Нуклеиновые кислоты Френсис Крик и Джеймс Уитсон рядом со своей моделью ДНК (© A. Barrington Brown/Science Source/Photo Researchers, Inc.) - презентация

1 Нуклеиновые кислоты Френсис Крик и Джеймс Уитсон рядом со своей моделью ДНК (© A. Barrington Brown/Science Source/Photo Researchers, Inc.)

2 НУКЛЕОЗИДЫ И НУКЛЕОТИДЫ Ф. Мишер (1869) (Швейцария) Нуклеиновые основания Пиримидин Пурин

3 НУКЛЕОЗИДЫ И НУКЛЕОТИДЫ Нуклеиновые основания (в лактамной форме) Пиримидиновые Урацил Ura (2,4-диоксопиримидин) Тимин Thy (5-метил-2,4- диоксопиримидин, 5-метилурацил Цитозин Cyt (4-амино-2- оксопиримидин)

4 НУКЛЕОЗИДЫ И НУКЛЕОТИДЫ Нуклеиновые основания (в лактамной форме) Пуриновые Аденин Ade (6-аминпурин) Гуанин Gua (2-амино-6-оксопурин)

5 НУКЛЕОЗИДЫ И НУКЛЕОТИДЫ Нуклеиновые основания (в лактамной форме) Лактим-лактамная таутомерия

6 НУКЛЕОЗИДЫ И НУКЛЕОТИДЫ Нуклеиновые основания (в лактамной форме) Плоское строение молекул пиримидина и пурина

7 НУКЛЕОЗИДЫ И НУКЛЕОТИДЫ РНКДНК УрацилТимин Цитозин, аденин, гуанин

8 НУКЛЕОЗИДЫ И НУКЛЕОТИДЫ R=OH -D-рибофураноза R=H 2-Дезокси--D-рибофураноза

9 НУКЛЕОЗИДЫ И НУКЛЕОТИДЫ Общая структура нуклеозида R=OH Рибонуклеозид R=H Дезоксирибонуклеозид

10 НУКЛЕОЗИДЫ И НУКЛЕОТИДЫ Цитозин + РибозаЦитидин Цитозин + ДезоксирибозаДезоксицитидин Аденин + РибозаАденозин Аденин + ДезоксирибозаДезоксиаденозин

11 НУКЛЕОЗИДЫ И НУКЛЕОТИДЫ НУКЛЕОЗИДЫ, ВХОДЯЩИЕ В СОСТАВ РНК (РИБОНУКЛЕОЗИДЫ)

12 НУКЛЕОЗИДЫ И НУКЛЕОТИДЫ НУКЛЕОЗИДЫ, ВХОДЯЩИЕ В СОСТАВ РНК (РИБОНУКЛЕОЗИДЫ)

13 НУКЛЕОЗИДЫ И НУКЛЕОТИДЫ НУКЛЕОЗИДЫ, ВХОДЯЩИЕ В СОСТАВ РНК (РИБОНУКЛЕОЗИДЫ)

14 НУКЛЕОЗИДЫ И НУКЛЕОТИДЫ НУКЛЕОЗИДЫ, ВХОДЯЩИЕ В СОСТАВ ДНК (ДЕЗОКСИРИБОНУКЛЕОЗИДЫ)

15 НУКЛЕОЗИДЫ И НУКЛЕОТИДЫ НУКЛЕОЗИДЫ, ВХОДЯЩИЕ В СОСТАВ ДНК (ДЕЗОКСИРИБОНУКЛЕОЗИДЫ)

16 НУКЛЕОЗИДЫ И НУКЛЕОТИДЫ

17

18

19 Циклофосфаты

20 СТРУКТУРА НУКЛЕИНОВЫХ КИСЛОТ Общее строение полинуклеотидной цепи

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

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

23 СТРУКТУРА НУКЛЕИНОВЫХ КИСЛОТ ПРИСОЕДИНЕНИЕ К ПОЛИМЕРНОЙ ЦЕПИ АЗОТСОДЕРЖАЩИХ ГЕТЕРОЦИКЛОВ

24 СТРУКТУРА НУКЛЕИНОВЫХ КИСЛОТ Первичная структура нуклеиновых кислот

25 СТРУКТУРА НУКЛЕИНОВЫХ КИСЛОТ Вторичная структура нуклеиновых кислот 1953 г. Джеймс Уотсон и Френсис Крик (М. Уилкинс, Э. Чаргафф, А. Тодд, Л. Полинг)

26 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.

27 СТРУКТУРА НУКЛЕИНОВЫХ КИСЛОТ Вторичная структура нуклеиновых кислот

28 СТРУКТУРА НУКЛЕИНОВЫХ КИСЛОТ Вторичная структура нуклеиновых кислот

29 СТРУКТУРА НУКЛЕИНОВЫХ КИСЛОТ Вторичная структура нуклеиновых кислот

30 СТРУКТУРА НУКЛЕИНОВЫХ КИСЛОТ Вторичная структура нуклеиновых кислот

31 СТРУКТУРА НУКЛЕИНОВЫХ КИСЛОТ Вторичная структура нуклеиновых кислот

32 СТРУКТУРА НУКЛЕИНОВЫХ КИСЛОТ Вторичная структура нуклеиновых кислот

33 СТРУКТУРА НУКЛЕИНОВЫХ КИСЛОТ Вторичная структура нуклеиновых кислот Правила Чаргаффа 1) количество пуриновых оснований равно количеству пиримидиновых оснований; 2) количество аденина равно количеству тимина; количество гуанина равно количеству цитозина; 3) количество оснований, содержащих аминогруппу в положениях 4 пиримидинового и 6 пуринового ядер, равно количеству оснований, содержащих в этих же положениях оксогруппу. Это означает, что сумма аденина и цитозина равна сумме гуанина и тимина.

