§6. Nukleové kyseliny. ATP. Prednáška Nukleové kyseliny. Nukleové kyseliny ATP Aké monoméry tvoria molekulu ATP

Pokračovanie. Pozri č. 11, 12, 13, 14, 15, 16/2005

Hodiny biológie na hodinách prírodovedy

Pokročilé plánovanie, 10. ročník

Lekcia 19

Vybavenie: tabuľky zo všeobecnej biológie, diagram štruktúry molekuly ATP, diagram vzťahu medzi plastickou a energetickou výmenou.

I. Test vedomostí

Vedenie biologického diktátu „Organické zlúčeniny živej hmoty“

Učiteľ prečíta tézy pod číslami, žiaci si zapíšu do zošita čísla tých téz, ktoré sa obsahovo hodia k ich verzii.

Možnosť 1 - proteíny.
Možnosť 2 - sacharidy.
Možnosť 3 - lipidy.
Možnosť 4 - nukleové kyseliny.

1. V čistej forme sa skladajú iba z atómov C, H, O.

2. Okrem atómov C, H, O obsahujú atómy N a zvyčajne S.

3. Okrem atómov C, H, O obsahujú atómy N a P.

4. Majú relatívne malú molekulovú hmotnosť.

5. Molekulová hmotnosť môže byť od tisícok do niekoľkých desiatok a stoviek tisíc daltonov.

6. Najväčšie organické zlúčeniny s molekulovou hmotnosťou až niekoľko desiatok a stoviek miliónov daltonov.

7. Majú rôzne molekulové hmotnosti – od veľmi malých po veľmi vysoké, v závislosti od toho, či ide o látku monomér alebo polymér.

8. Pozostávajú z monosacharidov.

9. Pozostávajú z aminokyselín.

10. Pozostávajú z nukleotidov.

11. Sú to estery vyšších mastné kyseliny.

12. Základná štruktúrna jednotka: "dusíkatá zásada - pentóza - zvyšok kyseliny fosforečnej".

13. Základná štruktúrna jednotka: „aminokyseliny“.

14. Základná štruktúrna jednotka: "monosacharid".

15. Základná štruktúrna jednotka: "glycerol-mastná kyselina".

16. Molekuly polymérov sú postavené z rovnakých monomérov.

17. Molekuly polymérov sú vytvorené z podobných, ale nie úplne identických monomérov.

18. Nie sú polyméry.

19. Vykonávajú takmer výlučne energetické, stavebné a skladovacie funkcie, v niektorých prípadoch - ochranné.

20. Okrem energie a konštrukcie vykonávajú katalytické, signálne, transportné, pohonné a ochranná funkcia;

21. Ukladajú a prenášajú dedičné vlastnosti bunky a tela.

možnosť 1 – 2; 5; 9; 13; 17; 20.
Možnosť 2 – 1; 7; 8; 14; 16; 19.
Možnosť 3 – 1; 4; 11; 15; 18; 19.
Možnosť 4– 3; 6; 10; 12; 17; 21.

II. Učenie sa nového materiálu

1. Štruktúra kyseliny adenozíntrifosforečnej

Okrem bielkovín, nukleových kyselín, tukov a sacharidov sa v živej hmote syntetizuje veľké množstvo ďalších organických zlúčenín. Medzi nimi hrá dôležitú úlohu v bioenergetike bunky adenozíntrifosfát (ATP). ATP sa nachádza vo všetkých rastlinných a živočíšnych bunkách. V bunkách je kyselina adenozíntrifosforečná najčastejšie prítomná vo forme solí tzv adenozíntrifosfáty. Množstvo ATP kolíše a dosahuje v priemere 0,04 % (v bunke je v priemere asi 1 miliarda molekúl ATP). Najväčšie množstvo ATP sa nachádza v kostrových svaloch (0,2–0,5 %).

Molekula ATP pozostáva z dusíkatej bázy – adenínu, pentózy – ribózy a troch zvyškov kyseliny fosforečnej, t.j. ATP je špeciálny adenylnukleotid. Na rozdiel od iných nukleotidov ATP neobsahuje jeden, ale tri zvyšky kyseliny fosforečnej. ATP označuje makroergické látky - látky obsahujúce vo svojich väzbách veľké množstvo energie.

Priestorový model (A) a štruktúrny vzorec (B) molekuly ATP

Zo zloženia ATP pôsobením enzýmov ATPázy sa odštiepi zvyšok kyseliny fosforečnej. ATP má silnú tendenciu oddeľovať svoju terminálnu fosfátovú skupinu:

ATP 4– + H20 ––> ADP 3– + 30,5 kJ + Fn,

pretože to vedie k zániku energeticky nepriaznivého elektrostatického odpudzovania medzi susednými zápornými nábojmi. Vzniknutý fosforečnan sa stabilizuje tvorbou energeticky výhodných vodíkových väzieb s vodou. Rozloženie náboja v systéme ADP + Fn sa stáva stabilnejším ako v ATP. V dôsledku tejto reakcie sa uvoľní 30,5 kJ (pri prerušení konvenčnej kovalentnej väzby sa uvoľní 12 kJ).

Aby sa zdôraznili vysoké energetické „náklady“ väzby fosfor-kyslík v ATP, je zvykom označovať ju znakom ~ a nazývať ju makroenergetická väzba. Keď sa odštiepi jedna molekula kyseliny fosforečnej, ATP sa premení na ADP (kyselina adenozíndifosforečná) a ak sa odštiepia dve molekuly kyseliny fosforečnej, potom sa ATP premení na AMP (kyselina adenozínmonofosforečná). Štiepenie tretieho fosfátu je sprevádzané uvoľnením len 13,8 kJ, takže v molekule ATP sú len dve makroergické väzby.

2. Tvorba ATP v bunke

Zásoba ATP v bunke je malá. Napríklad vo svale stačia zásoby ATP na 20–30 kontrakcií. Ale sval môže pracovať celé hodiny a produkovať tisíce kontrakcií. Preto spolu s rozkladom ATP na ADP musí v bunke nepretržite prebiehať reverzná syntéza. Existuje niekoľko ciest pre syntézu ATP v bunkách. Poďme sa s nimi zoznámiť.

1. anaeróbna fosforylácia. Fosforylácia je proces syntézy ATP z ADP a fosfátu s nízkou molekulovou hmotnosťou (Pn). V tomto prípade rozprávame sa o bezkyslíkatých procesoch oxidácie organických látok (napríklad glykolýza je proces bezkyslíkatej oxidácie glukózy na kyselinu pyrohroznovú). Približne 40% energie uvoľnenej počas týchto procesov (asi 200 kJ / mol glukózy) sa spotrebuje na syntézu ATP a zvyšok sa rozptýli vo forme tepla:

C6H1206 + 2ADP + 2Fn -> 2C3H403 + 2ATP + 4H.

