Мономерами молекул ДНК є. Загальна біологія: Нуклеїнові кислоти. Нуклеотиди як структурні одиниці спадкової інформації
Особливо ДНК досить добре відомі в науці. Пояснюється це тим, що є речовинами клітини, яких залежить зберігання та передача її спадкової інформації. ДНК, відкрите ще 1868 року Ф. Мішером, є молекули з яскраво вираженими кислотними властивостями. Вчений виділив її з ядер лейкоцитів – клітин імунної системи. Протягом наступних 50 років дослідження нуклеїнових кислот проводилися епізодично, так як більшість вчених біохіміків вважали головними органічними речовинами, що відповідають навіть за спадкові ознаки, білки.
З моменту розшифровки проведеної Уотсоном і Криком в 1953 році, починаються серйозні дослідження, що з'ясували, що дезоксирибонуклеїнова кислота - це полімер, а мономерами ДНК служать нуклеотиди. Їхні види та будова будуть вивчені нами в даній роботі.
Нуклеотиди як структурні одиниці спадкової інформації
Одна з фундаментальних властивостей живої матерії - це збереження та передача інформації про будову та функції як клітини, так і всього організму загалом. Цю роль виконує мономери ДНК - нуклеотиди являють собою своєрідні «цеглинки», з яких і побудована унікальна конструкція речовини спадковості. Розглянемо, якими ознаками керувалася жива природа, створюючи суперспіраль нуклеїнової кислоти.
Як утворюються нуклеотиди
Щоб відповісти на це питання, нам знадобляться деякі знання в галузі хімії органічних сполук. Зокрема, ми нагадаємо, що в природі існує група азотовмісних гетероциклічних глікозидів, сполучених з моносахаридами – пентозами (дезоксирибозою чи рибозою). Вони називаються нуклеозидами. Наприклад, аденозин та інші види нуклеозидів присутні у цитозолі клітини. Вони вступають у реакцію етерифікації з молекулами ортофосфорної кислоти. Продуктами цього процесу будуть нуклеотиди. Кожен мономер ДНК, а їх чотири види має назву, наприклад, гуаніновий, тиміновий і цитозиновий нуклеотид.
Пуринові мономери ДНК
У біохімії прийнято класифікацію, що розділяє мономери ДНК та їх будову на дві групи: так, пуриновими є аденіновий та гуаніновий нуклеотиди. Вони містять у своєму складі похідні пурину - органічної речовини, що має формулу C 5 H 4 N 4 . Мономер ДНК - гуаніновий нуклеотид, також містить пуринову азотисту основу, поєднану з дезоксирибозою N-глікозидним зв'язком, що знаходиться в бетоконфігурації.
Піримидинові нуклеотиди
Азотисті основи, які називають цитидином і тимідином, є похідними органічної речовини піримідину. Його формула C4H4N2. Молекула є шестичленним плоским гетероциклом, що містить два атоми нітрогену. Відомо, що замість тімінового нуклеотиду в таких молекулах як рРНК, тРНК, іРНК, міститься урациловий мономер. У процесі транскрипції, під час списування інформації з гена ДНК на молекулу іРНК, тиміновий нуклеотид заміщається на аденіновий, а аденіновий нуклеотид - на урациловий синтезується ланцюга іРНК. Тобто справедливим буде наступний запис: А – У, Т – А.
Правило Чаргафа
У попередньому розділі ми вже частково торкнулися принципів відповідності мономерів у ланцюгах ДНК та комплексі ген-іРНК. Відомий біохімік Е. Чаргафф встановив абсолютно унікальну властивість молекул дезоксирибонуклеїнової кислоти, а саме, що кількість аденінових нуклеотидів у ній завжди дорівнює тиміновим, а гуаніновим - цитозиновим. Головною теоретичною базою принципів Чаргаффа послужили дослідження Вотсона і Крику, які встановили, які мономери утворюють молекулу ДНК та яку просторову організацію вони мають. Ще одна закономірність, виведена Чаргаффом і названа принципом комплементарності, вказує на хімічну спорідненість пуринових та піримідинових основ та їх здатність при взаємодії між собою утворювати водневі зв'язки. Це означає, що розташування мономерів в обох ланцюгах ДНК строго детерміновано: так, навпроти А першого ланцюга ДНК може бути тільки Т інший і між ними виникають два водневі зв'язки. Навпроти гуанінового нуклеотиду може бути лише цитозиновий. У цьому випадку між азотистими основами утворюються три водневі зв'язки.
