Структурата и свойствата на РНК.

структурни и химични свойства на ДНК. По

Референтен абстрактно лекция № 2

Относно: молекулярната основа на наследствеността.

ДНК - носител на генетичната информация.

Основни понятия и ключови думи към темата:

Nucleic Acid Нуклеотидна

Азотни основи репликация

Генетична информация Джийн

Транскрипция генетичния код

Кодон, антикодона генетичен преводи

Амино киселина на биосинтеза на протеин

ДНК - дезоксирибонуклеинова киселина - биологична макромолекула носител на генетичната информация в Sun ?? ех еукариотни и прокариотни клетки и много вируси.

През 1928 г. ᴦ. F. Griffith са открили трансформация явление пневмококи (трансформация свойства на бактерии). Природата трансформира агент е бил инсталиран Ейвъри, Маклауд и Маккарти през 1944 г. ᴦ. Оказа се, че ДНК. След откриването и изследването на трансформация оказа ролята на ДНК като материал носител на генетичната информация.

Триизмерната модел на пространствената структура на двойноверижна ДНК е описано в списание Nature aperlskom 1953 ᴦ. J. Watson, Франсис Крик и Морис Wilkins. Тези изследвания са в основата на молекулярната биология, която изучава основните свойства и проявления на живот на молекулярно ниво.

ДНК структура - полимер структурно звено, което е нуклеотид.

Нуклеотидна състои от азотна база пурин: аденин (А) или гуанин (G) или пиримидин: tsitonin (U) или тимин (Т), въглехидрати деоксирибоза (пет-въглерод захар пръстен) и остатък на фосфорна киселина (НРО - 3). На двойната спирала на ДНК е дясната ръка. 10 базови двойки представляват пълно завъртане от 360. следователно, всяка базова двойка се завърта на 36 градуса около спиралата otnositlno следващата двойка. Фосфатни групи са извън спиралата и основата - и вътрешно разположени с интервал от 34nm. Веригите са държани заедно чрез водородни връзки между базите и усукани един около друг и около общата ос.

А = Т; Т = С или А + T / C + Т = 1

Нуклеотидите свързани ?? ени в полинуклеотидна верига връзки между позицията на един пентоза и края на 3 'позиция 5 от следващата пентоза пръстен чрез фосфатна група за образуване на фосфодиестерни мостове, ᴛ.ᴇ. захар-фосфатен гръбнак на ДНК има 5 '- 3' връзки. Генетична информация се записва в нуклеотидна последователност в 5 'края до 3' края - това се нарича смислената спирала на ДНК, гени, разположени тук. Втората посока на конеца на 3'-5 'антисенс счита, но е necessary''etalonom' 'съхраняване на генетична информация. безмислената спирала играе роля в процесите на репликация и ремонт (възстановяване на увредена ДНК структура). Бази в антипаралелни нишки, образуващи водородни връзки, дължащи се на допълнителни двойки А + Т; G + С Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, структурата на една верига определя последователността на нуклеотиди друга нишка. Следователно, последователността от бази в ДНК нишки ?? напълно допълващи се и антипаралелен когато ти.

Принципът на допълване е универсален за репликация и транскрипция.

Днес описва няколко модификации на ДНК молекулата. ДНК полиморфизъм - ϶ᴛᴏ способност молекули имат различни конфигурации.

Познаването на структурата и функцията на ДНК е от решаващо значение за разбирането на някои от генетични процеси, които са матрица. Ясно е, че самата ДНК може да действа като матрица за синтеза на протеини от аминокиселини, като почти всички от него е в хромозомите, разположени в ядрото, а по-голямата част, ако не всички ?? Е, клетъчни протеини се синтезират в цитоплазмата. Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, генетичната информация, съдържаща се в ДНК, е да се потопят в някаква междинна молекула, която се транспортира до цитоплазмата и участва в синтеза на полипептидни вериги. Предположението, че такава междинна молекула да е РНК, е изцяло ?? Erez се счита, веднага след като структурата на двойната спирала на ДНК е била открита. На първо място, клетките, които синтезират големи количества протеин, съдържат много РНК. Второ, по-важно, изглежда, че sugar''skel ?? ETY '' ДНК и РНК са много сходни и че ще бъде лесно да си представим как синтеза на РНК единични вериги на едноверижна ДНК, за да образуват нестабилна хибридни молекули, една верига на която е представена от ДНК, други РНК. Връзката на ДНК, РНК и протеини през 1953 ᴦ. Те бяха представени със следната схема:

