Нуклеиновые кислоты определение биология – Нуклеиновая кислота — Википедия

Нуклеиновые кислоты — это… Что такое Нуклеиновые кислоты?

Нуклеи́новые кисло́ты (от лат. nucleus — ядро) — высокомолекулярные органические соединения, биополимеры (полинуклеотиды), образованные остатками нуклеотидов. Нуклеиновые кислоты ДНК и РНК присутствуют в клетках всех живых организмов и выполняют важнейшие функции по хранению, передаче и реализации наследственной информации.

История исследования

• В 1847 из экстракта мышц быка было выделено^[1] вещество, которое получило название «инозиновая кислота». Это соединение стало первым изученным нуклеотидом. В течение последующих десятилетий были установлены детали его химического строения. В частности, было показано, что инозиновая кислота является рибозид-5′-фосфатом, и содержит N-гликозидную связь.
• В 1868 году швейцарским химиком Фридрихом Мишером при изучении некоторых биологических субстанций было открыто неизвестное ранее вещество. Вещество содержало фосфор и не разлагалось под действием протеолитических ферментов. Также оно обладало сильновыраженными кислотными свойствами. Вещество было названо «нуклеином». Соединению была приписана брутто-формула C ₂₉H₄₉N₉O₂₂P₃.
• Уилсон обратил внимание на практическую идентичность химического состава «нуклеина» и открытого незадолго до этого «хроматина» — главного компонента хромосом^[2]. Было выдвинуто предположение об особой роли «нуклеина» в передаче наследственной информации.
• В 1889 г Рихард Альтман ввел термин «нуклеиновая кислота», а также разработал удобный способ получения нуклеиновых кислот, не содержащих белковых примесей.
• Левин и Жакоб, изучая продукты щелочного гидролиза нуклеиновых кислот, выделили их основные составляющие — нуклеотиды и нуклеозиды, а также предложили адекватные структурные формулы, описывающие их свойства.
• В 1921 году Левин выдвинул гипотезу «тетрануклеотидной структуры ДНК» ^[3], оказавшуюся впоследствии ошибочной^[4].
• В 1935 году Клейн и Танхаузер с помощью фермента фосфатазы провели мягкое фрагментирование ДНК, в результате чего были получены в кристаллическом состоянии четыре ДНК-образующих нуклеотида
  [5]. Это открыло новые возможности для установления структуры этих соединений.
• В 1940-е годы научная группа в Кембридже под руководством Александера Тодда проводит широкие синтетические исследования в области химии нуклеотидов и нуклеозидов. В результате их работы были установлены все детали химического строения и стереохимии нуклеотидов. За цикл работ в этой области Александер Тодд был награждён Нобелевской премией в области химии в 1957 году.
• Чаргаффом было установлена закономерность содержания в нуклеиновых кислотах нуклеотидов разных типов, получившая впоследствии название Правило Чаргаффа.
• В 1953 году Уотсоном и Криком установлена вторичная структура ДНК, двойная спираль^[6].

Способы выделения

Гелеобразный осадок нуклеиновой кислоты

Описаны многочисленные методики выделения нуклеиновых кислот из природных источников. Основными требованиями, предъявляемыми к методу выделения, являются эффективное отделения нуклеиновых кислот от белков, а также минимальная степень фрагментации полученных препаратов. Типичная методика приводится в работе

[7]. Клеточные стенки исследуемого биологического материала разрушаются одним из стандартных методов, а затем обрабатываются анионным детергентом. При этом белки выпадают в осадок, а нуклеиновые кислоты остаются в водном растворе. ДНК может быть осаждена в виде геля осторожным добавлением этанола к её солевому раствору.

Нуклеиновые кислоты легко деградируют под действием особого класса ферментов — нуклеаз. В связи с этим при их выделении важно обработать лабораторное оборудование и материалы соответствующими ингибиторами. Так, например, при выделении РНК широко используется такой ингибитор рибонуклеаз как DEPC.

Химические свойства

Нуклеиновые кислоты хорошо растворимы в воде, практически не растворимы в органических растворителях. Очень чувствительны к действию температуры и критических значений уровня pH. Молекулы ДНК с высокой молекулярной массой, выделенные из природных источников, способны фрагментироваться под действием механических сил, например при перемешивании раствора. Нуклеиновые кислоты фрагментируются ферментами — нуклеазами.