2. Oxidačná fosforylácia- ide o proces syntézy ATP v dôsledku energie oxidácie organických látok kyslíkom. Tento proces bol objavený začiatkom 30. rokov 20. storočia. 20. storočie V.A. Engelhardt. V mitochondriách prebiehajú kyslíkové procesy oxidácie organických látok. Približne 55 % uvoľnenej energie (asi 2600 kJ/mol glukózy) sa v tomto prípade premení na energiu chemických väzieb ATP a 45 % sa rozptýli vo forme tepla.

Oxidačná fosforylácia je oveľa účinnejšia ako anaeróbne syntézy: ak sa počas glykolýzy počas rozpadu molekuly glukózy syntetizujú iba 2 molekuly ATP, potom sa počas oxidatívnej fosforylácie vytvorí 36 molekúl ATP.

3. Fotofosforylácia- proces syntézy ATP vďaka energii slnečného žiarenia. Táto cesta syntézy ATP je charakteristická len pre bunky schopné fotosyntézy (zelené rastliny, sinice). Energiu kvánt slnečného svetla využívajú fotosyntézy vo svetelnej fáze fotosyntézy na syntézu ATP.

3. Biologický význam ATP

ATP je v centre metabolických procesov v bunke a je spojovacím článkom medzi reakciami biologickej syntézy a rozpadu. Úlohu ATP v bunke možno porovnať s úlohou batérie, keďže pri hydrolýze ATP sa uvoľňuje energia potrebná pre rôzne životné procesy ("vybíjanie") a v procese fosforylácie ("nabíjanie") , ATP v sebe opäť akumuluje energiu.

V dôsledku energie uvoľnenej počas hydrolýzy ATP prebiehajú takmer všetky životne dôležité procesy v bunke a tele: nervové impulzy, biosyntéza látok, svalové kontrakcie, transport látok a pod.

III. Upevnenie vedomostí

Riešenie biologických problémov

Úloha 1. Pri rýchlom behu často dýchame, dochádza k zvýšenému poteniu. Vysvetlite tieto javy.

Úloha 2. Prečo mrznúci ľudia začínajú v mrazoch dupať a skákať?

Úloha 3. V známom diele I. Ilfa a E. Petrova „Dvanásť stoličiek“ medzi mnohými užitočné tipy nájdete aj toto: "Zhlboka dýchaj, si vzrušený." Skúste túto radu zdôvodniť z pohľadu energetických procesov prebiehajúcich v tele.

IV. Domáca úloha

Začnite sa pripravovať na test a testujte (nadiktujte testové otázky – pozri lekciu 21).

Lekcia 20

Vybavenie: tabuľky zo všeobecnej biológie.

I. Zovšeobecnenie poznatkov sekcie

Práca žiakov s otázkami (individuálne) s následným overením a diskusiou

1. Uveďte príklady organických zlúčenín, ktoré zahŕňajú uhlík, síru, fosfor, dusík, železo, mangán.

2. Ako možno podľa iónového zloženia rozlíšiť živú bunku od mŕtvej?

3. Aké látky sú v bunke v nerozpustenej forme? Aké orgány a tkanivá zahŕňajú?

4. Uveďte príklady makroživín obsiahnutých v aktívnych centrách enzýmov.

5. Aké hormóny obsahujú stopové prvky?

6. Aká je úloha halogénov v ľudskom organizme?

7. Čím sa líšia proteíny od umelých polymérov?

8. Aký je rozdiel medzi peptidmi a proteínmi?

9. Ako sa nazýva bielkovina, ktorá je súčasťou hemoglobínu? Z koľkých podjednotiek sa skladá?

10. Čo je ribonukleáza? Koľko aminokyselín je v ňom? Kedy bol umelo syntetizovaný?

11. Prečo je rýchlosť chemických reakcií bez enzýmov nízka?

12. Aké látky transportujú bielkoviny cez bunkovú membránu?

13. Ako sa líšia protilátky od antigénov? Obsahujú vakcíny protilátky?

14. Aké látky rozkladajú bielkoviny v tele? Koľko energie sa v tomto prípade uvoľní? Kde a ako sa neutralizuje amoniak?

15. Uveďte príklad peptidových hormónov: ako sa podieľajú na regulácii bunkového metabolizmu?

16. Aká je štruktúra cukru, s ktorým pijeme čaj? Aké ďalšie tri synonymá pre túto látku poznáte?

17. Prečo sa tuk v mlieku nezhromažďuje na povrchu, ale je v suspenzii?

18. Aká je hmotnosť DNA v jadre somatických a zárodočných buniek?

19. Koľko ATP spotrebuje človek denne?

20. Z akých bielkovín si ľudia vyrábajú oblečenie?

Primárna štruktúra pankreatickej ribonukleázy (124 aminokyselín)

II. Domáca úloha.

Pokračujte v príprave na test a test v časti „Chemická organizácia života“.

Lekcia 21

I. Vykonanie ústneho testu z otázok

1. Elementárne zloženie bunky.

2. Charakteristika organogénnych prvkov.

3. Štruktúra molekuly vody. Vodíková väzba a jej význam v „chémii“ života.

4. Vlastnosti a biologické funkcie vody.

5. Hydrofilné a hydrofóbne látky.

6. Katióny a ich biologický význam.

7. Anióny a ich biologický význam.

8. Polyméry. biologické polyméry. Rozdiely medzi periodickými a neperiodickými polymérmi.

9. Vlastnosti lipidov, ich biologické funkcie.

10. Skupiny uhľohydrátov vyznačujúce sa štruktúrnymi znakmi.

11. Biologické funkcie sacharidov.

12. Elementárne zloženie bielkovín. Aminokyseliny. Tvorba peptidov.

13. Primárne, sekundárne, terciárne a kvartérne štruktúry bielkovín.

14. Biologická funkcia bielkovín.

15. Rozdiely medzi enzýmami a nebiologickými katalyzátormi.

16. Štruktúra enzýmov. Koenzýmy.

17. Mechanizmus účinku enzýmov.

18. Nukleové kyseliny. Nukleotidy a ich štruktúra. Tvorba polynukleotidov.

19. Pravidlá E.Chargaffa. Princíp komplementarity.

20. Vznik molekuly dvojvláknovej DNA a jej špirálovitosť.

21. Triedy bunkovej RNA a ich funkcie.

22. Rozdiely medzi DNA a RNA.

23. replikácia DNA. Prepis.

24. Štruktúra a biologická úloha ATP.

25. Tvorba ATP v bunke.

II. Domáca úloha

Pokračujte v príprave na test v časti „Chemická organizácia života“.

Lekcia 22

I. Vykonanie písomného testu

možnosť 1

1. Existujú tri typy aminokyselín - A, B, C. Koľko variantov polypeptidových reťazcov pozostávajúcich z piatich aminokyselín možno postaviť. Zadajte tieto možnosti. Budú mať tieto polypeptidy rovnaké vlastnosti? prečo?

