Нуклеиновые кислоты

(от лат. nucleus — ядро) — высокомолекулярные органические соединения, биополимеры (полинуклеотиды), образованные остатками

История открытия

Фридрих Иоганн Мишер (1844—1895) — швейцарский физиолог, гистолог и

Значение нуклеиновых кислот

Стабильность НК- важнейшее условие нормальной жизнедеятельности клеток и целых

НУКЛЕИНОВЫЕ КИСЛОТЫ

ДНК –
дезоксирибонуклеиновая
кислота

РНК
рибонуклеиновая
кислота

сохраняют
генетическую
информацию

участвует в
передачи

НУКЛЕИНОВЫЕ КИСЛОТЫ

МОНОМЕРЫ - НУКЛЕОТИДЫ

ДНК –
дезоксирибонуклеиновая
кислота

РНК
рибонуклеиновая
кислота

Состав нуклеотида в

Нуклеиновые основания

Пиримидин

Пурин

Нуклеиновые основания

Пиримидиновые основания

Урацил Ura
(2,4-диоксопиримидин)

Тимин Thy
(5-метил-2,4-диоксопиримидин, 5-метилурацил

Цитозин Cyt
(4-амино-2-оксопиримидин)

Пуриновые основания

Аденин Ade
(6-аминопурин)

Гуанин Gua
(2-амино-6-оксопурин)

Урацил

Тимин

R=OH β-D-рибофураноза R=H 2-Дезокси-β-D-рибофураноза

2

НУКЛЕОЗИДЫ

Общая структура нуклеозида R=OH Рибонуклеозид R=H Дезоксирибонуклеозид

Цитозин + Рибоза Цитидин
Цитозин + Дезоксирибоза Дезоксицитидин
Аденин + Рибоза Аденозин
Аденин + Дезоксирибоза Дезоксиаденозин

Тривиальные названия

НУКЛЕОЗИДЫ, ВХОДЯЩИЕ В СОСТАВ РНК (РИБОНУКЛЕОЗИДЫ)

1

НУКЛЕОЗИДЫ, ВХОДЯЩИЕ В СОСТАВ РНК (РИБОНУКЛЕОЗИДЫ)

9

НУКЛЕОЗИДЫ, ВХОДЯЩИЕ В СОСТАВ ДНК (ДЕЗОКСИРИБОНУКЛЕОЗИДЫ)

Тимидин

(dT)

тимин

НУКЛЕОЗИДЫ, ВХОДЯЩИЕ В СОСТАВ ДНК (ДЕЗОКСИРИБОНУКЛЕОЗИДЫ)

Необычные НУКЛЕОЗИДЫ, ВХОДЯЩИЕ В СОСТАВ РНК (РИБОНУКЛЕОЗИДЫ)

НУКЛЕОтИДЫ

НУКЛЕОЗИДЫ И НУКЛЕОТИДЫ

Циклофосфаты
нуклеозидов

участвуют вместе с соответствующими протеинкиназами в фосфорилировании внутриклеточных

Общее строение полинуклеотидной цепи

Первичная структура участка цепи ДНК

d(…A—С—G—Т...)

СТРУКТУРА НУКЛЕИНОВЫХ КИСЛОТ

Первичная структура нуклеиновых кислот

Первичная структура нуклеиновых кислот

Вторичная структура ДНК

это пространственная организация полинуклеотидных цепей в ее молекуле.

Вторичная структура ДНК

1953 г. Джеймс Уотсон и Френсис Крик
(М. Уилкинс, Э.

Вторичная структура ДНК

молекула ДНК состоит из двух полинуклеотидных цепей, правозакрученных

Вторичная структура нуклеиновых кислот

Вертикальные взаимодействия между соседними основаниями, располагающимися друг

Гидрофобные силы

Если растворенные молекулы агрегируют друг с другом, то

Водородные связи

Пурин

Пиримидин

Данный вид взаимодействия называют "поперечным"

Комплементар-ность (от лат. complementum — дополнение) — пространственная взаимодополняемость молекул или их

Водородные связи между
комплементарными основаниями

Водородные связи

пара ГЦ связана несколько прочнее и более компактна

Правила Чаргаффа

1) количество пуриновых оснований равно количеству пиримидиновых оснований;
2) количество

Угол вращения - 36°
Оснований на виток – 10
Правозакручена

Классическая двойная спираль Уотсона-Крика

Угол вращения - 32°
Оснований на виток – 11
Правозакручена

При дегидратации В-формы образуется

Угол вращения - 60°
Оснований на виток – 12
Левозакручена

При изменении ионной силы

Мутации

Мутации

Мутации под воздействием
химических факторов

Третичная структура ДНК.

