Презентация на тему Днк Дезоксирибонуклеиновая кислота

Содержание

Слайд 2

Дезоксирибонуклеиновая кислота

ДНК –биологический полимер, состоящий из двух спирально закрученных цепочек.

Дезоксирибонуклеиновая кислота ДНК –биологический полимер, состоящий из двух спирально закрученных цепочек.

Слайд 3

История открытия.

В 1869 г. Фридрих Мишер, швейцарский врач биохимик, выделил нуклеиновые кислоты

История открытия. В 1869 г. Фридрих Мишер, швейцарский врач биохимик, выделил нуклеиновые
из ядер клеток гноя. Эти клетки содержали фосфоорганическое вещество, которое Мишер назвал «нуклеином».

Изучая его состав было получено, что данное соединение носит кислотный характер и содержит белковые компоненты. Остальная часть элементарного состава представлена такими элементами, как: С,Н,О,N.

Слайд 4

История открытия.

Альтман обнаружил ортофосфорную кислоту в составе аминокислот. Именно ее он поначалу

История открытия. Альтман обнаружил ортофосфорную кислоту в составе аминокислот. Именно ее он
называл нуклеиновой кислотой.

Пиккард в конце 19 века открыл азотистое основание – гуанин. Позже были обнаружены тимин, аденин и урацил.

Слайд 5

История открытия.

В 1912 г. Леви обнаружил, что в состав нуклеиновых кислот входит

История открытия. В 1912 г. Леви обнаружил, что в состав нуклеиновых кислот
углевод пентоза. В начале 20 века был полностью изучен состав всех нуклеиновых кислот, однако вопрос об их строении оставался открытым до 50-х г. 20 века.

Ф. Мишер сделал правильное предположение о том, что нуклеиновые кислоты заполняют ядро и принимают участие в оплодотворении и передаче наследственной информации.

Слайд 6

История открытия.

Однако, эта правильная точка зрения просуществовала не долго. При гистохимическом анализе

История открытия. Однако, эта правильная точка зрения просуществовала не долго. При гистохимическом
кислот было обнаружено, что гигантские хромосомы не дают похожего аналитического эффекта с нуклеиновыми кислотами.

Был сделан вывод о том, что не все хромосомы содержат нуклеин и он не может быть наследственным материалом. Долгое время таким материалом считали белки. А существовавшие в то время нуклеиновые кислоты подразделяли на растительные и животные (тимоаминокислоты).

Слайд 7

История открытия.

В 1936 г. советский ученый Белозерский доказал что в проростках конского

История открытия. В 1936 г. советский ученый Белозерский доказал что в проростках
каштана содержится тимонуклеиновая кислота, которая относится только к животным кислотам.

Девидсон и Брамс доказали, что растительные нуклеиновые кислоты существуют и животных клетках.
С 1936 г. стали различать дезоксирибонуклеи- новую и рибонуклеиновую кислоты.

Слайд 8

История открытия.

1953 г. американские биохимики Дж. Уотсон и Ф.Крик установили расположение частей

История открытия. 1953 г. американские биохимики Дж. Уотсон и Ф.Крик установили расположение частей молекулы ДНК
молекулы ДНК

Слайд 9

Первичная структура нуклеиновых кислот.

Под первичной структурой нуклеиновых кислот понимают порядок, последовательность расположения

Первичная структура нуклеиновых кислот. Под первичной структурой нуклеиновых кислот понимают порядок, последовательность
мононуклеотидов в полинуклеотидной цепи ДНК. Поскольку молекулярная масса нуклеиновых кислот колеблется в широких пределах (от 2•10(4) до 10(10)–10(11), установить первичную структуру ДНК весьма сложно.

Тем не менее в одноцепочечной нуклеиновой кислоте имеется один и тот же тип связи – 3',5'-фосфодиэфирная связь между соседними нуклеотидами. Эту общую основу структуры можно представить следующим образом:

Слайд 10

Первичная структура нуклеиновых кислот.