Строение

Фрагмент полимерной цепочки ДНК

Полимерные формы нуклеиновых кислот называют полинуклеотидами. Цепочки из нуклеотидов соединяются через остаток фосфорной кислоты (фосфодиэфирная связь). Поскольку в нуклеотидах существует только два типа гетероциклических молекул, рибоза и дезоксирибоза, то и имеется лишь два вида нуклеиновых кислот — дезоксирибонуклеиновая (ДНК) и рибонуклеиновая (РНК).

Мономерные формы также встречаются в клетках и играют важную роль в процессах передачи сигналов или запасании энергии. Наиболее известный мономер РНК — АТФ, аденозинтрифосфорная кислота, важнейший аккумулятор энергии в клетке.

ДНК и РНК

Примечания

1. ↑ J.Liebig (1847). «». Annalen 62: 257.
2. ↑ Edmund B. Wilson An Atlas of the Fertilization and Karyokinesis of the Ovum — New York: Macmillan, 1895. — P. 4.
3. ↑ P.A.Levene (1921). «». J.Biol.Chem. 48: 119.
4. ↑ Во время выдвижения «тетрануклеотидной структуры» химики критически относились к самой возможности существования макромолекул, вследствие чего ДНК была приписана структура с низкой молекулярной массой
5. ↑ W.Klein, S.J.Thannhauser (1935). «». Z. physiol. Chem. 231: 96.
6. ↑ J. D. Watson, F. H. C. Crick (1953). «Molecular Structure of Nucleic Acids: A Structure for Deoxyribose Nucleic Acid». Nature 171: 737 — 738. DOI:doi:10.1038/171737a0.
7. ↑ Ernest R. M. Kay, Norman S. Simmons, Alexander L. (1952). «An Improved Preparation of Sodium Desoxyribonucleate».
   J. Am. Chem. Soc. 74 (7): 1724–1726. DOI:10.1021/ja01127a034.

Литература

• Бартон Д., Оллис У.Д. Общая органическая химия — Москва: Химия, 1986. — Т. 10. — С. 32—215. — 704 с.
• Франк-Каменецкий М.Д. Самая главная молекула — Москва: Наука, 1983. — 160 с.

См. также

Типы нуклеиновых кислот
Азотистые основания	Пурины (Аденин, Гуанин) | Пиримидины (Урацил, Тимин, Цитозин)
Нуклеозиды	Аденозин | Гуанозин | Уридин | Тимидин | Цитидин
Нуклеотиды	монофосфаты (АМФ, ГМФ, UMP, ЦМФ) | дифосфаты (АДФ, ГДФ, УДФ, ЦДФ) | трифосфаты (АТФ, ГТФ, УТФ, ЦТФ) | циклические (цАМФ, цГМФ, cADPR)
Рибонуклеиновые кислоты	РНК | мРНК | тРНК | рРНК | антисмысловые РНК | gRNA | микроРНК | некодирующие РНК | piwi-interacting RNA | shRNA | малые интерферирующие РНК | малые ядерные РНК | малые ядрышковые РНК | тмРНК
Дезоксирибонуклеиновые кислоты	ДНК | кДНК | Геном | msDNA | Митохондриальная ДНК
Аналоги нуклеиновых кислот	en:glycerol nucleic acid | en:locked nucleic acid | ПНК | ТНК | Морфолино
Типы векторов	en:phagemid | Плазмиды | Фаг лямбда | en:cosmid | en:P1 phage | en:fosmid | en:Bacterial artificial chromosome | en:Yeast artificial chromosome | en:Human artificial chromosome

