Биологические концепции Жизнь, основные признаки живых организмов 1. Питание 2. Дыхание 3. Раздражимость 4. Подвижность 5. Выделение 6. Размножение Биология наука, изучающая живые организмы. Часть II Научные основы инновационных технологий

Разнообразие жизни на Земле. Прокариоты и эукариоты Бактерии, сине-зеленые водоросли (цианобактерии) диаметр составляет 0,3–5 мкм, ДНК кольцевая Прокариоты

Эукариоты: растения, животные, грибы, протисты ДНК линейная Диаметр клеток 5–80 мкм

Состав ДНК и РНК пуриновые и пиримидиновые основания, углеводы (рибоза и дезоксирибоза), фосфорная кислота ДНК – двухцепочечная, служит для передачи наследственной информации В отличие от ДНК молекулы всех трех типов РНК одноцепочечные, служат для реализации информации в рибосомах

Нуклеиновые основания Пиримидин Пурин A А: Аденин; G Г: Гуанин; C Ц: Цитозин; T Т: Тимин (5-метилурацил), не встречается в РНК, занимает место урацила в ДНК; U У: Урацил, не встречается в ДНК, занимает место тимина в РНК

Нуклеиновые основания Пиримидиновые Урацил Ura (2,4-диоксопиримидин) Тимин Thy (5-метил-2,4- диоксопиримидин, 5-метилурацил Цитозин Cyt (4-амино-2- оксопиримидин)

Нуклеиновые основания Пуриновые Аденин Ade (6-аминпурин) Гуанин Gua (2-амино-6-оксопурин )

Углеводы в составе ДНК и РНК R=OH -D-рибофураноза R=H 2-Дезокси- -D-рибофураноза

НУКЛЕОЗИДЫ Общая структура нуклеозида R=OH Рибонуклеозид R=H Дезоксирибонуклеозид Соединение пентозы и азотистого основания называется нуклеозидом.

НУКЛЕОЗИДЫ, ВХОДЯЩИЕ В СОСТАВ РНК (РИБОНУКЛЕОЗИДЫ)

НУКЛЕОЗИДЫ, ВХОДЯЩИЕ В СОСТАВ ДНК (ДЕЗОКСИРИБОНУКЛЕОЗИДЫ)

Нуклеотиды нуклеотид - вещество, состоящее из азотистого основания, сахара и остатка фосфорной кислоты

СТРУКТУРА НУКЛЕИНОВЫХ КИСЛОТ Общее строение полинуклеотидной цепи

СТРУКТУРА НУКЛЕИНОВЫХ КИСЛОТ Первичная структура участка цепи ДНК d(…AСGТ...)

СТРУКТУРА НУКЛЕИНОВЫХ КИСЛОТ СБОРКА ПОЛИМЕРНОЙ ЦЕПИ ДНК из фрагментов фосфорной кислоты и дезоксирибозы

СТРУКТУРА НУКЛЕИНОВЫХ КИСЛОТ ПРИСОЕДИНЕНИЕ К ПОЛИМЕРНОЙ ЦЕПИ АЗОТСОДЕРЖАЩИХ ГЕТЕРОЦИКЛОВ

Первичная структура нуклеиновых кислот

РАЗМЕЩЕНИЕ ДВУХ ПОЛИМЕРНЫХ ЦЕПЕЙ ДНК и образование водородных связей между парами А – Т и Г – Ц. Свободные валентности на концах цепи (отмечены красным и синим цветом) указывают на полимерный характер молекул ДНК. Цепи располагаются, чтобы их направление было противоположным (см. расположение синих и красных свободных валентностей), именно в этом случае группы А, Т, Г и Ц оказываются оптимально ориентированными навстречу друг другу.

СТРУКТУРА НУКЛЕИНОВЫХ КИСЛОТ Вторичная структура нуклеиновых кислот число пуриновых оснований в ДНК всегда равно числу пиримидиновых, количество аденина равно количеству тимина, а гуанина количеству цитозина. Такая закономерность получила название правило Чаргаффа. Какой-либо пурин в одной цепи всегда связан водородными связями с одним из пиримидинов в другой цепи. Аденин может спариваться лишь с тимином, а гуанин только с цитозином. При этом между аденином и тимином образуются две водородные связи, а между гуанином и цитозином три. Противоположные последовательности и соответствующие полинуклеотидные партнеры называются комплементарными.

Упаковка молекулы ДНК в хромосоме В состав каждой из хромосом входит одна молекула ДНК, состоящая из двух связанных между собой нитей и имеющая вид двойной спирали толщиной 2 нм. По своей структуре ДНК напоминает закрученные ступеньки, и поэтому ее определяют как двойную закрученную спираль. Она состоит из двух очень тонких нитей, которые соединены перемычками. Структурными единицами этой спирали являются нуклеотиды. Каждый нуклеотид состоит из трех частей: сахара, остатка фосфорной кислоты и азотистого основания (аденина, тимина, цитозина или гуанина). Два основания, аденин - тимин и цитозин - гуанин, соединяясь между собой с помощью водородной связи, образуют ступеньки спиральной лестницы. Остатки фосфорной кислоты образуют перила лестницы, а молекулы сахара являются связующими звеньями одной цепи молекулы ДНК. Молекула ДНК состоит из отдельных фрагментов, называемых генами

Модель нити ДНК толщиной 30 миллионных частей миллиметра. Нуклеосома, первый уровень упаковки. Двойная спираль ДНК дважды огибает комплекс гистонных протеинов. Второй уровень упаковки. «жемчужное ожерелье» ДНК закручивается не в форме спиралевидной структуры (а), а в форме зигзага (b).