Урок биологии по теме «Органические вещества. Нуклеиновые кислоты. Строение и биологическая роль ДНК, РНК» (9 класс)
Урок по биологии для 9 класса
«Органические вещества. Нуклеиновые кислоты.
Строение и биологическая роль ДНК, РНК»
Цели урока: сформировать знания об особой роли нуклеиновых кислот в живой природе (хранение, реализация и передача наследственной информации). Охарактеризовать особенности строения молекул нуклеиновых кислот как биополимеров, локализацию этих кислот в клетке.
Задачи урока:
Образовательная:
ввести понятие «нуклеиновые кислоты», раскрыть особенности их строения, выявить их роль в жизнедеятельности живых организмов; познакомить с азотистыми основаниями и пространственной организацией ДНК и РНК, основными видами РНК, определить черты сходства и различия между РНК и ДНК.
Развивающие: развивать у учащихся умение ставить цели самообразовательной деятельности по разрешению поставленной проблемы и планировать свою деятельность в соответствии с поставленными целями и задачами; развивать у учащихся исследовательские, оценочные умения и навыки; коммуникативные компетенции; вести дискуссию, быть корректными к мнению других, находить приемлемые решения при наличии разных точек зрения; развивать умения сравнивать, оценивать, составлять общую характеристику нуклеиновых кислот; развитие воображения, логического мышления, внимания и памяти.Воспитательная: развивать речь, повышать культуру общения учащихся. Оборудование: таблица «Нуклеиновые кислоты. Дезоксирибонуклеиновая кислота», опорный конспект для учащихся, карточки с заданиями, презентация по теме урока.
Ход урока:
Организационный момент (проверка готовности класса к уроку).Актуализация знаний учащихся:- какие вещества называются органическими? Из каких элементов они состоят?
– какие органические вещества входят в состав клетки?
– какие химические соединения называют белками? Какие вам известны структуры белка?
– какие функции белков вам известны?
– что такое денатурация белка? Что может явиться причиной денатурации?
– какие химические соединения называются углеводами?
– классификация углеводов с приведением примеров;
– перечислите основные функции углеводов;
– что такое липиды? Опишите их химический состав.
– какие функции в живых организмах выполняют липиды?
Изучение нового материала (вступительное слово учителя):Сегодня урок мы посвятим главной загадке жизни. Человек рождается, взрослеет, у него появляются дети и внуки. Мы ни одни живые существа на этой планете, вокруг нас ежечасно, ежесекундно происходит зарождение новой жизни. Этот процесс не прерывается никогда.
Наши соседи по планете – это миллиарды живых существ: растения, животные, микроорганизмы, вирусы. Нас радует цветущий вишневый сад и шорох желтеющей, отмирающей листвы под ногами, умиротворяет выпрыгивающие из воды дельфины и прыгающая белка – летяга.
Все мы когда – либо болели гриппом, краснухой и эти болезни вызваны нахождением в нашем организме болезнетворных микробов и вирусов, а это тоже живые организмы.
Как редко мы задумываемся, откуда такое разнообразие жизни, и ее форм, так не похожих друг на друга! А между тем все живые организмы состоят из одних и тех же химических элементов, объединенных в макромолекулы, такие как белки. Только у различных живых существ белки различны по своей структуре.
Но почему клетки определенного организма синтезируют только свойственные им белки? Как происходит механизм передачи наследственной информации, а главное – где она хранится? Ответы на эти вопросы мы постараемся сегодня найти в процессе урока.
– Давайте вспомним, какие структурные компоненты клетки отвечают за наследственную информацию? (хромосома)
– Из чего состоит хромосома? (ДНК)
– С какой ещё нуклеиновой кислотой вы встречались или слышали при изучении клетки? (РНК)
Тема нашего урока «Нуклеиновые кислоты».
Советский физикохимик, биофизик Михаил Владимирович Волькенштейн определил следующими словами понятие «жизнь»:
«Живые тела, существующие на Земле, представляют собой открытые саморегулирующиеся и самовоспроизводящиеся системы, построенные из биополимеров – белков и нуклеиновых кислот».
История открытия нуклеиновых кислот:
– Давайте еще раз посмотрим на названия этих кислот. Как вы думаете, почему их так назвали? (нуклеус – ядро, видимо они были обнаружены в ядре)
– Нуклеиновые кислоты были открыты в 1868 году швейцарским ученым Мишером. Он их обнаружил в ядрах погибших лейкоцитов и назвал нуклеином (ядро по-латыни нуклеус).
Однако в связи с недостаточным уровнем развития лабораторной техники установить точное химическое строение нуклеина Мишер не смог.
Лишь к концу 30-х годов 20 столетия был уточнен химический состав нуклеиновых кислот, а также установлено, что имеется два типа нуклеиновых кислот ДНК и РНК, и что они входят состав клеток всех без исключения живых существ на Земле.
Однако детали строения нуклеиновых кислот оставались неясными вплоть до середины 50-х годов 20 века. Лишь в 1953 году физик Френсис Крик и Джеймс Уотсон, работавшие в лаборатории Кембриджского университета, расшифровали пространственную структуру ДНК.
Нуклеиновые кислоты (от лат. nucleus — ядро) впервые были обнаружены в ядрах лейкоцитов. Впоследствии было выяснено, что нуклеиновые кислоты содержатся во всех клетках, причем не только в ядре, но также в цитоплазме и различных органоидах (митохондриях, пластидах).
Различают два типа нуклеиновых кислот — дезоксирибонуклеиновые (сокращенно ДНК) и рибонуклеиновые (РНК). Различие в названиях объясняется тем, что молекула ДНК содержит углевод дезоксирибозу, а молекула РНК — рибозу.
Нуклеиновые кислоты — биополимеры, состоящие из мономеров-нуклеотидов. Мономеры-нуклеотиды ДНК и РНК имеют сходное строение. Каждый нуклеотид состоит из трех компонентов, соединенных прочными химическими связями. Это азотистое основание, углевод (рибоза или дезоксирибоза) и остаток фосфорной кислоты.
Азотистых оснований четыре: аденин, гуанин, цитозин или тимин. Они и определяют названия соответствующих нуклеотидов: адениловый (А), гуаниловый (Г), цитидиловый (Ц) и тимидиловый (Т).
Каждая цепь ДНК представляет полинуклеотид, состоящий из нескольких десятков тысяч нуклеотидов.
Молекула ДНК имеет сложное строение. Она состоит из двух спирально закрученных цепей, которые по всей длине соединены друг с другом водородными связями. Такую структуру, свойственную только молекулам ДНК, называют двойной спиралью.
При образовании двойной спирали ДНК азотистые основания одной цепи располагаются в строго определенном порядке против азотистых оснований другой. При этом обнаруживается важная закономерность: против аденина одной цени всегда располагается тимин другой цепи, против гуанина — цитозин, и наоборот.
