Вопросы для контроля

• Что такое углеводы?
• На какие группы делятся углеводы?
• Какими свойствами обладают углеводы?
• Какие функции выполняют углеводы?
• Что такое липиды?
• На какие группы делятся липиды?
• Какие функции выполняют липиды?
• Какими свойствами обладают липиды?

ДНК и РНК -

нуклеиновые

кислоты

Уникальность функций белков

Есть ли другие вещества, выполняющие те же функции?

РЕГУЛЯТОРЫ

ФЕРМЕНТЫ

Другие гормоны, ц-АМФ, ионы

РНК – рибозимы

БЕЛКИ

СТРОИТЕЛЬНЫЙ

МАТЕРИАЛ

ЗАЩИТА

Углеводы, липиды

Матрицы?

ДВИЖЕНИЕ

ТРАНСПОРТ

т-РНК

Белки выполняют все функции , кроме одной –

ИНФОРМАЦИОННОЙ

не способны к самовоспроизведению

Эту функцию выполняет ДНК

главная и единственная ее функция

• ДНК – самая большая молекула в клетке. Она намного больше белков и РНК
• Каждая хромосома = одна молекула ДНК
• 23 хромосомы человека = 23 молекулы ДНК

• Самые длинные из них ≈ 8 см
• ДНК – это молекула-текст . В последова-тельности ее нуклеотидов записана вся наследственная программа организма

1 молекула ДНК

ещё ген

хромосома

хромосомы в ядре

клетка

Открыта структура ДНК

Дата рождения

молекулярной биологии

Фрэнсис Крик

Джеймс Уотсон

Francis Harry Compton Crick

James Dewey Watson

Нобелевская премия 1962

Рентгеноструктурный портрет ДНК – знаменитое фото 51

Розалинд Франклин

1920 - 1958

Молекулы ДНК и РНК можно увидеть в электронный микроскоп

ДНК бактериальных плазмид

ДНК реовируса

сканирующий электр. микроскоп

ДНК, выделенная

из одной хромосомы человека

http://users.rcn.com/jkimball.ma.ultranet/BiologyPages/L/Laemmli.gif

ДНК и РНК – нерегулярные полимеры

мономер – нуклеотид

состоит из 3 частей

3. азотистое основание

2. фосфат

1. сахар

Одинаковая часть

Рибоза

дезокси рибоза

Фосфат

Азотистое основание

Следующий нуклеотид цепочки

Нуклеотид

Азотистое основание – одно из 4

фосфат

Сахар (рибоза / дезоксирибоза)

Аденин, А

Гуанин, Г

Пурины

Пиримидины

Цитозин, Ц

Аденин, А

Гуанин, Г

Пурины

Пиримидины

Убрали метильную группу

Цитозин, Ц

Урацил, У

1950 Правила Чаргаффа

Эрвин Чаргафф

Правила Чаргаффа

[ А ] + [ Г ] = [ Т ] + [ Ц ] = 50%

Объяснение правилам Чаргаффа дали Уотсон и Крик

ДНК – это 2 цепочки, соединенные по принципу комплементарности

Принцип комплементар-ности:

• - - - - -

• - - - - -

Прочнее

Слабые водородные связи!

Принципы строения ДНК

Нерегулярность

5 "

3 "

Двуцепочечность

Комплементарность

Антипараллельность

3 "

5 "

Какие черты в строении ДНК прямо указывают на ее функцию?

(Сравните со строением белков)

Отличия РНК от ДНК

• Одноцепочечные молекулы
• Сахар – рибоза вместо дезоксирибозы
• У вместо Т
• Намного меньше – сравнимы по размеру с белками.

Виды РНК

• и-РНК = м-РНК информационная, матричная

до 10 тысяч нуклеотидов

• т- РНК транспортная

около 100 нуклеотидов

• р-РНК рибосомальная

2-3 тысячи нуклеотидов

линейная

как и белки, имеют

3-мерную конформацию

Образование вторичной структуры РНК

Схема образования петель в РНК

за счет комплементарных участков

Транспортная РНК

~ 100 нуклеотидов

«клверный лист»

Рибосомальная РНК

Самая большая из всех видов РНК –

2-3 тысячи нуклеотидов

16 S р-РНК

Функции РНК в порядке их открытия

• Информационная: реализация информации

Все виды РНК – посредники в передаче информации от ДНК к белку

Место встречи всех трех РНК – ?