Роль нуклеотидів у генетичному коді
Для реакції біосинтезу білка, що відбувається в рибосомах, існує механізм перекладу інформації про амінокислотний склад пептиду з послідовності нуклеотидів іРНК в послідовність амінокислот. Виявилося, що три розташовані мономери несуть у собі інформацію про одну з 20 можливих амінокислот. Це явище отримало назву У розв'язанні задач з молекулярної біології його застосовують визначення як амінокислотного складу пептиду, так з'ясування питання: які мономери утворюють молекулу ДНК, інакше кажучи, який склад відповідного гена. Наприклад, триплет (кодон) ААА в гені кодує амінокислоту фенілаланін у молекулі білка, а в генетичному коді їй відповідатиме триплет UUU в ланцюзі іРНК.
Взаємодія нуклеотидів у процесі редуплікації ДНК
Як було з'ясовано раніше, структурні одиниці, мономери ДНК – це нуклеотиди. Їхня певна послідовність у ланцюгах є матрицею для процесу синтезу дочірньої молекули дезоксирибонуклеїнової кислоти. Це відбувається у S-стадії інтерфази клітини. Послідовність нуклеотидів нової молекули ДНК збирається на материнських ланцюгах під дією ферменту ДНК-полімерази з урахуванням (А – Т, Д – С). Реплікація відноситься до реакцій матричного синтезу. Це означає, що мономери ДНК та його будова в материнських ланцюгах є основою, тобто матрицею на її дочірньої копії.
Чи може змінюватися будова нуклеотиду
До речі, дезоксирибонуклеїнова кислота - це дуже консервативна структура клітинного ядра. Цьому є логічне пояснення: ядра, що зберігається в хроматині, повинна бути незмінною і копіюватися без спотворень. Ну а клітинний геном завжди знаходиться «під прицілом» факторів зовнішнього середовища. Наприклад, таких агресивних хімічних сполук, як алкоголь, лікарський засіб, радіоактивне випромінювання. Всі вони є так званими мутагенами, під впливом яких будь-який мономер ДНК може змінити свою хімічну будову. Таке спотворення в біохімії називають точковою мутацією. Частота виникнення їх у геном клітини досить висока. Мутації виправляються добре налагодженою роботою клітинної репараційної системи, що включає набір ферментів.
Одні з них, наприклад, рестриктази, «вирізують» пошкоджені нуклеотиди, полімерази забезпечують синтез нормальних мономерів, лігази «зшивають» відновлені ділянки гена. Якщо ж вищеописаний механізм з якоїсь причини в клітині не спрацьовує і дефектний мономер ДНК залишається в її молекулі, мутація підхоплюється процесами матричного синтезу і фенотипно проявляється у вигляді білків з порушеними властивостями, нездатними виконувати необхідні функції, властиві їм клітинному обміні речовин. Це є серйозним негативним фактором, що знижує життєздатність клітини та скорочує тривалість її життя.
ДНК – полімерна молекула, що складається з тисячі і навіть мільйонів мономерів – дезоксирибонуклеотидів (нуклеотид). ДНК міститься переважно в ядрі клітин, а також невелика кількість у мітохондріях та хлоропластах.
РНК – полімер, мономером якого є рибонуклеотид. РНК знаходиться в ядрі та цитоплазмі. РНК є однонитковою молекулою, побудованою так само як і один з ланцюгів ДНК. Три підстави абсолютно однакові ДНК: А, Р, Ц, проте замість Т, що у ДНК, до складу РНК входить У. У РНК замість вуглеводу дезоксирибози – рибоза.
^ 13: нуклеїнові кислоти: будова та функції. Хімічна структура мономерів нуклеїнових кислот (нуклеотиди та нуклеозиди, пурини та піримідини).
Нуклеїнові кислоти– це лінійні полімери, мономерами яких є нуклеотиди. Нуклеотид утворений нуклеозидною групою, фосфатом та пентозою. Полімери – це макромолекули, які складаються з великої кількості структурних одиниць – мономерів, що повторюються. Мономерами ДНК є дезоксирибонуклеотиди, мономерами РНК – рибонуклеотиди.