34 СТРУКТУРА НУКЛЕИНОВЫХ КИСЛОТ Модель нити ДНК толщиной 30 миллионных частей миллиметра. Изображение Nature

35 СТРУКТУРА НУКЛЕИНОВЫХ КИСЛОТ Нуклеосома, первый уровень упаковки. Двойная спираль ДНК дважды огибает комплекс гистонных протеинов. Точное положение уплотнительного протеина H1 требует еще уточнения. Иллюстрация Матиас Бадер (Mathias Bader)

36 СТРУКТУРА НУКЛЕИНОВЫХ КИСЛОТ Второй уровень упаковки. Вопреки тому, что полагали до сих пор, структура «жемчужного ожерелья» ДНК закручивается не в форме спиралевидной структуры (а), а в форме зигзага (b). Изображения Science

37 СТРУКТУРА НУКЛЕИНОВЫХ КИСЛОТ Структура тетрануклеосомы, определенная командой Тима Ричмонда, показывает, что две нуклеосомы, сложенные одна в другую, соединены с двумя другими нуклеосомами, расположенными напротив, посредством прямой нити ДНК. Эти две кипы соответственно сложены в противоположном направлении.

38 СТРУКТУРА НУКЛЕИНОВЫХ КИСЛОТ

39 ДНК бактериофага Т2 ДНК была высвобождена из головки фага с помощью осмотического шока. В верхнем правом углу микрофотография целой частицы фага. Снимки 1962 года

40 РЕПЛИКАЦИЯ ДНК

41

42 Таблица. Параметры некоторых молекул ДНК Организм Число пар оснований Контурная длина, см Молекулярная масса, млн. Вирус SV , Бактериоф аг Т , Бактерия Е.со Дрозофила ,6 1, Человек ,910 -6

43 РЕПЛИКАЦИЯ ДНК Таблица. Параметры молекул РНК бактерии Е. соli Тип РНКЧисло оснований Молекулярная масса, тыс. Рибосомная 23S S S12036 Транспортная7525 Информационна я 1200 (средн.)390 (средн.)

44 СТРУКТУРА РНК Схема двухцепочечного участка РНК

45 СТРУКТУРА РИБОСОМАЛЬНОЙ РНК А. Вторичная структура и доменная организация рибосомальной 16S РНК T.Thermophilus. 5'-домен обозначен синим цветом, центральный фиолетовым, 3'-major красным и 3'- minor желтым. Спиральные участки пронумерованы от 1 до 45.

46 СТРУКТУРА РИБОСОМАЛЬНОЙ РНК B. Вторичная структура и доменная организация 16S и 5S РНК T.Thermophilus. Шесть доменов обозначены разными цветами. спиральные участки пронумерованы от 1 до 101.

47 СТРУКТУРА РИБОСОМАЛЬНОЙ РНК C. Трехмерная структура рРНК малой субъединицы. Цвет доменов соответствует рис. А. Домены образуют отдельные блоки укладки. D. Трехмерная структура рРНК большой субъединицы. Цвет доменов соответствует рис.В. В процессе укладки (фолдинга) домены сильно переплетаются друг с другом.

48 РЕПЛИКАЦИЯ ДНК

49

50

51 БИОЛОГИЧЕСКАЯ РОЛЬ НУКЛЕИНОВЫХ КИСЛОТ 1. Информационная, или матричная РНК (ее обозначают мРНК) считывает и переносит генетическую информацию от ДНК, содержащейся в хромосомах, к рибосомам, где происходит синтез белка со строго определенной последовательностью аминокислот.

52 БИОЛОГИЧЕСКАЯ РОЛЬ НУКЛЕИНОВЫХ КИСЛОТ ДНКмРНК аденинурацил тиминаденин гуанинцитозин гуанин

53 БИОЛОГИЧЕСКАЯ РОЛЬ НУКЛЕИНОВЫХ КИСЛОТ 2. Транспортная РНК (тРНК) переносит аминокислоты к рибосомам, где они соединяются пептидными связями в определенной последовательности, которую задает мРНК. 3. Рибосамная РНК (рРНК) непосредственно участвует в синтезе белков в рибосомах. Рибосомы это сложные надмолекулярные структуры, которые состоят из четырех рРНК и нескольких десятков белков.

54 БИОЛОГИЧЕСКАЯ РОЛЬ НУКЛЕИНОВЫХ КИСЛОТ Таблица. Генетический код КодонАминокислот а КодонАминокислот а КодонАминокислот а КодонАминокислот а UUU Phe UCU Ser UAU Tyr UGU Cys UUCUCCUACUGC UUA Leu UCAUAA – UGA– UUGUCGUAGUGGTrp CUUCCU Pro CAU His CGU Arg CUCCCCCACCGC CUACCACAA Gln CGA CUGCCGCAGCGG AUU Ile ACU Thr AAU Asn AGA AUCACCAACAGG AUAACAAAA Lys AGU Ser AUGMetACGAAGAGC GUU Val GCU Ala GAU Asp GGU Gly GUCGCCGACGGC GUAGCAGAA Glu GGA GUGGCGGAGGGG

55 БИОЛОГИЧЕСКАЯ РОЛЬ НУКЛЕИНОВЫХ КИСЛОТ

56 Нуклеозидполифосфаты

57 Нуклеозидполифосфаты в биохимических процессах

58

59

60

61

62

63 Никотинамиднуклеотиды

64

65 Энантиотопные атомы H а (про-R) и Н б (про-S) в молекуле НАДН

66 Никотинамиднуклеотиды

67 Стереоспецифичность окислительно- восстановительной реакции с участием кофермента.

68 Никотинамиднуклеотиды

69

70