Рнк и днк структура

С помощью геликаз в определенных участках ДНК расплетается, одноцепочечные участки ДНК связываются дестабилизирующими белками, образуется репликационная вилка. При расхождении 10 пар нуклеотидов один виток спирали молекула ДНК должна совершить полный оборот вокруг своей оси. Чтобы предотвратить это вращение ДНК-топоизомераза разрезает одну цепь ДНК, что дает ей возможность вращаться вокруг второй цепи. Так как в материнской ДНК цепи антипараллельны, то на ее разных цепях сборка дочерних полинуклеотидных цепей происходит по-разному и в противоположных направлениях. РНК-затравки после окончания сборки полинуклеотидных цепочек удаляются. Репликация протекает сходно у прокариот и эукариот. Скорость синтеза ДНК у прокариот на порядок выше 1000 нуклеотидов в секунду , чем у эукариот 100 нуклеотидов в секунду.

Лекция № 4. Строение и функции нуклеиновых кислот АТФ

Первичная структура Н. Последние в молекуле Н. В зависимости от природы углеводного остатка в нуклеотиде D-дезоксирибозы или D-рибозы Н. В молекуле ДНК гетероциклы, входящие в остаток нуклеотида, представлены двумя пуриновыми основаниями - адeнином А и гуанином G , и двумя пиримидиновыми основаниями -тимиком Т и цитозином С ; РНК вместо Т содержит урацил U. Кроме того, в Н. Это структурное различие определяет и меньшую устойчивость к воздействию к-т N-гликозидных связей связь между гетероциклом и остатком рибозы в ДНК по сравнению с РНК.

Дезоксирибонуклеиновая кислота

Первичная структура Н. Последние в молекуле Н. В зависимости от природы углеводного остатка в нуклеотиде D-дезоксирибозы или D-рибозы Н. В молекуле ДНК гетероциклы, входящие в остаток нуклеотида, представлены двумя пуриновыми основаниями - адeнином А и гуанином G , и двумя пиримидиновыми основаниями -тимиком Т и цитозином С ; РНК вместо Т содержит урацил U.

Кроме того, в Н. Это структурное различие определяет и меньшую устойчивость к воздействию к-т N-гликозидных связей связь между гетероциклом и остатком рибозы в ДНК по сравнению с РНК.

Дсзоксирибонуклепновые кислоты. Нуклеотидный состав ДНК подчиняется ряду правил т. Нуклеотидный состав РНК подобным правилам не подчиняется. Пространствю структура ДНК описывается как комплекс двух полинуклеотидных антипараллельных цепей рис. Комплементарность вследствие того, что напротив А одной цепи всегда находится Т другой цепи, а напротив G всегда находится С. Комплементарное спаривание А с Т и G с С осуществляется посредством водородных связей.

В-формы ДНК. Она - правозакрученная, плоскости гетероциклич. При изменении ионной силы и состава р-рителя двойная спираль изменяет свою форму и даже может превращ. Z-форму , к-рая содержит в одном витке ок.

При дегидратации В-формы образуется А-форма ДНК-правозакрученная двойная спираль, содержащая в одном витке ок. Двойная спираль ДНК способна денатурировать напр. Подробно изучены также конформации фрагментов ДНК. Двойная спираль ДНК стрелками показано направление полинуклеотидной цепи. Установлено, что молекула ДНК в клетке представляет собой совокупность генов , регуляторных участков последовательностей, связывающихся с регуляторными белками и управляющих уровнем экспрессии генов , районов, участвующих в организации генов в хромосомах, а также последовательностей, ф-ции к-рых еще не известны.

У прокариот бактерии и синезеленые водоросли ДНК организована в виде компактного образования - н у к л е о и д а, к-рый содержит всю хромосомную ДНК клетки длиной в неск. Кроме того, у мн. ДНК образуют кольцевые структуры.

В том случае, если обе полинуклеотидные цепи ДНК ковалентно непрерывны, ДНК может находиться в сверхспирализованной сверхскрученной форме рис. Хромосомные ДНК эукариот локализованы в клеточном ядре, где вместе с гистонами и негистоновыми белками образуют хроматин -нуклеопротеид, из к-рого организованы хромосомы. Размеры ДНК в отдельных эукариотич. Геномы мн. Такие клеточные органеллы, как митохондрии и хлоропласты, имеют также свою собственную ДНК размером от неск.

Биосинтез ДНК осуществляется в результате репликации- точного самокопирования самовоспроизведения путем синтеза новой молекулы ДНК на исходной "материнской" , к-рая играет роль матрицы.

Этот процесс осуществляется под действием фермента ДНК-полимеразы. Матрицей для синтеза ДНК может служить также однотяжевая одноцепочечная РНК, комплементарное копирование к-рой осуществляет фермент обратная транскриптаза. Рибонуклеиновые кислоты. РНК, как правило, построены из одной полинуклеотидной цепи, характерный элемент вторичной структуры к-рой - "шпильки", перемежающиеся однотяжевыми участками рис. Шпилька - двутяжевая спиральная структура, образующаяся в результате комплементарного спаривания оснований А с U и G с С.

Шпильки и соединяющие их однотяжевые участки РНК укладываются в компактную третичную структуру. Для тРНК вторичная структура имеет характерную форму, к-рую наз. Известны редкие примеры целиком двухспиральных молекул РНК. Функциональноактивные РНК имеют размер от 70-150 до неск. Известно неск. Рибосомные рибонуклеиновые кислоты , связываясь с рибосомными белками, образуют рибосомы , в к-рых осуществляется синтез белка.

Матричные рибонуклеиновые кислоты служат матрицами для синтеза белков трансляции. Обнаружены т. В виде РНК представлены геномы мн. Нек-рые РНК обладают ферментативной активностью, катализируя расщепление и образование фосфодиэфирных связей в своих собственных или др. Определение первичной структуры секвенирование Н. Секвенирование Н. Методы основаны на общем принципе - определении с помощью высокоразрешающего электрофореза в полиакриламидном геле с точностью до одного нуклеотида длины всех возможных фрагментов секвенируемого участка Н.

Такие фрагменты получают двумя разл. В первом случае метод Максама-Гилберта гомогенный фрагмент ДНК или РНК, предварительно меченный радиоактивной меткой по одному из концов, расщепляют хим. Расщепление ведут в таких ограничивающих условиях, когда в каждой молекуле Н. Такую операцию проводят для каждого из четырех нуклеотидных остатков и по длинам образующихся радиоактивных фрагментов определяют положение каждого нуклеотида в цепи Н.

Затравку наращивают с помощью ДНК-полимеразы, останавливая синтез на одном из четырех типов нуклеотидных остатков с равной вероятностью, независимо от его положения в цепи. Для этого к смеси четырех прир. При этом радиоактивная метка вводится либо в затравку, либо в субстрат. Операцию повторяют для каждого из четырех нуклеотидов; длину образующихся радиоактивных фрагментов определяют стандартным способом.

Эти методы в настоящее время удалось полностью автоматизировать заменив в ряде случаев радиоактивную метку на флуоресцентную и тем самым в тысячи раз повысить скорость секвенирования ДНК. Получение Н. В клетках Н. Выделение Н. Для этого препараты, содержащие Н. Послед, очистка и фракционирование Н. Для получения индивидуальных Н. Они включают: 1 хим. Сборку протяженных ДНК из синтетич.

Сначала а собирают небольшие дуплексы с "липкими" концами однотяжевыми комплементарными участками , из к-рых затем последовательно б, в и т. С помощью генетич. Схема синтеза полидезоксинуклеотида: 1,- соотв. Синтез олигодезоксинуклеотидов Корана осуществил т. Фосфодиэфирный метод образования межнуклеотидных связей, использованный Кораной, имеет история, значение.

Однако разработанные им приемы введения и избират. Важным шагом в совершенствовании синтеза олигонуклеотидов явилась разработка т. Применение этого способа, в к-ром используют защиту фосфатной группы, позволило значит. Параллельно этим методам, к-рые осуществляют в р-рах, разрабатывались твердофазные способы синтеза Н.

В последнем случае процесс проводят в двухфазной системе; нуклеозидный компонент связан ковалентно с нерастворимым полимером, а нуклеотидный компонент и необходимые реагенты находятся в р-ре. Обычно в этом случае на первой стадии нуклеозид присоединяют с помощью "якорной" группы к нерастворимому полимеру.

