Раздел № 2 Нуклеиновые кислоты. Матричные биосинтезы

Цель изучения раздела. Изучить строение нуклеиновых кислот и процессы биосинтеза нуклеиновых кислот и белка.

Основные вопросы раздела:

1. Нуклеиновые кислоты: ДНК и РНК, их первичная и вторичная структура. Видовая специфичность нуклеиновых кислот. Строение нуклеотидов.

2. Биосинтез ДНК. Механизмы воспроизведения (репликация). Репарация ошибок и повреждений.

3. Транскрипция и трансляция как механизм перевода генотипической информации в фенотипические признаки.

4. Ингибиторы матричных биосинтезов: лекарственные препараты и бактериальные токсины.

Тема 2.1. Строение и свойства нуклеиновых кислот и нуклеотидов

Цель занятия. Сформировать знания о химическом строении и функционировании в клетке нуклеотидов и нуклеиновых кислот, выполняющих ряд важнейших биологических функций. Уметь проводить исследования нуклеиновых кислот и их составных частей.

Исходный уровень.Строение и биологическая роль нуклеиновых кислот (курс биоорганической химии и медицинской биологии).

Повторить. Строение сложных белков – нуклеопротеинов. Образование эфирной и гликозидной связей (курс биоорганической химии).

Содержание теоретического материала. 1. Нуклеопротеины, строение, роль в клетке: нуклеосомы, рибосомы, информосомы. Нуклеиновые кислоты - простетическая группа нуклеопротеинов. 2. Структурные компоненты нуклеиновых кислот - мононуклеотиды. Структурные формулы азотистых оснований, входящих в состав нуклеотидов. Образование связей между компонентами нуклеотидов. Отличие нумерации атомов азотистых оснований от нумерации атомов рибозы (или дезоксирибозы). Цис,- и трас – конформеры. Буквенные обозначения нуклеотидов и их расшифровка. 3. Нуклеозиды, их отличие от нуклеотидов. Буквенные обозначения нуклеозидов. 4. Типы нуклеиновых кислот. ДНК, локализация в клетке. Первичная структура: определение, обозначение связей между нуклеотидами в линейной последовательности. 5. Вторичная структура. Комплементарность азотистых оснований. 6. Третичная структура ДНК. Структурная организация ДНК в хромосоме. 7. Физико-химические свойства ДНК. 8. РНК, виды, локализация в клетке, функция, М.м., характеристика первичной, вторичной, третичной структур РНК. 9. Видовая специфичность нуклеиновых кислот.

Для усвоения материала темы следует обратить внимание на то, что:

1) При образовании полинуклеотидных цепей мононуклеотиды связываются между собой 3΄5΄–фосфодиэфирными связями: за счет гидроксильной группы в 3΄ положении рибозы одного нуклеотида и гидроксильной группы фосфорной кислоты в 5΄ положении следующего за ним нуклеотида.

2) Полинуклеотидные цепи имеют неодинаковые концы: 5΄-конец образован остатком фосфорной кислоты не участвующим в образовании 3΄5΄ – фосфодиэфирной связи, а 3΄-конец образован свободной гидроксильной группой в 3΄ положении пентозы.

3) Все типы РНК имеют одну полинуклеотидную цепь, отдельные участки которой образуют спирализованные петли – «шпильки» за счет водородных связей между комплементарными азотистыми основаниями (в тРНК – 70%).

4) На 5΄-конце мРНК имеют специфическую нкулеотидную последовательность – «колпачок», обеспечивающую прикрепление мРНК к рибосоме; на 3΄-конце фрагмент поли-А, который защищает молекулу от действия нуклеаз и способствует транспорту ее из ядра в цитоплазму.

5) Видовая специфичность нуклеиновых кислот – это существование различий в первичной структуре ДНК и РНК, характерных для каждого вида организмов.