рибосома

Функции РНК в порядке их открытия

• Информационная: хранение информации (у части вирусов)

• Примерно 80% вирусов человека и животных использует для записи информации РНК
• У них она выполняет ту же роль, что ДНК у всех остальных организмов

Функции РНК в порядке их открытия

• Каталитическая 1982

Рибозимы – РНК-ферменты

Не все РНК, а лишь некоторые:

р-РНК рибосом,

РНК некоторых вирусов

РНК в составе сплайсосомы

Адрес картинки http://commons.wikimedia.org/wiki/Image:Minimal_hammerhead_ribozyme_structure.png

Томас Чек

Минимальный рибозим, способный расщеплять РНК

Функции РНК в порядке их открытия

• Регуляторная 1990-е

Малые РНК регулируют работу генов в ядре и синтез белка в цитоплазме

Аналогична функции ДНК-связывающих белков

РНК сочетает свойства

• ДНК – принцип комплементарности, позволяющий матричное копирование молекулы

• Белков – трехмерную структуру, позволяющую выполнять самые разные функции (катализ, регуляцию, транспорт)

Матричное копирование

3-D форма и разнообразные функции

Белок

Это не конец

а только начало

Цели и задачи урока: сформировать понятие о нуклеиновых кислотах; сформировать понятие о нуклеиновых кислотах; рассмотреть строение и функции нуклеиновых кислот; рассмотреть строение и функции нуклеиновых кислот; научить умению сравнивать ДНК и РНК; научить умению сравнивать ДНК и РНК; продемонстрировать приемы использования текста при составлении таблицы; продемонстрировать приемы использования текста при составлении таблицы; научить решать задачи по молекулярной биологии по теме ДНК научить решать задачи по молекулярной биологии по теме ДНК

Нуклеиновые кислоты – от латинского «nucleus» - ядро Швейцарский врач Иоганн Фридрих Мишер в 1871 г. открыл в гное новое вещество нуклеин. Ему было лишь Швейцарский врач Иоганн Фридрих Мишер в 1871 г. открыл в гное новое вещество нуклеин. Ему было лишь 23 года. 23 года. Его ученик Рихард Альтман в 1889 г. переименовал нуклеин в нуклеиновую кислоту Его ученик Рихард Альтман в 1889 г. переименовал нуклеин в нуклеиновую кислоту

Существует два типа нуклеиновых кислот Существует два типа нуклеиновых кислот Дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК), в состав которой входит углевод - дезоксирибоза Дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК), в состав которой входит углевод - дезоксирибоза Рибонуклеиновая кислота (РНК), в состав которой входит углевод - рибоза. Рибонуклеиновая кислота (РНК), в состав которой входит углевод - рибоза.

В 1962 г. Нобелевская премия за открытие строения молекулы ДНК присуждена: Американскому биохимику Джеймсу Уотсону Американскому биохимику Джеймсу Уотсону Английскому ученому Френсису Крику Английскому ученому Френсису Крику Английскому биофизику Морису Уилкинсу Английскому биофизику Морису Уилкинсу

Строение ДНК ДНК – двойной неразветвленный полимер, свернутый в спираль ДНК – двойной неразветвленный полимер, свернутый в спираль ДНК - биополимер, мономерами которого являются нуклеотиды ДНК - биополимер, мономерами которого являются нуклеотиды Каждый нуклеотид состоит из: Каждый нуклеотид состоит из: 1. азотистого основания - 1. азотистого основания - аденин (А), цитозин (Ц), гуанин(Г) или тимин (Т); аденин (А), цитозин (Ц), гуанин(Г) или тимин (Т); 2. моносахарида – дезоксирибозы; 2. моносахарида – дезоксирибозы; 3. остатка фосфорной кислоты 3. остатка фосфорной кислоты

В конце 1940-х годов американский биохимик австрийского происхождения Эрвин Чаргафф выяснил, что во всех ДНК содержится равное количество оснований Т и А и, аналогично, равное количество оснований Г и Ц. Однако, относительное содержание Т/А и Г/Ц в молекуле ДНК специфично для каждого вида.