Это объясняется тем, что пары нуклеотидов аденин и тимин, а также гуанин и цитозин строго соответствуют друг другу и являются дополнительными, или комплементарными (от лат, соmplementum — дополнение), друг другу.
Между аденином и тимином всегда возникают две, а между гуанином и цитозином – три водородные связи.
Следовательно, у всякого организма число адениловых нуклеотидов равно числу тимидиловых, а число гуаниловых – числу цитидиловых. Зная последовательность нуклеотидов в одной цепи ДНК, по принципу комплементарности можно установить порядок нуклеотидов другой.
С помощью четырех типов нуклеотидов в ДНК записана вся важная информация об организме, передающаяся по наследству следующим поколениям. Другими словами ДНК является носителем наследственной информации.
Молекулы ДНК, в основном, находятся в ядрах клеток, но небольшое их количество содержится в митохондриях и пластидах.
Функции ДНК: 1) Хранение наследственной информации (порядок расположения нуклеотидов в молекуле ДНК определяет порядок расположения аминокислот в молекуле белка).
2) Передача наследственной информации следующему поколению (способность ДНК к самоудвоению – редупликации).
3) Передача генетической информации из ядра в цитоплазму (с участием и.-РНК).
Молекула РНК, в отличие от молекулы ДНК, – полимер, состоящий из одной цепочки значительно меньших размеров.
Мономерами РНК являются нуклеотиды, состоящие из рибозы, остатка фосфорной кислоты и одного из четырех азотистых оснований. Три азотистых основания – аденин, гуанин и цитозин — такие же, как и у ДНК, а четвертое — урацил.
Образование полимера РНК происходит через ковалентные связи между рибозой и остатком фосфорной кислоты соседних нуклеотидов.
Выделяют три типа РНК, различающихся по структуре, величине молекул, расположению в клетке и выполняемым функциям:
Рибосомальные РНК (р-РНК) входят в состав рибосом и участвуют в формировании активного центра рибосомы, где происходит процесс биосинтеза белка; состоят из 3-5 тыс.нуклеотидов.
Транспортные РНК (т-РНК) — самые небольшие по размеру, находятся в цитоплазме клетки, состоят из 75-90 нуклеотидов — транспортируют аминокислоты к месту синтеза белка в рибосому.
Информационные, или матричные, РНК (и-РНК) синтезируются на участке одной из цепей молекулы ДНК и передают информацию о структуре белка из ядра клеток к рибосомам, где эта информация реализуется; состоит из 300-30 тыс. нуклеотидов.
Таким образом, различные типы РНК представляют собой единую функциональную систему, направленную на реализацию наследственной информации через синтез белка. Молекулы РНК находятся в ядре, цитоплазме, ЭПС, рибосомах, митохондриях и пластидах клетки.
Физкультминутка (учащиеся под руководством учителя выполняют упражнения):
Потрудились – отдохнём,
Встанем, глубоко вздохнём.
Руки в стороны, вперёд,
Влево, вправо поворот.
Три наклона, прямо встать.
Руки вниз и вверх поднять.
Руки плавно опустили,
Всем улыбки подарили….
Источник: https://www.InfoUroki.net/urok-biologii-po-teme-organicheskie-veshchestva-nukleinovye-kisloty-stroenie-i-biologicheskaya-rol-dnk-rnk-9-klass.html
Нуклеиновые кислоты (стр. 1 из 3)
Нуклеиновые кислоты, биополимеры, состоящие из остатков фосфорной кислоты, сахаров и азотистых оснований (пуринов и пиримидинов). Имеют фундаментальное биологическое значение, поскольку содержат в закодированном виде всю генетическую информацию любого живого организма, от человека до бактерий и вирусов, передаваемую от одного поколения другому.
Нуклеиновые кислоты были впервые выделены из клеток гноя человека и спермы лосося швейцарским врачом и биохимиком Ф.Мишером между 1869 и 1871. Впоследствии было установлено, что существует два типа нуклеиновых кислот: рибонуклеиновая (РНК) и дезоксирибонуклеиновая (ДНК), однако их функции долго оставались неизвестными.
В 1928 английский бактериолог Ф.Гриффит обнаружил, что убитые патогенные пневмококки могут изменять генетические свойства живых непатогенных пневмококков, превращая последние в патогенные. В 1945 микробиолог О.
Эвери из Рокфеллеровского института в Нью-Йорке сделал важное открытие: он показал, что способность к генетической трансформации обусловлена переносом ДНК из одной клетки в другую, а следовательно, генетический материал представляет собой ДНК. В 1940–1950 Дж.Бидл и Э.Тейтум из Станфордского университета (шт.
Калифорния) обнаружили, что синтез белков, в частности ферментов, контролируется специфическими генами. В 1942 Т.Касперсон в Швеции и Ж.Браше в Бельгии открыли, что нуклеиновых кислот особенно много в клетках, активно синтезирующих белки.
Все эти данные наводили на мысль, что генетический материал – это нуклеиновая кислота и что она как-то участвует в синтезе белков.
Однако в то время многие полагали, что молекулы нуклеиновых кислот, несмотря на их большую длину, имеют слишком простую периодически повторяющуюся структуру, чтобы нести достаточно информации и служить генетическим материалом. Но в конце 1940-х годов Э.Чаргафф в США и Дж.Уайатт в Канаде, используя метод распределительной хроматографии на бумаге, показали, что структура ДНК не столь проста и эта молекула может служить носителем генетической информации.
Структура ДНК была установлена в 1953 М.Уилкинсом, Дж.Уотсоном и Ф.Криком в Англии. Это фундаментальное открытие позволило понять, как происходит удвоение (репликация) нуклеиновых кислот. Вскоре после этого американские исследователи А.Даунс и Дж.
Гамов предположили, что структура белков каким-то образом закодирована в нуклеиновых кислотах, а к 1965 эта гипотеза была подтверждена многими исследователями: Ф.Криком в Англии, М.Ниренбергом и С.Очоа в США, Х.Кораной в Индии. Все эти открытия, результат столетнего изучения нуклеиновых кислот, произвели подлинную революцию в биологии.
Они позволили объяснить феномен жизни в рамках взаимодействия между атомами и молекулами.
Типы и распространение. Как мы уже говорили, есть два типа нуклеиновых кислот: ДНК и РНК. ДНК присутствует в ядрах всех растительных и животных клеток, где она находится в комплексе с белками и является составной частью хромосом.
У особей каждого конкретного вида содержание ядерной ДНК обычно одинаково во всех клетках, кроме гамет (яйцеклеток и сперматозоидов), где ДНК вдвое меньше. Таким образом, количество клеточной ДНК видоспецифично.
ДНК найдена и вне ядра: в митохондриях («энергетических станциях» клеток) и в хлоропластах (частицах, где в растительных клетках идет фотосинтез). Эти субклеточные частицы обладают некоторой генетической автономией.
Бактерии и цианобактерии (сине-зеленые водоросли) содержат вместо хромосом одну или две крупные молекулы ДНК, связанные с небольшим количеством белка, и часто – молекулы ДНК меньшего размера, называемые плазмидами. Плазмиды несут полезную генетическую информацию, например содержат гены устойчивости к антибиотикам, но для жизни самой клетки они несущественны.
Некоторое количество РНК присутствует в клеточном ядре, основная же ее масса находится в цитоплазме – жидком содержимом клетки. Бльшую ее часть составляет рибосомная РНК (рРНК). Рибосомы – это мельчайшие тельца, на которых идет синтез белка.
Небольшое количество РНК представлено транспортной РНК (тРНК), которая также участвует в белковом синтезе.
Однако оба этих класса РНК не несут информации о структуре белков – такая информация заключена в матричной, или информационной, РНК (мРНК), на долю которой приходится лишь небольшая часть суммарной клеточной РНК.
Генетический материал вирусов представлен либо ДНК, либо РНК, но никогда обеими одновременно.
Общие свойства
Молекулы нуклеиновых кислот содержат множество отрицательно заряженных фосфатных групп и образуют комплексы с ионами металлов; их калиевая и натриевая соли хорошо растворимы в воде.
Концентрированные растворы нуклеиновых кислот очень вязкие и слегка опалесцируют, а в твердом виде эти вещества белые. Нуклеиновые кислоты сильно поглощают ультрафиолетовый свет, и это свойство лежит в основе определения их концентрации.
С этим же свойством связан и мутагенный эффект ультрафиолетового света.
Длинные молекулы ДНК хрупки и легко ломаются, например при продавливании раствора через шприц. Поэтому работа с высокомолекулярными ДНК требует особой осторожности.
Химическая структура. Нуклеиновые кислоты это длинные цепочки, состоящие из четырех многократно повторяющихся единиц (нуклеотидов). Их структуру можно представить следующим образом:
Символ Ф обозначает фосфатную группу. Чередующиеся остатки сахара и фосфорной кислоты образуют сахарофосфатный остов молекулы, одинаковый у всех ДНК, а огромное их разнообразие обусловливается тем, что четыре азотистых основания могут располагаться вдоль цепи в самой разной последовательности.
Сахаром в нуклеиновых кислотах является пентоза; четыре из пяти ее углеродных атомов вместе с одним атомом кислорода образуют кольцо. Атомы углерода пентозы обозначают номерами от 1 до 5. В РНК сахар представлен рибозой, а в ДНК дезоксирибозой, содержащей на один атом кислорода меньше. Фрагменты полинуклеотидных цепей ДНК и РНК показаны на рисунке.
Поскольку фосфатные группы присоединены к сахару асимметрично, в положениях 3 и 5, молекула нуклеиновой кислоты имеет определенное направление. Сложноэфирные связи между мономерными единицами нуклеиновых кислот чувствительны к гидролитическому расщеплению (ферментативному или химическому), которое приводит к высвобождению отдельных компонентов в виде небольших молекул.
Азотистые основания – это плоские гетероциклические соединения. Они присоединены к пентозному кольцу по положению 1. Более крупные основания имеют два кольца и называются пуринами: это аденин (А) и гуанин (Г).
Основания, меньшие по размерам, имеют одно кольцо и называются пиримидинами: это цитозин (Ц), тимин (Т) и урацил (У). В ДНК входят основания А, Г, Т и Ц, в РНК вместо Т присутствует У. Последний отличается от тимина тем, что у него отсутствует метильная группа (CH3).
Урацил встречается в ДНК некоторых вирусов, где он выполняет ту же функцию, что и тимин.
Трехмерная структура. Важной особенностью нуклеиновых кислот является регулярность пространственного расположения составляющих их атомов, установленная рентгеноструктурным методом. Молекула ДНК состоит из двух противоположно направленных цепей (иногда содержащих миллионы нуклеотидов), удерживаемых вместе водородными связями между основаниями:
Водородные связи, соединяющие основания противоположных цепей, относятся к категории слабых, но благодаря своей многочисленности в молекуле ДНК они прочно стабилизируют ее структуру. Однако если раствор ДНК нагреть примерно до 60 С, эти связи рвутся и цепи расходятся – происходит денатурация ДНК (плавление).
Обе цепи ДНК закручены по спирали относительно воображаемой оси, как будто они навиты на цилиндр. Эта структура называется двойной спиралью. На каждый виток спирали приходится десять пар оснований.
Правило комплементарности. Уотсон и Крик показали, что образование водородных связей и регулярной двойной спирали возможно только тогда, когда более крупное пуриновое основание аденин (А) в одной цепи имеет своим партнером в другой цепи меньшее по размерам пиримидиновое основание тимин (Т), а гуанин (Г) связан с цитозином (Ц). Эту закономерность можно представить следующим образом:
Соответствие АТ и ГЦ называют правилом комплементарности, а сами цепи комплементарными. Согласно этому правилу, содержание аденина в ДНК всегда равно содержанию тимина, а количество гуанина – количеству цитозина. Следует отметить, что две цепи ДНК, различаясь химически, несут одинаковую информацию, поскольку вследствие комплементарности одна цепь однозначно задает другую.
Структура РНК менее упорядочена. Обычно это одноцепочечная молекула, хотя РНК некоторых вирусов состоит из двух цепей. Но даже такая РНК более гибка, чем ДНК.
Некоторые участки в молекуле РНК взаимно комплементарны и при изгибании цепи спариваются, образуя двухцепочечные структуры (шпильки). В первую очередь это относится к транспортным РНК (тРНК).
Некоторые основания в тРНК подвергаются модификации уже после синтеза молекулы. Например, иногда происходит присоединение к ним метильных групп.
Функция нуклеиновых кислот
Одна из основных функций нуклеиновых кислот состоит в детерминации синтеза белков. Информация о структуре белков, закодированная в нуклеотидной последовательности ДНК, должна передаваться от одного поколения к другому, и поэтому необходимо ее безошибочное копирование, т.е. синтез точно такой же же молекулы ДНК (репликация).
Источник: http://MirZnanii.com/a/10422/nukleinovye-kisloty
Нуклеиновые кислоты
Содержание:
Основные понятия
Нуклеиновые кислоты — фосфорсодержащие биополимеры, построенные из мономеров — нуклеотидов и обеспечивающие хранение и передачу наследственной (генетической) информации в живых организмах.
■ Открыты Ф. Мишером (1869 г., Швейцария).
* В молекулах нуклеиновых кислот содержится от 80 до нескольких сот миллионов нуклеотидов.
■ Нуклеиновые кислоты содержатся в ядрах, митохондриях и пластидах клеток.
Нуклеотид — органическое соединение, в состав которого входят: одно из пяти азотистых оснований (аденин, гуанин, урацил, тмин, цитозин), пятиуглеродный моносахарид (рибоза или дезокснрибоза) и остаток молекулы фосфорной кислоты (РO4).
• Название и обозначение нуклеотидов: нуклеотид называется по имени своего азотистого основания и обозначается первой заглавной буквой его названия (пример: А — адениновый нуклеотид).
Комплементарные нуклеотиды — это пары нуклеотидов А и Т, а также Г и Ц, между азотистыми основаниями которых могут образовываться водородные связи.
В зависимости от того, какой сахар входит в состав нуклеотидов, нуклеиновые кислоты подразделяются на дезоксирибонуклеиновые (ДНК) и рибонуклеиновые (РНК).
Дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК)
❖ Состав ДНК:
■ пятиуглеродный сахар дезокси-рибоза,
■ азотистые основания (аденин, гуанин, тимин, цитозин),
■ остаток фосфорной кислоты.
❖ Структура ДНК впервые расшифрована Дж. Уотсоном и Ф. Криком в 1953 г.
■ молекула ДНК состоит из двух полинуклеотидных цепочек, спирально закрученных одна относительно другой;
■нуклеотиды в каждой цепочке ДНК связаны друг с другом ковалентными фосфодиэфирными связями, образующимися между фосфатной группой одного нуклеотида и гидроксильной группой дезоксирибозы соседнего;
■ цепочки ДНК соединены друг с другом двумя или тремя водородными связями между комплементарными азотистыми основаниями: А = Т, Ц = Г.
Комплементарносгь — принцип, в соответствии с которым объединяются две полинуклеотидные цепи в молекуле ДНК, а также осуществляется синтез всех типов РНК на молекулах ДНК и синтез полипептидов по и-РНК в рибосомах: против нуклеотида А одной цепи может быть только нуклеотид Т другой цепи, а против нуклеотида Г — только нуклеотид Ц.
❖ Правило Чаргофа (следствие комплементарности нуклеотидов): число адениловых нуклеотидов равно числу тимидиловых: А = Т, а число гуаниловых нуклеотидов равно числу цити-диловых: Г = Ц; откуда следует, что А + Г = Т + Ц.
♦ Свойства ДНК: эта молекула способна к транскрипции, репарации, репликации.
Транскрипция — это процесс «считывания» генетической информации с одной из нитей молекулы ДНК и копирования ее на молекулу и-РНК, происходящий путем биосинтеза молекул и-РНК на соответствующих участках ДНК; является первым этапом реализации генетической информации в живых клетках.
■ Транскрипция происходит с помощью фермента РНК-лоли-меразы, который, двигаясь по молекуле ДНК, подбирает нуклеотиды, комплементарные нуклеотидам участка ДНК, и соединяет их в цепочку и-РНК.
Репарация — процесс исправления повреждений (восстановления) в молекулах ДНК и компенсации уже закрепившихся мутаций; происходит при участии особых ферментов.
Репликация (или удвоение) ДНК — происходящий под контролем ферментов процесс синтеза новой молекулы ДНК как точной копии уже существующей молекулы ДНК при ее использовании как матрицы; наблюдается в ходе подготовки клетки к делению. Матричный синтез ДНК идет по принципу комплементарности, антипараллельно; полуконсервативный прерывистый матричный синтез — от 3′- к 5′-концу.
❖ Этапы репликации ДНК:
■ постепенное разделение (с помощью специального фермента) комплементарных цепей ДНК в результате разрыва водородных связей между ними;
■ деспирализация разделившихся участков полинуклеотидных цепей ДНК (происходит при участии фермента ДНК-изомеразы);
■ комплементарный синтез новых (дочерних) полинуклеотидных цепей на каждой из старых цепей как на матрице; осуществляется с помощью фермента ДНК-полимеразы.
Локализация ДНК в клетках:
■ в хромосомах клеточного ядра (около 99% всей ДНК клетки), в митохондриях и пластидах эукариотических клеток;
■ в прокариотических клетках погружена в цитоплазму.
❖Функции ДНК: хранение, передача дочерним клеткам и воспроизведение генетической информации.
■В ДНК любой клетки закодирована информация о строении, количестве и последовательности синтеза всех белков данного организма.
Рибонуклеиновая кислота (РНК)
Состав РНК:
■ пятиуглеродный сахар рибоза,
■ азотистые основания (аденин, гуанин, урацил, цитозин),
■ остаток фосфорной кислоты.
Структура РНК (см. рис. 1.3):
■ молекула РНК состоит из одной полинуклеотидной цепочки;
■ нуклеотиды в каждой цепочке РНК связаны друг с другом ковалентными фосфодиэфирными связями;
■ кроме того, между соседними нуклеотидами цепочки могут образовываться водородные связи;
* цепочки РНК значительно короче молекул ДНК, имеют меньшую молярную массу.
Виды РНК:
■ информационная РНК (и-РНК),
■ транспортная РНК (т-РНК),
■ рибосомальная РНК (р-РНК).
Информационная РНК (составляет 7 — рибозофосфатная основа около 5% от всех РНК клетки):
■ структура: незамкнутая цепь, содержащая от 300 до 30000 нуклеотидов; является комплементарной копией определенного участка ДНК (гена);
* функции: каждая специфическая молекула и-РНК переносит информацию о структуре определенного белка от ДНК в рибосомы (место сборки молекул белков) и является матрицей для синтеза молекул этого белка.
Транспортная РНК (составляет до 15% от всех РНК клетки):
■ структура: содержит 75-85 нуклеотидов; молекула т-РНК имеет вторичную структуру в форме «клеверного листа» (из-за наличия водородных связей) и два активных участка: антикодонтриплет нуклеотидов на верхушке «клеверного листа», и акцепторный конец, к которому присоединяются аминокислоты;
■ функция т-РНК — транспорт аминокислот в рибосому к месту сборки молекул белка.
❖ Рибосомальная РНК (составляет до 85% от всех РНК клетки):
■ место синтеза: молекулы р-РНК синтезируются в ядре клетки;
■ локализация: в комплексе с белками образует рибосомы — ор-ганеллы, на которых происходит синтез белка;
■ функция р-РНК — обеспечение нужного пространственного взаимного расположения и-РНК и т-РНК в рибосоме.
Аденозинтрифосфорная кислота (АТФ)
Аденозинтрифосфорная кислота (АТФ) — органическое вещество, выполняющее роль аккумулятора энергии в клетке в виде макроэргических связей.
❖ Состав молекул АТФ:
■ пятиуглеродный сахар рибоза,
• азотистое основание аденин,
• три остатка молекул фосфорной кислоты.
❖ Энергетика химических связей:
■ между остатками молекул фосфорной кислоты существуют макроэргические связи; при разрыве одной такой связи в результате гидролитического (под воздействием молекулы воды) отщепления выделяетс)( 40 кДж энергии;
■ аккумуляция энергии в вышеуказанных связях происходит в процессе синтеза АТФ за счет энергии, освобождающейся при окислении органических веществ (окислительное фосфорилирование).
❖ Некоторые особенности АТФ:
■ АТФ синтезируется в гиалоплазме, митохондриях и хлоропла-стах (у растений в процессе фотосийтеза);
■ среднее время жизни молекулы АТФ в клетке — менее 1 мин.
❖ Значение АТФ: это — главный и универсальный источник энергии для всех процессов жизнедеятельности в клетке.
Источник: https://esculappro.ru/nukleinovyie-kislotyi.html
Роль нуклеиновых кислот ДНК и РНК в механизмах наследственности и изменчивости
Сохрани ссылку в одной из сетей:
САМАРСКАЯ ГУМАНИТАРНАЯ АКАДЕМИЯ
кафедра общих математических и естественнонаучных дисциплин
Роль нуклеиновых кислот (ДНК и РНК) в механизмах
наследственности и изменчивости
Реферат по курсу
«Концепции современного естествознания»
Выполнил Зотеева Е.А.
группа 1103
Преподаватель Суханов С.В.
САМАРА
2001
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ 3
1. НУКЛЕИНОВЫЕ КИСЛОТЫ – ДНК и РНК 4
1.1. Дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) 4
1.1.1. Удвоение ДНК 5
1.2. Рибонуклеиновые кислоты (РНК) 5
1.3. Код ДНК 5
2. ОСНОВЫ ГЕНЕТИКИ 7
2.1. Материальные основы наследственности. 7
2.2. Виды изменчивости 7
2.3. Методы генетики человека 8
3. УРОВЕНЬ БИОЛОГИЧЕСКИХ СТРУКТУР 9
3.1. Молекулярно-генетический уровень биологических структур 9
3.2.Онтогенетический уровень живых систем 12
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 15
Список использованных источников 16
ВВЕДЕНИЕ
Придерживаясь принципов системного подхода, будем рассматривать огромное разнообразие форм и явлений живой природы также с точки зрения уровня определяющих их биологических структур.
Хотя подобное изучение и не следует тому историческому пути, каким развивались биология, но он даст возможность теоретически представить, как могли возникнуть первые живые системы на Земле и как происходил процесс эволюции от простейших и менее организованных систем к системам более сложным и высокоорганизованным.
Исторически биология развивалась как описательная наука о многообразных формах и видах растительного и животного царства. Поэтому важнейшее место в ней заняли методы анализа, систематизации и классификации огромного эмпирического материала, накопленного натуралистами.
Первые классификации растений, наиболее известной из которых была система Карла Линнея (1707 – 1778), а также классификация животных Жоржа Бюффона (1707 – 1788), носили в значительной мере искусственный характер, поскольку не учитывали происхождения и развития живых организмов.
Тем не менее, они способствовали объединению всего известного биологического знания, его анализу и исследованию причин и факторов происхождения и эволюции живых систем.
Без такого исследования было бы невозможно, во-первых, перейти на новый уровень познания, когда объектами изучения биологов стали живые структуры сначала на клеточном, а затем на молекулярном уровне.
Во-вторых, обобщение и систематизация знаний об отдельных видах и родах растений и животных требовали перехода от искусственных классификаций к естественным, где основой должен стать принцип генезиса, происхождения новых видов, а следовательно, разработка теории эволюции.
Такие попытки создания естественной классификации, опирающиеся на весьма несовершенные ещё принципы эволюции, предпринимались Жан Батистом Ламарком (1744 – 1829) и Этьеном Жоффруа Сент-Илером (1772 – 1844).
Не подлежит сомнению, что они послужили важной вехой на пути создания первой научной теории эволюции видов растений и животных Чарлзом Дарвином.
В-третьих, именно описательная, эмпирическая биология послужила тем фундаментом, на основе которого сформировался целостный взгляд на многообразный, нов тоже время единый мир живых систем.
Можно даже сказать, что первые представления о системах и уровнях их организации были заимствованы из опыта изучения живой природы и даже сейчас для иллюстраций мы обращаемся именно к живым системам.
Ведь прежде чем объяснить функционирование отдельных частей или элементов живых организмов, мы должны понять жизнедеятельность единого, целостного организма, а также понимание первоначально достигается именно на описательном, эмпирическом уровне.
Дальнейший, теоретический шаг в понимании неизбежно связан с анализом непосредственно данной живой системы, её расчленением на отдельные подсистемы и элементы, изучением структуры системы, выявлением различных структурных уровней организации живых систем.
1. НУКЛЕИНОВЫЕ КИСЛОТЫ – ДНК и РНК
1.1. Дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК)
Роль хранителя наследственной информации у всех клеток – животных и растительных – принадлежит ДНК. Молекула ДНК представляет собой две спирально закрученные одна вокруг другой нити. Ширина такой двойной спирали невелика, около 2 нм.
Длина же её в десятки тысяч раз больше – она достигает сотни тысяч нанометров. Между тем самые крупные белковые молекулы в развёрнутом виде достигают в длину не более 100-200 нм. Таким образом, вдоль молекулы ДНК могут быть уложены одна за другой тысячи белковых молекул.
Молекулярная масса ДНК соответственно исключительно велика – она достигает десятков и даже сотен миллионов.
Обратимся к структуре ДНК. Каждая нить ДНК представляет собой полимер, мономерами которого являются нуклеотиды.
Нуклеотид – это химическое состояние остатков трёх веществ: азотистого основания, углевода (моносахарида – дезоксирибозы) и фосфорной кислоты.
ДНК всего органического мира образованы соединением четырёх видов нуклеотидов. У всех четырёх нуклеотидов углевод и фосфорная кислота одинаковы.
Нуклеотиды отличаются только по азотистым основаниям, в соответствии с которыми их называют: нуклеотид с азотистым основанием аденин (сокращенно А), нуклеотид с гуанином (Г), нуклеотид с тимином (Т) и нуклеотид с цитозином (Ц). По размерам А равен Г, а Т равен Ц; размеры А и Г несколько больше, чем Т и Ц.
Соединение нуклеотидов в нити ДНК происходит через углевод одного нуклеотда и фосфорную кислоту соседнего. Они соединяются прочной ковалентной связью.
Итак, каждая нить ДНК представляет собой поленуклеотид. Это длинная цепь, в которой в строго определённом порядке расположены нуклеотиды.
Рассмотрим теперь, как располагаются относительно друг друга нити ДНК, когда образуется двойная спираль, и какие силы удерживают их рядом.
Азотистые основания одной цепи «стыкуются» с азотистыми основаниями другой. Основания подходят друг к другу настолько близко, что между ними возникают водородные связи.
В расположении стыкующихся нуклеотидов имеется важная закономерность, а именно: против А одной цепи всегда оказывается Т на другой цепи, а против Г одной цепи – всегда Ц.
Оказывается, что только при таком сочетании нуклеотидов обеспечивается, во-первых, одинаковое по всей длине двойной спирали расстояние между цепями и, во-вторых, образование между противолежащими основаниями максимального числа водородных связей (три водородные связи между Г и Ц и две водородные связи между А и Т).
В каждом из этих сочетаний оба нуклеотида как бы дополняют друг друга. Слово «дополнение» на латинском языке «комплемент». Принято поэтому говорить, что Г является комплиментарным Ц, а Т комплиментарен А.
Если на каком-нибудь участке одной цепи ДНК один за другим следуют нуклеотиды А, Г, Ц, Т, А, Ц, Ц, то на противолежащем участке другой цепи окажутся комплиментарные им Т, Ц, Г, А, Т, Г, Г. Таким образом, если известен порядок следования нуклеотидов в одной цепи, то по принципу комплиментарности сразу же выясняется порядок нуклеотидов в другой цепи.
Большое число водородных связей обеспечивает прочное соединение нитей ДНК, что придаёт молекуле устойчивость и в то же время сохраняет её подвижность: под влиянием фермента дезоксирибонуклеазы она легко раскручивается.
ДНК содержится в ядре клетки, а так же в митохондриях и хлоропластах. В ядре ДНК входит в состав хромосом, где она находится в соединении с белками.
1.1.1. Удвоение ДНК
Принцип комплиментарности, лежащий в основе структуры ДНК, позволяет понять, как синтезируются новые молекулы ДНК незадолго перед делением клетки. Этот синтез обусловлен замечательной способностью молекулы ДНК к удвоению и определяет передачу наследственных свойств от материнской клетки к дочерним.
Как происходит удвоение ДНК? Двойная спираль ДНК под влиянием фермента начинает с одного конца раскручиваться, и на каждой цепи находящейся в окружающей среде свободных нуклеотидов собирается новая цепь. Сборка новой цепи в точном соответствии с принципом комплиментарности.
Против каждого А встает Т, против Г – Ц и т. д. В результате вместо одной молекулы ДНК возникают две молекулы такого же точно нуклеотидного состава, как и первоначальная.
Одна цепь в каждой вновь образовавшейся молекуле ДНК происходит из первоначальной молекулы, а другая синтезируется вновь.
1.2. Рибонуклеиновые кислоты (РНК)
Структуры РНК сходны со структурами ДНК. РНК, как и ДНК, полинуклеотиды, но, в отличие от ДНК, молекула РНК одноцепочечная.
Как и в ДНК, структура РНК создаётся чередованием четырёх типов нуклеотидов, но состав нуклеотидов РНК несколько отличается от состава нуклеотидов ДНК, т. е. углевод в РНК не дезоксирибоза, рибоза, отсюда и название РНК – рибонуклеиновая кислота.
Кроме того, в РНК вместо азотистого основания тимина входит другое, близкое по строению основание, называемое урацилом (У).
В клетке имеется несколько видов РНК. Все они участвуют в синтезе белка. Первый вид – транспортные РНК (т-РНК). Это самые маленькие по размерам РНК они связывают аминокислоты и транспортируют их к месту синтеза белка.
Второй вид – информационные РНК (и-РНК). По размерам они раз в 10 больше т-РНК. Их функция состоит в переносе информации о структуре белка от ДНК к месту синтеза белка. Третий – вид рибосомные РНК (р-РНК).
Они имеют наибольшие размеры молекулы и входят в состав рибосом.
1.3. Код ДНК
Основная роль в определении структуры синтезируемого белка принадлежит ДНК. В молекуле нитевидной ДНК заключена информации о первичной структуре белков данной клетки. Отрезок молекулы ДНК содержащий информацию о первичной структуре одного предельного белка, называется геном. В молекуле ДНК содержится несколько сотен генов.
В живой природе в процессе эволюции выработался код, называемый кодом ДНК: на молекулах ДНК записана и хранится информация о первичной структуре всех белков данной клетки.
Вспомнив, что ДНК представляет собой цепь из последовательно расположенных нуклеотидов, а белок – цепь из последовательно расположенных аминокислот. В коде ДНК определённые сочетания последовательно расположенных нуклеотидов соответствуют определённым аминокислотам в молекуле белка.
Чтобы узнать записанную на молекуле ДНК информацию о первичной структуре белка, нужно знать код ДНК , т. е. знать, какое сочетание нуклеотидов соответствует каждой аминокислоте.
Так как нуклеотидов всегда 4 вида, а аминокислот 20, то очевидно, что каждой аминокислоте соответствует сочетание из нескольких нуклеотидов.
Каждая аминокислота белка кодируется сочетанием трёх последовательно расположенных в цепи ДНК нуклеотидов: из 4 элиментов по 3 можно составить 64 различных сочетания, что с избытком достаточно для кодирования всех 20 аминокислот.
В настоящее время код ДНК расшифрован полностью. Для каждой аминокислоты точно установлен состав кодирующих её троек нуклеотидов – триплетов.
В коде ДНК во многих случаях одна и та же аминокислота закодирована не одним триплетом, а несколькими двумя тремя и даже шестью. Предполагают, что такое свойство кода имеет значение для повышения надёжности хранения и передачи наследственной информации.
Среди 64 триплетов, находящихся в таблице, три – УАА, УАГ и УГА – не кодируют аминокислоты. Эти триплеты – сигналы окончания синтеза полипептидной цепи. Необходимость таких триплетов вызвана тем, что в ряде случаев на и-РНК осуществляется синтез нескольких полипептидных цепей. Для отделения их друг от друга и используются указанные триплеты.
2. ОСНОВЫ ГЕНЕТИКИ
Источник: http://works.doklad.ru/view/kGYm5mYA9t8.html
Нуклеиновые кислоты
Информация о нуклеиновых кислотах в вопросах и ответах.
Когда и кем были открыты нуклеиновые кислоты?
Нуклеиновые кислоты были открыты в 1869 г. швейцарским врачом Ф.Мишером в ядрах лейкоцитов, входящих в состав гноя. Впоследствии нуклеиновые кислоты были обнаружены во всех растительных и животных клетках, бактериях, протистах, грибах и вирусах.
Какова биологическая роль нуклеиновых кислот?
Они играют центральную роль в хранении и передаче наследственной информации о свойствах организма.
Какие виды нуклеиновых кислот существуют в природе?
В природе существует два вида нуклеиновых кислот: дезоксирибонуклеиновые, или ДНК, и рибонуклеиновые, или РНК.
Что отражает различие в их названиях?
Молекула ДНК содержит сахар дезоксирибозу, а молекула РНК – рибозу.
Какие разновидности природных ДНК и РНК вы знаете?
В настоящее время известны хромосомальная и внехромосомальная ДНК и рибосомальная, информационная и транспортная РНК, которые участвуют в синтезе белка. ДНК включает множество генов, определяющих различия в метаболизме.
Например, ДНК бактериальной клетки кишечной палочки содержит несколько тысяч различных генов, а у животных и растений – много больше, причем каждый вид организмов имеет характерный только для него набор генов.
Однако многие гены – общие для всех организмов, что подтверждает общность происхождения живых существ.
Где в клетке находятся нуклеиновые кислоты?
Примерно 99% всей ДНК находится в хромосомах клеточного ядра, кроме того, ДНК имеется в митохондриях и хлоропластах. РНК входит в состав ядрышек клеточного ядра, а также содержится в рибосомах, митохондриях, пластидах и цитоплазме.
Какое строение имеют молекулы ДНК и РНК?
Молекула ДНК состоит из двух правозакрученных спиральных цепочек полинуклеотидов. Недавно была открыта левозакрученная ДНК. РНК состоит из одной спирально закрученной полинуклеотидной цепочки.
Полинуклеотидная цепь ДНК состоит из нуклеотидов. А что является структурными компонентами нуклеотидов?
В состав любого нуклеотида ДНК входит одно из четырех азотистых оснований: аденин (А), гуанин (Г), тимин (Т) и цитозин (Ц), а также сахар дезоксирибоза (C3H10O4) и остаток фосфорной кислоты.
Какова общая структурная формула нуклеотида?
Различаются ли нуклеотиды между собой?
Они отличаются только азотистыми основаниями, которые попарно имеют близкое химическое строение: Ц подобен Т (они относятся к пиримидиновым основаниям), А подобен Г (они относятся к пуриновым основаниям). А и Г по размерам несколько больше, чем Т и Ц. В ДНК входят нуклеотиды только четырех видов.
Чем отличаются составы нуклеотидов ДНК и РНК?
РНК построена из тех же азотистых оснований, что и ДНК, но вместо тимина в ее состав входит урацил. Кроме того, углевод нуклеотидов РНК представлен рибозой.
Как происходит соединение нуклеотидов между собой в полинуклеотидной цепи?
В полинуклеотидной цепи соседние нуклеотиды связаны между собой ковалентными связями, которые образуются между дезоксирибозой (в молекуле ДНК) или рибозой (в молекуле РНК) одного нуклеотида и остатком фосфорной кислоты другого нуклеотида.
Чем объясняется огромное разнообразие генов в составе молекулы ДНК?
Хотя ДНК содержит всего четыре типа разных нуклеотидов, благодаря различной последовательности их расположения в длинной цепочке достигается огромное разнообразие их сочетаний в молекуле.
Как объединяются две полинуклеотидные цепи в единую молекулу ДНК?
Между азотистыми основаниями нуклеотидов разных цепей образуются водородные связи (между А и Т – две, а между Г и Ц – три). При этом А соединяется водородными связями только с Т, а Г – с Ц.
В результате у всякого организма число адениловых нуклеотидов равно числу тимидиловых, а число гуаниловых – числу цитидиловых. Эта закономерность получила название правила Чаргаффа.
Благодаря этому свойству последовательность нуклеотидов в одной цепочке определяет их последовательность в другой, т.е. цепи ДНК являются как бы зеркальными отражениями друг друга.
Такое избирательное соединение нуклеотидов называется комплементарностью, и это свойство лежит в основе самосборки новой полинуклеотидной цепи ДНК на базе исходной. Помимо водородных связей в стабилизации структуры двойной спирали участвуют и гидрофобные взаимодействия.
Одна из цепей ДНК имеет структуру А–Т–Ц–Ц–Г–А–А–Ц–Т. Используя принцип комплементарности, постройте вторую цепь.
Как происходит репликация(самоудвоение)молекулы ДНК?
Репликация начинается с того, что двойная спираль ДНК временно раскручивается. Под действием фермента ДНК-полимеразы происходит присоединение свободных нуклеотидов к одинарным полинуклеотидным цепям.
Каждая полинуклеотидная цепь играет роль матрицы для новой комплементарной цепи, которая образуется после соединения нуклеотидов между собой.
В результате из одной молекулы ДНК получаются две новые, у каждой из которых одна половина происходит от родительской молекулы, а другая является вновь синтезированной.
При этом новые цепи синтезируются сначала в виде коротких фрагментов, которые затем «сшиваются» в длинные цепи специальными ферментами. Две новые молекулы ДНК представляют собой точные копии исходной молекулы. Этот процесс лежит в основе передачи наследственной информации, которая осуществляется на двух уровнях: клеточном и молекулярном.
Чем объясняется высокая точность репликации ДНК?
Высокая точность обеспечивается специальным комплексом белков – «репликативной машиной». Эти белки выполняют три функции:
– выбирают нуклеотиды, способные образовывать комплементарную пару с нуклеотидами родительской, матричной, цепи;
– катализируют образование ковалентной связи между каждым новым нуклеотидом и концом растущей цепи;
– исправляют ошибки сборки цепи, удаляя неправильно включившиеся нуклеотиды. Число ошибок «репликативной машины» составляет ничтожную величину – менее одной на 109 нуклеотидов.
Какие бывают ошибки «репликативной машины» и к чему они приводят?
В некоторых случаях «репликативная машина» пропускает или вставляет несколько лишних оснований, включает Ц вместо Т или А вместо Г.
Каждое такое изменение в последовательности нуклеотидов молекулы ДНК – генетическая ошибка, называемая мутацией.
Такие ошибки будут воспроизводиться во всех последующих поколениях клеток, что может приводить к разным последствиям, как положительным, так и негативным.
Каков диаметр и шаг спирали ДНК?
Диаметр спирали ДНК – 2 нм, шаг спирали – 3,4 нм, каждый виток содержит 10 пар нуклеотидов.
Какова длина и масса нуклеиновых кислот?
Длина молекулы нуклеиновой кислоты может достигать сотен тысяч нанометров, т.е. около 0,1 мм. Это значительно больше самой крупной молекулы белка, которая в развернутом виде достигает в длину 100–200 нм. Масса молекулы ДНК составляет около 6´10-12 г.
Сравнительная характеристика ДНК и РНК
| Признаки | ДНК | РНК |
| Функции | химическая основа хромосомного генетического материала (генов); матрица для синтеза ДНК; матрица для синтеза РНК;информация о структуре белка | иРНК передает код наследственной информации о первичной структуре белка; рРНК входит в состав рибосом; тРНК переносит аминокислоты к рибосомам;митохондриальная и пластидная ДНК входят в состав этих органоидов |
| Местонахождение в клетке | ядро, митохондрии, пластиды | ядро, цитоплазма, рибосомы, митохондрии, пластиды |
| Строение | двойная спираль: две комплементарные полинуклеотидные цепи | одинарная полинуклеотидная цепь |
| Мономеры | дезоксирибонуклеотиды | рибонуклеотиды |
| Состав нуклеотида | азотистое основание (аденин, гуанин, тимин, цитозин), дезоксирибоза и остаток фосфорной кислоты | азотистое основание (аденин, гуанин, урацил, цитозин), рибоза и остаток фосфорной кислоты |
| Типы нуклеотидов | адениловый (А), гуаниловый (Г), тимидиловый (Т), цитидиловый (Ц) | адениловый (А), гуаниловый (Г), уридиловый (У), цитидиловый (Ц) |
| Свойства | способна к репликации (самоудвоению), стабильна | не способна к репликации, лабильна |
Источник
Источник: http://bio9klass.blogspot.com/2012/10/blog-post_23.html
Нуклеиновые кислоты
Нуклеиновые кислоты относятся к важнейшим кислотам человеческого организма, так как именно они сохраняют, передают и накапливают в клетках информацию наследственного плана.
Эту тему изучают на уроках биологии, и часто нужна для сдачи экзамена.
Наша статья о том, что представляют собой нуклеиновые кислоты, и какое они имеют значение.
Что такое нуклеиновые кислоты
Нуклеиновые кислоты — это своего рода высокомолекулярные, органического происхождения вещества, которые, как и белки, выполняют в человеческом организме изначально важную роль.
Однако основная их функциональная задача заключается в переносе и сохранности наследственной информации.
Нуклеотид — что это
Нуклеотид — это главная составляющая структуры данных кислот, выступающая здесь их главными мономерами.
Из чего состоит нуклеотид
Все нуклеотиды, входящие в структуру нуклеиновых кислот, в отдельности содержат в своем составе три составляющих:
- пентозу (то есть сахар пятиуглеродный);
- кислоту фосфорную;
- третьими выступают основания азотистые. Они друг между другом связываются при помощи ковалентного типа связей, возникающих в процессе конденсации.
Типы нуклеиновых кислот
Нуклеиновые кислоты распределяются на два типа, а именно на дезоксирибонуклеиновую ДНК и рибонуклеиновую РНК органические кислоты. Но основная разница их в том, что у второй кислоты сахаром выступает рибоза, а у первой — дезоксирибоза.
Отличительная особенность дезоксирибозы в сравнении с рибозой в том, что в атоме второго её углерода нет кислорода. Это отражается на реакции, поскольку дополнительный кислород создает гидроксильную группу, а молекула легче вступает в реакцию.
Таблица сравнения РНК и ДНК
| Свойственные характеристики | ДНК | РНК |
| Расположение в клетке | Хлоропласты, митохондрии и ядро | Как у ДНК, плюс дополнительно цитоплазмы и рибосомы |
| Расположение в ядре | Ядрышко | Хромосомы |
| Мономеры | Дезоксирибонуклеотиды | Рибонуклеотиды |
| Разновидности нуклеотидов | Г — гуанин, Ц — цитадил, А — аденин и Т — тымидил | Здесь на замену тымидиловому идет У- урудиловый нуклеотид |
| Особенности | Обладает способностью к самоудвоению по стабильной комплементарной схеме А-Т и обратно, Г-Ц и обратно | Эта кислота лабильна, способности к самоудвоению лишена. |
| Выполняемые функции | Информирование о белковой структуре, РНК и ДНК синтез, а также основное химическое перемещение генетических хромосом. | Существует три РНК типы, а именно иРНК передачи информации, рРНК, существующая в рибосомном наборе, и транспортируемый тРНК к рибосомам аминокислоты тип. Также пластидные и митохондриальные кислоты РНК, из которых, собственно, и состоят эти органеллы рибосом. |
Мономер нуклеиновых кислот
Как видно из таблицы сравнения основных характерных особенностей между РНК и ДНК, в нуклеиновых кислотах есть мономеры, имеющие дезоксирибонуклеотиды в ДНК и рибонуклеотиды в РНК. Данное сравнение описал в 1991 году Богданов Т.Л.
Однако стоит заметить, что основная биологическая роль и функциональные особенности этих кислот отличаются. При этом, по сравнению с РНК, ДНК молекулы в основном длиннее и связываются друг с другом при помощи водородных связей.
Дезоксирибонуклеиновая кислота её функции
Дезоксирибонуклеиновая кислота является биологическим составляющим наследственного предназначения, где информация зашифрована благодаря химическому коду, то есть в молекуле ДНК.
Исходя из этого, биологическая роль данной кислоты проявляется в том, что она каждое родовое поколение сохраняет информацию наследственного плана.
Она закодирована во все белковые составляющие организма человека, где между точкой синтеза белка и ДНК участвует в процессе РНК.
Состав ДНК
Состав образован из таких следующих оснований, как цитозин, гуамин, аденин и тимин.
Если аденин и гуанин принадлежат к пуриновым, состоящими из двух бензойных колец, то остальные, в том числе и урацил, встречающийся в РНК — к пиримидиновым, с одним кольцом.
Как нуклеотиды ДНК соединены в одну цепь
Нуклеотиды, которые находятся в ДНК, а также в РНК, связываются при помощи полимерной цепи. Данную полинуклеотидную цепь открыл Крик и Дж. Уотсон еще в 1953 году при помощи рентгеноструктурного исследования.
Это своего рода трехмерная структурная связь ДНК, суть которой заключается в том, что молекула ДНК — это своего рода скрученные в разные стороны две полинуклидные спирали.
Данная спиральная составляет в общей сложности десять нуклеотидов, изнутри которые имеют основания пирамидиновые, а также пуриновые. Тогда как на наружную основу спирали приходится дезоксирибоза и фосфорная кислота, остающаяся при этом.
Спирали при этом связываются между собой водородными соединениями. ДНК присуща комплементарная связь, при этом размеры сочетаются, что не дает возможности соединять все по-другому, как только гуанин с цитозином, а аденин с тимином.
Рибонуклеиновые кислоты (РНК)
Рибонуклеиновые кислоты РНК, по сравнению с дезоксирибонуклеиновой, состоят не из последовательных связей.
Они могут связываться с водородом разных оснований, а также связывать две разные цепочки.
Разновидности РНК
РНК, содержащаяся в клетках, делится на три главных вида: рибосомная рРНК, информативная иРНК и транспортируемая тРНК. рРНК существует для синтезирования в рибосомы белков.
Если тРНК осуществляет перенесение аминокислот, соединенных в некоторой последовательности при помощи пептидных связей к рибосомам, то иРНК снимает с молекул ДНК и переносит к рибосомам информацию, где синтезируется к определенной структуре белок.
Строение ДНК и РНК
Основное соединение между нуклеотидами данных кислот является линейным. При этом, если дезоксирибонуклеиновая кислота — это полимеры с самой большой длиной, то РНК меньше, но они разные и зависят от вида.
В основном в составе молекул 3-го атома — пентозы, которые соединяют последующий нуклеотид с остатками фосфорной кислоты в начале, что также ковалентно соединяет сахар и 5-й углеводородный атом.
Какие функции выполняет РНК
Функции РНК, которые указаны в таблице выше, в основном связаны промежуточно между ДНК и белковым синтезом.
Между местом, где проходит синтез белка и ДНК, проходит процесс транскрипции РНК к ДНК, а после этого идет трансляция к белку РНК.
ДНК и РНК, исходя из описаний выше, относятся к важным составляющим организма человека, благодаря которым осуществляется перенос и хранение наследственной информации. Данные органические полимеры синтезируют молекулы ДНК во все белки организма при помощи РНК.
Источник: https://1001student.ru/biologiya/nukleinovye-kisloty.html
Загрузка...