2. Všetko živé sa skladá hlavne zo zlúčenín uhlíka a kremík, analóg uhlíka, ktorého obsah v zemskej kôre je 300-krát väčší ako uhlík, sa nachádza len v niekoľkých organizmoch. Vysvetlite túto skutočnosť z hľadiska štruktúry a vlastností atómov týchto prvkov.

3. Molekuly ATP označené rádioaktívnym 32P na poslednom, treťom zvyšku kyseliny fosforečnej sa zaviedli do jednej bunky a molekuly ATP označené 32P na prvom zvyšku najbližšie k ribóze sa zaviedli do inej bunky. Po 5 minútach sa v oboch bunkách zmeral obsah anorganického fosfátového iónu označeného32P. Kde bude výrazne vyššia?

4. Štúdie ukázali, že 34 % z celkového počtu nukleotidov tejto mRNA tvorí guanín, 18 % uracil, 28 % cytozín a 20 % adenín. Určte percentuálne zloženie dusíkatých báz dvojvláknovej DNA, z ktorých je uvedená mRNA plesňou.

Možnosť 2

1. Tuky tvoria "prvú rezervu" v energetickom metabolizme a využívajú sa pri vyčerpaní zásob sacharidov. V kostrových svaloch sa však v prítomnosti glukózy a mastných kyselín vo väčšej miere využívajú práve tie druhé. Proteíny ako zdroj energie sa využívajú vždy len ako posledná možnosť, keď telo hladuje. Vysvetlite tieto skutočnosti.

2. Ióny ťažkých kovov (ortuť, olovo atď.) a arzénu sa ľahko viažu sulfidovými skupinami bielkovín. Keď poznáte vlastnosti sulfidov týchto kovov, vysvetlite, čo sa stane s proteínom, keď sa skombinuje s týmito kovmi. Prečo sú ťažké kovy pre telo jedovaté?

3. Pri oxidačnej reakcii látky A na látku B sa uvoľní 60 kJ energie. Koľko molekúl ATP môže byť v tejto reakcii maximálne syntetizované? Ako sa využije zvyšok energie?

4. Štúdie ukázali, že 27 % z celkového počtu nukleotidov tejto mRNA tvorí guanín, 15 % uracil, 18 % cytozín a 40 % adenín. Určte percentuálne zloženie dusíkatých báz dvojvláknovej DNA, z ktorých je uvedená mRNA plesňou.

Pokračovanie nabudúce

Komu nukleových kyselín zahŕňajú vysokopolymérne zlúčeniny, ktoré sa počas hydrolýzy rozkladajú na purínové a pyrimidínové bázy, pentózu a kyselinu fosforečnú. Nukleové kyseliny obsahujú uhlík, vodík, fosfor, kyslík a dusík. Existujú dve triedy nukleových kyselín: ribonukleové kyseliny (RNA) a deoxyribonukleové kyseliny (DNA).

Štruktúra a funkcie DNA

DNA- polymér, ktorého monoméry sú deoxyribonukleotidy. Model priestorovej štruktúry molekuly DNA vo forme dvojitej špirály navrhli v roku 1953 J. Watson a F. Crick (na zostavenie tohto modelu použili prácu M. Wilkinsa, R. Franklina, E. Chargaff).

molekula DNA tvorené dvoma polynukleotidovými reťazcami, špirálovito stočenými okolo seba a spolu okolo pomyselnej osi, t.j. je dvojitá špirála (výnimka – niektoré vírusy obsahujúce DNA majú jednovláknovú DNA). Priemer dvojitej špirály DNA je 2 nm, vzdialenosť medzi susednými nukleotidmi je 0,34 nm a na jednu otáčku špirály pripadá 10 párov nukleotidov. Dĺžka molekuly môže dosiahnuť niekoľko centimetrov. Molekulová hmotnosť - desiatky a stovky miliónov. Celková dĺžka DNA v jadre ľudskej bunky je asi 2 m.V eukaryotických bunkách tvorí DNA komplexy s proteínmi a má špecifickú priestorovú konformáciu.

DNA monomér - nukleotid (deoxyribonukleotid)- pozostáva zo zvyškov troch látok: 1) dusíkatej zásady, 2) päťuhlíkového monosacharidu (pentózy) a 3) kyseliny fosforečnej. Dusíkaté zásady nukleových kyselín patria do tried pyrimidínov a purínov. Pyrimidínové bázy DNA(majú jeden kruh v molekule) - tymín, cytozín. Purínové základy(majú dva kruhy) - adenín a guanín.

Monosacharid nukleotidu DNA je reprezentovaný deoxyribózou.

Názov nukleotidu je odvodený od názvu zodpovedajúcej bázy. Nukleotidy a dusíkaté bázy sú označené veľkými písmenami.

dusíkatej báze	Názov nukleotidu	Označenie
adenín	Adenyl	A (A)
guanín	Guanyl	G (G)
Timin	tymidyl	T(T)
Cytozín	Cytidyl	C (C)

Polynukleotidový reťazec sa vytvára ako výsledok nukleotidových kondenzačných reakcií. V tomto prípade medzi 3"-uhlíkom deoxyribózového zvyšku jedného nukleotidu a zvyškom kyseliny fosforečnej druhého, fosfoéterová väzba(patrí do kategórie silných kovalentných väzieb). Jeden koniec polynukleotidového reťazca končí 5" uhlíkom (nazýva sa 5" koniec), druhý končí 3" uhlíkovým (3" koncom).

Proti jednému reťazcu nukleotidov je druhý reťazec. Usporiadanie nukleotidov v týchto dvoch reťazcoch nie je náhodné, ale striktne definované: tymín je vždy umiestnený oproti adenínu jedného reťazca v druhom reťazci a cytozín je vždy umiestnený oproti guanínu, medzi adenínom a tymínom vznikajú dve vodíkové väzby, tri vodíky väzby medzi guanínom a cytozínom. Vzor, podľa ktorého sú nukleotidy rôznych reťazcov DNA striktne usporiadané (adenín - tymín, guanín - cytozín) a selektívne sa navzájom kombinujú, sa nazýva tzv. princíp komplementarity. Treba poznamenať, že J. Watson a F. Crick pochopili princíp komplementarity po prečítaní diel E. Chargaffa. E. Chargaff, ktorý študoval obrovské množstvo vzoriek tkanív a orgánov rôzne organizmy zistili, že v akomkoľvek fragmente DNA obsah guanínových zvyškov vždy presne zodpovedá obsahu cytozínu a adenínu tymínu ( "Chargaffovo pravidlo"), ale túto skutočnosť nevedel vysvetliť.

Z princípu komplementarity vyplýva, že nukleotidová sekvencia jedného reťazca určuje nukleotidovú sekvenciu iného reťazca.

Reťazce DNA sú antiparalelné (opačné), t.j. nukleotidy rôznych reťazcov sú umiestnené v opačných smeroch, a preto oproti 3 "koncu jedného reťazca je 5" koniec druhého. Molekula DNA sa niekedy prirovnáva k točitému schodisku. "Zábradlie" tohto rebríčka je cukor-fosfátová kostra (striedajúce sa zvyšky deoxyribózy a kyseliny fosforečnej); "kroky" sú doplnkové dusíkaté bázy.