biograf.academic.ru

Нуклеиновые кислоты

• Главная
• УЧЕБНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
  • Биология как наука об общих закономерностях живого
  • Основы науки о клетке
    • Биология как наука об общих закономерностях живого
    • Клетка и ее химический состав
    • Нуклеиновые кислоты
    • Строение и функции клетки
    • Обмен веществ и превращение энергии в клетке
    • Воспроизведение клеток
  • Организм как биологическая система
    • Свойства и структурная организация живых организмов
    • Питание организмов. Пищеварение
    • Размножение организмов. Общая характеристика
  • Основы генетики
    • Генетика как наука
    • Закономерности наследования признаков
    • Взаимодействие генов
    • Генетика пола
    • Изменчивость
    • Основы селекции
  • Эволюционная теория
    • Развитие эволюционных представлений
    • Современная теория эволюции
    • Вид и видообразование
    • Макроэволюция
    • Основные этапы эволюции живого мира
    • Происхождение человека
  • Экология и биосфера
    • Экология как наука
    • Среда обитания и экологические факторы
    • Влияние абиотических факторов на живые организмы
    • Влияние биотических факторов на живые организмы
    • Экологическая характеристика популяции
    • Биоценоз, биогеоценоз, экосистема
    • Биосфера
    • Влияние человека на биосферу
  • Вирусы
    • Вирусы
  • Бактерии
    • Бактерии
  • Протисты
    • Протисты
  • Грибы
    • Грибы
  • Лишайники
    • Лишайники
  • Растения
    • Общая характеристика растений
    • Водоросли
    • Общая характеристика высших растений
    • Ткани высших растений
    • Органы высших растений
    • Транспорт веществ, газообмен, выделение
    • Размножение растений
    • Краткая характеристика некоторых отделов высших растений
  • Животные
    • Общая характеристика животных
    • Ткани животных и человека
    • Органы животных и человека
    • Индивидуальное развитие животных
    • Характеристика некоторых типов животных
  • Основные принципы систематики
    • Основные принципы систематики живых организмов
  • Биология человека
    • Общие положения
    • Регуляция физиологических функций
    • Эндокринная система
    • Нервная система человека
    • Опорно-двигательный аппарат

esculappro.ru

Нуклеиновые кислоты

Нуклеиновые кислоты — высокомолекулярные органические соединения, биополимеры, мономером которых являются нуклеотиды, присутствуют в клетках всех живых организмов и выполняют важнейшие функции по хранению и пе­редаче генетической информации.

Нуклеотиды — соединения нуклеозида с остатком фосфорной кислоты; входит в состав нуклеиновых кислот и некоторых коферментов.

Азотистые основания – пуриновые (аденин, гуанин) и пиримидиновые (тимин и цитозин), входят в состав нуклеотидов и нуклеиновых кислот.

Комплементарность — пространственная взаимодополняемость молекул или их частей. Во многих структурах (белках, нуклеиновых кислотах) она обусловлена возможностью образования водородных связей. Комплементарность лежит в основе ферментативного катализа, самосборки биологических структур, матричного синтеза полинуклеотидов, молекулярных механизмов иммунитета. В нуклеиновых кислотах две полинуклеотидные цепи образуют двуспиральную молекулу в результате комплементарного взаимодействия пар пуриновых и пиримидиновых оснований (А-Т, Г-Ц).

Дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) — тип нуклеиновой кислоты, которая хранит и передает наследственную информацию организма, в первую очередь о структуре белков.

Модель Уотсона-Крика (1953 г.) — структурная модель ДНК, согласно которой ДНК состоит из двух полинуклеотидных цепей, каждая из которых закручена в спираль и обе они свиты вместе, образуя двойную спираль. Модель Уотсона-Крика объясняет способ записи генетической информации в молекулах ДНК и возможные химические механизмы самовоспроизведения этих молекул.

Рибонуклеиновые кислоты — высокомолекулярные органические соединения, образованные нуклеотидами, в которые входят углевод рибоза и азотистые основания аденин, гуанин, цитозин и урацил. РНК участвуют в реализации генетической информации. Некоторые РНК (рибозимы) обладают каталитической активностью. Различают три основных вида РНК: мРНК — матричные РНК; тРНК — транспортные РНК и рРНК — рибосомные РНК.

Рибосомальная РНК (р-РНК) — полинуклеотид, входит в состав рибосомы.

Транспортная РНК (т-РНК) — полинуклеотид, переносит активированные аминокислоты к рибосо­мам. Имеет антикодон — триплет для взаимодействия с необходимым кодоном м РНК.

Антикодон — участок молекулы тРНК, состоящий из трех нуклеотидов, комплементарных кодону м РНК.

Матричная РНК (м РНК) — син­тезируется на основе определенного гена на молекуле ДНК, пере­носит информацию о последовательности аминокислот в будущем белке из хромосомы к рибосомам. Служит матрицей при синтезе полипептидной цепи белка на рибосоме. Составляет 5-10% от всей РНК клетки.

Ген — участок ДНК, хранящий информацию о структуре опреде­ленного вида белка. Служит матрицей для синтеза молекулы м РНК.