У человека ДНК клетки организовано в 23 пары хромосом. Средняя

нить плотно упакованных нуклеосом диаметром 10 нм, образует в свою очередь

встречаются положительные и отрицательные супервитки, образованные за счет скручивания по часовой

ДНК
В СОСТАВЕ ХРОМОСОМ

СТРУКТУРА НУКЛЕИНОВЫХ КИСЛОТ

Модель нити ДНК толщиной 30 миллионных частей миллиметра.

СТРУКТУРА НУКЛЕИНОВЫХ КИСЛОТ

Нуклеосома, первый уровень упаковки. Двойная спираль ДНК дважды

СТРУКТУРА НУКЛЕИНОВЫХ КИСЛОТ

Второй уровень упаковки. Вопреки тому, что полагали до

СТРУКТУРА НУКЛЕИНОВЫХ КИСЛОТ

Структура тетрануклеосомы, определенная командой Тима Ричмонда, показывает, что

Репликация – процесс самоудвоения молекулы ДНК на основе принципа комплементарности.

Значение репликации:

Репликация ДНК

(рис. 7).

РЕПЛИКАЦИЯ ДНК

Таблица. Параметры некоторых молекул ДНК

РЕПЛИКАЦИЯ ДНК

Таблица. Параметры молекул РНК бактерии Е. соli

ВИДЫ РИБОНУКЛЕИНОВЫХ КИСЛОТ

транспортная РНК (т-РНК), информационная РНК (и-РНК), рибосомная РНК

т-РНК

На долю приходится 10-20% от суммы клеточных РНК; их молекулярная масса

СТРУКТУРА РНК

Схема двухцепочечного участка РНК

СТРУКТУРА РИБОСОМАЛЬНОЙ РНК

А. Вторичная структура и доменная организация рибосомальной 16S

СТРУКТУРА РИБОСОМАЛЬНОЙ РНК

B. Вторичная структура и доменная организация 16S и

СТРУКТУРА РИБОСОМАЛЬНОЙ РНК

C. Трехмерная структура рРНК малой субъединицы. Цвет доменов

При расщеплении макроэргической связи Р~О выделяется ~32 кДж/моль. С этим связана

Нуклеозидполифосфаты в биохимических процессах

Нуклеозидполифосфаты в биохимических процессах

Нуклеозидполифосфаты в биохимических процессах

Нуклеозидполифосфаты в биохимических процессах

БИОЛОГИЧЕСКАЯ РОЛЬ НУКЛЕИНОВЫХ КИСЛОТ

1. Информационная, или матричная РНК (ее обозначают мРНК)

БИОЛОГИЧЕСКАЯ РОЛЬ НУКЛЕИНОВЫХ КИСЛОТ

БИОЛОГИЧЕСКАЯ РОЛЬ НУКЛЕИНОВЫХ КИСЛОТ

2. Транспортная РНК (тРНК) переносит аминокислоты к рибосомам,

Транскрипция

Трансляция

БИОЛОГИЧЕСКАЯ РОЛЬ НУКЛЕИНОВЫХ КИСЛОТ

Таблица. Генетический код

Передача наследственной информации от ДНК к и-РНК и к белку

ДНК Г

Центральная догма (основной постулат) молекулярной биологии – матричный синтез.
Этапы биосинтеза белка:
ДНК

Николай Константинович Кольцов (1872-1940)

Отечественный зоолог, цитолог, генетик.
Выдвинул идею о том, что

Строение рибосомы: 1 — большая субъединица, 2 — малая субъединица

*

Биосинтез белка

Трансляция– перевод последовательности нуклеотидов в последовательность аминокислот белка.

мРНК

А

Г

У

У

Ц

А

У

Ц

А

А

Г

У

а/к

а/к

а/к

У

У

Г

А

Ц

У

У

Г

Ц

Антикодон– триплет нуклеотидов на верхушке тРНК.
Кодон– триплет нуклеотидов на и-РНК.

мРНК

А

Г

У

У

Ц

А

У

Ц

А

А

Г

У

а/к

а/к

а/к

У

У

Г

А

Ц

У

У

Г

Ц

Водородные

мРНК

А

Г

У

У

Ц

А

У

Ц

А

А

Г

У

а/к

а/к

У

У

Г

А

Ц

У

У

Г

Ц

Пептидная
связь

а/к

И-РНК на рибосомах

белок

На одной и-РНК «работают» несколько рибосом. Такой комплекс называется полисома. После

БИОЛОГИЧЕСКАЯ РОЛЬ НУКЛЕИНОВЫХ КИСЛОТ

Нуклеозидполифосфаты в биохимических процессах

Нуклеозидполифосфаты в биохимических процессах

Никотинамиднуклеотиды

Никотинамиднуклеотиды

Никотинамиднуклеотиды

Энантиотопные атомы Hа (про-R) и Нб (про-S) в молекуле НАДН

Никотинамиднуклеотиды

Никотинамиднуклеотиды

Стереоспецифичность окислительно-восстановительной реакции с участием кофермента.

Никотинамиднуклеотиды

Никотинамиднуклеотиды