Урок Нуклеїнові кислоти- полімери, їх особливості будови, значення. Відмінності молекули ДНК І РНК.

Вперше нуклеїнові кислоти були виділені у 1869 році з ядер лейкоцитів ран людини в результаті досліджень швейцарським хіміком Фрідріхом Мішером.

Нуклеїнові кислоти - ДНК, РНК складні високомолекулярні органічні сполуки - біополімери, мономерами яких є нуклеотиди. ДНК, РНК - забезпечують збереження і передачу спадкової інформації, інформації про будову, властивості організму в цілому. А властивості, будова організму визначаються білковими молекулами, які входять до складу організму. !!! Отже нуклеїнові кислоти зберігають і передають інформацію про будову всіх білків організму, а також беруть участь в їх синтезі.

I ДНК - дезоксирибонуклеї́нова кислота́ Знаходиться в хромосомах ядра, мітохондріях, хлоропластах у рослин Молекула стабільна, її кількість постійна ДНК – дволанцюгова молекула, складається з двох правостороннє спірально закручених ниток. Кожна нитка ДНК - полімер, мономерами якого є нуклеотиди. Нуклеотид - хімічна сполука, яка складається з трьох речовин.

НУКЛЕОТИДИ – це мономери, з яких складаються нуклеїнові кислоти Склад нуклеотиду в ДНК АЗОТИСТІ ОСНОВИ: Аденін (А) Гуанін (Г) Цитозин (Ц) Тимін (Т) ДЕЗОКСИРИБОЗА 1 Залишок ортофосфатної кислоти

ДНК - полімер Азотиста основа: ВУГЛЕВОД Дезоксирибоза (пентоза) А – аденін; Т – тимін; Г – гуанін; Ц - цитозин . НУКЛЕОТИД мономер 1 Залишок ортофосфатної кислоти

1953р Фрэнсіс Крік Джеймс Ватсон Відкрита структура ДНК, для неї властиві: первинна, вторинна і третинна структури. Дата народження Молекулярної біології

Francis Harry Compton Crick James Dewey Watson

1 ПЕРВИННА СТРУКТУРА ДНК Це послідовне з’єднання в кожній нитці молекули ДНК 4 видів нуклеотидів: аденіловий – А; гуаніловий – Г; тиміновий – Т; цитозиновий - Ц За допомогою ковалентного зв’язку через «С» одного нуклеотида і залишок ортофосфатної кислоти іншого з’єднуються нуклеотиди між собою. !!! Кожна нитка молекули ДНК – це полінуклеотид.

2 ВТОРИННА СТРУКТУРА ДНК Дві полінуклеотидні нитки ДНК обвивають одна одну і правостороньо скручуються в спіраль. !!! Підтримують структуру водневі зв’язки, які утворюються між нітратними основами: А Т; Г Ц

Довжина одного нуклеотида L (н) або відстань між нуклеотидами складає 0,34нм На один виток спіралі припадає 10 пар нуклеотидів Крок спіралі складає 3,4нм Діаметр подвійної спіралі складає 2нм Mr (н) (відносна молекулярна маса одного нуклеотида) дорівнює 345Да (а.о.м.)

Принцип комплементарності: А Т Г Ц Комплементарність- чітка відповідність нуклеотидів в двох ланцюгах молекули ДНК.

Задача: Визначте нуклеотидний склад другого ланцюга молекули ДНК, якщо ділянка першого ланцюга має таку послідовність нуклеотидів: А - Т Г - Ц Ц - Г Т - А Т - А Ц - Г Ц - Г А - Т

1950р Ервін Чаргаффа і його колеги виявили, що кількість А=Т ; Г=Ц ПРАВИЛО ЧАРГАФФА: 1. А+Г(Ц) = Т+Ц(Г); 2. (А+Т) + (Г+Ц) = 100%; Ервін Чаргафф

3 ТРЕТИННА СТРУКТУРА ДНК Ущільнене компактне утворення – супер спіраль, формується при взаімодії ДНК з ядерними білками – гістонами. Довжина ДНК найбільшої хромосоми людини - 8см, але вона ущільнена, скручена навколо ядерних білків настільки, що укладається в хромосомі завдовжки 5нм.