Установлено, что в образовании межнуклеотидной связи участвуют гидроксильные группы

Первичная структура нуклеиновых кислот. Установлено, что в образовании межнуклеотидной связи участвуют гидроксильные
в 3'- и 5'-положениях остатков углевода. В настоящее время проводятся исследования первичных структур различных молекул ДНК. Около 15 лет назад была полностью расшифрована нуклеотидная последовательность митохондриальной ДНК человека (16569 пар нуклеотидов). Известны полные нуклеотидные последовательности ДНК ряда вирусов и плазмид

Совсем недавно завершено определение нуклеотидных последовательностей геномов двух прокариотических организмов (Haemophilus influenzae и Mycoplasma genitalum) и появились сообщения о расшифровке генома первого эукариотического организма – дрожжей. Близки к завершению аналогичные исследования генома E.coli и генома нематоды Caenorhabditis elegans. Исследователи активно работают над полной расшифровкой генома человека.

Слайд 11

Первичная структура нуклеиновых кислот.

три варианта схемы нуклеотидной последовательности ДНК:

Первичная структура нуклеиновых кислот. три варианта схемы нуклеотидной последовательности ДНК:

Слайд 12

Строение ДНК.

ДНК - полимер.
Мономеры - нуклеотиды.
Нуклеотид- химическое соединение остатков трех веществ:

Строение нуклеотида

Азотистые
основания:
-

Строение ДНК. ДНК - полимер. Мономеры - нуклеотиды. Нуклеотид- химическое соединение остатков
Аденин;
- Гуанин;
- Цитазин
- Тимин

Углевод:
- Дезоксирибоза

Остаток фосфорной кислоты (ФК)

Слайд 13

Конформации компонентов нуклеиновых кислот.

Все 5 гетероциклических оснований, входящих в состав НК, имеют

Конформации компонентов нуклеиновых кислот. Все 5 гетероциклических оснований, входящих в состав НК,
плоскую конформацию. Для остатков рибозы и дезоксирибозы плоская конформация энергетически невыгодна. Среди многочисленных теоритически возможных конформаций этих остатков в полинуклеотидах выделяются только 2:

Слайд 14

Син- и анти- конформации нуклеозидов

В свободных нуклеозидах и нуклеотидах переход от C2`-

Син- и анти- конформации нуклеозидов В свободных нуклеозидах и нуклеотидах переход от
эндо- к C3` - эндо- между син – и анти-конформациями происходит достаточно легко.

Слайд 15

Макромолекулярная структура ДНК.

В 1953 г. Дж.Уотсон и Ф.Крик предложили модель структуры ДНК.

Макромолекулярная структура ДНК. В 1953 г. Дж.Уотсон и Ф.Крик предложили модель структуры
При постоении стуктуры ученые основывались на 4 группах данных:

1.ДНК представляет собой полимер, состоящий из нуклеотидов, соединенных 3`-5`- фосфодиэфирными связями.
2.Состав нуклеотидов ДНК подчиняется правилам Чаргаффа:
(A+G) = (T+C); число остатков А=Т, G=C.
3.Рентгенограммы волокон ДНК указывают на то, что молекула обладает спиральной структурой и содержит более одной полинуклеотидной цепи.
4. Стабильность структуры за счет водородных связей

Слайд 16

Макромолекулярная структура ДНК.

- правильная правовинтовая спираль, состоящая из 2 полинуклеатидных цепей, которые

Макромолекулярная структура ДНК. - правильная правовинтовая спираль, состоящая из 2 полинуклеатидных цепей,
закручены друг относительно друга вокруг общей оси.
- цепи имеют антипараллельную ориентацию
- пиримидиновые и пуриновые основания уложены стопкой с интервалом 0,34 нм.
- длина витка спирали – 3,40 нм.
- стабильность цепи за счет водородных связей
- наличие комплиментарных пар – основания,которые образуют пары, в которых они сочетаются водородными связями

Слайд 17

Полиморфизм двойной спирали.