^ Будова та номенклатура нуклеотидів.До складу нуклеотиду входять три компоненти: фосфат – цукор – основа.
вуглеводний компонент нуклеотидупредставлений рибозою або 2'-дезоксирибозою, що мають D-конфігурацію.
^ Азотисті основи- Це гетероциклічні органічні сполуки, що містять атоми азоту. У складі ДНК зустрічаються 4 типи основ - аденін (А), гуанін (Г), цитозин (Ц) і тимін (Т), до складу РНК входять А, Г, Ц та У (урацил). Аденін та гуанін є похідними пурину, цитозин, тимін та урацил – це похідні піримідину.
Номенклатура. З'єднання, що складається з основи та вуглеводу, називається нуклеозидом. Азотисті основи з'єднуються з 1' вуглецевим атомом пентози β-глікозидним зв'язком.
^ Первинна структураполімеру визначається послідовністю мономерів у ланцюзі. Нуклеотиди з'єднуються один з одним 3',5'-фосфодіефірним зв'язком, утворюючи полінуклеотидні ланцюги із сотень тисяч і мільйонів нуклеотидів. Короткі ланцюжки із десяти – п'ятнадцяти нуклеотидів називаються олигонуклеотидами. Фосфат пов'язує 3'-ОН групу одного нуклеотиду з 5'-OH групою іншого нуклеотиду.
^ Генетичні функції нуклеїнових кислот:1-
зберігання генетичної інформації. 2
- Реалізація генетичної інформації (синтез поліпептиду). 3
- передача спадкової інформації дочірнім клітинам при розподілі клітин та наступним поколінням при розмноженні.
^ 14: первинна структура ДНК (будова та номенклатура нуклеотидів, утворення полінуклеотидного ланцюга, напрямок ланцюга, зв'язок між нуклеотидами).
ДНК-генетичний матеріал всіх клітинних форм життя, і навіть низки вірусів. ДНК виконує всі функції нуклеїнових кислот. ДНК характеризується рядом особливостей: 1 – здатність до реплікації. 2 – здатність до репарації. 3 – здатність до рекомбінації.
Локалізація ДНК у клітині: прокаріоти – цитоплазма (нуклеоїд, плазміди). Еукаріоти – ядро (хромасоми), органоїди (мітохондрії, пластиди, клітинний центр).
^ ПЕРВИННА структура ДНК– це лінійний полімер – ланцюг послідовно розташованих нуклеотидів (дезоксирибонуклеотиду), з'єднаних 3',5' фосфодіефірними зв'язками.
До складу дезоксирибонуклеотиду входить одна з азотистих основ (А, Г, Т або Ц), пентоза – дезоксирибоза та залишок фосфату. Таким чином, дезоксирибонуклеотиди розрізняються лише азотистими основами.
Нуклеотиди з'єднуються один з одним 3',5'-фосфодіефірним зв'язком, утворюючи полінуклеотидні ланцюги. Короткі ланцюжки із десяти – п'ятнадцяти нуклеотидів називаються олигонуклеотидами. Фосфат пов'язує 3'-ОН групу одного нуклеотиду з 5'-OH групою іншого нуклеотиду.
Формування первинної структури забезпечується двома типами зв'язків: глікозидними між азотистою основою та вуглеводом, та фосфодіефірними між нуклеотидами.
^ 15: Модель ДНК Вотсона та Крику. Параметри та структура подвійної спіралі ДНК (принцип комплементарності, водневі зв'язки та стекінг взаємодії).
Вторинна структура ДНК. Молекула ДНК у клітинах прокаріотів і еукаріотів присутній лише як подвійний спіралі, тобто. складається з двох полінуклеотидних ланцюгів. Ці ланцюги комплементарні, антипаралельні та закручені в спіраль навколо загальної осі. На один виток спіралі припадає 10 пар основ, діаметр спіралі становить 2 нм. Сахарофосфатний кістяк розташований зовні (заряджений негативно), азотисті основи знаходяться всередині спіралі і розташовуються стосами один над одним. Ця модель будови ДНК була запропонована Дж. Вотсоном та Ф. Криком у 1953 році.
