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

11320. Запоминающие устройства и их применения 163.5 KB
  Занятие 9 Запоминающие устройства Учебные методические и воспитательные цели: 1. Изучить принципы построения и разновидности запоминающих устройств. 2. Показать методику увязки учебного материала с ранее изученным. 3. Воспитывать умение выделять главное при консп...
11321. Аналого-цифровые преобразователи 125.5 KB
  Занятие 10 Аналогоцифровые преобразователи Учебные и воспитательные цели: 1. Изучить принципы построения цифроаналоговых и аналогоцифровых преобразователей. 2. Воспитывать инженерное мышление. План лекции №№ п/п У
11322. Микропроцессор К580ВМ80 87.5 KB
  Занятие 1 Микропроцессор К580ВМ80 Учебные методические и воспитательные цели: 1. Изучить особенности построения универсального 8разрядного микропроцессора К580ВМ80. 2. Совершенствовать умение выделять главное для качественного конспектирования учебного материала. ...
11323. Микропроцессор К1810ВМ86 110 KB
  Занятие 2 Микропроцессор К1810ВМ86 Учебные методические и воспитательные цели: 1. Изучить особенности построения универсального 16разрядного микропроцессора К1810ВМ86 и принципы адресации его памяти.. 2. Формировать творческое мышление. 3. Прививать любовь к професси
11324. Применение универсальных микропроцессоров 102 KB
  Занятие 3 Применение универсальных микропроцессоров Учебные методические и воспитательные цели: 1. Изучить принципы построения и работы персонального компьютера и применение его для моделирования различных процессов. 2. Формировать творческое мышление. 3. Прив...
11325. Сигнальный процессор 144 KB
  Занятие 5 Сигнальный процессор Учебные и воспитательные цели: Изучить устройство и принципы функционирования сигнального процессора. Прививать умение выделять главное для качественного конспектирования учебного материала. Прививать интерес к дисцип
11326. Маркетингове дослідження ринку дезінфектантів та антисептиків 776 KB
  Антисептичні засоби для профілактики і лікування місцевих інфекційних захворювань (гнійних ран, опіків, пролежнів, виразок, фурункулів і т. п.) використовувалися з давніх часів. Гіппократ і Ібн Сіна, Парацельс і Гален застосовували в цих цілях бальзамічні мазі, винний і яблучний оцет, вапно, мурашину кислоту і різні спирти.
11327. Локальные вычислительные сети. Сети с шиной и кольцевой структурой 91 KB
  Локальные вычислительные сети. Учебные и воспитательные цели. Изучить и систематизировать знания по основным понятиям локальных вычислительных сетей.. Прививать умение выделять главное для качественного конспектирования учебного материала...
11328. Глобальная сеть Internet 209 KB
  Занятие 2. Глобальная сеть Internet. Учебные и воспитательные цели: 1. Изучить и систематизировать знания по глобальной сети Internet. 2. Прививать навыки активного и целенаправленного изучения учебного материала. 3. Воспитывать высокую воинскую дисциплину исполнительност