Нуклеиновые кислоты и их роль в передаче наследственной информации. Генетический код. Тема 2

1.

Нуклеиновые
кислоты и их роль в
передаче
наследственной
информации.
Генетический код.

2.

Биохимические основы наследственности
Мономером нуклеиновых кислот является нуклеотид.
В состав нуклеотида входит:
• азотистое основание А, Г, Ц, Т, У.
• пентозный сахар: рибоза или дезоксирибоза.
• фосфатный остаток

3.

Строение нуклеотида
1 нуклеотид = 0,34 нм
Размер 1 гена = длина нуклеотида x n (кол-во нуклеотидов)
Кол-во нуклеотидов = кол-во аминокислот x 3

4.

Дезоксирибонуклеи́новая
кислота́ (ДНК) — макромолекула,
обеспечивающая хранение, передачу из
поколения в поколение и
реализацию генетической программы и
функционирования живых организмов.
Ген – структурно-функциональная
единица наследственности.

5.

• 21 февраля 1953 года
ученые Джеймс Уотсон и
Френсис Крик
предложили структурную
модель ДНК — двойную
спираль.
Специалист по рентгенокристаллографии
Розалинд Франклин получила знаменитую
фотографию 51 (рентгенограмма структуры ДНК),
которая выявила двойную спираль в основе
молекулы.

6.

• РНК состоит из длинной полимерной цепи, в которой каждое звено
называется нуклеотидом.
• Все клеточные организмы используют РНК (мРНК) для программирования
синтеза белков.

7.

• Нуклеиновые кислоты были
открыты в 1868 году швейцарским
учёным Иоганном Фридрихом
Мишером, который назвал эти
вещества «нуклеин», поскольку они
были обнаружены в ядре.
• Джерард Маирбакс выделил
первую матричную РНК,
кодирующую гемоглобин кролика,
и показал, что при её введении
в ооциты образуется тот же самый
белок.

8.

Реакции матричного синтеза
• Синтез полимеров (ДНК, РНК, белка) на матрице ДНК или
РНК. В основе лежит комплементарное взаимодействие между
нуклеотидами.
ДНК
А=Т
Г=Ц
РНК
А=У
Г=Ц
Правила Чаргаффа:
Количество аденина равно количеству тимина, а гуанина — цитозину: А=Т,
Г=Ц.
Количество пуринов равно количеству пиримидинов: А+Г=Т+Ц.

9.

Реакции матричного синтеза
Репликация
Синтез ДНК на матрице ДНК
Транскрипция
Синтез РНК на матрице ДНК
Трансляция
Синтез белка на матрице РНК
Обратная транскрипция
Синтез ДНК на матрице РНК

10.

Установление структуры ДНК открыло возможности для экспериментального
исследования биосинтеза молекул ДНК — их репликации.

11.

Транскрипция — синтез РНК по матрице ДНК. У эукариот
транскрипция происходит в ядре, а также в митохондриях и пластидах
(как вы помните, у этих органелл есть собственный геном).
Трансляция — процесс синтеза белка на рибосомах, который
происходит в цитоплазме клеток, а у эукариот - также в митохондриях и
хлоропластах.

12.

Раскрытие химической структуры ДНК и белка дало возможность сопоставить эти
два типа биополимеров, что привело к концепции генетического кода, согласно
которой порядок чередования 4 сортов нуклеотидов в ДНК определяет порядок
чередования 20 сортов аминокислот в белковой молекуле.
Свойства генетического кода:
• 1. код триплетен. Одна аминокислота кодируется тремя нуклеотидами.
• 2. Код универсален. Все живые организмы (от бактерии до человека) используют
единый генетический код.
• 3. Код вырожден. Одна аминокислота кодируется более чем одним триплетом.
• 4. Код однозначен. Каждый триплет соответствует только одной аминокислоте.
• 5. Код не перекрывается. Один нуклеотид не может входить в состав нескольких
кодонов в цепи мРНК.
Так как в молекуле ДНК содержатся сотни генов, то в её состав обязательно входят
триплеты — стоп-кодоны, являющиеся «знаками препинания» и обозначающие
начало или конец того или иного гена.