ДНК и РНК – нуклеиновые кислоты О. В.

ДНК и РНК – нуклеиновые кислоты О. В. Саблина, М. А. Волошина СУНЦ НГУ 2006

n n n Нуклеиновые кислоты – НЕРЕГУЛЯРНЫЕ полимеры, мономерами которых являются нуклеотиды. nucleus – ядро. ДНК находится в ядре – отсюда название. 1953 г. – модель строения ДНК Уотсона и Крика. Дата рождения молекулярной биологии.

хромосома клетка ядро ДНК

n n ДНК – самая большая молекула в клетке. Она намного больше белков. Если вытянуть в одну линию всю ДНК одной гаплоидной клетки человека (23 молекулы), то длина ее составит около 1 метра. Длина самых больших молекул ДНК человека достигает 8 см. ДНК – это молекула-текст. В последовательности ее нуклеотидов записана вся наследственная программа организма.

Нуклеиновые кислоты РНК ДНК Нуклеотид Остаток фосфорной кислоты Пентоза Азотистое основание

Азотистые основания Пиримидиновые Пуриновые Аденин Цитозин Гуанин Тимин Урацил А Г ДНК РНК Ц У Т

Нуклеотид 5’ 1’ Фосфат 3’ Азотистое основание (А или Г или Т или Ц или У) Пентоза (рибоза или дезоксирибоза) Тиминовый нуклеотид

Образование цепочки 5‘-конец Цитозин 3' Фосфодиэфирная связь 5' Направление роста цепи Аденин 3‘-конец

История открытия структуры ДНК Рентгеноструктурный портрет ДНК, 1952 Розалинд Франклин

Правила Чаргаффа 1949 Эрвин Чаргафф

n Чаргафф установил, что Количество каждого нуклеотида в ДНК разных клеток одного организма и у особей одного вида – всегда одинаково. У разных видов оно разное, но при этом количество А всегда равно количеству Т, а количество Г – Ц. А =Т Г=Ц n Количество пуринов равно количеству пиримидинов: А+Г = Т+Ц = 50% n

n 1953 – модель двойной спирали Фрэнсис Крик Джеймс Уотсон

Принципы строения ДНК в модели Уотсона и Крика 1. 2. 3. 4. Двуцепочечность Комплементарность Антипараллельность Нерегулярность

Пары оснований - комплементарность А=Т Г=Ц !

Двойная спираль - антипараллельность От 5’-конца к 3’-концу 5’ Сахарофосфатный скелет 3’-конец 3’ Растущий конец новой От 5’-конца к 3’-концу 5’-конец цепочки всегда 3'

2 нм Двойная спираль 1 виток = 10 н. п. 3. 4 нм Расстояние между двумя нуклеотидами в цепи – 0. 34 нм 3. 4 нм

Функция ДНК: хранение и передача генетической информации в ряду поколений Портрет ДНК

РНК Пентоза рибоза Азотистые основания А У Г Ц Цепь одна

Отличия РНК от ДНК n Одноцепочечные молекулы n Сахар – рибоза вместо дезоксирибозы n Нуклеотид – У вместо Т. n Намного меньше - сравнимы по размеру с белками.

Виды РНК Полное название Длина Количество в клетке информационная (матричная) (м-РНК) 1 – 30 тыс. н. 5% транспортная 100 н. 10 % рибосомальная 2– 5 тыс. н. 85 % Тип и-РНК т- РНК р-РНК

т-РНК и р-РНК имеют сложную пространственную форму. В этом они похожи на белки. Схема образования петель в РНК за счет комплементарных участков

т-РНК Вторичная структура Третичная структура р-РНК

Функция РНК – передача генетической информации от ДНК к белку Все РНК – посредники в синтезе белков: n n n и-РНК – переносит информацию от ДНК к рибосоме, молекула-матрица т-РНК – доставляет аминокислоты в рибосому. Молекула-переводчик с языка РНК на язык белков. р-РНК – структурный каркас рибосомы – удивительной молекулярной машины для синтеза белков.

Функции РНК: 1. Перенос информации от ДНК к месту синтеза белка 2. Транспорт аминокислот к месту синтеза белка 3. Создание структур для синтеза белка 4. Ферментативная активность

n В 1982 г. Томас Чек открыл еще одну функцию РНК – каталитическую. Рибозимы – РНК-ферменты n n Способность древних РНК катализировать реакции, возможно, сыграла ключевую роль в происхождении жизни. Из ныне существующих РНК она осталась у рибосомальной РНК и некоторых других.

АТФ Аденозинтрифосфорная кислота АТФ АДФ + Е АМФ + 2 Ф +Е Функция: Основная энергетическая валюта клетки Макроэргические связи