Similar presentations:
Нуклеиновые кислоты
1.
Нуклеиновые кислоты (НК):ДНК и РНК
Компоненты НК
•азотистые основания
•нуклеозиды
•нуклеотиды
•первичная структура
•вторичная структура
2.
Нуклеиновые кислоты - важнейшиебиополимеры, осуществляющие
хранение и передачу генетической
информации в живой клетке
3.
Компоненты НК• азотистые основания
• углеводы - рибоза или дезоксирибоза
• фосфорная кислота
4.
Азотистые основания НКПуриновые основания
пурин
7
6
N
N
8
9
N
H
OH
1
Гуанин (G)
(ДНК, РНК)
2
N
N
N
H
N
N
NH2
H2N
3
N
N
H
N
N
Аденин (А)
(ДНК, РНК)
5.
Пиримидиновые основанияN
пиримидин
N
Урацил (U)
(РНК)
Тимин (Т)
(ДНК)
H2N
OH
OH
N
H3C
N
N
Цитозин (С)
(ДНК, РНК)
OH
N
N
N
OH
OH
6.
Таутомерия азотистых основанийH
OH
N
С
O
N
C
Лактим- лактамная таутомерия
7.
!!
Химические превращения азотистых
оснований могут быть причинами
мутаций
8.
ДезаминированиеNO3
-
[H]
NO2
-
N2+
N
HNO2
H2N
N
N
H
N
N
Аденин (А)
N
H
N
H2O
N
O
N
N
H
NH
N
Гипоксантин (Нх)
9.
Образование димеровпод действием радиации
O
O
H3C
NH
N
H
Тимин
O
h
CH3 H3C O
HN
O
NH
N
H
N
H
O
Тиминовый димер
10.
ДНК и РНК отличаются наборомазотистых оснований
ДНК
• Тимин Т
• Цитозин C
• Аденин A
• Гуанин G
РНК
• Урацил U
• Цитозин C
• Аденин A
• Гуанин G
11.
Нуклеозиды - N-гликозидыазотистых оснований и рибозы (в РНК)
или дезоксирибозы (в ДНК)
12.
РибонуклеозидыG
O
N
CH2OH
O
OH
N
NH
N
NH2
Гликозидная связь
OH
Гуанозин - G
β- D-рибофураноза
13.
Номенклатура нуклеозидовПиримидиновые нуклеозиды
имеют окончание - идин
Цитозин + рибоза
Цитидин (C)
Цитозин + дезоксирибоза
Дезоксицитидин (dC)
14.
Номенклатура нуклеозидовПуриновые нуклеозиды
имеют окончание - озин
Аденин + рибоза
Аденозин (А)
Гуанин + дезоксирибоза
Дезоксигуанозин (dG)
15.
Нуклеозиды - антибиотикиНекоторые микроорганизмы
выделяют необычные
нуклеозиды, успешно
применяемые в качестве
антибиотиков
A
NH2
N
HO CH2
N
O OH
N
H
N
Арабинозиладенин
OH
D-арабиноза
16.
Дезоксинуклеотиды - сложные эфирыдезоксинуклеозидов и фосфорной кислоты
NH2
N
5`
HO CH2
4`
3`
OH
N
N
O
N
1`
2`
Этерификация
дезоксирибонуклеозидов
может осуществляться
только по 3` или 5`
положениям
дезоксирибозы
17.
ДезоксирибонуклеотидыNH2
NH2
N
HO CH2
N
O
N
N
HO CH2
N
dAMP-3`
O
N
O
N
O
O P OH
O P O
OH
O
3`-Дезоксиадениловая
кислота
N
Дезоксиаденозин-3`-фосфат
18.
АТР - энергетическая валюта организмаАТР + Н2О
АDP + Pi + H+
0
G = -7,3 ккал/моль
АDР + Н2О
АMP + Pi + H+
0
G = -7,3 ккал/моль
19.
Обозначение макроэргическихсвязей
20.