Функции ДНК Хранение генетической информации Хранение генетической информации Передача генетической информации от родителей потомству Передача генетической информации от родителей потомству Реализация генетической информации в процессе жизнедеятельности клетки и организма Реализация генетической информации в процессе жизнедеятельности клетки и организма

Строение РНК РНК – биополимер, мономером которого являются нуклеотиды РНК – биополимер, мономером которого являются нуклеотиды РНК – одиночная полинуклеотидная последовательность. РНК вирусов может быть одно – и дву - цепочечной РНК – одиночная полинуклеотидная последовательность. РНК вирусов может быть одно – и дву - цепочечной Каждый нуклеотид состоит из: Каждый нуклеотид состоит из: 1. Азотистого основания А, Г, Ц, У (урацил) 2. Моносахарида – рибозы 3. Остатка фосфорной кислоты Типы нуклеотидов РНК: Адениловый, Гуаниловый, Цитидиловый, Уридиловый Типы нуклеотидов РНК: Адениловый, Гуаниловый, Цитидиловый, Уридиловый

Виды РНК. Транспортная РНК(т-РНК). Молекулы т-РНК самые короткие. Транспортная РНК в основном содержится в цитоплазме клетки. Функция состоит в переносе аминокислот в рибосомы, к месту синтеза белка. Из общего содержания РНК клетки на долю т-РНК приходится около 10%. Рибосомная РНК (р-РНК). Это самые крупные РНК. Рибосомная РНК составляет существенную часть структуры рибосомы. Из общего содержания РНК в клетке на долю р-РНК приходится около 90%. Информационная РНК (и-РНК), или матричная (м-РНК). Содержится в ядре и цитоплазме. Функция ее состоит в переносе информации о структуре белка от ДНК к месту синтеза белка в рибосомах. На долю и-РНК приходится примерно 0,51% от общего содержания РНК клетки.

Задачи по молекулярной биологии 1. Участок одной из двух цепей молекулы ДНК содержит 300 нуклеотидов с аденином (А), 300 нуклеотидов с аденином (А), 100 нуклеотидов с тимином (Т), 100 нуклеотидов с тимином (Т), 150 нуклеотидов с гуанином (Г), 150 нуклеотидов с гуанином (Г), 200 нуклеотидов с цитозином (Ц). 200 нуклеотидов с цитозином (Ц). Какое количество нуклеотидов с А, Т, Г, Ц содержится в двуцепочечной молекуле ДНК? А, Т, Г, Ц содержится в двуцепочечной молекуле ДНК?

Используемые источники В.В. Пасечник «Биология» 9 кл., М, «Дрофа», 2011г. В.В. Пасечник «Биология» 9 кл., М, «Дрофа», 2011г. В.В. Пасечник «Тематическое и поурочное планирование к учебнику», М, «Дрофа», 2011г. В.В. Пасечник «Тематическое и поурочное планирование к учебнику», М, «Дрофа», 2011г. Интернет: Яндекс - картинки Интернет: Яндекс - картинки

Слайд 2

План

1. Строение РНК
2. Виды РНК
3. Функции
4. Рибосома, ее структура и функции
5. Транскрипция у прокариот

Слайд 3

Строение РНК

Молекула РНК состоит из одной полипептидной цепочки, она более короче, чем цепочка ДНК. В нуклеотидах РНК имеется 4 типа азотистых основания: А,Г,Ц,У; в РНК содержится углевод рибоза и остаток фосфорной кислоты.

Слайд 4

Виды РНК

• Информационная/матричная РНК – содержит от нескольких 100-1000 нуклеотидов, она собой представляет незамкнутую цепочку, переносит информацию о структуре белка с ДНК на рибосому.
• Рибосомальная РНК– входит в состав рибосом и выполняет структурную функцию, принимает участие в синтезе полипептидной цепочки, составляет 85% всей РНК, клетки прокариот содержат 3 вида р-РНК, а эукариоты 4 вида.
• Транспортная РНК – переносит аминокислоты к месту синтеза белков на рибосомы, каждая молекула т-РНК содержит 80 нуклеотидов. Ее специфичность определяется структурой антикодона – это участок соединения с конкретным триплетом и-РНК.
• Гетерогенная ядерная РНК (гя-РНК) – является предшественником и-РНК у эукариот и превращается в и-РНК в рещзультатепроцессинга.Обычногя-РНКдлинее чем и-РНК.
• Малая ядерная РНК (мя-РНК) – принимает участие в процессе преобразования гя-РНК
• РНК-праймер – это крошечная РНК состоящая всего из 10 нуклеотидов и участвующая в процессе репликации ДНК.

