Модуль 4 молекулярна біологія. Біохімія міжклітинних комунікацій.

Тема 1. Будова та функції нуклеїнових кислот.

Актуальність теми.

Вивчення будови та властивостей нуклеопротеїдів має загально-біологічне і практичне значення для медицини: формує на молекулярному рівні поняття про спадковість та мінливість, зберігання та реалізацію спадкової інформації. Знання матеріалу теми важливе для розуміння природи спадкових захворювань, причини їх виникнення, а також підходу до лікування генетичних хвороб.

Мета та вихідний рівень знань.

Загальна мета. Вміти застосовувати знання про нуклеопротеїди для пояснення спадкових хвороб, обґрунтування методів їх лікування та профілактики.

Конкретні цілі:

1. Пояснити будову та функції нуклеїнових кислот.

2. Робити висновки щодо біологічної ролі нуклеїнових кислот.

3. Аналізувати рівні структурної організації нуклеїнових кислот.

Вихідний рівень знань-вмінь.

Вміти написати формули азотистих основ, пентоз.

Оpiєнтувальна каpтка для самостiйного вивчення студентами

навчальної лiтеpатуpи пpи пiдготовцi до заняття.

Зміст і послідовність дій	Вказівки до навчальних дій
1. Практичне вивчення якісного складу нуклеопротеїдів.	В зошит протоколів практичних занять виписати алгоритм лабораторної роботи “Гідроліз та визначення складових частин нуклеопротеїдів”. Написати в зошит протоколів схему гідролізу полімеру нуклеопротеїда до складових частин. В зошит самостійної підготовки виписати формули складових частин ДНК, РНК, приклади будови їх мономерів, схему зв’язку мономерів ДНК та РНК.
2. Будова та функції нуклеїнових кислот (НК).	2.1. Біохімічні функції НК та нуклеотидів. Роль нуклеотидів в утворенні молекул НК. 2.2. Компоненти нуклеотидів та нуклеозидів. Мінорні азотисті основи та нуклеотиди. 2.3. Вільні нуклеотиди та їх біохімічні функції: участь в метаболічних реакціях (АТФ, НАД, НАДФ, ФАД, ФМН, ЦТФ, УТФ) та їх регуляції (циклічні нуклеотиди – 3′,5′-АМФ, 3′, 5′- ГМФ). 2.4. Нуклеїнові кислоти: структура, властивості, історичні етапи вивчення. Первинна структура НК, полярність нуклеотидів, особливості первинної структури ДНК та РНК. 2.5. Будова, властивості та біологічні функції ДНК. Експериментальне доведення генетичної ролі ДНК (феномен трансформації). Молекулярна маса, розміри та нуклеотидний склад молекул ДНК вірусів, прокаріотів та еукаріотів. 2.6. Вторинна структура ДНК, роль водневих зв’язків у її утворенні (правила Чаргаффа, модель Уотсона-Кріка). Антипаралельність ланцюгів. 2.7. Третинна структура ДНК. Фізико-хімічні властивості ДНК: взаємодія з катіонними лігандами; гіпохромний ефект; денатурація та ренатурація ДНК. 2.8. Будова, властивості та біологічні ефекти РНК. Типи РНК: мРНК, тРНК, рРНК; особливості структурної організації (вторинної та третинної) різних типів РНК.
3. Молекулярна організація ядерного хроматину та рибосом еукаріотичних клітин.	Хроматин: нуклеосомна організація, гістони та негістонові білки. Рибосоми: субодинична структура, склад білків та РНК.
4. Нуклеопротеїни.	4.1. Будова та біологічні функції нуклеопротеїнів. Особливості будови білків нуклеопротеїнів.

Індивідуальна самостійна робота студентів.

1. Створити схему структурної організації нуклеїнових кислот.

2. Пояснити механізм утворення подвійної спіралі ДНК.

3. Пояснити механізм утворення шпильок в молекулі т-РНК.

4. Які надмолекулярні комплекси утворюють нуклеїнові кислоти?

Алгоритм лабораторної роботи.

Гідроліз та визначення складових частин нуклеопротеїдів.

Принцип методу. Визначають якісними реакціями у гідролізаті нуклеїнових кислот дріжджів пентози, азотисті основи, фосфорну кислоту, білок.

1. Визначення пентоз. До 1 мл гідролізату додати 0,1 мл реак­­­тиву Фелінга, кип'ятити на водяній бані до утворення червоного за­­­барвлення.

2. Визначення азотистих основ. До 0,3 мл гідролізату додати 0,1 мл розчину срібла азотнокислого [AgNO₃]; спостерігається утво­­­рення білого осаду.

3. Визначення фосфорної кислоти. До 2 мл гідролізату додати 1 мл розчину амонію молібденовокислого [(NH₄)₂MoO₄], нагріти на во­­­дяній бані до утворення жовтого осаду. Додавання 1 мл розчину аскорбінової кислоти дає синє забарвлення.

4. Визначення білку. До 1 мл гідролізату додати 0,5 мл біуре­­­тового реактиву. Спостерігається виникнення фіолетового забарвлення.