SH2 + NAD+S + NADH
+ H+
O
H
S
C
+
H
NH2
+
N
Восстановленный
субстрат
R
O
H
C
S
Окисленный
субстрат
+
N
H
2
N
R
+
H+
21.
Первичная структура НКo
5`
O P O CH2
O-
A
O
O
-
O P O
3`
O
CH2
3`O
G
O
НК - это полимерная цепь,
состоящая из нуклеотидов,
соединенных
3`-5`-фосфодиэфирными
связями
5`
Фрагмент цепи ДНК
22.
constВариабельная
часть
23.
АС
3`
3`
Р
Р
5`
G
3`
Р
5`
OH
5`
p A p C p G или 5`-pA-C-G
(для РНК)
p dA p dC p dG или 5`-pdA-dC-dG (ДНК)
24.
Вторичная структура НКДНК
Правила Чаргаффа:
•А+G=Т+С
• А = Т; G = C
•A+C=G+T
Состав РНК не соответствует правилам Чаргаффа
25.
В 1953 г Д.Уотсон и Ф. Крик установилитрехмерную структуру ДНК
В 1962 г им была
присвоена
Нобелевская
премия
Двойная спираль,
М.,МИР, 1969 г
26.
Модель двухспиральноймолекулы ДНК
Фотография дифракции
рентгеновских лучей на нити ДНК (Р.Франклин)
27.
ДНК - это двойная спираль (дуплекс)Важнейшее свойство двойной спирали ДНК специфичность спаривания оснований - к о м п л е м е н т а р н о с т ь оснований:
Аденин - Тимин
Гуанин - Цитозин
Пуриновые
основания
Пиримидиновые
основания
28.
Центры возникновения водородных связейN
H
O C
N
H
N
29.
Комплементарная пара: ААденин (А)
Тимин (Т)
N
N
N
К цепи
H
Т
N
H
H
O
N
N
O
1,11 нм
CH3
N
К цепи
30.
Комплементарная пара: GГуанин (G)
H
O
N
N
К цепи
C
N
H
H
N
H
H
1,08 нм
CH3
N
N
N
Цитозин (С)
N
O
К цепи
31.
Комплементарные пары А - Т и G-Cсовпадают по размерам
G-C
A-T
32.
Параметры двойной спирали33.
Характеристики дуплекса ДНК:• две спиральные полинуклеотидные
цепи закручены вокруг общей оси;
• цепи направлены в
противоположные стороны;
•основания расположены внутри спирали;
•сахарные и фосфорные группы - снаружи;
•плоскости оснований перпендикулярны оси;
•плоскости сахарных остатков расположены
почти перпендикулярно к основаниям;
•диаметр спирали ~ 2 нм;
•шаг спирали ~3,4нм
•на один виток спирали приходится 10 пар
оснований;
•две цепи удерживаются вместе
водородными связями
между парами оснований;
34.
Взаимодействия в ДНК,удерживающие «дуплекс»
1. Водородные связи между
комплементарными парами
2. Гидрофобные
взаимодействия между
π-системами оснований
«STACKING»
3. Белки -ГИСТОНЫ- со
значительным содержанием
ЛИЗИНА и АРГИНИНА,
обеспечивают стабилизацию
полианиона ДНК
35.
Гидрофобная областьДНК
Гидрофильная сторона
ДНК
36.
Суперспирализация ДНКРелаксированная
форма
Суперспирализацию
осуществляют
специальные белки-ГИРАЗЫ
Суперспирализованная
форма
37.
Вторичная структуратРНК имеет лишь
отдельные участки
в виде двойной
спирали
Антикодоновая петля
38.
Сравнение ДНК и РНК1. Разный набор оснований:
ДНК -А,Т,G,C; РНК - А,U,G,C
2. Различные углеводы: ДНК - dRib, РНК - Rib
3. ДНК существует в одной форме;
РНК - в виде различных типов:
тРНК, мРНК, рРНК
4. ДНК содержится в ядре,
РНК и в ядре и в других органеллах клетки
5. ДНК -двойная спираль,
РНК спирализована лишь частично.