Интрон — некодирующая область гена. Интрон вырезается в процессе сплайсинга при образовании мРНК из первичного РНК-транскрипта

Нуклеопротеиды — комплексы белков с нуклеиновыми кислотами. Нуклеопротеиды составляют основу заключенного в ядрах клеток хроматина; они образуют многие вирусы, рибосомы, информосомы.

studfiles.net

5.Нуклеиновые кислоты — Общая биология — Каталог файлов по биологии

Нуклеиновые  кислоты  —  это  высокомолекулярные  органические  соединения.  Впервые  они  были  обнаружены  в  ядрах  клеток, отсюда  и  получили  соответствующее  название  (нуклеус  —  ядро).

Значение нуклеиновых кислот в клетке очень велико. Они хранят и передают  наследственную информацию.  Существует два типа нукеиновых  кислот: дезоксирибонуклеиновая  (ДНК)  и  рибонуклеиновая  (РНК).  ДНК  образуется  и  содержится  преимущественно  в ядре  клетки,  РНК,  возникая  в  ядре,  выполняет  свои  функции  в цитоплазме  и  ядре.  Нуклеиновые кислоты — это полимеры,  построенные  из  огромного  числа  мономерных  единиц,  называемых нуклеотидами. 

Каждый  нуклеотид  —  химическое  соединение,  состоящее  из  азотистого  основания,  пятиуглеродного  сахара  (пентозы) и остатка фосфорной кислоты.

Последний и определяет принадлежность нуклеиновых к классу кислот. Два типа нуклеиновых кислот выделяют,  исходя  из разных видов пентозы,  присутствующей  в  нуклеотиде:  рибонуклеиновые  кислоты  (РНК)  содержат  рибозу,  а  дезоксирибонуклеиновые  (ДНК)  —  дезоксирибозу.  В обоих типах  нуклеиновых кислот содержатся  азотистые основания четырех разных видов: аденин (А), гуанин (Г), цитозин (Ц) и  тимин  (Т),  а в  РНК  вместо тимина  —  урацил.

Молекула ДНК  состоит  из двух  полинуклеотидных  цепей,  свитых  вместе  вокруг  одной  продольной  оси,  в  результате  чего  образуется  двойная спираль.  Две  цепи ДНК соединены  в одну молекулу азотистыми  основаниями.  При  этом  аденин  соединяется  только с тимином, а гуанин — с цитозином.  В связи с этим последовательность  нуклеотидов  в одной  цепочке жестко определяет их последовательность в другой.  Строгое соответствие  нуклеотидов друг другу в  парных  цепочках молекулы ДНК получило название  комплементарное.  В полинуклеотидной цепочке соседние нуклеотиды связаны  между  собой  через  сахар  (дезоксирибозу)  и  остаток  фосфорной кислоты. В молекуле ДНК последовательно соединены многие тысячи нуклеотидов,  молекулярная  масса этого соединения достигает десятков и сотен миллионов.

Роль ДНК заключается в хранении,  воспроизведении  и  передаче  из  поколения  в  поколение  наследственной информации. ДНК несет в себе закодированную информацию о последовательности аминокислот в белках, синтезируемых клеткой. Клетка обладает необходимым механизмом синтеза ДНК.

Процесс самоудвоения,  или  репликации  (редупликации,  ауторепликации), идет поэтапно: сначала под действием специального фермента  разрываются  водородные  связи  между  азотистыми  основаниями,  затем  в  результате  этого  исходная  двойная  цепочка  молекулы  ДНК  постепенно  распадается  на две  одинарные.  Одна  нить ДНК  отходит  от  другой,  затем  каждая  из  них  синтезирует  новую путем  присоединения  свободных  комплементарных  нуклеотидов, находящихся в цитоплазме  (аденин к тимину,  гуанин к цитозину).

Так восстанавливается двойная цепь ДНК — точная копия «материнской»  молекулы ДНК.  Но теперь таких двойных  молекул уже  две.  Поэтому  синтез  ДНК  и  получил  название  репликации (удвоения): каждая молекула ДНК как бы сама себя удваивает.  Иными  словами,  каждая  нить  ДНК  служит  матрицей,  а  ее  удвоениеназывается матричным синтезом.  В живых клетках в результате удвоения  новые  молекулы ДНК имеют ту же структуру,  что и первоначальные:  одна  нить  была  исходной,  а  вторая  собрана  заново.  В связи с этим в дочерних клетках сохраняется та же  наследственная

информация.В этом заключается  глубокий биологический смысл, потому что  нарушение  структуры ДНК сделало  бы  невозможными сохранение  и  передачу  по  наследству  генетической  информации, обеспечивающей  развитие  присущих  организму  признаков.

