Лекция 1. Нуклеиновые кислоты: структура и функции Мяндина Галина Ивановна, д.б.н., профессор

План лекции Предмет и задачи молекулярной биология Основные этапы развития молекулярной биологии Доказательства генетической роли нуклеиновых кислот открытия, подготовившие создание модели двойной спирали ДНК Структура нуклеиновых кислот Модель строения ДНК Формы двойной спирали ДНК Отличия ДНК и РНК

Основные положения молекулярной биологии : ДНК - носитель генетической информации, реплицируется по принципу матричного синтеза РНК синтезируется на матрице ДНК, копируя определенный участок (ген) Белок синтезируется на матрице РНК, последовательность аминокислот в белке определяется последовательностью нуклеотидов в мРНК

Доказательства генетической роли ДНК Открытие нуклеиновых кислот – Ф.Мишер, Трансформация бактерий – Ф.Гриффитс, г. - О. Эйвери, К. Мак-Леод и М. Мак- Карти доказали, что ДНК является генетическим материалом бактерий 1952 г – А. Херши и М. Чейз доказали, что ДНК является генетическим материалом бактериофагов

Химический состав нуклеиновых кислот ДНК и РНК – линейные полимеры, состоят из последовательно расположенных структурных единиц - мономеров мономеры ДНК - дезоксирибонуклеотиды мономеры РНК - рибонуклеотиды

Структура нуклеотида

Пурины и пиримидины аденин гуанин

Первичная структура нуклеиновых кислот (ДНК и РНК) определяется последовательностью нуклеотидов в полинуклеотидной цепи Нуклеотиды соединяются с помощью ковалентных 3, 5- фосфодиэфирных связей за направление полинуклеотидной цепи принято направление от 5 к 3-концу

Правила Э.Чаргаффа: количество пуриновых оснований (A+Г) в молекуле ДНК всегда равно количеству пиримидиновых оснований (Т+Ц), количество аденина равно количеству тимина [А=Т, А/Т= 1]; количество гуанина равно количеству цитозина [Г=Ц, Г/Ц=1]; соотношение (Г+Ц)/(А+Т)=К, где К - коэффициент специфичности, является постоянным для каждого вида живых организмов

Модель строения ДНК, предложенная Уотсоном и Криком (1953)

Принцип комплементарности азотистых оснований Канонические пары оснований: Аденин – Тимин Цитозин - Гуанин

Цепи в ДНК комплементарны и антипараллельны

Параметры двойной спирали ДНК две цепи ДНК закручены в спираль вокруг общей оси Цепи комплементарны и антипараллельны основания находятся внутри молекулы ДНК, снаружи находится сахаро- фосфатный скелет диаметр спирали - 2 нм, каждые 10 п.н. составляют один виток спирали Расстояние между нуклеотидами – 0,34 нм Один виток спирали – 3,4 нм

Химические связи, стабилизирующие вторичную структуру ДНК: Водородные связи – образуются между комплементарными основаниями Стэкинг-взаимодействия – это гидрофобные связи, которые образуются между плоскими основаниями, которые расположены друг на другом в одной цепи ДНК

Биологические функции ДНК Хранение генетической информации Передача генетической информации Реализация генетической информации Изменение генетической информации

Типы двойных спиралей ДНК

Отличия молекул ДНК и РНК

Отличия в структуре рибозы и дезоксирибозы, урацила и тимина

Типы молекул РНК: мРНК тРНК, рРНК мяРНК гяРНК мцРНК siРНК XIST-РНК РНК вирусов

Вопросы для контроля Как называется химическая связь между нуклеотидами. Она относится к водородной или ковалентной связи? Какие типы связей стабилизируют вторичную структуру ДНК? Что означает данная схема: