Состав, структура, свойства ДНК. (Лекция 2)

1.

КАФЕДРА МОЛЕКУЛЯРНОЙ БИОТЕХНОЛОГИИ
Дисциплина: Основы биохимии и молекулярной биологии. Часть II
Лекция 2
ДНК:
СОСТАВ, СТРУКТУРА, СВОЙСТВА
© Виноходов Д. О., 2005-2014

2.

Задачи лекции:
- получить представление о химическом составе и структуре ДНК;
- получить представление о формах существования ДНК;
- получить представление об особенностях прокариотических и
эукариотических хромосом;
- получить представление о физико-химических свойствах ДНК.

3.

Йоган Фридрих Мишер

4.

Химический состав
OH
CH2
OH
O
OH
-D-2-дезоксирибоза
N
N
N
N
N
N
H
пурин
пиримидин
NH2
O
CH3
N
N
O
O
NH2
N
NH
N
H
H
цитозин
тимин
O
N
N
N
H
аденин
N
N
NH
N
H
гуанин
NH2

5.

Минорные
азотистые основания
NH2
NH2
CH3
HO
N
N
CH2
N
O
5-метилцитозин
5-оксиметилцитозин
NH
N
N
O
H
H
CH3
N
O
N
N
H
N6-метиладенин
HO
CH2
NH
N
O
H
5-оксиметилурацил

6.

Нуклеозиды
O
NH2
CH3
N
OH
N
CH2
O
5
6
OH
O
5' CH2
цитидин
N
3 NH
8
2
1
N
O
OH
7
5
9
4
N
CH2
O
4'
OH
4
O
NH2
O
6
3
N
N
N
2
OH
N
CH2
O
1'
3'
OH
2'
тимидин
NH
1
OH
OH
аденозин
гуанозин
N
NH2

7.

O
Нуклеотиды
(нуклеозидфосфаты)
NH2
NH2
OH
P
N
OH
O
N
CH2
OH
O
P
OH
O
O
N
CH2
O
цитидинфосфат
P
NH
OH
O
N
CH2
N
O
OH
OH CH
3
O
N
O
O
OH
N
O
OH
тимидинфосфат
OH
O
аденозинфосфат
O
P
N
NH
OH
O
N
CH2
N
O
OH
гуанозинфосфат
NH2

8.

Первичная структура ДНК
NH2
HO
P
N
O
O
N
CH2
O
O
O
O
HO
P
N
O
O
N
CH2
O
O
NH
N
NH2

9.

Образец ДНК
Пучок
рентгеновских
лучей
Источник
рентгеновских
лучей
Свинцовый
экран
Фотопластинка

10.

11.

O
C
N(C2H5)2
N
N
H
CH3

12.

13.

Вторичная структура ДНК
H
CH3
N
H
O
H
N
H
N
N
N
H
N
N
O
O
N
H
O
H
H
N
N
N
N
H
T
A
C
N
N
G
N

14.

O
HO
P
O
O
O
A
T
CH2
TACGTGCAATCT 3’
3’ ATGCACGTTAGA 5’
5’
CH2
O
O
O
P
OH
O
O
HO
P
O
O
O
T
A
CH2
CH2
O
O
O
P
5’
OH
O
TACGTGCAATCT
O
HO
P
O
O
O
C
G
CH2
CH2
O
O
O
P
OH
TACGTGCAATCT
O
O
HO
P
O
O
O
A
CH2
O
O
CH2
T
O
O
P
OH
tacgtgcaatct
3’

15.

16.

A-форма
Z-форма
B-форма

17.

Кольцевые ковалентно замкнутые ДНК
(у прокариот)

18.

19.

Упаковка ДНК у эукариот

20.

Теломеры
позвоночные
насекомые
растения
TTAGGG
TTAGG
TTTAGGG

21.

Физико-химические свойства ДНК
гипохромный
эффект
260 нм

22.

Гиперхромный эффект
Tпл.1 Tпл.2
T

23.

Температурная денатурация ДНК
T↑
денатурация
T↑
T↓
ренатурация
Денатурация – нарушение пространственной структуры молекулы
в результате разрыва внутри- и межмолекулярных
нековалентных связей.

24.

Щелочная денатурация ДНК
pH

25.

Контрольные вопросы:
- какие азотистые основания, нуклеозиды и нуклеотиды входят в состав ДНК?
- каковы параметры B-спирали ДНК?
- какие взаимодействия формируют пространственную структуру ДНК?
- в каких случаях образуются альтернативные формы ДНК?
- каковы размеры ДНК, встречающихся в природе?
- в чём заключаются различия между хромосомами прокариот и эукариот?
- какую структуру имеют концевые фрагменты эукариотических хромосом?
- в чём заключается гипохромный эффект?
- в чём заключается гиперхромный эффект?