Правые спирали образуют 2 семейства: А-семейство (конформация сахара С3`- эндо-)

Полиморфизм двойной спирали. Правые спирали образуют 2 семейства: А-семейство (конформация сахара С3`-
и В-семейство (конформация сахара С2` -эндо-). Структуры в пределах каждого из семейств в зависимости от условий (концентрации соли, температуры) могут иметь разное число пар, приходящихся на виток спирали.

Слайд 18

А – семейство ДНК.

Розалинда Франклин получила эксперементальные свидетельства существования весьма упорядоченной структуры

А – семейство ДНК. Розалинда Франклин получила эксперементальные свидетельства существования весьма упорядоченной
в ориентированных вытягиванием и подсушенных волокнах ДНК. Эта структура получила название А-форма ДНК. Этой форме долгое время не придавали особого значения, т.к. она возникла при малой влажности, т.е. не при физиологических условиях.

Слайд 19

А – семейство ДНК.

С3`- эндоконформация сахара приводит к уменьшению расстояния между фосфатными

А – семейство ДНК. С3`- эндоконформация сахара приводит к уменьшению расстояния между
группами и, следовательно, к уменьшению расстояния между нуклеотидными парами вдоль оси спирали. Это ведет к увеличению количества нуклеотидов на виток спирали (11 нуклеотидных остатков).

Слайд 20

А – семейство ДНК.

Пары оснований в А-форме образуют с осью спирали угол

А – семейство ДНК. Пары оснований в А-форме образуют с осью спирали
около 20 градусов и очень сильно отодвинуты от оси спирали к переферии молекулы: сдвиг достигает 0,4 – 0,5 нм, т.е. почти половину радиуса.
Участвует в транскрипции и передаче информации от ДНК к РНК.

Слайд 21

А – семейство ДНК.

А – семейство ДНК.

Слайд 22

В – семейство ДНК.

Для этого семейства характерно структурное разнообразие. ДНК со случайными

В – семейство ДНК. Для этого семейства характерно структурное разнообразие. ДНК со
последовательностями могут находиться в В-,С-,D- и других конформационных состояниях. На структуру ДНК влияют тип и концентрация катионов, а также температура.
На виток приходится 10 пар нуклеотидов.
Участвует в репликативных процессах.
С-форма в хранении информации.

Слайд 23

Z – форма ДНК.

Левоспиральная конформация ДНК. Она была открыта в 1979 г.

Z – форма ДНК. Левоспиральная конформация ДНК. Она была открыта в 1979
при исследовании структуры гексануклеотида d(CG)3. Если полинуклеотид poly(dG-dC) поместить в водный раствор с высокой концентрацией MgCl2, NaCl или спирта, то образуется левая двойная спираль Z-ДНК . Повторяющейся единицей спирали является не пара нуклеотидов, а двойка соседних пар. В каждой из комплементарных нитей Z-ДНК происходит чередование син- и анти-конформаций нуклеотидных звеньев, а в каждой паре оснований одно всегда находится в син-конформации относительно гликозидной связи, другое - в анти-конформации.

Слайд 24

Взаимодействия между гетероциклическими основаниями в нуклеиновых кислотах.

2 типа взаимодействия между гетероциклическими основаниями

Взаимодействия между гетероциклическими основаниями в нуклеиновых кислотах. 2 типа взаимодействия между гетероциклическими
нуклеотидных остатков: взаимодействия м/у основаниями в комплиментарных парах и вертикальными межплоскостными взаимодействиями оснований,расположенными друг над другом (стэкинг взаимодействия)

Кроме уотсон-криковских пар (A-T, G-C) гетероциклические основания способны образовывать множество связанными водородными связями пар другой структуры.
Образование пар между двумя пуринами, двумя пиримидинами или некомплиментарными основаниями(A-C, G-T) стерически затруднено, что нарушает геометрию спирали.