Творчий проект на тему: Будова, властивості та функції ДНК

Дезоксирибонуклеїнова кислота (ДНК) один із двох типів природних нуклеїнових кислот, який забезпечує зберігання, передачу з покоління в покоління і реалізацію генетичної програми розвитку й функціонування живих організмів. Основна роль ДНК в клітинах довготривале зберігання інформації про структуру РНК і білків.

Подвійна спіраль Полімер ДНК має досить складну структуру. Нуклеотиди ковалентно сполучені між собою в довгі полінуклеотидні ланцюжки. Ці ланцюжки в переважній більшості випадків, у свою чергу, попарно об'єднуються за допомогою водневих зв'язків у структуру, що отримала назву подвійної спіралі. Молекули ДНК у клітинах еукаріотів містяться в ядрі, пластидах і мітохондріях, а прокаріотів – в особливих ділянках цитоплазми. Молекули ДНК у клітині становлять компактні структури. Дволанцюгова спіраль ДНК зазнає подальшого просторового ущільнення, формуючи третинну структуру – суперспіраль.

Суперспіраль У звичайному стані ланцюжок ДНК робить один оберт на кожні 10,4 основ, але в суперскрученому стані спіраль може бути згорнута тугіше або розплетена. Виділяють два типи суперскрученості: позитивну у напрямі нормальних витків, при якому основи розташовані ближче одна до одної ; негативну в протилежному напрямку. У природі молекули ДНК зазвичай перебувають в стані негативної суперскрученості, який вноситься ферментами, топоізомеразами. Ці ферменти вилучають додаткову скрученість, що виникає в ДНК в результаті транскрипції тареп лікації.

Нуклеотиди Аденін Гуанін Тимін Цитозин Дезоксирибонуклеїнова (ДНК) кислота є біополімером (поліаніоном), мономерами якого є нуклеотиди. Кожен нуклеотид складається із залишку фосфорної кислоти. Встановлено, що залишок аденіну (А) нуклеотиду одного ланцюга молекули ДНК завжди сполучається із залишком тиміну (Т) нуклеотиду іншого ланцюга, а гуаніну (Г) – з цитозином (Ц). Чітка відповідність нуклеотидів у двох ланцюгах ДНК має назву комплементарність.

Утворення звязків між основами Комплементарність подвійної спіралі означає, що інформація, що міститься в одному ланцюжку, міститься і в іншому ланцюжку. Оборотність і специфічність взаємодій між комплементарними парами основ важлива для реплікації ДНК і решти всіх функцій ДНК в живих організмах.Оскільки водневі зв'язки нековалентні, вони легко розриваються і відновлюються.

Пошкодження ДНК ДНК може пошкоджуватись різноманітними мутагенами, до яких належать високоенергетична електромагнітна радіація ультрафіолетове й рентгенівське ДНК може пошкоджуватись різноманітними мутагенами, до яких належать високоенергетична електромагнітна радіація ультрафіолетове й рентгенівське випромінювання. Тип пошкодження ДНК залежить від типу мутагена. Наприклад, ультрафіолет пошкоджує ДНК шляхом появи в ній димерів тиміну, які утворюються при формуванні ковалентних зв'язків між сусідніми основами. випромінювання. Тип пошкодження ДНК залежить від типу мутагена. Наприклад, ультрафіолет пошкоджує ДНК шляхом появи в ній димерів тиміну, які утворюються при формуванні ковалентних зв'язків між сусідніми основами.

Біологічна роль ДНК ДНК є носієм генетичної інформації, записаної у вигляді нуклеотидної послідовності за допомогою генетичного коду. З молекулами ДНК зв'язані дві основоположні властивості живих організмів спадковість і мінливість. Послідовність нуклеотидів «кодує» інформацію про різні типи РНК: кодуючі матричні або інформаційні (мРНК) та некодуючі рибосомальні(рРНК), трансп ортні (тРНК), каталітичні та інші. Всі ці типи РНК синтезуються на основі ДНК у процесі транскрипції.

Властивості ДНК Так само як і молекули білків, молекули ДНК здатні до денатурації та ренатурації, а також деструкції. Також важливою властивістю молекули ДНК – їхня здатність до самоподвоєння. Це явище називаєть реплікацією. Воно грунтується на принципі комплементраності: послідовність нуклеотидів у новоствореному ланцюзі визначається їхнім розташуванням у ланцюзі материнської молекули ДНК.

Використання ДНК в технології З розвитком молекулярної біології було розроблено багато методів роботи з ДНК. Ці методи перш за все включають виділення ДНК, зазвичай за допомогою руйнування клітин, що містять необхідну ДНК, таспиртової преципітації ДНК з розчину. При необхідності ДНК очищують за допомогою адсорбційної хроматографії. Більші кількості ДНК можна одержати за допомогою полімеразної ланцюгової реакції(ПЛР). З розвитком молекулярної біології було розроблено багато методів роботи з ДНК. Ці методи перш за все включають виділення ДНК, зазвичай за допомогою руйнування клітин, що містять необхідну ДНК, таспиртової преципітації ДНК з розчину. При необхідності ДНК очищують за допомогою адсорбційної хроматографії. Більші кількості ДНК можна одержати за допомогою полімеразної ланцюгової реакції(ПЛР). Виділення ДНК методом спиртової преципітації.ДНК виглядає як клубок білих ниток.

Історія дослідження ДНК була відкрита Іоганном Фрідріхом Мішером у 1869 році. Спочатку нова речовина отримала назву нуклеїн, а пізніше, коли Мішер визначив, що ця речовина володіє кислотними властивостями, речовина отримала назву нуклеїнова кислота. Біологічна функція нововідкритої речовини була неясна, і довгий час ДНК вважалася запасником фосфору в організмі. Більш того, навіть на початку 20 століття багато біологів вважали, що ДНК не має ніякого відношення до передачі інформації, оскільки будова молекули, на їхню думку, була дуже одноманітною і не могла містити закодовану інформацію. Іоганн Мішер

Структура подвійної спіралі ДНК була запропонована Френсісом Кріком і Джеймсом Ватсоном у 1953 році на основі рентгеноструктурних даних, отриманих Морісом Вілкінсом і Розаліндою Франклін, і «правил Чаргаффа», згідно з якими в кожній молекулі ДНК дотримуються строгі співвідношення, що зв'язують між собою кількість азотистих основ різних типів. Пізніше запропонована Ватсоном і Кріком модель будови ДНК була доведена, а їхня робота відмічена Нобелівською премією з фізіології і медицини 1962 року. Серед одержувачів не було Розалінди Франклін, що померла на той час, оскільки премія не присуджується посмертно. Джеймс Ватсон Френсіс Крік Розалінда Франклін Моріс Вілкінс

Виконала учениця 10-А класу НВК Гроно м. Львова Цибульська Оксана Вчитель Руснак Г.С.