Работа № 1. Строение и функции ДНК.

Дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) является биополимером, который состоит из мономеров – нуклеотидов. Каждый нуклеотид состоит из трёх компонентов: азотистого основания, сахара (дезоксирибозы), остатка фосфорной кислоты.

Соединение нуклеотидов в цепь происходит при участии фермента ДНК-полимеразы, которая обеспечивает присоединение каждого последующего нуклеотида через его фосфатную группу к гидроксилу в 3’ положении предыдущего нуклеотида. В результате полинуклеотидная цепь образуется путём образования фосфодиэфирных связей. На одном конце цепи находится фосфатная группа в положении 5’ и на другом – гидроксильная группа в положении 3’.

Полинуклеотидная цепь включает в себя 4 разновидности нуклеотидов, содержащие разные азотистые основания – пуриновые (аденин и гуанин) или пиримидиновые (тимин и цитозин).Название нуклеотида является производным от названия соответствующего азотистого основания. Нуклеотиды и азотистые основания обозначаются заглавными буквами:

Молекула ДНК состоит из двух цепей, закрученных спирально вокруг общей оси. Цепи в молекуле ДНК соединены по принципу комплементарности и антипараллельности.

Принцип комплементарности подразумевает установление водородных связей между строго определенными азотистыми основаниями двух цепей. Аденин соединяется двумя водородными связями с тимином, а гуанин – тремя водородными связями с цитозином. Таким образом, в молекуле ДНК количество пуриновых азотистых оснований всегда соответствует количеству пиримидиновых азотистых оснований (правило Чаргаффа): А+Г = Т+Ц, причём А=Т, а Г=Ц.

Принцип антипараллельности подразумевает, что две полинуклеотидные цепи соединены так, что 5’ конец одной из них соединён с 3’ концом другой и наоборот.

Таким образом, в соответствии с моделью Уотсона и Крика две полинуклеотидные цепочки, соединённые водородными связями между комплементарными азотистыми основаниями, спирально закручены вокруг общей оси. Диаметр такой спирали составляет 2 нм. Длина одного витка – 3, 4 нм и он включает в себя 10 пар нуклеотидов. Рассотяние между парами нуклеотидов составляет 0, 34 нм. Эти параметры относятся к В-форме (правосторонняя) ДНК.

В любой живой системе ДНК выполняет следующие функции:

1. хранение наследственной информации в виде последовательности нуклеотидов (генетический код), которая определяет последовательность аминокислот в полипептидной цепи и свойства белка;

2. передача наследственного материала происходит путем репликации ДНК;

3. реализация наследственной информации в процессе синтеза белка.

Задание № 1:

• внимательно прочитайте содержание работы № 1;
• изучите и зарисуйте схему строения нуклеотида.

Нуклеозид = пентоза + азотистое основание Нуклеотид = нуклеозид + фосфорная кислота = азотистое основание+ пентоза+фосфорная кислота. В РНК пентоза - рибоза В ДНК пентоза - дезоксирибоза

Рис. 1. Схема строения нуклеотида

Задание № 2:

• изучите и зарисуйте схему соединения нуклеотидов в полинуклеотидную цепь.

Нуклеотиды соединяются друг с другом в полимерную цепочку с помощью фосфодиэфирных связей. Азотистые основания не принимают участия в соединении нуклеотидов одной цепи.

Рис. 2. Схема соединения нуклеотидов в полинуклеотидную цепь

Задание № 3:

• изучите и зарисуйте схему строения молекулы ДНК.

Рис. 3. Схема строения ДНК