Молекулярная структура РНК близка к таковой ДНК.  Но  РНК в отличие от ДНК в большинстве случаев бывает одноцепочечной.

В состав  молекулы  РНК входят также 4 типа нуклеотидов,  но один из  них  иной,  чем  в ДНК:  вместо  тимина  в  РНК  содержится  урацил.  Кроме того,  во всех нуклеотидах молекулы  РНК находится не дезоксирибоза, а рибоза.  Молекулы  РНК не столь велики,  как молекулы ДНК. Существует несколько форм РНК. Названия их связаны  с  выполняемыми  функциями  или расположением  в  клетке. 

Молекулы рРНК относительно невелики и состоят из 3 — 5 тыс. нуклеотидов.

Информационные  (иРНК),  или  матричные  (мРНК),  РНК  переносят информацию о последовательности нуклеотидов в ДНК, хранящуюся  в ядре,  к месту синтеза белка.  Размер  этих  РНК зависит от длины участка ДНК, на котором они были синтезированы.  Молекулы  мРНК могут  состоять  из  300 — 30 000  нуклеотидов.

Молекулы  транспортных  РНК  (тРНК)  самые  короткие  и  состоят из 76 — 85 нуклеотидов. Транспортные РНК доставляют аминокислоты  к  месту  синтеза  белка,  причем  каждая  аминокислота имеет свою тРНК.  Все  виды  РНК синтезируются  в ядре клетки по тому  же  принципу  комплементарности  на  одной  из  цепей  ДНК.

Значение РНК состоит в том, что они обеспечивают синтез в клетке специфических для  нее белков.

Аденозинтрифосфат  (АТФ)  входит  в  состав  любой  клетки,  где выполняет одну из важнейших функций — накопителя энергии. Это    нуклеотид,  состоящий  из  азотистого  основания  аденина,  сахара рибозы  и  трех остатков  фосфорной  кислоты.  Неустойчивые химические связи,  которыми  соединены  молекулы  фосфорной  кислоты в АТФ, очень богаты энергией (макроэргические связи). При разрыве этих связей энергия высвобождается и используется в живой клетке,  обеспечивая  процессы  жизнедеятельности  и  синтеза  органических  веществ.  Отрыв  одной  молекулы  фосфорной  кислоты  сопровождается выделением около 40 кДж энергии.  При  этом АТФ переходит  в аденозиндифосфат  (АДФ),  а  при  дальнейшем  отщеплении остатка фосфорной  кислоты от АДФ образуется аденозинмонофосфат  (АМФ)  (рис.  1.4).  Следовательно,  АТФ  —  главное  макроэргическое  соединение  клетки,  используемое  для  осуществления  различных  процессов,  на  которые  затрачивается  энергия.

Контрольные вопросы

1. Какие химические элементы входят в состав клетки?

2. Какие неорганические вещества входят в состав клетки?

3. В чем заключается значение воды для жизнедеятельности клетки?

4. Какие органические вещества входят в состав клетки?

5. Назовите функции белков.

6. Чем отличается строение молекул ДНК и РНК?

 

  ДНК

www.xn--90aeobaarlnb3f3fe.xn--p1ai

Тема 2.6. Органические вещества. Нуклеиновые кислоты.

1. Дайте определения понятий.
Нуклеиновая кислота – высокомолекулярное органическое соединение, биополимер (полинуклеотид), образованный остатками нуклеотидов.  
Редупликация – процесс синтеза дочерней молекулы дезоксирибонуклеиновой кислоты на матрице родительской молекулы ДНК.  

Транскрипция – это процесс синтеза РНК с использованием ДНК в качестве матрицы, происходящий во всех живых клетках.
ДНК – дезоксирибонуклеиновая кислота, макромолекула, обеспечивающая хранение, передачу из поколения в поколение и реализацию генетической программы развития и функционирования живых организмов.
РНК – рибонуклеиновая кислота, одна из трех основных макромолекул (две другие — ДНК и белки), которые содержатся в клетках всех живых организмов.
Комплементарность  – взаимное соответствие молекул биополимеров или их фрагментов, обеспечивающее образование связей между пространственно взаимодополняющими (комплементарными) фрагментами молекул или их структурных фрагментов вследствие супрамолекулярных взаимодействий.

