Строение и структура нуклеиновых кислот. Лекция №3А

1. Лекция №3А. Строение и структура нуклеиновых кислот

Доц. каф. орг. и биол. химии
Г.А.Урванцева

2. Строение нуклеиновых кислот

• Нуклеиновые кислоты (ДНК и РНК) природные высокомолекулярные
органические вещества, состоящие из
нуклеотидов, соединённых в цепь 3', 5'фосфодиэфирными связями. Каждый
нуклеотид состоит из азотистого основания,
углевода (пентозы) и остатка фосфорной
кислоты.
• Азотистые основания, входящие в состав
нуклеотидов, имеют следующее строение:

3.

Азотистые основания (в кето-форме):

4.

5.

• Азотистое основание и пентоза,
соединённые N-гликозидной связью,
образуют нуклеозид. Если в качестве
пентозы в нуклеозиде присутствует
рибоза, то это рибонуклеозид, а если
дезоксирибоза - то это
дезоксирибонуклеозид.

6.

• Нуклеотиды представляют собой
фосфорилированные нуклеозиды.
Остаток фосфорной кислоты, как
правило, присоединяется к
гидроксильной группе пентозы в 5'положении при помощи сложноэфирной
связи.

7.

• Примеры:

8.

• Структура динуклеотида

9.

• Комплементарные пары
азот. осн.

10.

• Двойная спираль ДНК

11. Компьютерные модели A-, B- и Z-форм ДНК

A-форма: ДНК-РНКгибриды, споры бактерий
B-форма:
обычная конформация
ДНК в клетке
Z-форма:
Левозакрученная спираль
poly[dG-dC] ⋅ poly[dG-dC]
Отрезки ДНК одинаковой
длины
A
B
Z

12. Структура РНК

• В-форма в молекулах РНК не
обнаружена. В РНК преобладает Аформа правозакрученной двойной спи
рали.Спирали Z-формы были получены
в лабораторных условиях при высокой
температуре и высокой солености.

13. Три модели молекулы ДНК

14.

15. Структура ДНК у прокариот

• Клетки прокариот не имеют ядра,
поэтому ДНК находится
непосредственно в цитоплазме в форме
нуклеоида. Нуклеоид- суперскрученная
молекула ДНК кольцевой формы.Так,
кольцевая ДНК кишечной палочки имеет
длину в развернутом виде всего 1.5 мм.

16. Структура ДНК у про – и эукариот

17. Структура ДНК у эукариот

1. ДНК линейная, а не кольцевая
2. ДНК в комплексе с белками
(дезоксирибонуклеопротеин)
3. ДНК организована в хромосому.
4. Хромосомы находятся в клеточном ядре и
формируют структуру, называемую
хроматином.
5. Совокупность ДНК (хромосом) организма
называется геномом.
У человека во всех клетках,кроме половых,23 пары хромосом, у плодовой мухи-4.

18. Структура ДНК у эукариот по Уотсону и Крику (В-форма)

ДНК (2 цепи) – 3 млрд.
п.н.
Длина – 1n – 1,5 м, 2 n – 3
м,
Общая длина 5*1013
клеток = 1014 м,
Цепи в ДНК
антипараллельны

19. Общий вид хромосомы

20.

21. Организация генетического материала у эукариот

22. Пространственная структура РНК

23. Вторичная структура т-РНК

24. Третичная структура т-РНК

• Как отмечалось, лучше других изучена
третичная структура небольших т-РНК
(таблица).Рентгеноструктурные
исследования показали,что в третичной
структуре т-РНК три петли сближены в
пространстве, а антикодоновая петля
вытянута в противоположном
направлении.Третичная структура тРНК удерживается за счет водородных
связей,гидрофобных взаимодействий и

25. Структура м-РНК

• Вторичная структура м-РНК
представляет собой изогнутую цепь, а
третичная структура подобна нити,
намотанной на катушку, роль которой
играет особый транспортный белок –
информофер.

26. Третичная структура р-РНК

• Третичная структура р-РНК имеет Vобразную или Y-образную форму и
служат каркасом, к которому
прикрепляются белки, создавая
рибосому.

27.

Нуклеиновые кислоты были открыты в 1868 г. швейцарским врачом
Ф. Мишером.
Он исследовал состав ядер лейкоцитов и обнаружил в них большое
количество фосфора. Даже сейчас нельзя не удивляться, на каком
высоком уровне работал Мишер. Как и всякому биохимику, ему для
исследования было нужно много материала. В то время еще не
существовали хорошо разработанные методы выделения и очистки
клеточных элементов, но Мишер нашел остроумный способ —
поместил клетку в желудочный сок. Оболочка и содержимое клетки
переваривались, а ядра оставались нетронутыми. Оказалось
достаточным их отмыть и материал для исследования был готов.

28.

Чистый препарат ядер, приготовленный Мишером, содержал очень
много фосфора. Соединение, богатое фосфором, Мишер назвал
нуклеином, поскольку он был выделен из ядер, имеющих латинское
название «нуклеус». Другой исследователь, Альтман расщепил
нуклеин Мишера и показал, что он состоит из белка и сложной
органической кислоты, которая и содержала фосфор. Эту кислоту
Альтман назвал нуклеиновой. Следовательно, впервые препарат
изолированной нуклеиновой кислоты был получен в 1889 году.