Слайд 5

р-РНК – структурный каркас рибосомы

• На него нанизываются белки
• Вторичная и третичная структура 16S р-РНК малой субъединицы

Слайд 6

Транспортные РНК

Слайд 7

Матричная РНК

Слайд 8

Типы РНК

Все типы РНК образуются в результате реакции матричного синтеза, в большинстве случаев матрицей служит одна из цепей ДНК. Синтез РНК на матрице ДНК – этот процесс наз транскрипцией, в котором участвуют ферметы РНК-полимераза (транскриптаза).

Слайд 9

Функции РНК

1. М-РНК – выполняют функцию матриц белкового синтеза, определяют аминокислотную последовательность белка.
2. Р-РНК – выполняют роль структурных компонентов рибосом.
3. Т-РНК – участвуют в трансляции информации м-РНК и в последовательности аминокислот белка.

Слайд 10

Самая большая и сложная из молекулярных машин

Слайд 11

Слайд 12

Транскрипция у прокариот (или синтез РНК)

Это ДНК зависимый матричный синтез, который можно разбить на три стадии, эти стадии составляют весь цикл транскрипции – это ферментативный процесс, при котором генетическая информация содержащаяся в одной цепи ДНК переводится в результате синтеза матричной РНК в нуклеотидную последовательность этой РНК.

Слайд 13

Необходимые условия для биосинтеза РНК

1. Наличие ДНК матрицы
2. Наличие 4-х типов нуклеотидов: АТФ, ГТФ, УТФ, ЦТФ.
3. Фермент РНК полимераза
4. Белковые факторы
5. Неорганические компоненты (Магний, Марганец)

Слайд 14

Строение оперона

• Единицей тракрипции является транскриптон/оперон –этоучасток ДНК ограниченный со стороны конца 5 промотором и 3 терминатором.
• R – ген регулятор
• Р – промотор – это участок ДНК, который прочно связывается с ферментом РНК полимеразой.
• О – оператор – это участок молекулы ДНК выполняющий регуляторные функции, он связывается с белками, которые контролируют синтез матричной РНК в соответствии с потребностями клетки.
• А, В, С – это структурные гены (цистроны)
• АУГ – это сигнальный триплет
• t – терминатор – это участок ДНК подающий сигнал об окончании синтеза м-РНК
• АТГ, УАГ – это сигнальный триплет

Слайд 15

Оперон прокариот

Слайд 16

В опероне собраны не случайные гены, а гены ферментов одного метаболического пути

«Нуклеиновые кислоты» - 1892г. – химик Лильенфельд выделил тимонуклеиновую кислоту из зобной железы 1953г. Биологическая роль нуклеиновых кислот. Длина молекул ДНК (американский биолог Г.Тейлор). Азотистое основание. Джеймс Уотсон и Френсис Крик расшифровали структуру ДНК. Структура нуклеотида. Сравнительная характеристика.

«ДНК и РНК» - До истины докапались Джеймс Уотсон и Френсис Крик в 1953 году. Фосфат. Как решить проблему передачи наследственной информации? Нуклеотиды состоят из: Как живые системы записывают информацию о своем строении. Мономерами нуклеиновых кислот являются. Днк. Сахарид. Нуклеотиды соседних параллельных цепей соединяются водородными связями по ПРИНЦИПУ КОМПЛЕМЕНТАРНОСТИ.

«Строение ДНК и РНК» - Строение ДНК. Розалинд Франклин. Рибосомальная РНК. ДНК. Схема образования петель в РНК. Виток. Конец цепи. Объяснение правилам Чаргаффа. Фосфат. Транспортная РНК. Молекулы ДНК и РНК. Аденозин трифосфат. Остатки фосфорной кислоты. Биологические молекулы. Рибонуклеиновая кислота. Нуклеиновые кислоты.

«Виды нуклеиновых кислот» - Общее строение. Гидролиз. Полимерная молекула ДНК. Строение ДНК. Начало и концы цепей. Физико-химические свойства нуклеиновых кислот и их растворов. Две молекулы ДНК. Структура РНК. Полимерная цепь ДНК. Химические свойства РНК. Структуры ДНК. Строение РНК. Химические свойства ДНК. Классификация. Спиральная форма.

««Нуклеиновые кислоты» химия» - Ключевые слова. Образование суперспирали ДНК. Нуклеиновая кислота. Виды РНК. Структура хроматина. Понимание взаимосвязанности и взаимозависимости веществ. ДНК представляет собой двойную нить. Вопросы для самоконтроля. Шаг спирали. Нуклеотид. Решите задачу. Строение и функции. Изучите данные анализа ДНК.