Възпроизвеждане ДНК --------- → РНК --------- → протеин

където единична верига на ДНК служи като шаблони в синтез на комплементарна ДНК (репликация). На свой ред, молекулите на РНК служат като матрици за последователно свързване ?? eniya аминокиселини за да се образува полипептидни вериги в процес, наречен така because''tekst '' писмено in''yazyke '' нуклеотиди превърнати (преведени) амино acid''yazyk ''. Група от нуклеотиди, кодиращи единична аминокиселина, наречена кодон.

РНК - рибонуклеинова kislota͵ има много общо със структурата на ДНК, но се различава от него по редица функции:

р въглехидрат РНК присъедини пуринови или пиримидинови бази и фосфатна група е рибоза;

Q на РНК, като в ДНК, включва азотни бази аденин, гуанин и цитозин. Но РНК не съдържа тимин, мястото му в молекулата на РНК се урацил;

р РНК - едноверижна молекула;

р като едноверижна РНК молекула, тогава правило Chargaff, създадена за ДНК не може да бъде изпълнено чрез равенството на бази съдържание.

Рибонуклеинова киселина (РНК), присъстващ в клетките на про- така и еукариотна, са три основни типа: информационна РНК (иРНК), рибозомна РНК (иРНК) и се прехвърля РНК (тРНК).

еукариотна клетка ядрото на РНК съдържа четвърти вид хетерогенна ядрена РНК (gyaRNK), който е копие (транскриптома) съответната ДНК.

TRNATyr, молекула да се научат цитоплазма съответстващ триплет (кодон в тРНК) и се прехвърля в желаната аминокиселина с нарастващата полипептидна верига. Разпознаване на кодона в иРНК се извършва с помощта на три последователни бази в тРНК, наречен антикодон. Смята се, че за всяка аминокиселина има най-малко един тРНК.

Генетичният код - един генетична информация за системата за запис в молекули на нуклеинови киселини в нуклеотидна последователност. Генетичният код се основава на използването на alfavita͵ състояща изцяло ?? различни от азотни основи си четири писмо -nukleotidov: А, Т, С, G. Опитите да се дешифрират генетичния код са направени през 1954 ᴦ. G. Гамов. основните свойства на кода за триплет и дегенерацията открити през 1961 ᴦ. Крик и S. Brenner.

През 1961 г. ᴦ. За първи път е разчетени първия триплет последователност. Една система, съдържаща един изкуствен иРНК, състояща се само от урацил нуклеотидна синтезира полипептидната верига, състояща се единствено на фенилаланин (кода на ДНК, за да бъде комплементарен на нуклеотиди т - ААА). От 1965 ᴦ. Тя е декодира целия генетичен код напълно. От 64 кодони на три кодон UAG, ИЗП, UGA не кодират аминокиселини, те са били наричани безсмислени кодони. По-късно е доказано, че те са стоп кодон.

Днес ?? IX определя нуклеотидни последователности на ДНК и РНК се извършва чрез специален метод - секвениране.

Свойствата на генетичния код.

1. генетичния код е триплет. Триплет (кодон) - последователност от три нуклеотида, кодиращи една аминокиселина.

2. дегенерацията на генетичния код, което се дължи на факта, че една аминокиселина може да бъде кодирана от няколко триплети (аминокиселини - 20 и триплети - 64), с изключение на метионин и триптофан, които са кодирани от само един триплет. Три триплети UAA, UAG, UGA - ϶ᴛᴏ светофари (стоп кодони) прекратяващи синтеза на полипептидната верига. Триплет, съответстваща на метионин (август), функцията на започване (възбуждане) за четене и не кодира аминокиселина, ако се поставя в началото на веригата на ДНК.

3. Уникалността - всеки даден кодон съответства на една и само една определена ?? ennaya аминокиселина.

4. генетичния код не се припокриват - процеса на генетичния код на четене не позволява възможност за припокриване кодони. В началото на определена ?? Еномовата Кодонът четене следното отива без пропуски до безсмислени кодони.

