Молекулярная биология Введение. Структура нуклеиновых кислот

1. ДВАДЦАТЬ ШЕСТАЯ ЛЕТНЯЯ МНОГОПРЕДМЕТНАЯ ШКОЛАс. Вишкиль. 3 – 28 июля 2010 годаБиологическое отделение Молекулярная биологияВведение. Структура нуклеиновых кислот Вишкиль, 2010

2. План для профи 9 и 10-1 • Введение • Репликация ДНК • Репарация генетических повреждений • Транскрипция и регуляция экспрессии генов • тРНК, генетический код, процессинг • Трансляция • Хроматин?

3. План для 10-2 • Введение • Репликация ДНК • Транскрипция • Регуляция транскрипции • Хроматин • Рекомбинация • Транспозоны

4. История исследования функций и структуры ДНК

5. В 1869 году Мишер выделил ядра из белых кровяных клеток и продемонстрировал, что они содержат новое фосфорорганическое соединение («нуклеин») К концу 19 века нуклеиновые кислоты (ДНК и РНК) были очищены и началось их изучение В 30 годы 20 века было показано, что нуклеиновые кислоты состоят из сахара (рибоза или дезоксирибозы и четырех (пяти) типов азотсодержащих оснований. Было также показано, что основания кофалентно связаны с остатком сахара

6. В доказательстве генетической роли ДНК ключевую роль сыграли две группы экспериментов: 1. Демонстрация того, что при трансформация бактерий носителем информации является ДНК (Гриффитс, Эйвери) 2. Демонстрация того, что при фаговой инфекции в клетку вводится ДНК (Херши и Чейз)

7. Эксперимент Авери • 1944 г. Oswald T. Avery, Colin MacLeod, andMaclyn McCarty • Объект: вирулентные и невирулентные штаммы Streptococcus pneumoniae

13. DNA Protein Coat Hershey-Chase Experiment 1952 Бактериофаги состоят из ДНК и белка. Для выяснения того, какой из этих компонетнов представляет собой генетический материал, белки были помечены 35S а ДНК – 32P. Оказалось, что в клетку проникает только 32P (ДНК). Меченая 32P ДНК присутствует и в новообразованных вирусных частицах Bacteria cell

15. Созданию модели молекулы ДНК предшествовал ряд важных наблюдений Правила Чаргаффа: А = Т Г = С Открытие альфа-спиральных структур в белках Получение дифракционных рентгеновских снимков ДНК

16. Правила Чаргаффа Анализ данных по расщеплению суммарных НК, выделенных из различных живых организмов позволил Е. Чаргаффу сформулировать ряд правил (правила Чаргаффа): • У ДНК молярная сумма Г и А (пуриновые основания) равна молярнойсумме Ц и Т (пиримидиновые основания). Эта закономерность не свойственна РНК, где отношение пуриновых и пиримидиновых оснований изменяется в широких пределах. • В молекулах ДНК число остатков А всегда равно числу остатков Т.В таком же отношении находятся Г и Ц. В молекулах РНК этого нет, хотя во многих случаях молярные соотношения оснований близки (здесь имеется в виду, что Т и У в молекулах ДНК и РНК равноценны). • Отношение суммы молярных концентраций Г и Ц к сумме молярных концентраций А и Т у ДНК и А и У у РНК, (т.е. (Г+Ц)/(A+T))у обоих видов нуклеиновых кислот сильно варьирует. Особенно широки границы изменчивости этого показателя в ДНК.

17. Правила Чаргаффа

20. Rosalind Franklin Толщина спирали позволяла предположить, что она состоит из двух или трех цепей ДНК Совершенно не ясным оставался вопрос о происхождении однотипных блоков Крестообразное расположение дифракционных пятен служило прямым указанием на структуру в виде спирали, построенной из однотипных блоков Анализ данной рентгенограммы позволяет рассчитать шаг спирали (0.34 нм) и её периодичность (10 блоков на виток)

21. Возможны и другие типы спаривания азотистых оснований, но при этом не получается единообразных блоков

24. Двойная спираль

26. 1962: Нобелевская премия по физиологии и медицине James D. Watson Francis H. Crick Maurice H. F. Wilkins

28. Краткое введение в органическую химию

38. Строение нуклеиновых кислот

39. Компоненты нуклеиновых кислот При полном гидролизе нуклеиновых кислот образуются: Азотистые основания (пурины и пиримидины); Остатки сахаров (рибозы – от РНК; дезоксирибозы – от ДНК); Фосфорная кислота. При неполном гидролизе НК образуются: Нуклеозиды; Нуклеотиды.

40. Мононуклеотиды

41. Азотистые основания

42. Пурины

43. Пиримидины

44. β-D-рибоза

45. Фосфатные остатки

46. Эфирная связь Ангидридная связь Ангидридная связь Метилацетат (эфир уксусной кислоты и метанола) Ацетангидрид (ангидрид уксусной кислоты)

47. Дезоксирибонуклеотиды

48. Нуклеиновые кислоты

49. НК-полимеры

50. Уотсон-Криковский тип спаривания