Funkcia DNA- uchovávanie a prenos dedičných informácií.

Replikácia (reduplikácia) DNA

- proces sebazdvojenia, hlavná vlastnosť molekuly DNA. Replikácia patrí do kategórie reakcií syntézy matrice a zahŕňa enzýmy. Pôsobením enzýmov sa molekula DNA rozvinie a okolo každého vlákna fungujúceho ako templát sa dokončuje nové vlákno podľa princípov komplementarity a antiparalelnosti. V každej dcérskej DNA je teda jedno vlákno rodičovské a druhé vlákno je novo syntetizované. Tento druh syntézy sa nazýva polokonzervatívne.

„Stavebným materiálom“ a zdrojom energie na replikáciu sú deoxyribonukleozidtrifosfáty(ATP, TTP, GTP, CTP) obsahujúci tri zvyšky kyseliny fosforečnej. Keď sú v polynukleotidovom reťazci zahrnuté deoxyribonukleozidtrifosfáty, odštiepia sa dva terminálne zvyšky kyseliny fosforečnej a uvoľnená energia sa použije na vytvorenie fosfodiesterovej väzby medzi nukleotidmi.

Nasledujúce enzýmy sa podieľajú na replikácii:

helikázy („odvinúť“ DNA);
destabilizujúce proteíny;
DNA topoizomerázy (rezaná DNA);
DNA polymerázy (vyberú deoxyribonukleozidtrifosfáty a komplementárne ich naviažu na reťazec templátu DNA);
RNA priméry (forma RNA primérov, primérov);
DNA ligázy (zošitie fragmentov DNA dohromady).

Pomocou helikáz je DNA v určitých oblastiach skrútená, oblasti jednovláknovej DNA sú viazané destabilizujúcimi proteínmi a replikačná vidlica. Pri nezrovnalosti 10 párov nukleotidov (jedno otočenie špirály) musí molekula DNA dokončiť kompletnú revolúciu okolo svojej osi. Aby sa zabránilo tejto rotácii, DNA topoizomeráza štiepi jeden reťazec DNA a umožňuje mu otáčať sa okolo druhého vlákna.

DNA polymeráza môže pripojiť nukleotid iba k 3" uhlíku deoxyribózy predchádzajúceho nukleotidu, takže tento enzým je schopný pohybovať sa pozdĺž templátovej DNA iba jedným smerom: od 3" konca po 5" koniec tejto templátovej DNA. Pretože reťazce v materskej DNA sú antiparalelné, na jej rôznych reťazcoch dochádza k zostaveniu dcérskych polynukleotidových reťazcov rôznymi spôsobmi av opačných smeroch. Na reťazci 3 "–5" syntéza dcérskeho polynukleotidového reťazca prebieha bez prerušenia; táto dcérska reťaz sa bude volať vedenie. Na reťazi 5 "–3" - prerušovane, v fragmentoch ( fragmenty Okazaki), ktoré sú po dokončení replikácie DNA ligázami fúzované do jedného vlákna; táto detská reťaz sa bude nazývať zaostávanie (zaostávajú).

Charakteristickým rysom DNA polymerázy je, že môže začať svoju prácu iba s "semená" (primer). Úlohu „semien“ plnia krátke sekvencie RNA vytvorené za účasti enzýmu RNA primázy a spárované s templátovou DNA. RNA priméry sa odstránia po dokončení zostavenia polynukleotidových reťazcov.

Replikácia prebieha podobne u prokaryotov a eukaryotov. Rýchlosť syntézy DNA u prokaryotov je rádovo vyššia (1000 nukleotidov za sekundu) ako u eukaryotov (100 nukleotidov za sekundu). Replikácia začína súčasne v niekoľkých oblastiach molekuly DNA. Kúsok DNA z jedného začiatku replikácie do druhého tvorí jednotku replikácie - replikón.

K replikácii dochádza pred delením buniek. Vďaka tejto schopnosti DNA sa uskutočňuje prenos dedičnej informácie z materskej bunky do dcérskych buniek.

Oprava ("oprava")

reparácie je proces opravy poškodenia nukleotidovej sekvencie DNA. Vykonáva sa špeciálnymi enzýmovými systémami bunky ( opravné enzýmy). V procese opravy štruktúry DNA možno rozlíšiť nasledujúce štádiá: 1) nukleázy opravujúce DNA rozpoznajú a odstránia poškodenú oblasť, čo vedie k medzere v reťazci DNA; 2) DNA polymeráza vypĺňa túto medzeru kopírovaním informácií z druhého („dobrého“) vlákna; 3) DNA ligáza „zosieťuje“ nukleotidy a dokončí opravu.

Najviac sa študovali tri opravné mechanizmy: 1) fotoreparácia, 2) excízia alebo predreplikatívna oprava, 3) postreplikatívna oprava.

Zmeny v štruktúre DNA prebiehajú v bunke neustále pod vplyvom reaktívnych metabolitov, ultrafialového žiarenia, ťažkých kovov a ich solí atď. Defekty v reparačných systémoch preto zvyšujú rýchlosť mutačných procesov a sú príčinou dedičných ochorení (xeroderma pigmentóza, progéria atď.).

Štruktúra a funkcie RNA

je polymér, ktorého monoméry sú ribonukleotidy. Na rozdiel od DNA je RNA tvorená nie dvoma, ale jedným polynukleotidovým reťazcom (výnimka – niektoré vírusy obsahujúce RNA majú dvojvláknovú RNA). Nukleotidy RNA sú schopné tvoriť medzi sebou vodíkové väzby. Reťazce RNA sú oveľa kratšie ako reťazce DNA.

RNA monomér - nukleotid (ribonukleotid)- pozostáva zo zvyškov troch látok: 1) dusíkatej zásady, 2) päťuhlíkového monosacharidu (pentózy) a 3) kyseliny fosforečnej. Dusíkaté bázy RNA tiež patria do tried pyrimidínov a purínov.

Pyrimidínovými bázami RNA sú uracil, cytozín a purínovými bázami sú adenín a guanín. Nukleotidový monosacharid RNA predstavuje ribóza.

Prideliť tri typy RNA: 1) informačný(matrix) RNA - mRNA (mRNA), 2) dopravy RNA - tRNA, 3) ribozomálne RNA - rRNA.

Všetky typy RNA sú nerozvetvené polynukleotidy, majú špecifickú priestorovú konformáciu a podieľajú sa na procesoch syntézy proteínov. Informácie o štruktúre všetkých typov RNA sú uložené v DNA. Proces syntézy RNA na templáte DNA sa nazýva transkripcia.