Достаточно устойчивые амидофосфиты при протонировании в присут. На рис. После завершения синтеза удаляют защитные группы с межнуклеотидных фосфатов, отделяют олигонуклеотид от носителя, деблокируют группы NH2 гетероциклов. Липофильную группу МеО 2Тr удаляют после первого хроматографич. Схема твердофазного синтеза олигонуклеотидов амидофосфитным методом; П - полимерный носитель, Рупиридин.

Окисление межнуклеотидных фосфитных групп проводят после завершения синтеза олигонуклеотида. Стандартность операций в твердофазном синтезе олиго-нуклеотидов явилась основой для автоматизации процесса.

Принцип работы автомата-синтезатора основан на подаче в реактор с помощью насоса под контролем микропроцессора защищенных нуклеотидных компонентов реагентов и р-рителей по заданной программе в колонку, содержащую полимерный носитель с закрепленным на нем первым нуклеозидом. После окончания синтеза и отделения полностью защищенного олигонуклеотида от полимерного носителя проводят деблокирование, очистку и анализ синтезир.

Так, с помощью гидрофосфорильного метода в автомате-синтезаторе за неск. Разработаны синтезаторы, позволяющие проводить одновременно синтез неск. Синтез олигорибонуклеотидов ферментативным путем осуществляют обычно с использованием рибонуклеаз РНаз или полинуклеотидфосфорилаз ПНФаз.

В первом случае р-цию осуществляют по схеме: R-H или остаток олигорибонуклеотида В качестве нуклеотидного и нуклеозидного компонентов применяют мономеры или олигонуклеотиды. Эту р-цию используют для синтеза ди-, три- и тетрарибонуклеотидов. При увеличении длины олигорибонуклеотида начинает преобладать обратная р-ция гидролиз олигонуклеотида.

Историческая справка. Мишером в ядрах отсюда назв. В 1889 Р. Альтман выделил их в чистом виде им же предложен термин "Н. В 1944 О. Эйвери показал, что с помощью ДНК наследств. Косселя, П. Левина, Дж.

Рибонуклеиновая кислота

Первичная структура нуклеиновых кислот Первичная структура нуклеиновых кислот представляет собой порядок чередования нуклеотидов в полинуклеотидной цепи рис. Вторичная структура ДНК Вторичная структура двойная спираль была предложена американским генетиком Д. Уотсоном и английским физиком Ф. Криком в1953 г. Это открытие произвело переворот в исследовании нуклеиновых кислот.

Но РНК-зависимый синтез РНК, который раньше считался характерным только для вирусов, происходит и в клеточных организмах, в процессе так называемой РНК-интерференции [29]. Терминатор транскрипции в исходной молекуле определяет окончание синтеза. Процесс изменения нуклеотидной последовательности РНК после синтеза носит название процессинга или редактирования РНК. После завершения транскрипции РНК часто подвергается модификациям см. Кодирующая последовательность мРНК определяет последовательность аминокислот полипептидной цепи белка [32]. Однако подавляющее большинство РНК не кодируют белок. Эти некодирующие РНК могут транскрибироваться с отдельных генов например, рибосомальные РНК или быть производными интронов [33]. Кроме того, есть и молекулы некодирующих РНК, способные катализировать химические реакции, такие, как разрезание и лигирование молекул РНК [35]. Три последовательных нуклеотида кодон соответствуют одной аминокислоте.

В зависимости от того, какой моносахарид содержится в структурном звене полинуклеотида - рибоза или 2-дезоксирибоза, различают рибонуклеиновые кислоты РНК и дезоксирибонуклеиновые кислоты ДНК. Нуклеотидные звенья макромолекул ДНК могут содержать аденин, гуанин, цитозин и тимин. Состав РНК отличается тем, что вместо тимина присутствует урацил. Молекулярная масса ДНК достигает десятков миллионов а.

Образование полимера РНК происходит (также как и у ДНК) через ковалентные связи между рибозой и остатком фосфорной кислоты соседних. Урок по теме Строение ДНК. Теоретические материалы и задания Биология, Общие биологические закономерности (9–11 класс). ЯКласс. Первичная структура нуклеиновых кислот представляет собой порядок чередования Последовательность нуклеотидов в одиночной цепи ДНК и РНК.

.

.

.

.

.

.

ВИДЕО ПО ТЕМЕ: ДНК и РНК • нуклеиновые кислоты • строение и функции