ФУНКЦІЇ ДНК ДНК зберігає і передає спадкову інформацію про будову, розвиток, функції організму, тобто про будову білків живого організму. !!! Джордж Кендрю назвав ДНК – «ниткою життя» Зберігання спадкової інформації пов’язано з генетичним кодом. Передача спадкової інформації пов’язана з синтезом молекули ДНК незадовго до поділу клітини в інтерфазі - реплікація-редуплікація. Реплікація-редуплікація – це процес подвоєння молекули ДНК, заснований на принципі комплементарності. Проходить в ядрі під час інтерфази.

1 Подвійна спіраль молекули ДНК під впливом ферменту дезоксирибонуклеази розкручується (слабкі водневі зв’язки руйнуються) – відбувається денатурація молекули. 1 етап реплікації - редуплікації ДНК

2 Після припинення дії ферменту на кожній нитці, що знаходяться в ядрі, з вільних нуклеотидів збираються нові ланцюги на основі принципу комплементарності – відбувається реплікація (редуплікація). 2 етап реплікації - редуплікації ДНК

Висновок: з однієї молекули ДНК утворюються дві ідентичні (дочірні) молекули ДНК такого ж складу, як материнська молекула ДНК. !!! В цьому полягає механізм передачі генетичної інформації. реплікація - редуплікація ДНК

материнська ДНК Ц - Г А - Т Г - Ц Ц - Г Ц – Г Ц – Г А – Т А – Т Г – Ц Г – Ц Ц - Г Ц – Г дочірні ДНК

ВЛАСТИВОСТІ ДНК 1. Реплікація - редуплікація (самоподвоєння молекули ДНК). 2. Денатурація – пошкодження стуктури молекули, внаслідок чого молекула розкручується. 3. Ренатурація - відновлення пошкодженої структури молекули ДНК. 4. Репарація – виправлення хімічних пошкоджень, розриву молекули ДНК.

НК

II РНК - рибонуклеї́нова кислота́ Знаходиться в ядерцях ядра, рибосомах, цитоплазмі. Молекула не стабільна, її кількість змінюється. РНК – одноланцюгова молекула, скручена в спіраль. РНК - полімер, мономерами якого є нуклеотиди.

Склад нуклеотиду в РНК Азотисті основи: Аденін (А) Гуанін (Г) Цитозин (Ц) Урацил (У) Рибоза 1 Залишок ортофосфорної кислоти

РНК - полімер Азотиста основа: ВУГЛЕВОД рибоза (пентоза) А – аденін; Г – гуанін; Ц - цитозин; У - урацил . НУКЛЕОТИД мономер 1 Залишок ортофосфатної кислоти

Види РНК і-РНК – інформаційна, молекула лінійної форми т-РНК – транспортна, молекула має форму «трилисника» (листа конюшини) р-РНК – рибосомна, входить до складу рибосом

«лист конюшини» Транспортна РНК ~ 100 нуклеотидів Місце прикріплення амінокислоти Антикодон Т РНК

Рибосомна РНК Сама більша із всіх видів РНК, складається з 2-3 тисяч нуклеотидів

Нуклеїнові кислоти – унікальні молекули в природі, завдяки яким можливо зберігання, передача і відтворення спадкової інформації в різних поколіннях.

АТФ – аденозинтрифосфатна кислота Знаходиться в мітохондріях, хлоропластах. Мономер, складається з одного нуклеотида. Функції: джерело енергії. Склад нуклеотиду АТФ АЗОТИСТА ОСНОВА: Аденін (А) Вуглевод РИБОЗА (пентоза) 3 Залишка ортофосфатної кислоти

Відмінності ДНК і РНК, АТФ

Д/З 1 Скласти план-конспект 2 Заповнити порівняльну таблицю 3 Підготуватися до практичної роботи Дякую за увагу