|
Тема №9. Нуклеїнові кислоти.
План.
1. Нуклеотиди - мономери нуклеїнових кислот. Склад нуклеотида та їх види.
2. ДНК: нуклеотидний склад, хімічні зв'язки.
3. Структури ДНК. Історія вивчення. Комплементарність.
4. Властивості та функції ДНК.
5. РНК: нуклеотидний склад.
6. Види РНК. Функції.
| Ріст і розвиток усіх організмів визначаються й контролюються генетичною програмою. Ви вже знаєте, що спадкова інформація зберігається в структурі молекул ДНК (дезоксирибонуклеїнової кислоти). Інші молекули - РНК (рибонуклеїнові кислоти) - беруть участь у реалізації цієї інформації, а саме в біосинтезі білка та його регуляції. Обидва зазначені типи молекул належать до нуклеїнових кислот. |
Нуклеотиди - прості молекули
- l ≈ 0, 34 нм
- m ≈ 345 а.о.м.
Іл. Схема будови нуклеотиду
склад:
1. Нітратна (азотиста) основа ⇒ аденін (А), тимін (Т), урацил (У), гуанін (Г), цитозин (Ц)
2. Моносахарид (пентоза) ⇒ рибоза або дезоксирибоза
3. Фосфат - залишок ортофосфатної кислоти.
Рис. Будова молекули нуклеотиду (залишок моносахариду позначено синім кольором,
залишок ортофосфатної кислоти - жовтим, залишок нітрогеновмісної основи - зеленим)
| Нуклеотиди здатні взаємодіяти один з одним, формуючи довгі ланцюги. Міцний ковалентний зв’язок (фосфодиефірний) утворюється між вуглеводом одного нуклеотиду та залишком ортофосфатної кислоти іншого нуклеотиду. Найбільша молекула ДНК клітин людини містить послідовно майже 250 млн нуклеотидів. |
ДНК і РНК → полінуклеотиди (між нуклеотидами в ланцюгу → фосфодиефірний зв'зок)
І. ДНК - дезоксирибонуклеїнова кислота ⇒ нуклеотиди ( А, Т, Г, Ц + дезоксирибоза + фосфат)
1на структура ⇒ 2 ланцюги, з'єднані між собою водневими зв'язками
(між нітратними основами) за принципом комплементарності ( А=Т, Г=Ц)
Іл. Будова і зв'язки в молекулі ДНК (між аденіловими і тимідиловими нуклеотидами утворюються два водневі зв'язки, а між гуаніловими і цитиділовими - три водневі зв'язки)
2на структура → подвійна спіраль!!! (1953 р. Д.Вотсон, Ф.Крік)
3на структура → хромосома - суперспіраль (ДНК накручена на білки-гістони)
існує тільки під час поділу клітини
Правило Чергаффа → кількість А=Т, а кількість Г=Ц ⇒ (А+Т) + (Г+Ц) = 100%
|
Основи нуклеотидів взаємодіють між собою так, що напроти А першого ланцюга завжди розташовується Т другого, а напроти Г - завжди Ц. Така відповідність у розташуванні нуклеотидів називається комплементарністю. Ця закономірність має важливе значення для забезпечення процесів копіювання молекул ДНК та переписування з них інформації на молекули РНК. Водночас така особливість будови молекули ДНК зумовлює те, що структура першого ланцюга комплементарно повторює структуру другого, тобто за послідовністю одного з них може відновлюватися послідовність іншого в разі його руйнування. Це важливо для захисту молекули ДНК від пошкоджень унаслідок негативних хімічних або фізичних впливів.
|
властивості:
- гідрофільні
- денатурація, ренатурація, деструкція
- Реплікація - самоподвоєння ДНК
- Репарація - відновлення пошкоджень.
Іл. Реплікація ДНК
функції ⇒ зберігання та передача спадкової інформації (матриця для синтезу РНК)
Ген - ділянка ДНК, яка кодує 1 білок
мають ділянки: 1. екзони → кодують інформацію; 2. інтрони → не кодують
Триплет (кодон) - 3 нуклеотиди, які кодують 1 амінокислоту.
ІІ. РНК - рибонуклеїнова кислота ⇒ нуклеотиди ( рибоза; А, У, Г, Ц)
один ланцюг!!!
види:
1. іРНК - інформаційна (ниткоподібна) → переписує інформацію з молекули ДНК,
потім вирізаються інтрони → мРНК (матрична)
2. тРНК - транспортна ( "листок конюшини") → транспортує амінокислоти до рибосом
має антикодон - триплет протилежний кодону мРНК
3. рРНК - рибосомна → входить до складу рибосом
функції ⇒ синтез білка!!!
Практична робота № 1 (Б). Розв'язування елементарних вправ зі структури нуклеїнових кислот
Мета: формувати вміння розв’язування елементарних вправ з молекулярної біології.
Для розв’язування задач цього типу потрібно пам’ятати, що довжина нуклеотиду - 0,34 нм; молекулярна маса нуклеотиду - 345 а. о. м.
Правило Чаргаффа (1950): кількість аденілових нуклеотидів у молекулі ДНК дорівнює числу тимідилових (А = Т), а гуанілових — числу цитиділових (Г = Ц).
Вправа 1.
У фрагменті одного ланцюга молекули ДНК нуклеотиди розміщені в такій послідовності: ТТГ АГЦ АЦГ ГТА ААТ ЦГА. Побудуйте схему дволанцюгової ДНК. Визначте довжину і масу цього фрагмента.
Вправа 2.
Фрагмент молекули РНК складається з 37 нуклеотидів. Яка його довжина?
Вправа 3.
Яка довжина молекули фрагмента ДНК, який складається з 270 нуклеотидів?
Вправа 4.
Фрагмент молекули ДНК містить 560 тимідилових нуклеотидів (28 % загальної кількості). Визначте кількість у даному фрагменті аденілових, гуанілових і цитиділових нуклеотидів.
РЕЗУЛЬТАТ
|
Оцінка
|
Завдання для самоконтролю
|
|
1-6
|
1. Що таке нуклеїнові кислоти? 2. Що таке нуклеотиди? 3. Які нуклеотиди утворюють ДНК? 4. Яка роль ДНК у клітинах? 5. Що таке РНК? 6. Які є види РНК?
|
|
7-9
|
7. Які особливості будови та властивості нуклеїнових кислот? 8. Які особливості структури та властивості ДНК? 9. Чим і чому РНК відрізняється від ДНК?
|
|
10-12
|
10. Які причини подібності та відмінностей ДНК і РНК?
|
Д/З: т/з 9; опрацювати матеріал сайту або §9 - Соболь (§6,7 Остапченко), пр.р. №1(Б) на сайті або ст.39 (Соболь)
| 