Preneste RNA zvyčajne obsahujú 76 (od 75 do 95) nukleotidov; molekulová hmotnosť - 25 000–30 000. Podiel tRNA tvorí asi 10 % všeobecný obsah RNA v bunke. Funkcie tRNA: 1) transport aminokyselín do miesta syntézy bielkovín, do ribozómov, 2) translačný mediátor. V bunke sa nachádza asi 40 typov tRNA, pričom každý z nich má nukleotidovú sekvenciu charakteristickú len pre ňu. Všetky tRNA však majú niekoľko intramolekulárnych komplementárnych oblastí, vďaka čomu tRNA získavajú konformáciu, ktorá svojím tvarom pripomína ďatelinový list. Akákoľvek tRNA má slučku na kontakt s ribozómom (1), antikodónovú slučku (2), slučku na kontakt s enzýmom (3), akceptorový kmeň (4) a antikodón (5). Aminokyselina je pripojená k 3' koncu akceptorového kmeňa. Anticodon- tri nukleotidy, ktoré "rozpoznávajú" kodón mRNA. Je potrebné zdôrazniť, že konkrétna tRNA môže transportovať presne definovanú aminokyselinu zodpovedajúcu jej antikodónu. Špecifickosť spojenia aminokyselín a tRNA je dosiahnutá vďaka vlastnostiam enzýmu aminoacyl-tRNA syntetázy.

Ribozomálna RNA obsahuje 3000–5000 nukleotidov; molekulová hmotnosť - 1 000 000–1 500 000. rRNA tvorí 80–85 % celkového obsahu RNA v bunke. V kombinácii s ribozomálnymi proteínmi tvorí rRNA ribozómy - organely, ktoré vykonávajú syntézu proteínov. V eukaryotických bunkách prebieha syntéza rRNA v jadierku. funkcie rRNA: 1) nevyhnutná štrukturálna zložka ribozómov a teda zabezpečenie fungovania ribozómov; 2) zabezpečenie interakcie ribozómu a tRNA; 3) počiatočná väzba ribozómu a iniciačného kodónu mRNA a určenie čítacieho rámca, 4) vytvorenie aktívneho centra ribozómu.

Informačná RNA sa líšil obsahom nukleotidov a molekulovou hmotnosťou (od 50 000 do 4 000 000). Podiel mRNA tvorí až 5 % z celkového obsahu RNA v bunke. Funkcie mRNA: 1) prenos genetickej informácie z DNA do ribozómov, 2) matrica na syntézu molekuly proteínu, 3) určenie sekvencie aminokyselín primárnej štruktúry molekuly proteínu.

Štruktúra a funkcie ATP

Kyselina adenozíntrifosforečná (ATP) je univerzálnym zdrojom a hlavným akumulátorom energie v živých bunkách. ATP sa nachádza vo všetkých rastlinných a živočíšnych bunkách. Množstvo ATP je v priemere 0,04% (surovej hmoty bunky), najväčšie množstvo ATP (0,2–0,5%) sa nachádza v kostrových svaloch.

ATP pozostáva zo zvyškov: 1) dusíkatej bázy (adenín), 2) monosacharidu (ribózy), 3) troch kyselín fosforečných. Keďže ATP neobsahuje jeden, ale tri zvyšky kyseliny fosforečnej, patrí medzi ribonukleozidtrifosfáty.

Pre väčšinu typov práce vyskytujúcej sa v bunkách sa využíva energia hydrolýzy ATP. Súčasne, keď sa odštiepi koncový zvyšok kyseliny fosforečnej, ATP sa premení na ADP (kyselina adenozíndifosforečná), keď sa odštiepi druhý zvyšok kyseliny fosforečnej, stane sa AMP (kyselina adenozínmonofosforečná). Výťažok voľnej energie pri eliminácii koncových aj druhých zvyškov kyseliny fosforečnej je po 30,6 kJ. Odštiepenie tretej fosfátovej skupiny je sprevádzané uvoľnením len 13,8 kJ. Väzby medzi koncovým a druhým, druhým a prvým zvyškom kyseliny fosforečnej sa nazývajú makroergické (vysokoenergetické).

Zásoby ATP sa neustále dopĺňajú. V bunkách všetkých organizmov dochádza k syntéze ATP v procese fosforylácie, t.j. pridanie kyseliny fosforečnej k ADP. Fosforylácia prebieha s rôznou intenzitou pri dýchaní (mitochondrie), glykolýze (cytoplazma), fotosyntéze (chloroplasty).

ATP je hlavným spojivom medzi procesmi sprevádzanými uvoľňovaním a akumuláciou energie a procesmi, ktoré si energiu vyžadujú. Okrem toho je ATP spolu s ďalšími ribonukleozidtrifosfátmi (GTP, CTP, UTP) substrátom pre syntézu RNA.

Všetok život na planéte pozostáva z mnohých buniek, ktoré si vďaka genetickej informácii obsiahnutej v jadre zachovávajú poriadok svojej organizácie. Ukladajú, realizujú a prenášajú ho zložité vysokomolekulové zlúčeniny – nukleové kyseliny, pozostávajúce z monomérnych jednotiek – nukleotidov. Úlohu nukleových kyselín nemožno preceňovať. Stabilita ich štruktúry určuje normálnu životnú aktivitu organizmu a akékoľvek odchýlky v štruktúre nevyhnutne vedú k zmene bunkovej organizácie, činnosti fyziologických procesov a životaschopnosti buniek ako celku.

Pojem nukleotid a jeho vlastnosti

Každá alebo RNA je zostavená z menších monomérnych zlúčenín - nukleotidov. Inými slovami, nukleotid je Stavebný Materiál pre nukleové kyseliny, koenzýmy a mnohé ďalšie biologické zlúčeniny, ktoré sú pre bunku v priebehu jej života nevyhnutné.

Medzi hlavné vlastnosti týchto nenahraditeľných látok patria:

Ukladanie informácií o zdedených vlastnostiach;
. vykonávanie kontroly nad rastom a reprodukciou;
. účasť na metabolizme a mnohé iné fyziologické procesy prúdi v bunke.

Keď už hovoríme o nukleotidoch, nemožno sa pozastaviť nad takou dôležitou otázkou, ako je ich štruktúra a zloženie.

Každý nukleotid sa skladá z:

zvyšok cukru;
. dusíkatá báza;
. fosfátová skupina alebo zvyšok kyseliny fosforečnej.

Môžeme povedať, že nukleotid je komplexná organická zlúčenina. V závislosti od druhového zloženia dusíkatých báz a typu pentózy v štruktúre nukleotidov sa nukleové kyseliny delia na:

deoxyribonukleová kyselina alebo DNA;
. ribonukleová kyselina alebo RNA.

Zloženie nukleových kyselín

V nukleových kyselinách je cukor reprezentovaný pentózou. Ide o päťuhlíkový cukor, v DNA sa nazýva deoxyribóza, v RNA sa nazýva ribóza. Každá molekula pentózy má päť atómov uhlíka, z ktorých štyri spolu s atómom kyslíka tvoria päťčlenný kruh a piaty je zahrnutý v skupine HO-CH2.

