|
|||||||||||||||||||||||||||||
АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция |
Характеристика ДНК
К нуклеиновым кислотам относят высокополимерные соединения, образующие при гидролизе пуриновые и пиримидиновые основания, пентозу и фосфорную кислоту. Нуклеиновые кислоты содержат С, Н, О, Р и N. В зависимости от углеводного компонента нуклеотидов, различают два класса нуклеиновых кислот: рибонуклеиновые кислоты (РНК), содержащие рибозу и дезоксирибонуклеиновые кислоты (ДНК), содержащие дезоксирибозу. Значение нуклеиновых кислот для живых организмов заключается в обеспечении хранения, реализации и передачи наследственной информации. Молекулы ДНК являются полимерами, мономерами которых являются дезоксирибонуклеотиды, образованные остатком пятиуглеродного сахара — дезоксирибозы, остатком азотистого основания (пуринового — аденина, гуанина или пиримидинового — тимина, цитозина) и остатком фосфорной кислоты. Трехмерная модель пространственного строения молекулы ДНК в виде двойной спирали была предложена в 1953 г. американским биологом Дж.Уотсоном и английским физиком Ф.Криком. За свои исследования они были удостоены Нобелевской премии. Э.Чаргафф, обследовав огромное количество образцов тканей и органов различных организмов, выявил следующую закономерность: в любом фрагменте ДНК содержание остатков гуанина всегда точно соответствует содержанию цитозина, а аденина — тимину. Это положение получило название "правила Чаргаффа": А + Г А = Т; Г = Ц или ——— = 1 Ц + Т Дж.Уотсон и Ф.Крик воспользовались этим правилом при построении модели молекулы ДНК. ДНК представляет собой двойную спираль. Ее молекула образована двумя полинуклеотидными цепями, спирально закрученными друг около друга, и вместе вокруг воображаемой оси. Диаметр двойной спирали ДНК — 2 нм, шаг общей спирали, на который приходится 10 пар нуклеотидов — 3,4 нм. Длина молекулы — до нескольких сантиметров. Молекулярный вес составляет десятки и сотни миллионов. В ядре клетки человека общая длина ДНК около 2м. Нуклеотид — мономер нуклеиновых кислот. Молекула нуклеотида состоит из трех частей: азотистого основания, пятиуглеродного сахара (пентозы) и фосфорной кислоты. Азотистые основания имеют циклическую структуру, в состав которой наряду с атомами углерода входят атомы других элементов, в частности азота. За присутствие в этих соединениях атомов азота они и получили название азотистых, а поскольку они обладают щелочными свойствами — оснований. Азотистые основания нуклеиновых кислот относятся к классам пиримидинов и пуринов. Пиримидиновые основания являются производными пиримидина, имеющего в составе своей молекулы одно кольцо. К наиболее распространенным пиримидиновым основаниям относятся тимин, цитозин. Пуриновые основания являются производными пурина, имеющего два кольца. К пуриновым основаниям относятся аденин и гуанин. Помимо азотистых оснований в образовании нуклеотидов принимают участие углеводный компонент, который представлен дезоксирибозой, относящейся к пентозам. Третьим компонентом нуклеотидов является остаток фосфорной кислоты — фосфат. Именно наличие фосфата придает нуклеиновым кислотам свойства кислот. Названия нуклеотидов отличаются от названий соответствующих оснований. И те, и другие принято обозначать заглавными буквами:
Против одной цепи нуклеотидов располагается вторая цепь. Полинуклеотидные цепи в молекуле ДНК удерживаются друг около друга благодаря возникновению водородных связей между азотистыми основаниями нуклеотидов, располагающихся друг против друга. Спаривание нуклеотидов не случайно, в его основе лежит принцип комплементарного взаимодействия пар оснований: против аденина одной цепи всегда располагается тимин на другой цепи, а против гуанина одной цепи — всегда цитозин другой, то есть аденин комплементарен тимину и между ними две водородные связи, а гуанин — цитозину (три водородные связи). Комплементарностью называют способность нуклеотидов к избирательному соединению друг с другом. Таким образом, последовательность нуклеотидов одной цепи определяет последовательность нуклеотидов другой. Цепи ДНК антипараллельны (разнонаправлены), то есть против 3'-конца одной цепи находится 5'-конец другой (рис.2). На периферию молекулы обращен сахаро-фосфатный остов, образованный чередующимися остатками дезоксирибозы и фосфатными группами. Внутрь молекулы обращены азотистые основания. Самоудвоение молекулы ДНК. Одним из уникальных свойств молекулы ДНК