Відомості, які використовуються для розв'язку задач з молекулярної біології.

Відомості, які використовуються   для  розв’язування  задач із молекулярної    біології.

     Молекулярна біологія – це наука, завданням якої  -  пізнання природи процесів життєдіяльності  шляхом  вивчення біологічних об’єктів і систем на рівні ,  який наближається до молекулярного, а в ряді випадків  і досягає цієї межі.  Кінцевою метою при цьому є з’ясування того, яким чином і якою мірою характерні порояви життя ,  такі як  спадковість, відтворення собі подібного, біосинтез білків,  збудливість, ріст і розвиток,  збереження й передача інформації , перетворення енергії, рухливість і т.д., обумовлені структурою , властивостями та взаємодією молекул біологічно важливих  речовин, у першу чергу двох головних класів високомолекулярних біополімерів – білків і нуклеїнових кислот.

    Невід’ємною частиною вивчення молекулярної  біології є набуття навичок розв’язування   задач.

Під час розв’язування задач з молекулярної біології використовують такі поняття й терміни:

1.Антикодон – ділянка молекули транспортної РНК, що складається з трьох нуклеотидів і специфічно ( комплементарно) зв’язується з кодоном інформаційної  РНК, що забезпечує правильне розташування кожної амінокислоти  (у поліпептидному ланцюзі )під час біосинтезу білка.

2.Амінокислоти – клас органічних сполук,  що містять карбоксильні  (-СООН) і аміногрупи(-NH2) та мають властивості  кислот і основ .

3.Ген – елементарна одиниця спадковості; ділянка молекули ДНК ( у вищих організмів) або РНК ( у деяких вірусів) , що містять інформацію про первинну структуру певного білка.

4.Генетичний код – система « запису» спадкової (генетичної ) інформації в молекулах нуклеїнових кислот  шляхом чергування послідовності нуклеотидів.

5. Загальні властивості генетичного коду:

* Триплетність – кожна амінокислота кодується трьома нуклеотидами.

*Виродженість ( надмірність) – амінокислотні залишки можуть кодуватися кількома кодонами.

*Однозначність – кожен окремий кодон  кодує тільки один амінокислотний залишок.

*Універсальність – генетичний код однаковий для всіх досліджених організмів.

*Компактність – між кодонами в і-РНК немає «зайвих»  нуклеотидів, які не  входять до послідовності кодонів  гена.

*Неперекривання  - кодони одного гена не перекриваються  ( виняток – деякі віруси).

6.ДНК  (дезоксирибонуклеїнова кислота) – являє собою подвійний нерозгалужений полімер, згорнутий у спіраль, мономером якого є нуклеотиди. Його склад :

а)дезоксирибоза ( вуглевод);

б)нітратна основа (пуринова- аденін, гуанін; піримідинова – цитозин,  тимін);

в)залишок фосфорної кислоти.

Функція ДНК – зберігання та передавача спадкових властивостей клітин.

7.Інтрони – ділянки гена (ДНК) еукаріотів, які не несуть  генетичної інформації  щодо щодо синтезу  білка, який  кодується цим геном.

8.Інформаційна РНК  (іРНК) передає код спадкової інформації про первинну структуру білкової молекули.

9.Кодон (триплет) – дискретна одиниця генетичного коду,  що складається з трьох послідовних нуклеотидів у молекулі ДНК і  РНК. Послідовність кодонів у гені  визначає послідовність амінокислот у полімерному ланцюзі білка, який кодується цим геном.

10.Комплементарність  - просторова взаємовідповідність молекули або їх частин, що призводить до утворення водневих зв’язків.  Комплементарність

виявляється  в будові нуклеїнових кислот,  полінуклеотидні ланцюги яких у результаті комплементарної взаємодії пар пуринових і піримідинових  (А – Т; Г – Ц) основ  утворюють двоспіральну молекулу.

11.Правило Чаргаффа – у будь – яких молекулах ДНК молярна сума пуринових основ (аденіну + гуаніну) дорівнює сумі піримідинових основ  (цитозину + тиміну), тобто ( А + Г)/ (Т + Ц) =1,молярний уміст аденіну дорівнює вмісту тиміну, а гуанін  - молярному вмісту цитозину.  Із правила Чаргаффа  випливає, що нуклеотидний склад  ДНК різних видів може варіювати лише за сумами комплементарних  основ  - (А +Т) / (Г + Ц).

Правило  Чаргаффа було використано для побудови  моделі структури ДНК.

12.Рибосоми – органела  клітини, яка складається  з РНК і білків  та здійснює біосинтез білка.

13. РНК (рибонуклеїнова кислота ) являє собою одинарний полінуклеотидний ланцюжок. РНК – полімер, мономерами якого є рибонуклеотиди.

Склад:

а)нітратна основа  (пуринові – аденін, гуанін; піримідинові – урацил, цитозин);

б)рибоза  (вуглевод);

в)залишок фосфатної кислоти.

14.Реплікація – самоподвоєння ДНК.

15.Транспортна РНК  (тРНК) переносить  амінокислоти до рибосом.

16. Транскрипція ( з лат.  – переписування) – біосинтез  РНК на матриці    (відповідних ділянках ) ДНК,  який  здійснюється  в клітинах організму. Перший етап реалізації  генетичної інформації , у ході якого послідовність нуклеотидів ДНК  переписується  в  нуклеотидну  послідовність   РНК.

17.Трансляція (з лат. – передача) – переклад генетичної інформації з  іРНК

В структуру специфічних білків,  яка відбувається шляхом синтезу  («збору») амінокислот у послідовності, що  відповідає  «записаному» на іРНК генетичному коду.

18.Екзони – ділянки гена  (ДНК) еукаріотів, що несуть генетичну інформацію, яка,    на відміну  від інтронів, повністю представлена в  молекулі іРНК  та визначає первинну структуру білка.

19. Лінійні розміри нуклеотида  - 0,34нм, або 3.4 А (Ангстрем).

20.Молярна маса однієї амінокислоти дорівнює 100 а.о.м.

21.Молекулярна маса одного нуклеотида дорівнює  345а.о.м.