Poloha každého atómu uhlíka v molekule pentózy je označená arabskou číslicou s prvočíslom (1C´, 2C´, 3C´, 4C´, 5C´). Keďže všetky procesy čítania z molekuly nukleovej kyseliny majú striktný smer, číslovanie atómov uhlíka a ich usporiadanie v kruhu slúži ako akýsi indikátor správneho smeru.

Na hydroxylovej skupine je zvyšok kyseliny fosforečnej pripojený k tretiemu a piatemu atómu uhlíka (3С´ a 5С´). Určuje chemickú príslušnosť DNA a RNA ku skupine kyselín.

Dusíkatá báza je pripojená k prvému atómu uhlíka (1C') v molekule cukru.

Druhové zloženie dusíkatých zásad

DNA nukleotidy podľa dusíkatej bázy sú reprezentované štyrmi typmi:

adenín (A);
. guanín (G);
. cytozín (C);
. tymín (T).

Prvé dva patria do triedy purínov, posledné dva sú pyrimidíny. Z hľadiska molekulovej hmotnosti sú puríny vždy ťažšie ako pyrimidíny.

Nukleotidy RNA podľa dusíkatých báz sú reprezentované:

adenín (A);
. guanín (G);
. cytozín (C);
. uracil (U).

Uracil, podobne ako tymín, je pyrimidínová báza.

Vo vedeckej literatúre možno často nájsť iné označenie dusíkatých zásad - latinskými písmenami (A, T, C, G, U).

Pozrime sa podrobnejšie na chemickú štruktúru purínov a pyrimidínov.

Pyrimidíny, menovite cytozín, tymín a uracil, sú vo svojom zložení zastúpené dvoma atómami dusíka a štyrmi atómami uhlíka, ktoré tvoria šesťčlenný kruh. Každý atóm má svoje vlastné číslo od 1 do 6.

Puríny (adenín a guanín) sú zložené z pyrimidínu a imidazolu alebo dvoch heterocyklov. Molekula purínovej bázy je reprezentovaná štyrmi atómami dusíka a piatimi atómami uhlíka. Každý atóm je očíslovaný od 1 do 9.

V dôsledku kombinácie dusíkatej bázy a pentózového zvyšku vzniká nukleozid. Nukleotid je zlúčenina nukleozidovej a fosfátovej skupiny.

Tvorba fosfodiesterových väzieb

Je dôležité pochopiť otázku, ako sú nukleotidy spojené do polypeptidového reťazca a tvoria molekulu nukleovej kyseliny. To sa deje v dôsledku takzvaných fosfodiesterových väzieb.

Interakciou dvoch nukleotidov vzniká dinukleotid. K tvorbe novej zlúčeniny dochádza kondenzáciou, keď medzi fosfátovým zvyškom jedného monoméru a hydroxyskupinou pentózy druhého monoméru vzniká fosfodiesterová väzba.

Syntéza polynukleotidu je opakovaným opakovaním tejto reakcie (niekoľko miliónov krát). Polynukleotidový reťazec je vybudovaný prostredníctvom tvorby fosfodiesterových väzieb medzi tretím a piatym uhlíkom cukrov (3C' a 5C').

Zostavenie polynukleotidov je zložitý proces, ktorý prebieha za účasti enzýmu DNA polymerázy, ktorý zabezpečuje rast reťazca len z jedného konca (3´) s voľnou hydroxylovou skupinou.

štruktúra molekuly DNA

Molekula DNA, podobne ako proteín, môže mať primárnu, sekundárnu alebo terciárnu štruktúru.

Sekvencia nukleotidov v reťazci DNA určuje jeho primárnu tvorbu vďaka vodíkovým väzbám, ktoré sú založené na princípe komplementarity. Inými slovami, počas syntézy dvojitého funguje určitý vzorec: adenín jedného reťazca zodpovedá tymínu druhého, guanín cytozínu a naopak. Páry adenínu a tymínu alebo guanínu a cytozínu sa tvoria v dôsledku dvoch vodíkových väzieb v prvom a troch v poslednom prípade. Takéto spojenie nukleotidov poskytuje silnú väzbu medzi reťazcami a rovnakú vzdialenosť medzi nimi.

Keď poznáte nukleotidovú sekvenciu jedného vlákna DNA, na princípe komplementarity alebo adície môžete dokončiť druhú.

Terciárna štruktúra DNA je tvorená zložitými trojrozmernými väzbami, vďaka čomu je jej molekula kompaktnejšia a schopnejšia zmestiť sa do malého objemu bunky. Takže napríklad dĺžka DNA E. coli je viac ako 1 mm, zatiaľ čo dĺžka bunky je menšia ako 5 mikrónov.

Počet nukleotidov v DNA, konkrétne ich kvantitatívny pomer, sa riadi Chergaffovým pravidlom (počet purínových báz sa vždy rovná počtu pyrimidínových báz). Vzdialenosť medzi nukleotidmi je konštantná hodnota rovná 0,34 nm, rovnako ako ich molekulová hmotnosť.

Štruktúra molekuly RNA

RNA je reprezentovaná jedným polynukleotidovým reťazcom vytvoreným medzi pentózou (v tomto prípade ribózou) a fosfátovým zvyškom. Jeho dĺžka je oveľa kratšia ako DNA. Rozdiely sú aj v druhovom zložení dusíkatých báz v nukleotide. V RNA sa namiesto pyrimidínovej bázy tymínu používa uracil. V závislosti od funkcií vykonávaných v tele môže byť RNA troch typov.

Ribozomálna (rRNA) – zvyčajne obsahuje od 3000 do 5000 nukleotidov. Ako nevyhnutná štrukturálna zložka sa podieľa na tvorbe aktívneho centra ribozómov, miesta jedného z najdôležitejších procesov v bunke - biosyntézy bielkovín.
. Transport (tRNA) - pozostáva v priemere zo 75 - 95 nukleotidov, uskutočňuje prenos požadovanej aminokyseliny do miesta syntézy polypeptidu v ribozóme. Každý typ tRNA (najmenej 40) má svoju vlastnú jedinečnú sekvenciu monomérov alebo nukleotidov.
. Informácia (mRNA) – zloženie nukleotidov je veľmi rôznorodé. Prenáša genetickú informáciu z DNA do ribozómov, pôsobí ako matrica pre syntézu molekuly proteínu.

Úloha nukleotidov v tele

Nukleotidy v bunke vykonávajú množstvo dôležitých funkcií:

Používajú sa ako štruktúrne bloky pre nukleové kyseliny (nukleotidy purínovej a pyrimidínovej série);
. podieľať sa na mnohých metabolických procesoch v bunke;
. sú súčasťou ATP – hlavného zdroja energie v bunkách;
. pôsobiť ako nosiče redukčných ekvivalentov v bunkách (NAD+, NADP+, FAD, FMN);
. vykonávať funkciu bioregulátorov;
. možno považovať za druhých poslov extracelulárnej pravidelnej syntézy (napríklad cAMP alebo cGMP).