^ Правила Чаргафа.У 1953 році Чаргафф встановив такі закономірності:
кількість пуриновихоснов (A+Г) у молекулі ДНК завжди дорівнює кількості піримідиновихоснов (Т+Ц).
кількість аденіну дорівнює кількості тиміну [А=Т, А/Т= 1]; кількість гуаніну дорівнює кількості цитозину [Г=Ц, Г/Ц=1];
співвідношення кількості гуаніну та цитозину в ДНК до кількості аденіну та тиміну є постійним для кожного виду живих організмів: [(Г+Ц)/(А+Т)=К, де К - коефіцієнт специфічності].
Правила Чаргаффа, як правило, виконуються на подвійній спіралі ДНК за рахунок комплементарності аденіну тиміну, а гуаніну – цитозину. У деяких випадках вміст гуаніну вище, ніж цитозину, за рахунок метилювання деяких цитозинових залишків у ДНК.
^ Принцип комплементарності. Азотисті основи в молекулі ДНК можуть утворювати канонічні пари: А – Т, Г – Ц. це означає, що водневі зв'язки та молекулі ДНК утворюються лише між комплеменатрними основами: між аденіном та тиміном утворюється дві, між гуаніном та цитозином – три водневі зв'язки.
^ Ланцюги ДНК антипаралельні. Кожна ланцюг ДНК має два кінці - 5'-кінець і 3'-кінець. На 5'- кінці полінуклеотидного ланцюга 5-ОН група дезоксирибози не пов'язана з іншим нуклеотидом, на іншому кінці ланцюга 3-ОН група також не пов'язана з іншим нуклеотидом. Правило антипаралельності означає, що два ланцюги у молекулі ДНК мають протилежну спрямованість. За направлення ланцюга за угодою прийнято направлення 5’ → 3’ .
^ Правила написання послідовності ДНК: у вигляді послідовності букв, що позначають основи: 5' - GATCCA - 3', або у вигляді стрілок із протилежною орієнтацією.
2) Мономерами РНК та ДНК є...... отже РНК та ДНК- ......
3) Структура молекул ДНК-......, а молекули РНК-.......
4) Молекула ДНК складається з....... ланцюжків, а молекула РНК-з....... ланцюжка
5) Молекулу ДНК утворюють нуклеотиди.........., а РНК-нуклеотиди.........
6) У молекулах РНК азотна підстава ......... замінений на ......... До складу ДНК входить моносахарид ........, а до складу РНК- .... ....
(Нуклеотиди, двох, рибоза,тимін,А,Т,Г,Ц, лінійна,одна,спіральна, урацил, мономерів, нуклеотидів, А,Т,Г,Ц, дезоксирибоза)
А1. Як називається наука про клітину? 1) цитА1. Як називається наука про клітину? 1) цитологія 2) гістологія 3) генетика 4) молекулярна біологіяА2. Хто із вчених відкрив клітку? 1) А.Левенгук 2) Т.Шванн 3) Р.Гук 4) Р.Вірхов
А3. Зміст якого хімічного елемента переважає у сухій речовині клітини? 1) азоту 2) вуглецю 3) водню 4) кисню
А4. Яка фаза мейозу зображена на малюнку? 1) Анафаза І 2) Метафаза І 3) Метафаза ІІ 4) Анафаза ІІ
А5. Які організми відносяться до хемотроф? 1) тварини 2) рослини 3) нітрифікуючі бактерії 4) гриби А6. Утворення двошарового зародка відбувається у період 1) дроблення 2) гаструляції 3) органогенезу 4) постембріональний період
А7. Сукупність усіх генів організму називається: 1) генетика; 2) генофонд; 3) геноцид; 4) генотип А8. У другому поколінні при моногібридному схрещуванні та при повному домінуванні спостерігається розщеплення ознак у співвідношенні 1) 3:1 2) 1:2:1 3) 9:3:3:1 4) 1:1
А9. До фізичних мутагенних факторів належить 1) ультрафіолетове випромінювання; 2) азотиста кислота; 3) віруси; 4) бензпірен.
А10. В якій ділянці еукаріотичної клітин синтезуються рибосомні РНК? 1) рибосома 2) шорстка ЕПС 3) ядерце ядра 4) апарат Гольджі
А11. Яким терміном називається ділянка ДНК, що кодує один білок? 1) кодон 2) антикодон 3) триплет 4) ген
А12. Назвіть автотрофний організм 1) гриб-підберезник 2) амеба 3) туберкульозна паличка 4) сосна
А13. Чим представлений хроматин ядра? 1) каріоплазма 2) нитки РНК 3) волокнисті білки 4) ДНК та білки
А14. У якій стадії мейозу відбувається кросинговер? 1) профаза I 2) інтерфаза 3) профаза II 4) анафаза I
А15. Що утворюється під час органогенезу з ектодерми? 1) хорда 2) нервова трубка 3) мезодерма 4) ентодерма
А16. Неклітинна форма життя – це 1) евглена 2) бактеріофаг 3) стрептокок 4) інфузорія
А17. Синтез білка на і-РНК називається 1) трансляція 2) транскрипція 3) редуплікація 4) дисиміляція
А18. У світловій фазі фотосинтезу відбувається 1) синтез вуглеводів 2) синтез хлорофілу 3) поглинання вуглекислого газу 4) фотоліз води
А19. Розподіл клітини із збереженням хромосомного набору називається 1) амітоз 2) мейоз 3) гаметогенез 4) мітоз
А20. До пластичного обміну речовин можна віднести 1) гліколіз 2) аеробне дихання 3) складання ланцюга і-РНК на ДНК 4) розщеплення крохмалю до глюкози
А21. Виберіть невірне твердження У прокаріотів молекула ДНК 1) замкнута в кільце 2) не пов'язана з білками 3) замість тиміну містить урацил 4) є в однині
А22. Де протікає третій етап катаболізму – повне окиснення чи дихання? 1) у шлунку 2) у мітохондріях 3) у лізосомах 4) у цитолазмі
А23. До безстатевого розмноження належить 1) партенокарпічне утворення плодів у огірка; 2) партеногенез у бджіл; 3) розмноження тюльпана цибулинами; 4) самозапилення у квіткових рослин.
А24. Який організм у постембріональному періоді розвивається без метаморфозу? 1) ящірка 2) жаба 3) колорадський жук 4) муха
А25. Вірус імунодефіциту людини вражає 1) статеві залози 2) Т-лімфоцити 3) еритроцити 4) шкірні покриви та легені
А26. Диференціювання клітин починається на стадії 1) бластули 2) нейрули 3) зиготи 4) гаструли
А27. Що мономерами білків? 1) моносахариди 2) нуклеотиди 3) амінокислоти 4) ферменти
А28. У якому органоїді відбувається накопичення речовин та утворення секреторних бульбашок? 1) апарат Гольджі 2) шорстка ЕПС 3) пластида 4) лізосома
А29. Яка хвороба успадковується зчеплено зі статтю? 1) глухота 2) цукровий діабет 3) гемофілія 4) гіпертонія
А30. Вкажіть невірне твердження Біологічне значення мейозу полягає в наступному: 1) збільшується генетична різноманітність організмів; 2) підвищується стійкість виду при зміні умов середовища; 3) з'являється можливість перекомбінації ознак у результаті кросинговеру;
живих організмів елементами є:
a) N, Про, H, S; б) З, Н, N, Про; в) S, Fe, Про; г) О, S,
Н, Fe
2. Азот як елемент входить до складу:
а) тільки білків та нуклеїнових кислот;
б) нуклеїнових кислот, білків та АТФ;
в) лише білків;
г) білків, нуклеїнових кислот та ліпідів;
3. Водень як елемент входить до складу:
а) тільки води та деяких білків
б) тільки води, вуглеводів та ліпідів
в) всіх органічних сполук клітини
г) тільки води, вуглеводів, білків та
нуклеїнових кислот.
4. На якому рівні організації не
спостерігається різницю між органічним і
неорганічним світом?
а) атомному; б) молекулярному; в) клітинному.
5. Води міститься більше у клітинах: а)
ембріона; б) молоду людину; в) старого.
6. Вода – основа життя:
а) вона може перебувати у трьох станах
(рідкому, твердому, газоподібному);
б) є розчинником, що забезпечує
як приплив речовин у клітину, так і видалення
з неї продуктів обміну;
в) охолоджує поверхню під час випаровування.
7. Речовини, добре розчинні у воді,
називаються: а) гідрофільні, б) гідрофобні,
в) амфіфільні.
