Лекция №7

Нуклеиновые кислоты: ДНК и РНК.

Отличаются структурой составом, нахождением и функциям.

По составу:

· При гидролизе РНК образуется углевод рибоза, азотистые основания аденин, гуанин, урацил и цитозин и фосфорная кислота.

· При гидролизе ДНК образуется углевод дезоксирибоза, аденин, гуанин, цитозин и тимин.

Нахождение:

· ДНК на 99,9% находится в ядре клетки.

· РНК может быть и в ядре клетки, где она образуется на соответствующем участке ДНК, в цитоплазме, в рибосомах.

Функции:

· ДНК – носитель информации клетки, на ней находится вся информация. Это хранительной информации о организме.

· РНК (транспортные – в цитоплазме транспортируют аминокислоты к месту синтеза белка, матричные – является матрицей для синтеза белка, рибосомальные – являются составной частью рибосом).

ДНК.

ДНК была впервые открыта Фридрихом Мишером в 1869 г. Более подробно ДНК изучено ещё в XX веке.

Первые работы, которые приводят к решению Чаргаффом и его сотрудниками в колумбийком университете. Выводы:

· Нуклеотидный состав ДНК является характеристикой данного биологического вида.

· В различных клетках и тканях одного и того же организма ДНК имеет идентичный состав, на него не оказывает влияния ни стадия развития, ни возраст, ни рацион питания, ни другие факторы и условия.

· У близкородственных организмов близок и нуклеотидный состав ДНК.

· Относительное содержаний различных оснований в ДНК колеблется у разных организмов колеблется в широких пределах (речь идет об отношении A+T к Г+С, может быть от 0,9 до 1,7). Наименьшие колебания у высших организмов.

· Химический состав всех типов ДНК обнаруживает определенные закономерности, выраженные правилами Чагаффа

Правила Чаагаффа:

1. Сумма пуриновых оснований равна сумме перимидиновых.

2. А=Т, Ц=Г

3. A+C=Г+Т

· Если ДНК не соответствует правилам Чагаффа, то она должна обладать какими-то необычными структурными особенностями.

В 1953 году Уотсон и Григ и независимо от них Уилкинс (занимался рентгеноструктурными исследованиями ДНК), эти авторы сделали вывод, что ДНК это двухцепочечная молекула, представляет собой двойную правозакрученную спираль. Азотистые основания располагаются внутри спирали в виде стопки, причем две полинуклеотидные цепи антипараллельны. Фосфатные гидроксилы находятся снаружи спирали и сообщаются с окружающей средой. Азотистые основания с остатками дезоксирибозы располагаются внутри спирали. Комлементарные по отношению друг другу азотистые основания.

В силу пространственных ограничений соединяться водородными связями могут только вполне определенные основания А с Т и Г с Ц.

По модели Уотсона и Крига ось спирали находится перпендикулярно к плоскости азотистых оснований. Это жесткая спираль. Разрыв одной водородной вязи не приводит к разрушению структуры. Уилкенс на основании РСА пришел к выводу, что ДНК имеет такую структуру. В зависимости от условий выделения ДНК может бить и другая структура белка. Существует A, B, C, T и Z форма. B-форма – это структура Уотсона и Крига. При дегидратации образуется структура A, она предполагает длину витка 2,8 нм и 11 пар азотистых оснований. Угол между осью и азотистыми основаниями 20◦. Z(T)-форма это левозакрученная двойная спираль, предложена Александром Ритчем на основании изучения кристаллической ДНК.C-форма сходна с B-формой, только там 9 пар азотистых оснований. В зависимости от условий изучения структуры форма может быть разной.