Нуклеиновые кислоты. Роль в воспроизведении и реализации наследственной информации

План лекции 1) Нуклеотиды – мономеры нуклеиновых кислот 2) Строение и формы ДНК 3) Виды и функции РНК 4) Функции нуклеотидов в клетке 5) Методы изучения нуклеиновых кислот

Нуклеиновые кислоты (от лат. nucleus ядро) биологические полимеры, образованные остатками нуклеотидов. Два вида нуклеиновых кислот ДНК и РНК присутствуют в клетках всех живых организмов и выполняют функции хранения, передачи и реализации наследственной информации Открыты в 1869 г Фридрихом Мишером Фридрих Мишер ( )

Нуклеотид рибонуклеотид дезоксирибонуклеотид N-гликозидная связь

Азотистые основания ПУРИНЫ ПИРИМИДИНЫ аденин гуанин цитозин тиминурацил

Азотистые основания, не входящие в состав нуклеиновых кислот! Кофеин (1,3,7-триметилксантин ) Теобромин Мочевая кислота ксантин Гипоксантин – входит в состав тРНК В форма инозина

ФОСФОДИЭФИРНАЯ СВЯЗЬ реакция конденсации фосфодиэфирная связь

ДНК Тысячи и миллионы дезоксирибонуклеотидов Азотистые основания: А,Г,Т,Ц Правило Чаргаффа: A=T, Ц=Г, А+Г=Ц+Т

Модель Уотсона и Крика 1950 г. М. Уилкинс и Р. Франклин – рентгенограмма ДНК Крестообразный рисунок – знак двойной спирали Между последовательными нуклеотидами нм 10 нуклеотидов на виток спирали Диаметр 2 нм Розалинд Франклин ( ) Моррис Уилкинс ( )

Модель Уотсона и Крика Джймс Уотсон (род. 1928) Френсис Крик ( )

Комплементарность азотистых оснований

Вторичная структура ДНК 1953 г. Уотсон и Крик – две цепи в молекуле ДНК закручены одна вокруг другой и вместе вокруг общей оси, составляя двойную спираль. Сахарофосфатный остов- снаружи. Основания – внутри (0.34 нм и под прямым углом к оси молекулы). Цепи удерживаются водородными связями между основаниями. Пары АГ и ТЦ высокоспецифичны: цепи комплементарны друг другу

Формы ДНК А-форма B-форма Z-форма Спиральправозакрученаправозакрученалевозакручена пн на оборот10,710,412 диаметр 25,5А 23,7А18,4А вращение/пн33,635,960,2 наклон пн к оси+19 -1,2-9 А, B и Z формы ДНК

Строение и разнообразие РНК Рибонуклеотиды Урацил вместо тимина Одноцепочечные молекулы Содержание варьирует

Виды РНК Транспортная (т-РНК) нуклеотидов 10% всей РНК клетки Функция: перенос аминокислоты к месту синтеза белка Фенилаланиновая тРНК дрожжей с сайта

Виды РНК Рибосомная РНК (рРНК) 3-5 тнп 90% всей РНК клетки Функция: входят в состав рибосомы, синтез белка рРНК малой субъединицы рибосомы

ВИДЫ РНК Информационная, или матричная РНК (мРНК) тнп 0.5-1% всей РНК клетки Функция: перенос информации о структуре белка от ДНК к месту синтеза белка мРНК

ВИДЫ РНК Геномная РНК – некоторые вирусы имеют РНК геномы Реовирус ВИЧ

Микро РНК Класс малых РНК (около 22 нуклеотидов) – регулируют прцессы экспрессии, трансляции и деградации мРНК. Малые ядерные РНК (мя РНК) ( пн) участие в процессинге мРНК Fazi, Nervi 2008 Cardiovasc Res (2008) 79 (4):

АТФ Универсальный источник энергии в клетке – отщепление каждого фосфата – 30 кДж/моль Две макроэргические связи Картинка из

Каталитическая функция РНК Рибозимы РНК с каталитическими функциями. Пример: рРНК в рибосомах синтез белка; 1980 г Т.Чек и С. Олтман открыли автосплайсинг у тетрахимены Томас Чек (Род.1947) С. Олтман (род. 1939) Нобелевская премия по химии 1989 г

Способы изучения нуклеиновых кислот Электрофорез Рестрикционный анализ Секвенирование

Литература