5. Генетичният код е универсална, ᴛ.ᴇ. Цялата информация в ядрените гените за изцяло ?? бивши организми с различни нива на организацията се кодира по същия начин.

Матрицата процеси в клетката.

Има три вида процеси в клетките на матрицата: репликация, транскрипционни и транслационни.

Основна функционална значимост на процеса на репликация на ДНК се състои в предоставяне на потомството на генетичната информация да се предава в пълен размер и с много висока точност.

Репликация - ДНК удвояване което се случва в синтетичния (S) преди всеки етап на междуфазови случаи ?? УПОТРЕБА клетки.

Консервативна репликация. първоначалната двойноверижна ДНК молекула служи като матрица за образуване на изцяло нов двойноверижна молекула е завършена изцяло на оригинала.

Полу-консервативен репликация. Две ДНК вериги се разпада (като закопчалка - светкавица). Всяка верига, служи за модел за формиране на нова. Репликация на ДНК молекула специален ензим постепенно разделена на две половини в надлъжна посока. Веднага след като откриване на споделени нуклеотидни молекули, те веднага се присъедини към свободни нуклеотиди предварително синтезирани в цитоплазмата. В резултат на това всяка половина от намотката отново стане цяло, и вместо една молекула получена два, така че хромозомата става dvuhromatidnoy.

Дисперсна репликация. Първоначално ДНК се разделя на къси фрагменти с различни дължини, които се използват като шаблони за postoeniya фрагменти от две нови двойни спирали, който след това се разтвори в една структура на молекулата. Образовани ДНК молекули съдържат стари и нови парчета.

През 1955 ᴦ. А. Kornberg и колегите му от университета в Станфорд са открили ензим, който репликира ДНК-полимераза и да го наричат.

На този етап между ензими, участващи в синтеза на ДНК, се изолира ?? ени ДНК полимераза I, II, III. като 5 '→ 3' полимеразна активност.

Тъй като ДНК полимераза за катализиране репликация само в посока 5 '→ 3', и родителските ДНК вериги са антипаралелни, само една от новите верига се синтезира непрекъснато. Тази схема се нарича водещ. Втората схема наречен обшивка, се синтезира под формата на фрагменти от ДНК - Okazaki фрагменти. който в еукариоти има последователността на нуклеотиди 100-200. Тези фрагменти се лигират (телбод) polinukleotidligazami и формира непрекъсната верига. Този процес се нарича съзряване. Синтез всеки Okazaki фрагмент (3 '→ 5') започва малко РНК фрагмент (около 10-60 нуклеотида), който се отстранява преди края на четене пистата. Този така наречен грунд или грунд.

Във всяка клетка на човека под влияние на различни фактори в ДНК се случи всеки ден хиляди случайни промени, и за годината, се натрупва във всяка клетка само една много малка част от стабилни промени в ДНК последователност. Сред множество произволни замествания на бази в ДНК, само един на хиляда води до мутации. Всички други повреди е много ефективно елиминиран в процеса на възстановяване на ДНК. механизъм ремонт ( '' zalechivanie '' увреждане на ДНК) се основава на факта, че ДНК молекула има две копия на генетична информация - по един във всяка от веригите на молекулата. Основният ремонт на пътя включва три стъпки:

1. Модифициран повреден част ДНК верига се открива и отстранява като се използва ДНК нуклеази ремонтирани. спирала на ДНК в това място се появи пробив;

2. ДНК полимераза и гликозилаза запълни тази празнина чрез прикрепване нуклеотиди един по един, чрез копиране на информацията от интегрирана прежда;

3. ДНК - ligase''sshivaet '' паузи и завършва възстановяването на молекулата.

Структура (пренаписване) - синтеза на иРНК матрична ДНК (първична генен продукт) извършва в сърцевината на смислената спирала на ДНК е в отпуснато състояние. Това е първата стъпка на синтеза на протеини. Информационна РНК (иРНК) съдържа генетичен инструкция определя синтеза ?? ennogo полипептид и прехвърля в единични клетки синтезиращи протеин в цитоплазмени рибозоми клетки.

За да инициира транскрипция е изключително важно да има специален участък на ДНК, наречен промотор. Когато РНК полимераза се свързва към промотор настъпва локално развиване на двойната спирала на ДНК и формира отворена промоторна област.

