Редупликация – это синтез ДНК
Тезисы лекции Тема лекции: МОЛЕКУЛЯРНЫЕ ОСНОВЫ НАСЛЕДСТВЕННОСТИ. РЕАЛИЗАЦИЯ НАСЛЕДСТВЕННОЙ ИНФОРМАЦИИ. Что такое наследственная информация? Под наследственной информацией мы понимаем информацию о строении белков и характере синтеза белков в организме человека. Синоним – генетическая информация. В хранении и реализации наследственной информации ведущую роль играют нуклеиновые кислоты. Нуклеиновые кислоты – это полимеры, мономерами которых являются нуклеотиды. Впервые нуклеиновые кислоты были открыты Ф. Мишером в 1869 г в ядрах лейкоцитов из гноя. Название происходит от латинского nucleus –ядро. Различают два вида нуклеиновых кислот: ДНК и РНК Функции нуклеиновых кислот ДНК хранит генетическую информацию. В ДНК находятся гены. РНК принимают участие в биосинтезе белка (т.е. в реализации наследственной информации) Открытие роли ДНК в хранении наследственной информации. В 1944 г. Oswald Avery, Macklin McCarty, and Colin MacLeod представили доказательства того, что гены находятся в ДНК. Они работали с пневмококками, у которых есть два штамма: патогенный (S-штамм) и непатогенный (R- штамм). Заражение S-штаммом мышей приводит к их гибели Если вводят R- штамм, то мыши выживают. Из убитых бактерий S-штамма выделили ДНК, белки и полисахариды и добавляли к R- штамму. Добавление ДНК вызывает трансформацию непатогенного штамма в патогенный. История открытия строения ДНК. Строение ДНК открыли в 1953 г Дж.Уотсон и Ф.Крик. В своей работе они использовали данные, которые получили биохимик Е.Чаргафф и биофизики Р.Франклин, М.Уилкинс. Работа Е.Чаргаффа: В 1950 г. биохимик Ервин Чаргафф установил, что в молекуле ДНК: 1) А=Т и Г=Ц 2) Сумма пуриновых оснований (А и Г) равна сумме пиримидиновых оснований (Т и Ц): А+Г=Т+Ц Или А+Г/Т+Ц=1 Работа Р.Франклин и М.Улкинс: В начале 50-х г.г. биофизики Р.Франклин и М.Уилкинс получили рентгенограммы ДНК, которые показали, что ДНК имеет форму двойной спирали. В 1962 г. Ф.Крик, Дж.Уотсон и Морис Уилкинс получили Нобелевскую премию по физиологии и медицине за расшифровку строения ДНК Строение ДНК ДНК – это полимер, который состоит из мономеров – нуклеотидов. Строение нуклеотида ДНК: нуклеотид ДНК состоит из остатков трех соединений: 1) Моносахарида дезоксирибозы 2) Фосфата - остатка фосфорной кислоты 3) Одного из четырех азотистых оснований – аденина (А), тимина (Т), гуанина (Г) и цитозина (Ц). Азотистые основания: А и Г – производные пурина (два кольца), Т и Ц- производные пиримидина (одно кольцо). А комплементарен Т Г комплементарен Ц Между А и Т образуется 2 водородные связи, между Г и Ц - 3 В нуклеотиде атомы карбона в дезоксирибозе пронумерованы от 1’ до 5’. Азотистые основания расположены сбоку молекулы. Один из концов цепи обозначают 5’, а другой - 3’ (по обозначению соответствующих атомов карбона). На 5’ – конце находится свободный фосфат, это начало молекулы. На 3’- конеце находится ОН-группа. Это хвост молекулы. Новые нуклеотиды могут присоединяться к 3’- концу. Строение ДНК: • Согласно модели Крика –Уотсона, ДНК состоит из двух полинуклеотидных цепей, которые свернуты в спираль. Спираль правая (В-форма) • Цепи в ДНК расположены антипараллельно. 5’-конец одной полинуклеотидной цепи соединяется с 3’-концом другой. • В молекуле ДНК видны маленькая и большая борозды. К ним присоединяются разные регуляторные белки. • В двух цепях азотистые основания расположены по принципу комплементарности и соединены водородными связями • А и Т – двумя водородными связями • Г и Ц - тремя Размеры ДНК: толщина молекулы ДНК составляет 2 нм, расстояние между двумя витками спирали – 3,4 нм, в одном полном витке - 10 пар нуклеотидов. Средняя длина одной пары нуклеотидов 0,34 нм. Длина молекулы варьирует. В бактерии кишечная палочка кольцевидная ДНК имеет длину 1,2 мм. У человека суммарная длина 46 ДНК, выделенных из 46 хромосом составляет около 190 см. Следовательно, средняя длина 1 молекулы ДНК человека более 4 см. Линейное изображение ДНК. Если цепи ДНК изображают в виде линии, то принято вверху изображать цепь в направлении от 5‘ к 3‘. 