2. Опровергните или докажите высказывание ученых-цитологов «В клетке нуклеиновые кислоты выполняют функцию руководителей-администраторов, а белки — рабочих-исполнителей».
Нуклеиновые кислоты хранят и передают наследственную информацию. Все виды РНК синтезируются на ДНК, а на РНК происходит синтеза белка. Беловые молекулы выполняют множество функций, но их синтез возможен только при участии ДНК.

3. Зарисуйте схему строения нуклеотида (общая формула).

4. Заполните кластер «Функции ДНК».
Функции ДНК: хранение наследственной информации; передача наследственной информации следующему поколению; передача генетической информации из ядра в цитоплазму.

5. Изучите данные анализа ДНК и сформулируйте правило Чаргаффа.

Нуклеотиды в ДНК взаимно соответствуют друг другу, цепи взаимно дополняемы. А соответствует Т, а Г-Ц.

6. В соответствии с принципом комплементарности изобразите вторую нуклеотидную цепь в молекуле ДНК.
Г-Ц-А-Т-Г-Г-Т-А-Ц-Ц-А-Т-Г-Т-А-Т-Ц-Ц-Г-А
Ц-Г-Т-А-Ц-Ц-А-Т-Г-Г-Т-А-Ц-А-Т-А-Г-Г-Ц-Т.

7. Рассмотрите в § 2.6 рисунок 22. Как вы считаете, почему этот способ редупликации называется полуконсервативным?
При репликации образуются две цепи ДНК, абсолютно идентичные, в каждой из которых одна цепь является матричной, а вторая – дочерней.

8. Чем молекула ДНК как полимер отличается от молекулы белка?
Молекула ДНК – двухцепочечная спираль, а белок – одноцепочечная. Также мономером ДНК являются нуклеотиды, а белка – аминокислоты.

9. Заполните таблицу.

ОСОБЕННОСТИ СТРОЕНИЯ И ФУНКЦИЙ РАЗНЫХ ВИДОВ РНК

10. У молекул белков известны четыре уровня организации молекулы. Как вы думаете, сколько уровней организации можно выделить у молекулы ДНК; РНК? Ответ обоснуйте.
ДНК имеет 4 уровня организации молекулы. Хромосома представляет собой комплекс ДНК с гистонами – признак четвертичной структуры.
РНК – разные виды имеют разные уровни. рРНК – четвертичную (рибосома), тРНК – форма молекулы «клеверный лист», третичная структура, мРНК – только вторичная.

11. Выберите правильный ответ.
Тест 1.
Модель строения молекулы ДНК предложил(-ли) в 1953 г.:
3) Ф. Крик и Дж. Уотсон;

Тест 2.
Функции ДНК в клетке:
4) участвует в хранении и передаче наследственной информации.

Тест 3.
В состав нуклеотида не входит:
2) аминокислота;

12. Познавательная задача.
Молекула ДНК содержит 60 000 нуклеотидов, в состав которых входит азотистое основание тимин. Эти нуклеотиды составляют 15% от общего числа нуклеотидов в молекуле. Определите количество остальных типов нуклеотидов и длину данной молекулы ДНК.
Решение.
60000 – 100%
Х – 15%, Х= 9000 – нуклеотидов Т, по правилу Чаргаффа А также 9000.
Соответственно, 60000 – (9000+9000) = 42000 Ц и Г. Ц – 21000, Г – 21000 по правилу Чаргаффа.
Длина одного витка спирали – 10 пар нуколеотидов и это 3,4 нм. В каждой цепи по 30 000, так как цепи комплементарны.
Значит, 30 000/ 10 = 3000 витков*3,4 = 10200нм.

13. Сформулируйте вопрос к дополнительному материалу на с. 53 учебника.
Каким образом были открыты функции РНК?

14. Определите признак, по которому все нижеперечисленные понятия, кроме двух, объединены в одну группу. Подчеркните эти «лишние» понятия.
Аденин, урацил, рибоза, аминокислота, тимин, фосфатная группа, гуанин, цитозин. Признак: это составляющие РНК.

15. Вставьте недостающий элемент.
Белок    20
ДНК    4
Крахмал    1

16. Объясните происхождение и общее значение слова (термина), опираясь на значение корней, его составляющих.

17. Выберите термин и объясните, насколько его современное значение соответствует первоначальному значению его корней.
Выбранный термин – редупликация.
Соответствие – соответствует, так как означает восстановление структуры ДНК и образование дочерней идентичной молекулы.