8. До гідрофобних сполук клітини
відносяться:
а) ліпіди та амінокислоти;
б) ліпіди;
в) ліпіди та мінеральні солі;
г) амінокислоти та мінеральні солі.
9. До вуглеводів моносахаридів відносяться:
а) крохмаль; б) глікоген; в) глюкоза; г) мальтозу.
10. До вуглеводів полісахаридів відносяться:
а) крохмаль; б) дезоксирибозу; в) рібоза; г)
глюкоза.
ІІ. Основні функції жирів у клітці:
а) запасна та структурна;
б) структурна та енергетична;
в) енергетична та запасаюча;
г) структурна та захисна.
12.Білки - це біополімери мономерами,
якого є: а) нуклеотиди; б)
амінокислоти; в) азотисті основи. 13.
Амінокислоти розрізняються:
а)аміногрупою; б) карбоксильною групою; в)
радикалом.
12. До складу молекул білків входять:
а) лише амінокислоти
б) амінокислоти та іноді іони металів
в) амінокислоти та іноді молекули ліпідів
г) амінокислоти та іноді молекули
вуглеводів
13. Структура молекули білка, яку
визначає послідовність
амінокислотних залишків: а) первинна; б)
вторинна; в) третинна; г) четвертинна. 13.
Вторинна структура білка пов'язана з:
а) спіралізацією поліпептидного ланцюга
б) просторовою конфігурацією
поліпептидного ланцюга
в) числом та послідовністю
амінокислотних залишків
г) просторовою конфігурацією
спіралізованого поліпептидного ланцюга А 14.
14.Вторинна структура білка підтримується
зв'язками:
а) лише пептидними;
б) лише водневими;
в) дисульфідні та водневі;
г) водневими та пептидними;
15. Найменш міцними структурними білками
є:
а) первинна та вторинна
б) вторинна та трійкова
в) третинна та четвертинна
г) четвертинна та вторинна
16. Білок каталаза виконує у клітці
функцію;
а) скорочувальну;
б) транспортну;
в) структурну;
г) католицьку.
17. При неповній денатурації першого білка
руйнується структура: а) первинна;
б) вторинна;
в) лише третинна;
г) четвертинна, іноді третинна.
18. Мономерами молекул ДНК є:
а) нуклеозиди;
б) нуклеотиди;
в) амінокислоти;
19 Нуклеотиди ДНК складаються з:
а) лише азотистих основ;
б) тільки азотистих основ та залишків
цукрів;
в) тільки азотистих основ та залишків
фосфорних кислот;
г) залишків фосфорних кислот, цукрів та
азотистих основ.
20. Склад нуклеотидів ДНК відрізняється
від друга змістом:
а) лише цукрів;
б) лише азотистих основ;
в) цукрів та азотистих основ;
г) цукрів, азотистих основ та залишків
фосфорних кислот.
21. Нуклеотиди ДНК містять азотисті
основи:
а) цитозин, урацил, аденін, тимін;
б) тимін, цитозин, гуанін, аденін;
в) тимін, урацил, аденін, гуанін;
г) урацил, цитозин, аденін, тимін.
22. Нуклеотиди РНК складаються з:
1) лише азотистих основ;
2) тільки азотистих основ та залишків
цукрів;
3) тільки азотистих основ та залишків
фосфорних кислот;
4) залишків фосфорних кислот, цукрів та
азотистих основ.
23.Молекули, при окисненні яких
звільняється багато енергії: а)
полісахариди; б) жири; в) білки; г)
моносахариди.
Вставте в текст пропущені слова.
Білки - складні органічні речовини.