является ее способность к самоудвоению — воспроизведению точных копий исходной молекулы. Благодаря этой способности молекулы ДНК, осуществляется передача наследственной информации от материнской клетки дочерним во время деления. Процесс самоудвоения молекулы ДНК называют репликацией. Репликация — сложный процесс, идущий с участием ферментов (ДНК-полимераз). Репликация осуществляется полуконсервативным способом, то есть под действием ферментов молекула ДНК раскручивается и около каждой цепи, выступающей в роли матрицы, по принципу комплементарности достраивается новая цепь. Таким образом, в каждой дочерней ДНК одна цепь является материнской, а вторая — вновь синтезированной. В материнской ДНК цепи антипараллельны. ДНК-полимеразы способны двигаться в одном направлении — от 3'-конца к 5'-концу, строя дочернюю цепь антипараллельно — от 5' к 3'-концу. Поэтому ДНК-полимераза передвигается в направлении 3'→5' по одной цепи (3'-5'), синтезируя дочернюю. Эта цепь называется лидирующей. Другая ДНК-полимераза движется по другой цепи (5'-3') в обратную сторону (тоже в направлении 3'→5'), синтезируя вторую дочернюю цепь фрагментами (их называют фрагменты Оказаки), которые после завершения репликации сшиваются в единую цепь. Эта цепь называется отстающей. Таким образом, на цепи 3'-5' репликация идет непрерывно, а на цепи 5'-3' — прерывисто. Во время репликации энергия молекул АТФ не расходуется, так как для синтеза дочерних цепей при репликации используются не дезоксирибонуклеотиды (содержат один остаток фосфорной кислоты), а дезоксирибонуклеозидтрифосфаты (содержат три остатка фосфорной кислоты). При включении дезоксирибонуклеозидтрифосфатов в полинуклеотидную цепь два концевых остатка отщепляются, и освободившаяся энергия используется на образование сложноэфирной связи между нуклеотидами.
Закрепление. Беседа. Работа учащихся с тетрадью и кодограммой. Задание на дом. Изучить текст параграфа, ответить на вопросы.
Приложение 1. Кодограмма к уроку. Приложение 2. Карточка для работы у доски.
Приложение 3. Тестовое задание.
Задание 4. "Свойства и функции белков". **Тест 1. При окислении 1 г белка образуется: 1. Вода. 5. Мочевина. 2. Углекислый газ. 6. 38,9 кДж энергии. 3. Аммиак. 4. 17, 6 кДж энергии. Тест 2. В пробирки с пероксидом водорода поместили кусочек вареной колбасы, хлеба, моркови, рубленого яйца. В одной из пробирок выделялся кислород. В какой? 1. С кусочком вареной колбасы. 2. С кусочком хлеба. 3. С кусочком моркови. 4. С кусочком рубленого яйца. **Тест 3. Верные суждения: 1. Ферменты специфичны, каждый фермент обеспечивает реакции одного типа. 2. Ферменты универсальны и могут катализировать реакции разных типов. 3. Каталитическая активность ферментов не зависит от рН и температуры. 4. Каталитическая активность ферментов напрямую зависит от рН и температуры. **Тест 4. Верные суждения: 1. Фермент — ключ, субстрат — замок согласно теории Фишера. 2. Фермент — замок, субстрат — ключ согласно теории Фишера. 3. После каталитической реакции фермент и субстрат распадаются, образуя продукты реакции. 4. После каталитической реакции фермент остается неизменным, субстрат распадается, образуя продукты реакции. **Тест 5. Верные суждения: 1. Витамины являются кофакторами ферментов. 2. Все белки являются биологическими катализаторами, ферментами. 3. При замерзании происходит необратимая денатурация ферментов. 4. Ренатурация — утрата трехмерной конфигурации белка без изменения первичной структуры. Тест 6. Функциональные группировки придают аминокислотам свойства: 1. Кислые — радикал, щелочные — аминогруппа. 2. Кислые — аминогруппа, щелочные — радикал. 3. Кислые — карбоксильная группа, — щелочные — радикал. 4. Кислые — карбоксильная группа, щелочные — аминогруппа. **Тест 7. Верные суждения: 1. Многие белки являются витаминами. 2. Многие белки являются ферментами. 3. Многие белки являются гормонами. 4. Многие белки нерастворимы в воде. **Тест 8. Функции белков: 1. Строительная. 5. Защитная. 2. Рецепторная. 6. Энергетическая. 3. Регуляторная. 7. Каталитическая. 4. Транспортная. 8. Транспортная. Тест 9. Какие связи стабилизируют вторичную структуру белков? 1. Ковалентные. 2. Водородные. 3. Ионные. 4. Все выше перечисленные. **Тест 10. Какие связи стабилизируют третичную структуру белков? 1. Ковалентные. 2. Водородные. 3. Ионные. 4. Гидрофильно-гидрофобное взаимодействие. Поиск по сайту: |
Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.007 сек.) |