Особенности молекулярного строения ДНК и РНК. Модель структуры ДНК Уотсона-Крика. Правило Э.Чаргаффа. Комплиментарность структуры ДНК. Проблема избыточности ДНК.

ДНК- дезоксирибонуклеиновая кислота, состоит из нуклеотидов. Состав нуклеотида: дезоксирибоза, азотистые основания- А,Т,Г,Ц, остаток фосфорной кислоты. Комплементарность азотистых оснований А=Т, Г=Ц. Двойная спираль. Способна к самоудвоению. ДНК состоит из двух полинуклеотидных цепей, которые соединяются при помощи водородных связей между азотистыми основаниями по принципу комплементарности.

РНК-рибонуклеиновая кислота, состав нуклеотида: рибоза, азотистые основания- А,Г,Ц,У, остаток фосфорной кислоты. Комплементарность А=У,Г=Ц. Одна цепь.

В 1950 г. английский физик М.Уилкинс получил рентгенограмму волокон ДНК. Она показала, что молекула ДНК имеет определенную структуру, расшифровка которой помогла бы понять механизм функционирования ДНК. Рентгенограммы позволили Розалинд Франклин, коллеге М. Уилкинса, увидеть четкий крестообразный рисунок - опознавательный знак двойной спирали (рис. 13). Стало известно также, что нуклеотиды расположены друг от друга на расстоянии 0,34 нм, а на один виток спирали их приходится 10 (рис. 14). Диаметр молекулы ДНК составляет около 2 нм. Из рентгеноструктурных данных, однако, было не ясно, каким образом цепи удерживаются вместе в молекулах ДНК.

Американский биохимик Дж. Уотсон и английский физик Ф. Крик, исследуя структуру молекулы ДНК, составили модель ДНК. Она представляла собой двойную спираль, структурная модель дезоксирибонуклеиновой кислоты, согласно которой молекула ДНК состоит из двух антипараллельных полинуклеотидных цепей, образующих правильную правозакрученную перевитую спираль и удерживаемых вместе водородными связями за счёт взаимодействия пар азотистых оснований.

Из построенной ими модели выявилось, что какой-либо пурин в одной цепи всегда связан водородными связями с одним из пиримидинов в другой цепи. Такие пары имеют одинаковый размер по всей длине молекулы. Не менее важно то, что аденин может спариваться лишь с тимином, а гуанин только с цитозином. При этом между аденином и тимином образуются две водородные связи, а между гуанином и цитозином – три.

Правила Чаргаффа:

Правило равенства молярного содержания оснований в любой двухцепочечной молекуле ДНК: равенствомолярного содержания тимина и аденина, цитозина и гуанина, а также пуриновых и пиримидиновыхоснований.

Комплементарность- взаимное соответствие молекул, обеспечивающее образование связей между фрагментами молекул. В молекуле ДНК водородные связи образуются по принципу коплементарности (А=Т,Г=Ц).

Избыточность генетического кода - одной аминокислоте соответствуют два и более триплета нуклеотидов. То есть - от 1 до 6 триплетов. При этом триплеты являются словами-синонимами. Значение - при нарушениях в генетическом коде происходят синонимические мутации. например. на место триплета ГГУ встает триплет ГГЦ или ГГА или ГГГ.. Это одна и та же аминокислота глицин. Генетический код при этом не нарушается., информация не искажается. То есть, избыточность кода повышает устойчивость генов к изменениям.,

5.Современные представления о генетическом коде. Опыты Ниринберга. Репликация, транскрипция, трансляция. Транскрипция 4-х значного кода первичной генетической информации в 20-значной аминокислотный код белков. Мультимерная организация белков (гемоглобин белка).

Генетический код – это принцип записи генетической информации.

(это система записи генетической информации в ДНК в виде определенной последовательности нуклеотидов).

Опыт Ниринберга. Он создал искусственную и-РНК и поместил ее в бесклеточную среду, содержащую аминокислоты, РНК, все необходимое для синтеза белка. В результате многочисленных опытов он заметил что происходил синтез только фенилаланина, что соответствовало триплету УУУ. Так открыт первый триплет.

Репликация ДНК - удвоение молекулы ДНК путем достройки на каждой из продольных половинок точных копий по принципу комплементарности.

Трансляция – процесс переноса информации и ее реализации в виде синтеза белковых молекул.

Транскрипция - процесс переписывания информации с молекулы ДНК на молекулу и-РНК.

????????????? Транскрипция 4-х значного кода первичной генетической информации в 20-значной аминокислотный код белков

Этапы трансляции - инициация (начало синтеза), элонгация (удлинение, наращивание полипептидной цепи), терминация (окончание синтеза).

  Некоторые белки состоят более чем из одной субъединицы. Их называют мультимерными. Если субъединицы белка одинаковы, то белок-гомомультимер, детерминируемый одним геном. Если же субъединицы белка различны, то белок называют гетеромультимером. Гемоглобин служит примером белка, состоящего более чем из одного типа полипептидных субъединиц.