розщеплювальні речовини 1,ядро 2,лізосоми 3,мітохондрія 4,пластиди 10.Функція гладкої ЕПС клітини 1,синтез і транспорт білків 2,перетравлення органічних речовин 3,бере участь у міжклітинних контактах 4,синтез і транспорт вуглеводів і жирів 1. : 1,клітинний центер 2,рибосоми 3,митохондрія 4,ЕПС 12.З перелічених елементів до складу молекули гемоглобину крої входить: 1,залізо 2,фосфор 3,калій 4,магній 13.При сходженні в гори для швидкого підходу : 1, шматочок цукру 2, небагато сала 3, шашлик 4, сир 14. РНК виконує наступні функції 1, перенос амінокислот на рибосоми 2, зняття та перенесення інформації з ДНК 3, формування рибосом 4, синтез другого ланцюга ДНК 17. Уклеотиди 18. Який з факторів більшою мірою стверджує, що ДНК є генетичним матеріалом клітини? 1,Днк складається з чотирьох видів нуклеотидів тому здатні зберігати інформацію 2,У самотичних клітинах кількості ДНК удвічі більше ніж у гаметах 3,У кожної особини ДНК індивідуально за своєю нуклеотидною послідовністю 4,Азотистих підстав Т приблизно стільки скільки підстав А
Нуклеїнові кислоти.
Нуклеїнові кислоти - це природні високомолекулярні сполуки (полінуклеотиди), які грають величезну роль зберіганні та передачі спадкової інформації у живих організіях.
Існує два види нуклеїнових кислот: дезоксирибонуклеїнова (ДНК) та рибонуклеїнова кислота (РНК). Ці біополімери складаються з мономерів, які називаються нуклеотидами.
Основне розташування ДНК - ядро клітини. ДНК виявлена також у деяких органоїдах (пластиди, мітохондрії, центріолі). РНК зустрічаються в ядерцях, рибосомах і цитоплазмі клітин.
Молекула ДНК є структурою, що складається з двох ниток, які по всій довжині з'єднані один з одним водневими зв'язками. Таку структуру називають подвійною спіраллю. Водневі зв'язки виникають між пуриновою основою одного ланцюга та піримідиновою основою іншого ланцюга. Ці основи становлять комплементарні пари (від латів. complementum - доповнення).
Характеристики ДНК.
1. ДНК (дезоксирибонуклеїнова кислота)- лінійний полімер, що має вигляд подвійної спіралі, утвореної парою антипаралельних комплементарних ланцюгів. Мономерами ДНК є нуклеотиди.
2. Нуклеотиди ДНК складаються з пуринових (А - аденін або Г - гуанін) або піримідинових (Т - тимін або Ц - цитозин) азотистих основ, п'ятивуглецевого цукру-дезоксирибози - та фосфатної групи.
3. Молекула ДНК має такі параметри: ширина спіралі близько 2 нм, крок або повний оборот, спіралі - 3,4 нм. В одному етапі міститься 10 комплементарних нуклеотидів.
4. Нуклеотиди в молекулі ДНК звернені один до одного азотистими основами та об'єднані парами відповідно до правил комплементарності: навпроти аденіну розташований тимін, навпроти гуаніну – цитозин. Пара АЛ1 з'єднана двома водневими зв'язками, а пара Г-Ц – трьома.
5. Остів ланцюгів ДНК утворений сахарофосфатними залишками.
6. Реплікація ДНК-це процес самоподвоєння молекули ДНК, що здійснюється під контролем ферментів.
На кожному з ланцюгів, що утворилися після розриву водневих зв'язків, за участю ДНК-полімерази синтезується дочірній ланцюг ДНК. Матеріалом для синтезу є вільні нуклеозид-фосфати, що є в цитоплазмі клітин.
7. Синтез дочірніх молекул на сусідніх ланцюгах відбувається з різною швидкістю. На одному ланцюгу нова молекула збирається безперервно, на іншій – з деяким відставанням та фрагментарно. Після завершення процесу фрагменти нових молекул ДНК зшиваються ферментом ДНК-лігази. Так, з однієї молекули ДНК виникають дві, які є точною копією один одного і материнської молекули. Такий спосіб реплікації називається напівконсервативним.
8. Біологічний сенс реплікації полягає у точній передачі спадкової інформації від материнської молекули до дочірніх, що відбувається при розподілі соматичних клітин.
Характеристика РНК.
РНК-лінійний полімер, що складається з одного ланцюга нуклеотидів. У складі РНК тіміновий нуклеотид заміщений на урациловий (У). Нуклеотиди РНК містять п'ятивуглецевий цукор рибозу, одну з чотирьох азотистих основ та залишок фосфорної кислоти.
