нуклеотидов под действием специфических ферментов – циклаз.
Пример: биосинтез циклического аденозинмонофосфата (цАМФ) протекает в клетках при участии фермента аденилатциклазы:
Для цАМФ характерна значительная энергия связи между 3- и 5- углеродными атомами в рибозе. При ее гидролизе выделяется около 59 кДж.моль -1 энергии.
цАМФ – это универсальный внутриклеточный передатчик действия гормонов.
РОЛЬ циклических нуклеотидов:
Участвуют в регуляции процессов транспорта ионов через клеточные мембраны.
Участвуют в процессе распада углеводов и жиров
Регуляторная роль в процессах клеточной дифференцировки.
РОЛЬ НУКЛЕОТИДОВ В ОБМЕНЕ ВЕЩЕСТВ
Нуклеотиды используются для построения нуклеиновых кислот.
Выполняют важную
РОЛЬ НУКЛЕОТИДОВ В ОБМЕНЕ ВЕЩЕСТВ
Нуклеотиды используются для построения нуклеиновых кислот.
Выполняют важную
Отдельные нуклеотиды входят в состав трех основных коферментов – НАД, ФАД, КоА – SH. Эти коферменты участвуют в превращениях углеводов, жиров, аминокислот и других веществ, а также в окислительно-восстановительных реакциях, связанных с энергообразованием.
Такие нуклеотиды, как АТФ, АДФ и др. являются универсальным источником энергии в организме.
Молекулы циклических нуклеотидов являются универсальными регуляторами обмена веществ.
Дезоксинуклеозидтрифосфаты (дАТФ, дГТФ, дЦТФ, дТТФ) используются в синтезе ДНК.
Рибонуклеозидтрифосфаты являются «строительными блоками» для синтеза РНК.
АТФ выполняет роль донора энергии в синтезе биологических молекул.
АТФ является донором фосфорильных групп в фосфотрансферазных реакциях.
АТФ принимает участие в синтезе нуклеотидных коферментов.
УТФ является коферментом в синтезе сложных углеводов.
ЦТФ является непременным участником синтеза фосфатидов.
цАМФ и цГМФ являются универсальными регуляторами обмена веществ.
СТРОЕНИЕ НУКЛЕИНОВЫХ КИСЛОТ
ДНК – имеет большую молекулярную массу - от нескольких
СТРОЕНИЕ НУКЛЕИНОВЫХ КИСЛОТ
ДНК – имеет большую молекулярную массу - от нескольких
В состав ДНК входят: углевод дезоксирибоза и азотистые основания – АДЕНИН, ГУАНИН, ЦИТОЗИН, ТИМИН. Нуклеотиды соединены между собой 3’, 5’ – фосфодиэфирными связями, образуя полинуклеотидную цепь. Каждый нуклеотид в структуре полинуклеотидной цепи называют нуклеотидным остатком.
ПЕВИЧНАЯ СТРУКТУРА нуклеиновых кислот – это порядок чередования нуклеотидных остатков в полинуклеотидной цепи. Вариабельной частью в нуклеотидных остатках являются азотистые основания
Вторичная и третичная структуры ДНК
В 1953 г. Д.Уотсон и Ф.Крик открыли
Вторичная и третичная структуры ДНК
В 1953 г. Д.Уотсон и Ф.Крик открыли
ПРАВИЛО ЧАРГАФФА:
Суммарное содержание пуриновых нуклеотидов равно суммарному содержанию пиримидиновых нуклеотидов.
Содержание тимина равно содержанию аденина.
Содержание гуанина равно содержанию цитозина.
Эти правила говорят о том, что при построении ДНК должно соблюдаться строгое соответствие не пуриновых и пиримидиновых оснований, а конкретно аденина и тимина, гуанина и цитозина
Кислотно-основное титрование ДНК показало, что ее структура стабилизирована водородными связями.
Д.Уотсон и Ф.Крик построили модель вторичной структуры ДНК, получившей название двойной спирали.
ВТОРИЧНАЯ СТРУКТУРА МОЛЕКУЛЫ ДНК
ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ДВОЙНОЙ СПИРАЛИ ДНК:
ДНК представляет собой спираль,
ВТОРИЧНАЯ СТРУКТУРА МОЛЕКУЛЫ ДНК
ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ДВОЙНОЙ СПИРАЛИ ДНК:
ДНК представляет собой спираль,
Две цепи в спирали ДНК антипараллельны, т.е. их 3’, 5’ – межнуклеотидные мостики (связи) направлены в противоположные стороны.
Остовы полинуклеотиднх цепей расположены на внешней стороне двойной спирали – обращены в сторону водной среды.
Пуриновые и пиримидиновые азотистые основания уложены стопкой внутри двойной спирали; основания сближены между собой и расположены перпендикулярно оси симметрии двойной спирали.
Диаметр спирали – 2нм; длина витка – 3,4 нм; расстояние между соседними основаниями – 0,34 нм.
Благодаря такой структуре обеспечивается тесное взаимодействие пар оснований посредством водородных связей. Такие связи образуются между соответствующими – КОМПЛЕМЕНТАРНЫМИ – азотистыми основаниями: аденин комплементарен тимину, гуанин – цитозину. Образуя водородные связи, азотистые основания располагаются в плоскости, перпендикулярной оси ДНК. В стабилизации вторичной структуры ДНК принимают участие катионы металлов и специфические белки.
