«Нуклеиновые кислоты. Днк и рнк» Биологическая роль нуклеиновых кислот

Тема «Нуклеиновые кислоты. ДНК и РНК»

Биологическая роль нуклеиновых кислот.

Нуклеиновые кислоты- природные высокомолекулярные органические соединения, обеспечивающие хранение и передачу наследственной информации в живых организмах. Открыты они в 1869 г. швейцарским химиком И.-Ф.Мишером в ядрах лейкоцитов. В природе существуют 2 вида нуклеиновых кислот: ДНК и РНК. Содержатся нуклеиновые кислоты в ядре, рибосомах, пластидах и митохондриях.

Строение нуклеиновых кислот.

ДНК- дезоксирибонуклеиновая кислота. Молекула ДНК представляет собой двухцепочечную спираль, закрученную вокруг своей оси. ДНК – полимер, мономерами являются нуклеотиды . Нуклеотид состоит из 3х компонентов:

1 - азотистого основания, 2 - пятиатомного сахара –дезоксирибозы, 3 - остатка фосфорной кислоты.

Нуклеотиды 4х видов, отличаются азотистыми основаниями.

Азотистые основания :

Пуриновые:

Аденин (А)

Гуанин (Г)

Пиримидиновые:

Цитозин (Ц)

Тимин (Т)

Соединены нуклеотиды в одной цепи через углевод одного нуклеотида и остаток фосфорной кислоты соседнего нуклеотида прочной ковалентной связью. В двойную цепь нуклеотиды соединены комплементарно через азотистые основания водородными связями: Г≡Ц, А=Т.

Согласно принципу комплементарности можно восстановить недостающую цепь ДНК.

…А – Г – Ц – Т – Т – Ц – Г – Г – А – Г -…

Нуклеотидный состав ДНК в 1905 г. впервые количественно проанализировал американский биолог Эдвин Чаргафф. Он обнаружил, что число пуриновых оснований всегда равно числу пиримидиновых: Количество аденина = количеству тимина, гуанина = цитозину. Это правило Чаргаффа.

Нуклеотиды расположены на расстоянии 0,34 нм и масса одного нуклеотида равна 345. Это величины постоянные.

Синтез ДНК. Перед делением клетки ( в интерфазе) происходит синтез молекулы ДНК под действием фермента дезоксирибонуклеазы. Фермент разрывает двойную цепь, и спираль раскручивается. Каждая отдельная цепь собирает новую молекулу ДНК. Этот процесс называется редупликация ДНК.

Строение РНК.

РНК - рибонуклеиновая кислота, полимер, состоит из 4х нуклеотидов. Состав нуклеотида: азотистые основания ( пуриновые – аденин (А), гуанин (Г); пиримидиновые – цитозин (Ц), урацил (У)), пятиатомный сахар – рибоза, остаток фосфорной кислоты. РНК могут быть двухцепочечными и одноцепочечными. Двухцепочечные РНК – хранители генетической информации у ряда вирусов. Одноцепочечные РНК отвечают за синтез белка в клетке. Виды одноцепочечных РНК:

а) рибосомная РНК (р-РНК) в комплексе с белками образует рибосомы, на которых происходит синтез белка. Молекулы р-РНК состоят из 3-5 тыс. нуклеотидов. Образуются в ядрышках.

б) информационная РНК (и-РНК) программирует синтез белка в клетке. Она осуществляет передачу кода ДНК к месту синтеза белка. Информация о строении молекулы белка с ДНК списывается на молекулу и-РНК. Процесс называется транскрипция. Молекулы и-РНК могут состоять от 300 до 30000 нуклеотидов.

в) транспортная РНК (т-РНК) состоят из 75-95 нуклеотидов, доставляют аминокислоты к месту синтеза белка –рибосомам.

Задача. В молекуле ДНК обнаружено 880 гуаниновых нуклеотидов, которые составляют 22% от общего количества нуклеотидов этой ДНК. Определить: а) сколько содержится других нуклеотидов (по отдельности) в этой молекуле ДНК? б) Какова длина ДНК?

Дано: Решение:

Г – 880 – 22% 1) Исходя из правила Чаргаффа вычислим количество ____________ цитозина: Г = Ц = 880 или 22%.

Найти: 2) Принцип комплементарности: ( А + Т) + ( Г + Ц ) = 100%.

А -? А = Т = 100 –( 22+22) = 56%

Т-? 3) Вычислим количество нуклеотидов:

Ц-? 880 – 22% х = 880 · 56 : 22= 2240 нуклеотидов

Х – 56 % А + Т = 2240 : 2 = 1120 ( А =Т)

4) общее количество нуклеотидов 880+880+ 1120+ 1120 = 4000

В одной цепи 4000 : 2 = 2000 нуклеотида

5) длина молекулы ДНК: 2000· 0,34 = 680 нм.

Ответ А = Т = 1120, Г=Ц =880. Длина ДНК = 680 нм.

Решите задачу. В молекуле ДНК адениновых нуклеотидов 26% от общего числа. Определить % содержание других нуклеотидов.