Нуклеиновые кислоты

Класс: 10

Предмет: Химия

Дата: 30.04.2020

Химическое строение нуклеиновых кислот

Нуклеиновые кислоты являются биополимерами, мономеры которых – нуклеотиды.

Каждый нуклеотид состоит из 3-х частей:

• азотистого основания
• пентозы – моносахарида
• остатка фосфорной кислоты

​

Сравнение состава нуклеотидов ДНК и ДНК

ДНК РНК

Фосфорная кислота

Н3РО4

пентоза

Рибоза

С5Н10О5

Дезоксирибоза

С5Н10О4

Азотистое основание

аденин (А)

гуанин (Г)

цитозин (Ц)

урацил (У)

​

аденин (А)

гуанин (Г)

цитозин (Ц)

тимин (Т)

а

г

в

б

д

г

д

в

б

а

Первичная структура нуклеиновых кислот

Нуклеотиды связываются между собой в полинуклеотидную цепь сложноэфирными связями через 3-й углеродный атом одной молекулы пентозы, кислотный остаток фосфорной кислоты и 5-й углеродный атом другой молекулы пентозы. Остатки азотистых оснований направлены в одну сторону (внутрь молекулы ДНК).

Последовательность соединения нуклеотидов в полимерную цепь и является первичной структурой нуклеиновых кислот.

Вторичная структура нуклеиновых кислот

Молекула ДНК – спиральная, состоит из двух полинуклеотидных цепей, закрученных вокруг общей оси – вторичная структура. Пары оснований располагаются строго перпендикулярно оси двойной спирали, подобно перекладинам в перевитой веревочной лестнице. Эти пары имеют почти точно одинаковые размеры, поэтому в структуру двойной спирали «вписываются» любые последовательности пар оснований. Данное строение и отражает модель Уотсона-Крика.

Принцип комплементарности:

Азотистые основания двух полинуклеотидных цепей ДНК соединяются между собой попарно при помощи водородных связей по принципу комплементарности (пространственного соответствия друг другу). Пиримидиновое основание связывается с пуриновым: тимин Т с аденином А (две ВС), цитозин Ц с гуанином Г (три ВС). Таким образом, содержание Т равно содержанию А, содержание Ц равно содержанию Г. Зная последовательность нуклеотидов в одной цепи ДНК, можно расшифровать строение (первичную структуру) второй цепи.

УОТСОН Джеймс Дьюи

Американский биофизик, биохимик, молекулярный биолог, предложил гипотезу о том, что ДНК имеет форму двойной спирали, выяснил молекулярную структуру нуклеиновых кислот и принцип передачи наследственной информации. Лауреат Нобелевской премии 1962 года по физиологии и медицине (вместе с Фрэнсис Харри Комптоном Криком и Морисом Уилкинсом).

КРИК Френсис Харри Комптон

Английский физик, биофизик, специалист в области молекулярной биологии, выяснил молекулярную структуру нуклеиновых кислот; открыв основные типы РНК, предложил теорию передачи генетического кода и показал, как происходит копирование молекул ДНК при делении клеток. Ученый является членом Лондонского королевского общества (1959), в 1962 году стал лауреатом Нобелевской премии по физиологии и медицине (вместе с Джеймсом Дьюи Уотсоном и Морисом Уилкинсом).

Модель ДНК УотсонаМодель ДНК Уотсона и Крика – 1953 г.

​

​

Данная модель была основана на следующих фактах:

• данные химического анализа (ДНК – полинуклеотид);
• работа Эрвина Чаргаффа о равном соотношении в ДНК аденина и тимина, цитозина и гуанина;

​

Именно модель Уотсона-Крика позволила объяснить, каким образом при делении клетки в каждую дочернюю клетку попадает идентичная информация, содержащаяся в материнской клетке. Это происходит в результате удвоения молекулы ДНК, то есть в результате репликации.

ДНК – двойная спираль, в которой 2

полинуклеотидные цепи удерживаются

водородными связями между

комплементарными основаниями.

Биотехнология:

Биотехноло́гия — дисциплина, изучающая возможности использования живых организмов, их систем или продуктов, их жизнедеятельности для решения технологических задач, а также возможности создания живых организмов с необходимыми свойствами методом генной инженерии.

Биотехнологией часто называют применение генной инженерии в XX—XXI веках.

Генная инженерия:

Генетическая инжене́рия (генная инженерия) — совокупность приёмов, методов и технологий получения рекомбинантных РНК и ДНК, выделения генов из организма (клеток), осуществления манипуляций с генами и введения их в другие организмы.

Трансге́нный органи́зм :

Трансге́нный органи́зм — живой организм, в геном которого искусственно введен ген другого организма.

Расшифровка генома человека:

Проект Человеческий Геном — международный научно-исследовательский проект, главной целью которого было определить последовательность нуклеотидов, которые составляют ДНК и идентифицировать 20—25 тыс. генов в человеческом геноме.

Логотип проекта.

Сравнительная характеристика РНК и ДНК:

Функции ДНК:

Хранить генетическую информацию.

Функции РНК:

Синтез в клетке специфических для нее белков, осуществляемый объединенной системой РНК трех типов:

• Рибосомные РНК (рРНК) выполняют структурную функцию и участвуют в формировании активного центра рибосомы, где происходит образование пептидных связей между остатками молекул аминокислот в процессе биосинтезе белка;

• Информационная РНК (иРНК) получает информацию о структуре белка от ДНК и переносит ее на рибосомы, где осуществляется синтез белка;
• Транспортная РНК (тРНК) присоединяет и переносит определенную аминокислоту.