КОМПЛЕМЕНТАРНОСТЬ АЗОТИСТЫХ ОСНОВАНИЙ НА УЧАСТКЕ ДВОЙНОЙ СПИРАЛИ ДНК
КОМПЛЕМЕНТАРНОСТЬ АЗОТИСТЫХ ОСНОВАНИЙ НА УЧАСТКЕ ДВОЙНОЙ СПИРАЛИ ДНК
СХЕМА УДВОЕНИЯ (РЕПЛИКАЦИЯ) ДНК
СХЕМА УДВОЕНИЯ (РЕПЛИКАЦИЯ) ДНК
ПОЛИМОРФИЗМ ДНК – в зависимости от условий ДНК может менять
ПОЛИМОРФИЗМ ДНК – в зависимости от условий ДНК может менять
ТРЕТИЧНАЯ СТРУКТУРА ДНК
В результате дополнительного скручивания в пространстве двойной спирали образуется
ТРЕТИЧНАЯ СТРУКТУРА ДНК
В результате дополнительного скручивания в пространстве двойной спирали образуется
БИОЛОГИЧЕСКАЯ РОЛЬ ДНК
Основная функция ДНК – хранение и передача наследственной или
БИОЛОГИЧЕСКАЯ РОЛЬ ДНК
Основная функция ДНК – хранение и передача наследственной или
Все признаки организма проявляются через свойства синтезирующихся в нем белков.
Структура каждого белка закодирована в отдельных участках ДНК
Участок ДНК, выполняющий определенные функции, называют геном. Гены: структурные и регуляторные. Структурные гены несут информацию о структуре различных видов РНК. Если структурный ген содержит информацию о матричной РНК, то в нем заложена информация и о первичной структуре белка. Регуляторные белки участвуют в регуляции различных биохимических процессов, в том числе и в регуляции биосинтеза белка.
Структура и функции РНК
Содержание РНК в клетке в несколько раз превышает
Структура и функции РНК
Содержание РНК в клетке в несколько раз превышает
Матричные РНК (мРНК)
Транспортные РНК (тРНК)
Рибосомные РНК (рРНК)
Ядерные РНК (яРНК)
Регуляторные РНК (рРНК)
МАТРИЧНЫЕ РНК
Составляют 5% всех РНК клетки. В структуре мРНК можно выделить несколько характерных участков, среди которых есть информативный – несущий информацию о структуре белка и неинформативный, выполняющий специфические функции. К неинформативным участкам относятся КЭП, 5’ – не транслируемая область (5’ – НТО), 3’ – не транслируемая область (3’ – НТО) и полиаденилатная последовательность (поли – (А)).
КЭП (англ. Сар – кепка) – особенность – наличие метилированных (минорных) азотистых оснований. Кэп защищает мРНК от разрушающих ферментов, принимает участие в биосинтезе белка, выполняя сигнальную функцию в присоединении мРНК к рибосоме. Поли –А – это полиаденилатная последовательность, насчитывает от 50 до 400 нуклеотидных остатков и имеет специфические функции: транспортирует мРНК из ядра в цитоплазму, предопределяет время жизни мРНК, защищая ее с 3’-конца от деструктирующих ферментов.
Информационный участок служит матрицей в биосинтезе белка.
У всех мРНК он начинается с тринуклеотидной последовательности АУГ – ИНИЦИИРУЮЩИЙ КОДОН.
Заканчивается одним из трех кодонов – терминирующие (стоп-сигнал) – к ним
Заканчивается одним из трех кодонов – терминирующие (стоп-сигнал) – к ним
Вторичная структура мРНК формируется за счет спирализации полирибонуклеотидной цепи самой на себя по принципу комплементарности азотистых оснований.
Транспортные РНК
10% всей РНК клетки. тРНК – одноцепочечная молекула, в состав которых входит от 70 до 90 нуклеотидных остатков. Все тРНК начинаются (5’-конец) пуриновым нуклеотидным остатком и заканчиваются (3’-конец) тринуклеотидной последовательностью ЦЦА – акцептирующий конец. тРНК имеет форму клеверного листа за счет спирализации полирибонуклеотидной цепи на себя. Спирализованные участки строятся при принципу комплементарности азотистых оснований, они образуют стебли, а неспирализованные участки образуют петли.
Все тРНК содержат 3 петли:дигидроуридиновую, антикодоновую, псевдоуридиловую
Дигидроуридиловая петля (D-петля) состоит из 8-12 нуклеотидных остатков.
Антикодоновая петля образована 7 нуклеотидными остатками. Содержит антикодон.
Псевдоуридиловая петля состоит из 7 нуклеотидных остатков, среди которых обязательным является минорный нуклеозид – псевдоуридин.
Модель цепи молекулы РНК Первичная структура РНК
Модель цепи молекулы РНК Первичная структура РНК
Строение транспортной РНК
Строение транспортной РНК
Рибосомные РНК
Рибосомные РНК составляют 80% всех РНК клетки. Вторичная структура рРНК
Рибосомные РНК
Рибосомные РНК составляют 80% всех РНК клетки. Вторичная структура рРНК
рРНК составляют структурную основу рибосом. РИБОСОМЫ – это надмолекулярные нуклепротеиновые комплексы, функцией которых в клетке является биосинтез белка.
БИОСИНТЕЗ БЕЛКОВ
БИОСИНТЕЗ БЕЛКОВ
СИНТЕЗ БЕЛКОВ НА ПОЛИСОМЕ
СИНТЕЗ БЕЛКОВ НА ПОЛИСОМЕ