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
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
Описание презентации по отдельным слайдам:
1 слайд
Описание слайда:
Нуклеиновые кислоты: ДНК и РНК Работу выполнила: Ученица 10 «А» класса Тищенко М.М.
2 слайд
Описание слайда:
Нуклеиновые кислоты Важнейшими природными полимерами, обеспечивающими передачу наследственных свойств организмов, являются нуклеиновые кислоты. Свое название они получили от слова nucleus – «ядро», т.е. их можно назвать «ядерными кислотами». Различают 2 типа нуклеиновых кислот: ДНК и РНК
3 слайд
Описание слайда:
ДНК ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота) - это одна из трех основных макромолекул, которая обеспечивает передачу, хранение и реализацию из поколения в поколение генетической программы развития. В ДНК содержится информация о структуре разнообразных видов РНК (рибонуклеиновой кислоты) и белков. Дезоксирибонуклеиновая кислота - это основной компонент хромосом, в них передается генетический код, который является основой наследственности.
4 слайд
Описание слайда:
ДНК В 1953 году молекулярную структуру ДНК расшифровали Джеймс Уотсон и Френсис Крик, за что и получили Нобелевскую премию. Данная макромолекула представляет собой двойную спираль, которая сложена из двух длинных лент, чередующихся молекул сахара (дезоксирибозы) и фосфатных групп. Молекула похожа на скрученную веревочную лестницу, у которой перекладины представлены азотистыми основаниями (аденин, цитозин, гуанин, тимин). Они всегда соединяются попарно в определенном порядке (гуанин с цитозином, а аденин с тимином), от которого зависит точность самовоспроизведения.
5 слайд
Описание слайда:
ДНК С точки зрения химии ДНК - это полимерная молекула большой длины, которая состоит из повторяющихся блоков (нуклеотидов). Нуклеотиды – это комбинация основания с молекулами сахара и фосфата. Цепочка ДНК называется полинуклеотидной. Определенная последовательность нуклеотидов дает возможность «кодировать» информацию о разных типах РНК. Наиболее важные из них – это рибосомальные (рРНК), информационные или матричные (мРНК) и транспортные (тРНК). Данные типы РНК синтезируются на матрице ДНК путем копирования последовательности ДНК в последовательность РНК, которая синтезируется в процессе транскрипции. Также дезоксирибонуклеиновая кислота содержит последовательности, которые выполняют регуляторные и структурные функции.
6 слайд
Описание слайда:
РНК Рибонуклеиновая кислота (РНК) – это однонитевой биополимер, в качестве мономеров которого выступают нуклеотиды. Матрицей для синтеза новых молекул РНК являются молекулы дезоксирибонуклеиновой кислоты (транскрипция РНК). Хотя в ряде случаев возможен и обратный процесс (образование новых ДНК на матрице РНК в ходе репликации некоторых вирусов). Также основой для биосинтеза РНК могут быть другие молекулы рибонуклеиновой кислоты (репликация РНК). В транскрипции РНК, происходящей в ядре клетки, участвует целый ряд ферментов, наиболее значимым из которых является РНК-полимераза.
7 слайд
Описание слайда:
Строение РНК Молекула имеет однонитевое строение. В результате взаимодействия нуклеотидов друг с другом молекула РНК приобретает вторичную структуру, различной формы (спираль, глобула и т.д.). Мономером РНК является нуклеотид (молекула, в состав которой входит азотистое основание, остаток фосфорной кислоты и сахар (пептоза)). РНК напоминает по своему строению одну цепь ДНК. Нуклеотиды, входящие в состав РНК: гуанин, аденин, цитозин, урацил. Аденин и гуанин относятся к пуриновым основаниям, цитозин и урацил к пиримидиновым. В отличие от молекулы ДНК, в качестве углеводного компонента рибонуклеиновой кислоты выступает не дезоксирибоза, а рибоза. Вторым существенным отличием в химическом строении РНК от ДНК является отсутствие в молекуле рибонуклеиновой кислоты такого нуклеотида как тимин. В РНК он заменён на урацил. Функции РНК различаются в зависимости от вида рибонуклеиновый кислоты.
Слайд 2
План
- Строение РНК
- Виды РНК
- Функции
- Рибосома, ее структура и функции
- 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
- М-РНК – выполняют функцию матриц белкового синтеза, определяют аминокислотную последовательность белка.
- Р-РНК – выполняют роль структурных компонентов рибосом.
- 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
- Наличие ДНК матрицы
- Наличие 4-х типов нуклеотидов: АТФ, ГТФ, УТФ, ЦТФ.
- Фермент РНК полимераза
- Белковые факторы
- 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
Похожие статьи