Види РНК:
Матрична, або інформаційна, РНК-синтезується в ядрі за участю ферменту РНК-полімерази. Комплементарна ділянці ДНК, де відбувається синтез. становить 5% РНК клітини;
Рибосомна РНК-синтезується в ядерці і входить до складу рибосом. становить 85% РНК клітини;
Транспортна РНК (більше 40 видів) – транспортує амінокислоти до місця синтезу білка. Має структуру конюшинного листа і складається з 70-90 нуклеотидів.
Нуклеїнові кислоти – біополімери. Типи нуклеїнових кислот. У клітинах є два типи нуклеїнових кислот: дезоксирибонуклеїнова кислота (ДНК) та рибонуклеїнова кислота (РНК).
Ці біополімери складаються з мономерів, які називаються нуклеотидами. Мономери-нуклеотидиДНК та РНК подібні в основних рисах будови. Кожен нуклеотид складається із трьох компонентів, з'єднаних міцними хімічними зв'язками.
Нуклеотиди, що входять до складу РНК, містять п'ятивуглецевий. цукор - рибозу, одне з чотирьох органічних сполук, які називають азотисті основами: аденін, гуанін, цитозин, урацил (А, Г, Ц, У) - і залишок фосфорної кислоти.
Нуклеотиди, що входять до складу ДНК, містять п'ятивуглецевий цукор - дезоксирибозу, одна з чотирьох азотистих основ: аденін, гуанін, цитозин, тимін (А, Г, Ц, Т) - та залишок фосфорної кислоти.
У складі нуклеотидів до молекули рибози (або дезоксирибози) з одного боку приєднано азотисту основу, з другого - залишок фосфорної кислоти. Нуклеотиди з'єднуються між собою у довгі ланцюги. Остів такого ланцюга утворюють залишки цукру, що регулярно чергуються, і органічних фосфатів, а бічні групи цього ланцюга - чотири типи нерегулярно чергуються азотистих основ.
Молекула ДНКпредставляє. собою структуру, що складається із двох ниток, які по всій довжині з'єднані один з одним водневими зв'язками. Таку структуру, властиву лише молекул ДНК, називають подвійною спіраллю. Особливістю структури ДНК є те, що проти азотистої основи А в одному ланцюгу лежить азотна основа Т в іншому ланцюгу, а проти азотистої основи Г завжди розташована азотна основа Ц. Схематично сказане можна виразити таким чином:
А (аденін) – Т (тимін) Т (тимін) – А (аденін) Г (гуанін) – Ц (цитозин) Ц (цитозин) – Г (гуанін) Ці пари основ називають комплементарними основами (що доповнюють один одного). Нитки ДНК, в яких основи розташовані комплементарно один до одного, називають комплементарними нитками. На малюнку 8 наведено дві нитки ДНК, які з'єднані комплементарними ділянками.
Модель будови молекули ДНК запропонували Дж. Вотсон і Ф. Крик в 1953 р. Вона повністю підтверджена експериментально і відіграла винятково важливу роль у розвитку молекулярної біології та генетики.
Розташування чотирьох типів нуклеотидів у ланцюгах ДНК має важливу інформацію. Порядок розташування нуклеотидів у молекулах ДНК визначає порядок розташування амінокислот. лінійних молекулах білків, тобто їх первинну структуру. Набір білків (ферментів, гормонів та ін.) визначає властивості клітини та організму. Молекули ДНК зберігають відомості про ці властивості та передають їх у покоління нащадків. Іншими словами, ДНК є носієм спадкової інформації. Молекули ДНК переважно перебувають у ядрах клітин. Однак невелика їх кількість міститься в мітохондріях та хлоропластах.
Основні види РНК. Спадкова інформація, що зберігається у молекулах ДНК, реалізується через молекули білків. Інформація про будову білка передається до цитоплазми спеціальними молекулами РНК, які називаються інформаційними (і-РНК). Інформаційна РНК переноситься до цитоплазми, де за допомогою спеціальних органоїдів - рибосом йде синтез білка. Саме інформаційна РНК, яка будується комплементарно однією з ниток ДНК, визначає порядок розташування амінокислот у білкових молекулах.
У синтезі білка бере участь інший вид РНК – транспортна (т-РНК), яка підносить амінокислоти до місця утворення білкових молекул – рибосом, своєрідних фабрик з виробництва білків.
До складу рибосом входить третій вид РНК, так звана рибосомна РНК (р-РНК), що визначає структуру рибосом.