5‘ АТТГТЦЦГАГТА 3‘ 3‘ ТААЦАГГЦТЦАТ 5' Локализация ДНК в клетках эукариот: 1) Ядро – входит в состав хромосом; 2) Митохондрии; 3) У растений – пластиды. Функция ДНК: хранит наследственную (генетическую) информацию. В ДНК находятся гены. У человека в клетке менее 30 000 генов. Свойства ДНК • Способность к самоудвоению (редупликации) Редупликация – синтез ДНК. • Способность к репарации – восстановлению повреждений ДНК. • Способность к денатурации и ренатурации. Денатурация – под действием высокой температуры и щелочей разрываются водородные связи между цепями ДНК и ДНК становится однонитевой. Ренатурация – обратный процесс. Это свойство используется в ДНК-диагностике. Редупликация – это синтез ДНК. Процесс идет перед делением клетки в синтетическом периоде интерфазы. Суть процесса: Фермент геликаза разрывает водородные связи между двумя цепями ДНК и раскручивает ДНК. На каждой материнской цепи по принципу комплементарности синтезируется дочерняя цепь. Процесс катализирует фермент ДНК-полимераза. В результате редупликации образуется две дочерние ДНК, которые имеют такое же строение как и материнская молекула ДНК. Рассмотрим процесс редупликации более подробно 1) Редупликация – полуконсервативный процесс, т.к. дочерняя молекула получает одну нить от материнской ДНК, а вторую синтезирует вновь 2) ДНК синтезируется из нуклеотидов с тремя фосфатами – АТФ, ТТФ,ГТФ,ЦТФ. При образовании фосфодиэфирной связи два фосфата выщепляются. 3) Синтез ДНК начинается в определенных точках – точках инициации репликации. В этих участках много А-Т пар. Специальные белки присоединяются к точке инициации. Фермент геликаза начинает раскручивать материнскую ДНК. Нити ДНК расходятся. Редупликацию катализирует фермент ДНК-полимераза. 3) Цепи материнской ДНК антипараллельны. Дочерние цепи синтезируются антипараллельно материнским, поэтому синтез дочерних цепей в области репликационной вилки идет в двух противоположных направлениях. Синтез одной цепи идет в направлении движения фермента. Эта цепь синтезируется быстро и непрерывно (лидирующая). Вторая синтезируется в противоположном направлении маленькими фрагментами – фрагментами Оказаки (отстающая цепь). 4) Фермент ДНК-полимераза не может сам начать синтез дочерней цепи ДНК. Синтез лидирующей цепи и любого фрагмента Оказаки начинается с синтеза праймера. Праймер - кусочек РНК длиной 10-15 нуклеотидов. Праймер синтезирует фермент праймаза из нуклеотидов РНК. К праймеру ДНК-полимераза присоединяет нуклеотиды ДНК. В последующем праймеры вырезаются, брешь застраивается нуклеотидами ДНК. Фрагменты сшиваются ферментами - лигазами 5) Ферменты, участвующие в редупликации: геликаза, топоизомераза, дестабилизирующие белки, ДНК-полимераза, лигаза. 6) Молекула ДНК длинная. В ней образуется большое число точек начала репликации.
Популярное: Как вы ведете себя при стрессе?: Вы можете самостоятельно управлять стрессом! Каждый из нас имеет право и возможность уменьшить его воздействие на нас... Модели организации как закрытой, открытой, частично открытой системы: Закрытая система имеет жесткие фиксированные границы, ее действия относительно независимы... Почему двоичная система счисления так распространена?: Каждая цифра должна быть как-то представлена на физическом носителе... Как построить свою речь (словесное оформление):
При подготовке публичного выступления перед оратором возникает вопрос, как лучше словесно оформить свою... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (484)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |