Презентация Нуклеиновые кислоты. Строение и функции онлайн

Содержание слайда: Лекция № 10 Лекция № 10 «Нуклеиновые кислоты. Строение и функции» Открытие структуры ДНК превратило молекулярную генетику в одну из самых главных наук нашего времени.

Содержание слайда: Функции нуклеиновых кислот Основная функция нуклеиновых кислот - хранение и передача наследственной информации, а также непосредствен-ное участие в механизмах реализации этой информации путем програм-мирования синтеза всех клеточных белков.

Содержание слайда: Составные элементы ДНК и РНК

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда: Лактам - лактимная таутомерия нуклеиновых оснований

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда: Углеводы в структуре нуклеиновых кислот (рибоза и дезоксирибоза)

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда: АТФ – аденозинтрифосфат- является нуклеотидом и представляет собой одну из наиболее важных биологически активных молекул, вовлеченных в энергетическую систему клетки.

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда: Первооткрывателем цАМФ считается американский биохимик Эрл Сазерленд (1957 г.) . Нобелевская премия 1971 года за «за открытие ключевой роли циклической аденозинмонофосфорной кислоты (цАМФ) в передаче гормонального сигнала».

Содержание слайда:

Содержание слайда: Механизм передачи информации в клетку

Содержание слайда: Протеинкина́зы — подкласс ферментов киназ (фосфотрансфераз). Протеинкиназы модифицируют другие белки путем фосфори-лирования остатков аминокис-лот, имеющих гидроксильные группы (серин, треонин и тирозин) или гетероцикли-ческой аминогруппы гистидина.

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда: Фрагмент структуры ДНК

Содержание слайда: На одном конце полинуклеотидной цепи находится свободная фосфатная группа при 5/ атоме дезоксирибофу-ранозы, на другом – дезоксирибофура-ноза со свободным гидроксилом у 3/ атома. На одном конце полинуклеотидной цепи находится свободная фосфатная группа при 5/ атоме дезоксирибофу-ранозы, на другом – дезоксирибофура-ноза со свободным гидроксилом у 3/ атома. Так что принято говорить о 5/- и 3/-кон-цах молекулы, причем 5/-конец считается началом цепочки ДНК или РНК, а 3/- окончание полинуклеотидной цепи.

Содержание слайда:

Содержание слайда: Вторичная структура нуклеиновых кислот Образование водородных связей между парами нуклеиновых оснований (комплементарные пары оснований) тимин-аденин, цитозин-гуанин

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда: Структура фермента ДНК-полимеразы

Содержание слайда: Четыре принципа строения молекул ДНК Нерегулярность чередования К регулярному сахарофосфатному оставу нерегулярно присоединены азотистые основания. Азотистые основания в связывании нуклеотидов одной цепи участия не принимают. Антипараллельность Молекула ДНК состоит из двух полинуклеотидных цепей, ориентированных антипараллельно. 3'-конец одной расположен напротив 5'-конца другой. Комплементарность (дополнительность) Каждому азотистому основанию одной цепи соответствует строго определенное азотистое основание антипараллельной цепи. Соответствие определяется химическим строением оснований. Пурины и пиримидины в парах образуют водородные связи. Паре A-Т соответствуют две водородные связи, паре Г-Ц - три. Наличие регулярной вторичной структуры Молекула ДНК имеет вторичную структуру в виде двойной спирали с общей осью. Разные азотистые основания ориентированы в большую и малую борозды, в которых структурные группы азотистых оснований доступны для модификации.

Содержание слайда: «Это слишком красиво, чтобы быть правдой» - Френсис Криг –первооткрыватель структуры ДНК (соавторы Джеймс Уитсон и Морис Уилкинс). Нобелевская премия по физиологии и медицине 1967 г.

Содержание слайда: Розалинд Франклин была в двух шагах от открытия структуры ДНК

Содержание слайда: Диаметр ДЕК в сотни раз меньше длины волны света (диаметр двойной спирали – 2 нм, длина волны света – сотни нм). ДНК можно увидеть только в электронном микроскопе, где вместо световых волн используется поток электронов, ведущих себя как волны с гораздо меньшей длиной. И максимум, что можно увидеть таким образом – это вот такая бесструктурная ниточка (это фотография бактериальной плазмиды – короткой кольцевой ДНК):

Содержание слайда: 1. Структура одной цепи может быть полностью и однозначно восстановлена по другой, за счет того, что цепи однозначно комплиментарны.  

Содержание слайда:

Содержание слайда: ДНК находится в хромосомах. Каждая хромосома представлена одной линейной молекулой ДНК. В самой большой хромосоме человека находится 2,5 миллиона нуклеотидов, а сама молекула достигает в длину около 10 см. ДНК находится в хромосомах. Каждая хромосома представлена одной линейной молекулой ДНК. В самой большой хромосоме человека находится 2,5 миллиона нуклеотидов, а сама молекула достигает в длину около 10 см. Для реализации информации происходит три важнейших процесса с участием нуклеиновых кислот: репликация, транскрипция и трансляция. Это означает – копирование, переписывание и перевод. Все эти процессы являются вариантами матричного биосинтеза – синтеза сложных нерегулярных полимеров по некоей матрице.

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:  Транскрипция (переписывание), как и репликация (считывание), включает денатурацию - расплетание двойной цепочки ДНК и построение по одной из цепочек комплементарной цепочки РНК. Транскрипция идет в том же направлении, что и репликация – от 5’ к 3’. Все это делает сложный фермент РНК-полимераза. При этом цепочка РНК по мере своего построения сходит с ДНК, обе цепочки которой снова образуют двойную спираль –ренатурируют. Ниже приведена грубая схема транскрипции:

Содержание слайда: Вид рибосомы бактериальной клетки

Содержание слайда: Процесс перевода с языка нуклеотидов на язык аминокислот называется трансляцией и происходит в рибосомах. Рибосома –, состоящий из нескольких десятков специальных белков и нескольких специальных РНК. Рибосома – сложный молекулярный агрегат - это целый конвейер, который состоит из двух частей (так называемых субъединиц). Перед началом трансляции матричная РНК должна встретиться с рибосомой. У бактерий рибосомы находятся поблизости от РНК. На рисунке показано, как прямо на синтезируемую цепь м-РНК нанизываются многие рибосомы, в которых синтезируется белок.  

Содержание слайда: Между матричной РНК и синтезируемым белком существуют посредники – транспортные РНК, или тРНК. Они транспортируют аминокислоты в рибосомы. Это короткие молекулы РНК, включающие одноцепочечные участки и участки, комплементарные друг другу, которые сворачиваются в 4 отрезка двойной спирали, образуемые той же самой цепочкой (напоминает клеверный лист).

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда: Последовательность из трех букв (нуклеиновых оснований) называется триплетом, поэтому генетический код является триплетным. .

Содержание слайда: Генетический код –вырожденный, поскольку одна аминокислота может быть закодирована несколькими триплетами

Содержание слайда: Френсис Криг - первооткрыватель структуры ДНК- 1953 г. Нобелевские премии по физиологии и медицине присуждена в 1968 году. Расшифровка генетического кода. Нобелевская премия по физиологии и медицине 1968 г. (Холл, Ниренберг, Корана) Френсис Криг ( скончался в июле 2007 г.) За 2 месяца до этого ему были вручены 2 сидерома с записью его персональной ДНК.

Содержание слайда: Гипотеза мутаций и теория химического канцерогенеза

Содержание слайда: Возможные модификации структуры нуклеиновых оснований в результате действия неблагоприятных факторов окружающей среды

Содержание слайда: Возможные модификации структуры нуклеиновых оснований в результате действия неблагоприятных факторов окружающей среды

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда: Производные пиримидина и пурина Тимин, урацил, цитозин – производные пиримидина разрушаются в организме с образованием низкомолекулярных метаболитов СО2, NH3, H2O. Структура пурина не разрушается, продукты окисления пурина могут накапливаться в организме, приводя к заболеваниям (подагра, мочекаменная болезнь). Нарушения пуринового обмена называют метаболическим синдромом, ухудшающим течение многих заболеваний.

Содержание слайда: Превращение пуринов. Мочевая кислота

Содержание слайда: Функции мочевой кислоты Является мощным стимулятором центральной нервной системы, ингибируя фосфодиэстеразу, которая служит посредником действия гормонов адреналина и норадреналина. Мочевая кислота пролонгирует (продлевает) действие этих гормонов на ЦНС. Обладает антиоксидантными свойствами - способна взаимодействовать со свободными радикалами. Уровень мочевой кислоты в организме контролируется на генетическом уровне. Для людей с высоким уровнем мочевой кислоты характерен повышенный жизненный тонус. Однако повышенное содержание мочевой кислоты в крови (гиперурикемия) небезопасно. Сама мочевая кислота и, особенно, ее соли ураты (натриевые соли мочевой кислоты) плохо растворимы в воде. Даже при незначительном повышении концентрации они выпадают в осадок, образуя камни. Кристаллы воспринимаются организмом как чужеродный объект. В суставах они фагоцитируются макрофагами, сами клетки при этом разрушаются, из них освобождаются гидролитические ферменты. Это приводит к воспалительной реакции, сопровождающейся сильнейшими болями в суставах. Такое заболевание называется подагра. Другое заболевание, при котором кристаллы уратов откладываются в почечной лоханке или в мочевом пузыре, известно как мочекаменная болезнь.

Содержание слайда: Антиметаболиты Антиметаболиты в химическом отношении напоминают естественные метаболиты, но не идентичны им; тем самым они нарушают синтез нуклеиновых кислот. Известные антагонисты пурина – 6- меркаптопурин (леупурин, пуринетол); антагонисты пиримидина - фторурацил (флуороурацил), фторафур (тегафур), цитарабин (цитозар).

Содержание слайда: Формулы антагонистов нуклеиновых оснований 6-меркапто пурина и 5-фторурацила как пример молекулярной модификации с целью получения соединений, широко применяющихся в химиотерапии.

Содержание слайда: Структура антибиотика – арабиноаденозина (I) - антиметаболита дезоксиаденозина (II)