18. Сформулируйте и запишите основные идеи § 2.6.
В клетке есть 2 вида нуклеиновых кислот: РНК и ДНК. Это органические биополимеры. ДНК – двухцепочечная спираль, мономер которой состоит из дезоксирибозы, нуклеотида (А, Т, Г, Ц) и остатка фосфорной кислоты. Вторая цепь ДНК образуется по принципу комплементарности (правило Чаргаффа). Мономер РНК – рибоза, нуклеотид (А, У, Г, Ц), остаток фосфорной кислоты.
РНК и ДНК важны для существования клетки, так как обеспечивают биосинтез белка. ДНК выполняет функции: хранение наследственной информации; передача наследственной информации следующему поколению; передача генетической информации из ядра в цитоплазму.
Функции РНК:
рРНК – образует рибосомы, обеспечивающие синтез всех белков клетки.
тРНК – перенос аминокислот к месту синтеза белка в рибосому.
иРНК – перенос информации о структуре белка от ДНК к месту синтеза белка – рибосоме.

biogdz.ru

Нуклеиновые кислоты, ДНК и РНК — Биология

Нуклеиновые кислоты — биополимеры, структурными единицами которых являются нуклеотиды.

Нуклеотид — мономер нуклеиновых кислот, состоящий из остатка фосфорной кислоты, углеводного остатка (дезоксирибозы или рибозы), одного из четырех азотистых оснований. Азотистые основания присоединяются к первому углеродному атому пентозы, остаток фосфорной кислоты — к пятому.

Азотистые соединения — циклические соединения, входящие в состав нуклеотидов. Азотистые основания принято подразделять на две группы: пуриновые и пиримидиновые. К пуриновым основаниям относят аденин, гуанин. К пиримидиновым основаниям относят урацил, цитозин, тимин. В зависимости от азотистого основания, входящего в состав нуклеотида, последний получает свое название: адениловый, гуаниловый, тимидиловый, цитидиловый, уридиловый.

Дезоксирибонуклеотид — мономер ДНК, рибонуклеотид — мономер РНК. Молекула ДНК характеризуется наличием трех структурных уровней организации: первичного, вторичного и третичного.

Первичная структура ДНК — последовательность нуклеатидов, связаных между собой за счет фосфодиэфирных связей. Каждый последующий нуклеотид присоединяется к предыдущему посредством гидроксильной нруппы третьего атома углерода пентозы с помощью остатков фосфорной кислоты.

Вторичная структура молекулы ДНК — представляет собой спиралевидную структуру, состоящую из двух цепей последовательно связанных нуклеотидов. Стабильная структура спирали ДНК обеспечивается за счет множественных витков спирали и наличия водородных связей между комплементарными азотистыми основаниями.

Комплементарность — свойство азотистых оснований избирательно взаимодействовать друг с другом с образованием водородных связей. Комплементарными являются пуриновые и пиримидиновые азотистые основания: между аденином и тимином образуется двойная связь, а между гуанином и цитозином — тройная связь.

В связи с этим количество аденина и количество тимина будет одинаковым, а количество гуанина будет одинаковым с количеством цитозина. Эта закономерность определяется как закон Чаргаффа.

Третичная структура ДНК — комплекс двойной спирали ДНК с глобулярными белками.

Репликация — процесс образования новых копий молекулы ДНК на матрице материнской ДНК. Процесс репликации осуществляется с участием ферментов ДНК-полимераз. Способ репликации полуконсервативный, т. е. в результате воздействия ферментов на участок ДНК происходит его раскручивание и построение новых цепей ДНК на раскрученных участках в соответствии с принципом комплементарности.

В дальнейшем в данном участке происходит восстановление структуры ДНК (одна цепь ДНК в новообразованной молекуле имеет материнское происхождение, вторая является дочерней) и раскручивание следующего участка материнской молекулы.

Антипараллельность цепей спирали ДНК — особенность структуры спирали ДНК, связанная с возможностью движения ферментов репликации только в одну сторону.

Лидирующая цепь ДНК — материнская цепь ДНК, на которой синтез дочерней происходит непрерывно. Вторая цепь называется отстающей, синтез дочерней ДНК на ней происходит участками (фрагменты Оказаки), которые затем объединяются в одну сплошную дочернюю цепь ДНК.

РНК — биополимер, структурной единицей которого является рибонуклеотид.

Рибосомальная РНК (р-РНК) — один из классов РНК клетки. РНК располагается в рибосомах, участвует в биосинтезе белка.

