Нуклеиновые кислоты

Тема:  Нуклеиновые кислоты

На прошлом уроке мы изучили строение и функции белков, и уже знаем, что белки входят в состав клеточных мембран всех живых клеток, выполняют большое число важных функций, без которых невозможна жизнь. Кроме того, мы также знаем, что каждый организм синтезирует свои собственные белки. Синтезирование белков в клетке происходит непрерывно, т. к. организму постоянно нужен «строительный материал» для клеток, ферменты и гормоны.

В живом организме существует инструкция, в которой точно записано, какие именно белки должны синтезироваться в данном организме. Такая инструкция хранится в ядре каждой клеточки. Эта инструкция закодирована и представляет собой молекулу Дезоксирибонуклеиновой кислоты или ДНК. Рибонуклеиновая кислота (РНК) также участвует в хранение и транспортировке информации.

Структуру ДНК и РНК Джеймс Уотсон и Френсис Крик открыли в 1953г. А геном человека был полностью расшифрован только спустя 48 лет в 2001г. 

Почему ДНК и РНК так называются?

ДНК сложная молекула, состоящая из мономеров. Вы уже знакомы с понятием «мономер».

Нуклеиновые кислоты: дезоксирибонуклеиновая (ДНК) и рибонуклеиновая (РНК). Мономерами ДНК и РНК являются нуклеотиды. ДНК состоит из двух цепочек нуклеотидов, РНК из одной цепочки. (нарисовать схематично)

Что такое нуклеотид? Нуклеотид это повторяющийся фрагмент молекулы ДНК или молекулы РНК. Нуклеотид можно сравнить с бусиной. Нанизанные одна за другой бусины соединяются в целые бусы или в цепочку.

Но нуклеотид не простая бусина. Нуклеотид в свою очередь тоже имеет определенную структуру.

Нуклеотид состоит из: 1-го азотистого основания, 1-го моносахарида и 1-го остатка фосфорной кислоты. (зарисовать строение нуклеотида со слайда №3)

Остаток фосфорной кислоты во всех нуклеотидах одинаков.

Моносахариды бывают двух видов: рибоза и дезоксирибоза.

Азотистых оснований бывает 5 видов: аденин, гуанин, цитозин, тимин и урацил.

Нуклеотиды ДНК и РНК похожи, но имеют два отличия.

Таблица 1. Состав ДНК и РНК

№	Дезоксирибонуклеиновая кислота	Рибонуклеиновая кислота
1.	Остаток фосфорной кислоты	Остаток фосфорной кислоты	Остаток фосфорной кислоты
2.	Моносахарид	Дезоксирибоза	Рибоза
3.	Азотистое основание	Аденин или Гуанин или Цитозин или Тимин	Аденин или Гуанин или Цитозин или Урацил

В зависимости от азотистого основания  нуклеотиды называются: адениловый, гуаниловый, тимидиловый, уридиловый.

Как из нуклеотидов строится молекула?

Нуклеотиды соединяются между собой при помощи остатков фосфорной кислоты. Нуклеотиды располагаются друг за другом в определенном порядке. Этот порядок нуклеотидов кодирует в себе информацию о строении определенных видов белков.

Ген – участок молекулы ДНК, в котором зашифрована информация о первичной структуре одной определенной белковой молекулы.

Так образуется одна цепочка молекулы ДНК. Но, как известно ДНК состоит из двух спирально закрученных цепочек. Вторую цепочку можно собрать зная последовательность нуклеотидов в первой цепочке. Существует закономерность: напротив аденилового нуклеотида одной цепочки всегда распололагается тимидиловый нуклеотид другой цепочки. А на против гуанилового – цитидиловый. Так происходит потому, что аденин и тимин, цитозин и гуанин взаимно дополняют друг друга. Это свойство называется комплиментарность.

Комплиментарный (от лат. комплиментум - дополнение)

Комплиментарные нуклеотиды: аденин и тимин (А = Т), гуанин и цитозин  (Ц ? Г)

Комплиментарность очень важное явление, которое нужно четко понимать, иначе невозможно будет изучить последующие темы.

ДНК состоит из нуклеотидов, а белок из аминокислот. Т. е. информация в ДНК записана на одном «иностранном языке», а структура белка – это другой «иностранный язык».  Но мы знаем что ДНК содержит информацию о последовательности аминокислот в белках. Как же перевести язык ДНК на язык аминокислот?  Оказывается все очень просто. Три расположенные друг за другом нуклеотида означают одну определенную аминокислоту. Эти три нуклеотида называются триплет.

Триплет – три расположенных рядом нуклеотида, кодирующие одну определенную аминокислоту.

Таким образом, «знаменитый» генетический код  -  это ни что иное как триплеты. Существует таблица генетического кода, где указаны все аминокислоты (20) и триплеты которые кодируют каждую из них. В учебнике стр. 71. Самое интересное состоит в том, что аминокислоты кодируются одними и теми же триплетами и в клетках человека и в клетках всех остальных живых организмов.

Как устроена РНК?

Итак, молекулу ДНК мы полностью изучили. Существует только один единственный вид молекул ДНК – двойная спираль.

Рибонуклеиновая кислота, или РНК, состоит всего из одной цепочки нуклеотидов. Эта цепочка не такая огромная, как ДНК и бывает разной формы

Рибонуклеиновая кислота (РНК) состоит из нуклеотидов, соединенных в цепочку. Отличия РНК от ДНК:

- одинарная небольшого размера цепочка

- вместо дезоксирибозы – рибоза

- вместо тимина – урацил.

Виды РНК:

-информационная РНК (и-РНК) – копия одного гена, переписывает информацию с ДНК и переносит к месту синтеза белка (к рибосомам)

-транспортная РНК (т-РНК) – транспортирует аминокислоты к месту синтеза белка

-рибосомная РНК (р-РНК) – из р РНК состоят рибосомы, которые синтезируют белок