Удължение (удължаване ?? IX) вериги РНК - ϶ᴛᴏ стъпка транскрипция, което се случва след приложените ?? eniya 8 рибонуклеотиди. В този движи РНК полимераза заедно действа ДНК верига като цип, отваряне на двойната спирала, която затваря зад ензима доколкото съответната РНК базова двойка с бази на ДНК.

Прекратяване (спиране на растежа) иРНК верига се извършва при специфични сайтове на ДНК, наречен терминатори.

Процесът на формиране на зрели РНК молекули на прекурсорите се наричат ​​обработка. при което молекулите са модифицирани при 5'-> 3 'краища и снадени. Хетерогенни ядрена РНК сплайсинг е премахването на РНК последователности, съответстващи на интроните на ДНК и свързващи части с ?? IX транскрибирани екзон последователности.

Предавания (преведени) - процес изпълнение на генетична информация в иРНК полипептид структура. Тази втора фаза на синтеза на протеини извършва чрез последователно поликондензация на отделни аминокиселинни остатъци, започващи от амино-края на полипептидната верига на карбоксилния край на.

Възрастни РНК излиза в цитоплазмата, където процес транслацията се провежда - иРНК декодирането в аминокиселинната последователност на протеина. Процесът на декодиране, извършена от 5 '→ 3 "и се осъществява в рибозомите. ИРНК рибозоми, сложни и призоваха полизоми.

Предаването започва със старата кодон AUG, който кодира киселина метионин амино на локализация в смисъл на структурния ген. Всяка аминокиселина доставя полизоми трансфер РНК (тРНК), специфични за дадена аминокиселина. тРНК действа като посредник между иРНК кодон и аминокиселина. TRNATyr, молекула да се научат цитоплазма съответстващ триплет (кодон в тРНК) в сдвояването на допълнителни азотни основи. тРНК, която е подходяща за малката субединица образува кодон връзка - антикодон, докато едновременно предава своята аминокиселина в частта на амино ацил (Порция) голямата субединица. AUG''podhodit на кодон "" антикодон само един тРНК че prenosit метионин. Поради тази причина, преди да го Sun ?? до рибозомата се доставя метионин. Освен това, AUG кодон преминава към пептидил част на голямата субединица (R-част). Както се образува в резултат на тези процеси рибозом превежда - започване комплекс.

Прекратяване (прекратяване синтез) се появява върху командни кодони ИЗП, UAG, UGA. В природата няма такова тРНК молекули, които антикодони отговарят на тези кодони.

Полимеразна верижна реакция (PCR) е открит през 1984 ᴦ. Кари

Б. Myullisom. Той се основава на факта, че новосинтезирано веригата на нуклеиновата киселина може да служи като шаблони в следните цикли репликация:

р двойноверижна ДНК чрез нагряване композира разделя на едноверижна верига, и в това състояние може да служи като матрица за репликация;

р верига едноверижна ДНК се инкубира в присъствието на полимераза на ДНК и разтвор, съдържащ смес от Sun ех ?? 4 нуклеотида, и специфични ДНК последователности (праймери), което води до синтеза на двете копия на ДНК молекули.

Методът на PCR има много висока чувствителност може да се открие в пробата нд ?? си присъствие в него на една ДНК молекула. Методът е широко използван в пренаталната диагностика на наследствени заболявания, определяне на вирусни инфекции, както и в съдебната медицина ?? Е, тъй като тя дава възможност да се извърши genetic''daktiloskopiyu '' дори една клетка.

виж също

Молекулно генетичен метод Biochemical метод биохимични методи се основават на проучване на активността на ензимни системи (или на ензимната активност, или на броя на крайните продукти от реакцията, катализирана от тях. [Продължение].

Модулна метод за диагностика. Методът се състои в повтаряща копиране на ДНК фрагменти (РНК) съцветие патоген ДНК полимераза. Реакцията се няколко цикъла, в резултат на което (РНК) се увеличава броят на копия на фрагменти от ДНК, и. [Прочети още].

Принцип: материал тест се подлага на специална обработка, при което prois-ходи лизис с добив на ДНК от клетките на патогени. Част от материала се прехвърля в епруветка, съдържаща смес от полинуклеотидите, ДНК полимераза и праймер уникална предпоставка последователност. [Прочети още].