Информационная РНК (и-РНК) — один из классов РНК клетки. и-РНК образуется в ядерном аппарате клетки. и-РНК производит транспорт генетической информации из ядерного аппарата клетки в рибосомы.

Транспортная РНК (т-РНК) — связывает специфичную для нее аминокислоту, транспортирует ее к месту биосинтеза белка.

< Предыдущая		Следующая >

mybiologiya.net

НУКЛЕИНОВЫЕ КИСЛОТЫ — Юнциклопедия

Нуклеиновые кислоты (полинуклеотиды) — природные высокомолекулярные соединения, ответственные за сохранение и воспроизведение наследственной информации в живых организмах.

Впервые обнаружены в 1869 г. в клеточных ядрах, отсюда и название: латинское «нуклеус» означает «ядро».

В состав нуклеиновых кислот как составные части входят: гетероциклические азотистые основания (пиримидины и пурины, см. Гетероциклические соединения), углеводы (рибоза или дезоксирибоза), а также остатки ортофосфорной кислоты Н3РО4. Те нуклеиновые кислоты, которые содержат рибозу, называются рибонуклеиновыми кислотами (РНК), а те, которые содержат дезоксирибозу, именуются дезо-ксирибонуклеиновыми кислотами (ДНК). Молекулярная масса РНК достигает 2—4 млн., ДНК — десятков миллионов.

Мономерным звеном макромолекулы любой нуклеиновой кислоты является нуклеотид, структура которого в общем виде показана на рис. Здесь изображены три составляющие нуклеотида, представляющего собой сочетание азотистого основания, углевода и остатка фосфорной кислоты.

При всем разнообразии известных РНК и ДНК в их состав входят лишь четыре качественно различных азотистых основания. В молекуле РНК это урацил (У), цитозин (Ц), аденин (А) и гуанин (Г), в молекуле ДНК — три последних основания и тимин (Т) вместо урацила. Связаны мономерные звенья нуклеиновых кислот через фосфорнокислую группу одного нуклеотида и кислородный атом гидроксила другого нуклеотида, как это схематически показано на рисунке.

Таким образом, основу и РНК, и ДНК составляет гигантская углеводно-фосфатная цепь с присоединенной к ней «бахромой» азотистых оснований.

Как расположены в пространстве эти полимерные структуры? Ответить на этот вопрос было очень важно и чрезвычайно сложно. Правильный ответ нашли английские исследователи Дж. Уотсон и Ф. Крик: макромолекулы ДНК представляют собой спираль, состоящую из двух цепей, закрученных вокруг общей оси. Азотистые основания располагаются внутри спирали, а фосфатные группы — на ее внешней поверхности. В каждой цепи нуклеотиды следуют с интервалом в 3,4×10^-10 м (в направлении длинной оси макромолекулы), и на один виток спирали приходится по 10 нуклеотидов, т. е. шаг спирали равен 34×10^-10 м (34Å). Цепи удерживаются вместе благодаря водородным связям, возникающим между пуриновыми и пиримидиновыми основаниями, которые лежат в плоскости, перпендикулярной длинной оси молекулы. Образование водородных связей происходит лишь между определенными основаниями, образующими взаимодополнительные пары: А — Т и Г — Ц. Благодаря этому обе цепи в двойной спирали ДНК имеют взаимодополнительную структуру (см. Химическая связь).

В момент деления клетки происходит разделение двух нитей двойной спирали ДНК, и тогда на каждой из образовавшихся цепей начинает строиться недостающая цепь. Строится она из находящихся в клетке нуклеотидов, которые подбираются и нанизываются в цепочку строго систематически, так, чтобы в конечном счете из «половинки» получилась полноценная двойная спираль молекулы ДНК. Таким образом, из одной макромолекулы нуклеиновой кислоты образуются две макромолекулы, абсолютно идентичные исходной. Это и имеют в виду, когда говорят о самоудвоении ДНК.

В макромолекулах ДНК своеобразным четырехбуквенным шифром (все те же А, Г, Т, Ц) химически записана вся сумма наследуемых признаков, определяющих данный биологический вид, будь то микроорганизм, растение, животное или человек. Таким образом, дезоксирибонуклеиновые кислоты — это те конкретные химические соединения, в структуре которых, определяемой последовательностью чередования различных нуклеотидов, отражена вся наследственная информация биологического вида.

Рибонуклеиновые кислоты также играют очень важную роль в биологических процессах, поскольку они тесно связаны с биосинтезом белка в клетках.

yunc.org