Нуклеин қышқылдарының құрылысы және биосинтезі

1.

Нуклеин қышқылдарының құрылысы
және биосинтезі
Дәріс жоспары:
1. Нуклеин қышқылдары және олардың
химиялық құрылымы.
2.Уотсон – Криктің пайымдауындағы
ДНҚ құрылымының моделі.
3.Қостізбекті ДНҚ құрылымдарының
пішіндерінің әртүрлілігі.
4.ДНҚ репликациясының ерекшеліктері.

2. НУКЛЕОТИДТЕР, НУКЛЕОЗИДТЕР, НУКЛЕИН ҚЫШҚЫЛДАРЫ

Моносахаридтер құрылымы:

3.

1
5
2
3
4
5
4
1
3
2

4.

Азотты негіздер:
Пуриндер
Пиримидиндер

5.

НУКЛЕОТИДТЕР, НУКЛЕОЗИДТЕР,
НУКЛЕИН ҚЫШҚЫЛДАРЫ
Пурин негіздерінің құрылымы:

6.

НУКЛЕОТИДТЕР, НУКЛЕОЗИДТЕР,
НУКЛЕИН ҚЫШҚЫЛДАРЫ
• Пиримидин негіздерінің құрылымы:

7.

Пиримидиндер
дезаминдеу
Цитозин
Урацил (РНК)

8.

НУКЛЕОЗИДТЕР – бұл негізгі азот қосылыстары және
көмірсулар жиынтығы (рибоза және дезоксирибозалар).
Нуклеозидтер
азот
тоғызыншы
пурин
атомы
(пиримидиндерде алғашқы азот атомы) негіздер және рибоза
немесе дезоксирибоза гидроксил бірінші көміртек атомы
арасындағы N-гликозид құрады. Көміртегі атомдарын
шатастырмас
үшін
атомдарының
нөмірленуі
араб
цифрларымен жүзеге асырылады.
Пуриндер:

9. Нуклеозид

• 1. Азотты негіздер
• 2. Пентоза
2OH

10. Нуклеотид

• 1. Азотты негіздер
• 2. Пентоза
• 3. Фосфат топтары

11.

НУКЛЕОТИДТЕР, НУКЛЕОЗИДТЕР,
НУКЛЕИН ҚЫШҚЫЛДАРЫ
пиримидиндер

12.

НУКЛЕОТИДТЕР, НУКЛЕОЗИДТЕР,
НУКЛЕИН ҚЫШҚЫЛДАРЫ

13.

• НУКЛЕОТИДТЕРДІҢ нуклеозид пен
фосфор қышқылының қалдығынан
ерекшелігі (бірден бастап үшке
дейін), бес атомды көміртегі
рибозасының жай эфирлі
байланысында. Фосфор
қышқылының қалдықтары да жай
эфирлі байланысады.
Нуклеотидтерді фосфор
қышқылының қалдықтарына
байланысты нуклеотидтерді моно,
ди, трифосфонуклеотидтер деп
ажыратады.

14.

Дезокси -D-рибоза
D-рибоза

15.

Дезоксибонуклеотидтер

16.

Рибонуклеотидтер

17.

НУКЛЕОТИДТЕР, НУКЛЕОЗИДТЕР,
НУКЛЕИН ҚЫШҚЫЛДАРЫ
Азотты негіздер
Нуклеозидтер
Нуклеотидтер
Толық атауы
Қысқаша
атауы
аденин
аденозин
Аденозинмонофосфат
АМФ
гуанин
гуанозин
Гуанозинмонофосфат
ГМФ
цитозин
цитидин
Цитидинмонофосфат
ЦМФ
урацил
уридин
Уридинмонофосфат
УМФ
тимин
тимидин
Тимидинмонофосфат
ТМФ

18.

НУКЛЕОТИДТЕР, НУКЛЕОЗИДТЕР,
НУКЛЕИН ҚЫШҚЫЛДАРЫ
Нуклеин
қышқылдары
полинуклеинфос
фаттар болып
табылады.
Полимер тізбекте
бір нуклеотидте 3
және 5 гидроксил
фосфодиэфир
байланыс арқылы
байланысады.

19.

Нуклеотидтердің ковалентті фосфодиэфир
байланыстары

20.

5 end
P5
4
3
1
2
P
3 end
2
3
1
4
5
P
P
P
P
P
P
3 end
5 end

21.

Нуклеотидтердің ковалентті фосфодиэфирлі байланыстар
қалыптастырады

22.

36 А

23.

24.

ДНҚ құрылысы
• ДНҚ - ның рентген нәтижесі

25. Негізгі ережелер:

• 1.ДНК- бұл 2 немесе 3,5 және одан да
көп фосфодэфирлі байланыстан
тұратын полимер.
• 2.Нуклеотидтердің Чаргафф заңына
бағынышты.
• 3.Рентген үлгісі ДНК- ның бұрандалы
құрылымы бар және екі полинуклеотидті
шынжырлар бар екенін көрсетеді.
• 4.Азотты негіздер сутегі бйланыстарын
тұрақтандырады.

26. ДНҚ құрылымы

ДНҚ ұзын полимер
тізбегінің құрамын
толықтыратын екі, қос
айналатын спиральдан
тұрады Спиральдің
диаметрі –20А (әрбір
спираль арасындағы
арақашықтық – 34 А)
Спиральдің әрбір
шегінде 10 негіз бар,
азотты негіздер
арасындағы қашықтар
3,4 А.

27.

ДНҚ құрылысы
СТЭКИНГ байлансы – азоттық негіздерін үйінді тәрізді біріне бірінің
салынуының айрықша (Ван – дер - В) түрі.

28.

Азот негіздері мен сутегі арасындағы байланыс

29.

30.

ДНҚ құрылымының пішіндері
А, B, C және Z-нысандары қос тізбекті ДНК сегменттер (20o A-,
B- 0° 5 ° C, Z- үзік сызық нысаны) бір-біріне қатысты азотты
негіздер болып табылады.

31.

ДНҚ құрылымының пішіндері
Z-пішіні пурин-пиримидин ретін айнымалы қалыптастырған полимер болып
табылды. Поли-D (GC / CG) және поли-D (AC / ТГ) бірнеше қайталау
динуклеотид жұп тұратын зерттелген полимердің екі түрі.
11n. 75% Na.K.Cs 12n. H Тұз конц 10n.92%

32.

ДНҚ құрылымының пішіндері
ДНК нысандары сызықтық, сақина, 2-D және 1-тізбекті болып
табылады.
Екі-тізбекті ДНК лигазасын пайдаланған қант тізбегі үшін одан әрі
ковалентті болып табылатын, шеңбер құра алады.

33.

ДНҚ құрылымының пішіні

34.

• Хроматин - жасуша ядросының негізгі
компоненті; оны интерфазалық ядродан
немесе митотикалық хромосомадан
бөліп алу айтарлықгай жеңіл. Ол үшін
оның әлсізиондық күші бар сулы
ерітіндіде немесе жай деиоидалғаи суда
ерітілген күйге көшетін қасиетін
пайдаланылады, алайда бірден сұйық
күйге емес, қоймалжың күйге ауысады.
Гистон - молекулалық массасы жоғары
емес ақуыздар. Көптеген эукариотта
гистон кластары бірдей. Гистон

35.

• кластары бір-бірінен аминқышқылдары
құрамындағы әртүрлілігімен ғана
ерекшеленеді. Гистондар ДНҚ
імолекуласын тығыздауға көмектеседі.
Мысалы: НЗ және Н4
гистондары. Аминқышқылдарының арги
нин түрі көп болғандықтан аргининге
бай түрі болып есептеледі. Бұл
гистондар барлық зерттелген
ақуыздарға қарағанда консервативті:
олардың аминқышқылдық жүйелілігі
алыс түрлердің арасында да бірдей
болып келеді.

