93719

Структура и биологическая роль ДНК

Доклад

Биология и генетика

Они обеспечивают хранение и передачу наследственной информации и принимают непосредственное участие в механизмах реализации этой информации путем программирования синтеза всех клеточных белков. Структурные компоненты нуклеиновых кислот выполняют, кроме того, функции кофакторов...

Русский

2015-09-04

83.16 KB

0 чел.

Структура и биологическая роль ДНК. Они обеспечивают хранение и передачу наследственной информации и принимают непосредственное участие в механизмах реализации этой информации путем программирования синтеза всех клеточных белков. Структурные компоненты нуклеиновых кислот выполняют, кроме того, функции кофакторов (коэнзим А, уридиндифосфатглюкоза и др.), аллостерических эффекторов, входят в состав коферментов (никотинамид-адениндинуклеотид, флавинадениндинук-леотид и др.), принимая тем самым непосредственное участие в обмене веществ, а также в аккумулировании (накоплении), переносе и трасформации энергии. Они являются предшественниками вторичных посредников (мессенджеров) – циклических мононуклеотидов (цАМФ и цГМФ), выполняющих важную функцию в передаче внутриклеточных сигналов.

Молекула ДНК состоит из четырех разновидностей нуклеотидов: дезоксиаде-нозинмонофосфата (дАМФ), дезоксигу-анозинмонофосфата (дГМФ), дезоксици-тидинмонофосфата (дЦМФ) и дезоксити-мидинмонофосфата (дТМФ). Нуклеотиды связаны между собой посредством фосфодиэфирной связи межде вторым углеродным атомом дезоксирибозы и фосфорной кислотой соседнего нуклеотида, как показано в фформуле фрагмента ДНК, состоящего из дАМФ, дГМФ, дЦМФ и дТМФ:

Под первичной структурой нуклеиновых кислот понимают порядок, последовательность расположения мононуклеотидов в полинуклеотидной цепи ДНК и РНК. Такая цепь стабилизируется 3',5'-фосфодиэфирными связями.

Вторичная: ДНК состоит из двух цепей, образуя правовращающуюспираль, в которую обе полинуклеотидные цепи закручены вокруг однойи той же оси. Удерживаются цепи благодаря водородным связям, образующимся между их азотистыми основаниями. Обе цепи полинуклеотидов в биспиральной молекуле ДНК имеют строго определенное пространственное расположение, при котором азотистые основания находятся внутри, а фосфорильные и углеводные компоненты – снаружи. Детальный анализ всевозможных вариантов образования водородных связей между основаниями показал, что в биспиральной молекуле ДНК основания уложены парами: пурин из одной цепи и пиримидин из другой в соответствии с правилами Чаргаффа. Поскольку ориентация оснований на плоскости не является произвольной, и основания в полинуклеотидах предс-тавлены в лактамной форме, были признаны пары аденин–тимин и гуанин–цитозин. Избирательность взаимодействия пар А–Т и Г–Ц принято выражать термином «комп-лементарность», а соответствующие азотис-тые основания называют комплемен-тарными. Стабильность А–Т оснований обеспечивается двумя водородными связями, а пар Г–Ц – тремя, что в свою очередь определяется особенностями рас-положения функциональных групп азотистых оснований. Таким образом, комплементарными оказываются нетолько отдельные основания, но и дезокси-рибонуклеотидные цепи ДНК в целом, способствующие образованию весьма компактной структуры и стабилизации всей молекулы.

Двойная спираль ДНК на некоторых участках может подвергаться дальнейшей спирализации с образованием суперспирали или открытой кольцевой формы Образование кольцевой формы молекулы Суперспиральная (суперскрученная) струк-тура обеспечивает экономную упаковку огромной молекулы ДНК в хромосоме. Обычно в ДНК встречаются положительные и отрицательные супервитки, образованные за счет скручивания по часовой (правосторонней) или против часовой стрелки двойной спирали. Образование подобных супервитков катализируется специфическими ферментами, получив-шими название топоизомераз. Подобные суперспирали соединяются с белками (гистонами), упакованными в бороздках, обеспечивая тем самым стабильность третичной структуры ДНК.

Четвертичная структура – это укладка нуклеосом в хроматин, так что молекула ДНК длиной в несколько см складывается до 5 нм. Хроматин в химическом плане состоит на 2/3 из простых белков (гистонов – 55%, и негистоновых белков – альбуминов, глобулинов и ферментов – 45%) и 1/3 из ДНК. Хроматин содержит также 10% РНК. Ферменты хроматина участвуют в репликации (например, ДНК-топоизомеразы) и транскрипции (РНК-полимеразы).


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

62501. Щоденні слова та вираження. Everyday words and expressions 22.46 KB
  Types of hotel accommodation: a single room - for one person with a single bed; a double room - for two people with one large double bed; a twin room - for two people with two single beds; full board - includes breakfast, lunch and dinner...
62503. Древнерусская культура (устный журнал) 23.44 KB
  Что такое культура высказывания детей Что мы на уроке должны узнать Что значит духовная культура Объясните что значит материальная культура Чем отличается духовная культура от материальной...