Nukleotid je monomérna jednotka, ktorá tvorí zložitejšie zlúčeniny – nukleové kyseliny, bez ktorých nie je možný prenos genetickej informácie, jej ukladanie a rozmnožovanie. Voľné nukleotidy sú hlavné zložky zapojené do signalizačných a energetických procesov, ktoré podporujú normálne fungovanie buniek a organizmu ako celku.

Pripomeňme si, čo je monomér a polymér. Aké látky sú proteínové monoméry? Ako sa proteíny ako polyméry líšia od škrobu?

Nukleové kyseliny zaujímajú osobitné miesto medzi organickými látkami bunky. Najprv boli izolované z jadier buniek, pre ktoré dostali svoje meno (z lat. Nucleus – jadro). Následne sa v cytoplazme a v niektorých ďalších bunkových organelách našli nukleové kyseliny. Ich pôvodný názov však zostal zachovaný.

Nukleové kyseliny, podobne ako proteíny, sú polyméry, ale ich monoméry, nukleotidy, majú zložitejšiu štruktúru. Počet nukleotidov v reťazci môže dosiahnuť 30 000. Nukleové kyseliny sú najviac vysokomolekulárne organické látky bunky.

Ryža. 24. Štruktúra a typy nukleotidov

V bunkách sa nachádzajú dva typy nukleových kyselín: kyselina deoxyribonukleová (DNA) a kyselina ribonukleová (RNA). Líšia sa zložením nukleotidov, štruktúrou polynukleotidového reťazca, molekulovou hmotnosťou a vykonávanými funkciami.

Ryža. 25. Polynukleotidový reťazec

Zloženie a štruktúra DNA. Zloženie nukleotidov molekuly DNA zahŕňa kyselinu fosforečnú, uhľohydrát deoxyribózy (čo je dôvodom názvu DNA) a dusíkaté bázy - adenín (A), tymín (T), guanín (G), cytozín (C) (obr. 24, 25).

Tieto bázy si navzájom zodpovedajú v pároch v štruktúre (A = T, G = C) a možno ich ľahko kombinovať pomocou vodíkových väzieb. Takéto párové bázy sa nazývajú komplementárne (z latinčiny komplementum - sčítanie).

Anglickí vedci James Watson a Francis Crick v roku 1953 zistili, že molekula DNA pozostáva z dvoch špirálovito stočených reťazcov. Chrbticu reťazca tvoria zvyšky kyseliny fosforečnej a deoxyribózy a dusíkaté bázy smerujú do vnútra špirály (obr. 26, 27). Dva reťazce sú navzájom spojené vodíkovými väzbami medzi komplementárnymi bázami.

Ryža. 26. Schéma molekuly DNA

V bunkách sú molekuly DNA umiestnené v jadre. Tvoria vlákna chromatínu a pred delením buniek sa spiralizujú, spájajú sa s proteínmi a menia sa na chromozómy. Okrem toho sa špecifická DNA nachádza v mitochondriách a chloroplastoch.

DNA v bunke je zodpovedná za ukladanie a prenos dedičných informácií. Kóduje informácie o štruktúre všetkých bielkovín v tele. Počet molekúl DNA slúži ako genetická vlastnosť konkrétneho typu organizmu a nukleotidová sekvencia je špecifická pre každého jednotlivca.

Štruktúra a typy RNA. Zloženie molekuly RNA zahŕňa kyselinu fosforečnú, sacharid - ribózu (odtiaľ názov ribonukleová kyselina), dusíkaté zásady: adenín (A), uracil (U), guanín (G), cytozín (C). Namiesto tymínu sa tu nachádza uracil, ktorý je komplementárny k adenínu (A = Y). Molekuly RNA sa na rozdiel od DNA skladajú z jedného polynukleotidového reťazca (obr. 25), ktorý môže mať priame a špirálovité úseky, tvoria slučky medzi komplementárnymi bázami pomocou vodíkových väzieb. Molekulová hmotnosť RNA je oveľa nižšia ako molekulová hmotnosť DNA.

V bunkách sa molekuly RNA nachádzajú v jadre, cytoplazme, chloroplastoch, mitochondriách a ribozómoch. Existujú tri typy RNA, ktoré majú rôzne molekulové hmotnosti, molekulárne tvary a vykonávajú rôzne funkcie.

Messenger RNA (mRNA) prenášajú informácie o štruktúre proteínu z DNA do miesta jeho syntézy na ribozómoch. Každá molekula mRNA obsahuje kompletné informácie potrebné na syntézu jednej molekuly proteínu. Zo všetkých typov RNA najväčšie mRNA.

Ryža. 27. Dvojzávitnica molekuly DNA (3D model)

Transferové RNA (tRNA) sú najkratšie molekuly. Ich štruktúra tvarom pripomína ďatelinový list (obr. 62). Prenášajú aminokyseliny na miesto syntézy bielkovín na ribozómoch.

Ribozomálna RNA (rRNA) tvorí viac ako 80 % celkovej hmoty RNA v bunke a spolu s proteínmi sú súčasťou ribozómov.

ATP. Okrem polynukleotidových reťazcov obsahuje bunka mononukleotidy, ktoré majú rovnaké zloženie a štruktúru ako nukleotidy tvoriace DNA a RNA. Najdôležitejší z nich je ATP – adenozíntrifosfát.

Molekula ATP pozostáva z ribózy, adenínu a troch zvyškov kyseliny fosforečnej, medzi ktorými sú dve vysokoenergetické väzby (obr. 28). Energia každého z nich je 30,6 kJ/mol. Preto sa nazýva makroergická, na rozdiel od jednoduchej väzby, ktorej energia je asi 13 kJ / mol. Keď sa jeden alebo dva zvyšky kyseliny fosforečnej odštiepia z molekuly ATP, vytvorí sa molekula ADP (adenozíndifosfát) alebo AMP (adenozínmonofosfát). Energie sa v tomto prípade uvoľňuje dvaapolkrát viac ako pri štiepení iných organických látok.

Ryža. 28. Štruktúra molekuly alenozíntrifosfátu (ATP) a jej úloha pri premene energie

ATP je kľúčovou látkou metabolických procesov v bunke a univerzálnym zdrojom energie. K syntéze molekúl ATP dochádza v mitochondriách, chloroplastoch. Energia sa ukladá v dôsledku oxidačných reakcií organických látok a akumulácie slnečnej energie. Bunka využíva túto uloženú energiu vo všetkých životných procesoch.

Cvičenia z lekcie

Čo je to monomér nukleovej kyseliny? Z akých komponentov sa skladá?
Ako sa nukleové kyseliny, podobne ako polyméry, líšia od proteínov?
Čo je komplementarita? Vymenujte kmeňové základy. Aké spojenia sú medzi nimi vytvorené?
Akú úlohu hrajú molekuly RNA v živých telách prírody?
Funkcia ATP v článku sa niekedy prirovnáva k batérii alebo batérii. Vysvetlite význam tohto prirovnania.