36.

37.

ДНҚ репликациясы
• Жұптасу ерекшелігі әрбір тізбек толықтыратын бұрымға
синтездеу үшін үлгі бола алады деп болжайды. Бұл
механизм жартылай консервативті синтез деп аталатын
болды.

38.

ДНҚ репликациясы
ДНК синтезіне қатысатын ферменттер:
●Хеликаза (қос спираль күшін жою);
●Бір-тізбекті (SSB-ақуыз) үшін міндетті
байланыс;
●Топоизомераза (жою);
●ДНҚ-полимераза
●Праймаза (РНК (праймер));
●5'-3 ‘экзонуклеоза (РНК праймерін жою,
жөндеу);
●3 «-5» экзонуклеоза (репликациядағы қатені
жөндеу);
●ДНК лигазы (күрделі 3'-OH және 5'-PO4 -соңы);
●Эндонуклеаза (жөндеу);
●Glycosylase (жөндеу).

39.

ДНҚ репликациясы
ДНҚ-полимеразасының катализденуін келесі
схема арқылы көруімізге болады:
(dNp)ndNOH + dNTP → (dNp)n+1dNOH +P-P,
(dNp)ndNOH –бұл өспелі тізбек, ДНК, dNTP –
дезоксирибонуклеозидтрифосфаттардың
молекуласы,
P-P – бейорганикалық пирофосфат.

40.

ДНҚ репликациясы

41.

Nucleotides
Parental
molecule
of DNA
Both parental
strands serve
as templates
Two identical
daughter
molecules of DNA

42.

DNA
DNA
DNA
DNA
Transcription
Transcription
Transcription
Transcription
Nucleus
Nucleus
Nucleus
Nucleus
RNA
RNA
RNA
RNA
Cytoplasm
Cytoplasm
Cytoplasm
Cytoplasm
Translation
Translation
Translation
Translation
Protein
Protein
Protein
Protein

43.

DNA strand
Transcription
RNA
Codon
Translation
Polypeptide
Amino acid

44.

"A" is blue,
"T" is yellow,
"G" is green, and
"C" is red.

45.

Universal code

46.

47.

Normal hemoglobin DNA
mRNA
Mutant hemoglobin DNA
mRNA
Normal hemoglobin
Glu
Sickle-cell hemoglobin
Val

48.

DNA polymerase
molecule
5
3
3
5
Daughter strand
synthesized
continuously
Parental DNA
3
5
5
3
DNA ligase
Overall direction of replication
Daughter
strand
synthesized
in pieces

49.

ДНҚ репликациясы
Идентификатор минутына шамамен 45 000 нуклеотид болып табылады және ата-ана
шанышқы 4500 об / мин жылдамдықпен айналады. Репликация кезінде қате жылдамдығы
нуклеотидтер 109-1010 бойынша 1 аспайды. Мұндай қарқынмен эукариот ДНҚ бірнеше ай
реплицироваться болмайды, сондықтан хромосома ядролық ұялы репликация нүктелерінің
жүздеген немесе мыңдаған бір рет жүзеге асырылады.

50.

• Репликация жылдамдығы минутына
шамамен 45 000 нуклеотид болып
табылады және ата-ана шанышқы 4500
об / мин жылдамдықпен айналады.
Репликация кезінде қате жылдамдығы
нуклеотидтер 109-1010 бойынша 1
аспайды. Мұндай қарқынмен эукариот
ДНҚ бірнеше ай реплицироваться
болмайды, сондықтан хромосома
ядролық ұялы репликация нүктелерінің
жүздеген немесе мыңдаған бір рет
жүзеге асырылады.

51.

Fig. 10-5a
Origin of replication
Parental strand
Daughter strand
Bubble
Two daughter DNA molecules