Štruktúra a funkcie DNA

Monosacharid nukleotidu DNA je reprezentovaný deoxyribózou.

Názov nukleotidu je odvodený od názvu zodpovedajúcej bázy. Nukleotidy a dusíkaté bázy sú označené veľkými písmenami.

Proti jednému reťazcu nukleotidov je druhý reťazec. Usporiadanie nukleotidov v týchto dvoch reťazcoch nie je náhodné, ale striktne definované: tymín je vždy umiestnený oproti adenínu jedného reťazca v druhom reťazci a cytozín je vždy umiestnený oproti guanínu, medzi adenínom a tymínom vznikajú dve vodíkové väzby, tri vodíky väzby medzi guanínom a cytozínom. Vzor, podľa ktorého sú nukleotidy rôznych reťazcov DNA striktne usporiadané (adenín - tymín, guanín - cytozín) a selektívne sa navzájom kombinujú, sa nazýva tzv. princíp komplementarity. Treba poznamenať, že J. Watson a F. Crick pochopili princíp komplementarity po prečítaní diel E. Chargaffa. E. Chargaff po preštudovaní obrovského množstva vzoriek tkanív a orgánov rôznych organizmov zistil, že v akomkoľvek fragmente DNA obsah guanínových zvyškov vždy presne zodpovedá obsahu cytozínu a adenínu tymínu ( "Chargaffovo pravidlo"), ale túto skutočnosť nevedel vysvetliť.

Z princípu komplementarity vyplýva, že nukleotidová sekvencia jedného reťazca určuje nukleotidovú sekvenciu iného reťazca.

Funkcia DNA- uchovávanie a prenos dedičných informácií.

Replikácia (reduplikácia) DNA

Nasledujúce enzýmy sa podieľajú na replikácii:

helikázy („odvinúť“ DNA);
destabilizujúce proteíny;
DNA topoizomerázy (rezaná DNA);
DNA polymerázy (vyberú deoxyribonukleozidtrifosfáty a komplementárne ich naviažu na reťazec templátu DNA);
RNA priméry (forma RNA primérov, primérov);
DNA ligázy (zošitie fragmentov DNA dohromady).

DNA polymeráza môže pripojiť nukleotid iba k 3" uhlíku deoxyribózy predchádzajúceho nukleotidu, takže tento enzým je schopný pohybovať sa pozdĺž templátovej DNA iba jedným smerom: od 3" konca po 5" koniec tejto templátovej DNA. Pretože reťazce v materskej DNA sú antiparalelné, potom na jej rôznych reťazcoch dochádza k zostaveniu dcérskych polynukleotidových reťazcov rôznymi spôsobmi av opačných smeroch. Na reťazci 3 "-5" syntéza dcérskeho polynukleotidového reťazca prebieha bez prerušenia; táto dcérska reťaz sa bude volať vedenie. Na reťazi 5 "-3" - prerušovane, v fragmentoch ( fragmenty Okazaki), ktoré sú po dokončení replikácie DNA ligázami fúzované do jedného vlákna; táto detská reťaz sa bude nazývať zaostávanie (zaostávajú).

K replikácii dochádza pred delením buniek. Vďaka tejto schopnosti DNA sa uskutočňuje prenos dedičnej informácie z materskej bunky do dcérskych buniek.

Oprava ("oprava")

Najviac sa študovali tri opravné mechanizmy: 1) fotoreparácia, 2) excízia alebo predreplikatívna oprava, 3) postreplikatívna oprava.

Štruktúra a funkcie RNA

Pyrimidínovými bázami RNA sú uracil, cytozín a purínovými bázami sú adenín a guanín. Nukleotidový monosacharid RNA predstavuje ribóza.

Prideliť tri typy RNA: 1) informačný(matrix) RNA - mRNA (mRNA), 2) dopravy RNA - tRNA, 3) ribozomálne RNA - rRNA.

Preneste RNA zvyčajne obsahujú 76 (od 75 do 95) nukleotidov; molekulová hmotnosť - 25 000-30 000. Podiel tRNA tvorí asi 10 % z celkového obsahu RNA v bunke. Funkcie tRNA: 1) transport aminokyselín do miesta syntézy bielkovín, do ribozómov, 2) translačný mediátor. V bunke sa nachádza asi 40 typov tRNA, pričom každý z nich má nukleotidovú sekvenciu charakteristickú len pre ňu. Všetky tRNA však majú niekoľko intramolekulárnych komplementárnych oblastí, vďaka čomu tRNA získavajú konformáciu, ktorá svojím tvarom pripomína ďatelinový list. Akákoľvek tRNA má slučku na kontakt s ribozómom (1), antikodónovú slučku (2), slučku na kontakt s enzýmom (3), akceptorový kmeň (4) a antikodón (5). Aminokyselina je pripojená k 3' koncu akceptorového kmeňa. Anticodon- tri nukleotidy, ktoré "rozpoznávajú" kodón mRNA. Je potrebné zdôrazniť, že konkrétna tRNA môže transportovať presne definovanú aminokyselinu zodpovedajúcu jej antikodónu. Špecifickosť spojenia aminokyselín a tRNA je dosiahnutá vďaka vlastnostiam enzýmu aminoacyl-tRNA syntetázy.

Ribozomálna RNA obsahujú 3000-5000 nukleotidov; molekulová hmotnosť – 1 000 000 – 1 500 000. rRNA tvorí 80 – 85 % celkového obsahu RNA v bunke. V kombinácii s ribozomálnymi proteínmi tvorí rRNA ribozómy - organely, ktoré vykonávajú syntézu proteínov. V eukaryotických bunkách prebieha syntéza rRNA v jadierku. funkcie rRNA: 1) nevyhnutná štrukturálna zložka ribozómov a teda zabezpečenie fungovania ribozómov; 2) zabezpečenie interakcie ribozómu a tRNA; 3) počiatočná väzba ribozómu a iniciačného kodónu mRNA a určenie čítacieho rámca, 4) vytvorenie aktívneho centra ribozómu.

Štruktúra a funkcie ATP

Ísť do prednášky №3„Štruktúra a funkcia bielkovín. Enzýmy »

Ísť do prednáška číslo 5„Bunečná teória. Typy bunkovej organizácie»

Podobné články

Diskutujte:

Opätovne použiteľný bonusový kód vo World of Tanks: Aktualizované (25-10-2019, 20:46): T2 Light Tank Každý hráč vo World of...
Hodnotenie miesta brnenia, ako sa zvažuje: Pre mnohých hráčov, ktorí sa neponárajú do rôznych štatistík svojho účtu,...
Ako použiť chybu na večné osvetlenie nepriateľskej "Front Line" World of Tanks: Schopnosť správneho tankovania na vašom tanku je určite veľmi dôležitá a užitočná....
Najlepší hráč vo World of Tanks Najlepší doplnok vo World of Tanks: V hre World of Tanks majú najväčší vplyv štatistiky hráčov World of Tanks.