Описание презентации по отдельным слайдам:
-
1 слайд
Интерактивный учебный материал по биологии на тему:
Нуклеиновые кислоты -
2 слайд
Содержание
1. История2. Нуклеиновые кислоты.
3. ДНК.
4. РНК.
История открытия
Строение
функции
Нуклеотиды
Строение
Строение
Функции
Репликация
Репарация
Виды
Выход
Список литературы -
3 слайд
История открытия.
В 1869 году , когда Ф. Мишер выделил из ядер клеток особое вещество, обладавшее кислыми свойствами и названное им нуклеином.
В 1889 году Альтман ввёл термин – нуклеиновая кислота.
далее -
4 слайд
В 1924 году Р. Фельген разработал методы цитологического распознавания ДНК и РНК.
Ранее считалось, что ДНК свойственна только животным клеткам.
Фельген обнаружил ДНК в ядрах клеток растений.
Он цитологически показал, что ДНК локализирует в ядрах клеток, а РНК – в цитоплазме.
далее -
5 слайд
Хаймарстен и Касперссон обнаружили, что молекулы ДНК обладают большим молекулярным весом, превышающим вес молекул белка.
В это же время В. Стэнли, Ф. Боуден и Н. Пири, исследуя растительные вирусы, пришли к заключению, что все вирусы содержат нуклеиновую кислоту.
далее -
6 слайд
В 1947 году Э. Чаргафф обнаружил, что разные виды организмов характеризуются разным количественным соотношением пуриновых и пиримидиновых оснований. Это указывало на принципиально новое и важное положение, гласившее, что генетическая специфичность может быть связана с составом нуклеотидов в молекуле ДНК.
далее
-
7 слайд
Вторым важнейшим открытием Э. Чаргаффа было обнаружение, что соотношение азотистых оснований в молекуле ДНК не случайно. Оказалось, что в данной выборке ДНК количество тиминов равно количеству аденинов, а количество гуанинов равно количеству цитозинов.
далее -
8 слайд
В 1953 году Дж. Уотсон и Ф. Крик, опираясь на данные Чаргаффа, на материал рентгеноструктурного анализа, на принципы теории гена в роль аналитических данных, создали модель макромолекулярной структуру ДНК. Согласно этой модели, молекула ДНК состоит из двух полинуклеотидных цепей, взаимно обвитых одна вокруг другой.
Таким образом, модель Уотсона-Крика открыла путь к исследованию важнейших генетических явлений.
назад -
9 слайд
1. Нуклеиновые кислоты. Строение
Существует два типа нуклеиновых кислот:
ДНК (дезоксирибонуклеиновые кислоты),
РНК
(рибонуклеиновые кислоты) .назад
-
10 слайд
Подобно углеводам и белкам, это полимеры. Как и белки, нуклеиновые кислоты являются линейными полимерами.
Их мономеры – нуклеотиды – являются сложными веществами.
-
11 слайд
НУКЛЕОТИДЫ
Нуклеотиды состоят из трёх компонентов: * *азотистого основания,
*сахара-пентозы
*остатка фосфорной кислоты.Два сахара:
— рибоза – в РНК
-дезоксирибоза — в ДНК. -
12 слайд
Нуклеотиды
Существует 5 азотистых оснований:
А -аденин, Г -гуанин, У -урацил, Т -тимин, Ц -цитозин.далее
-
13 слайд
Первые два принадлежат пуринам – их молекулы состоят из двух колец, одно из которых содержит пять членов, а другое шесть.
Следующие три являются пиримидинами и имеют одно шестичленное кольцо.
далее -
14 слайд
ДНК. Строение.
ДНК – дезоксирибонуклеиновая кислота – высокомолекулярный линейный полимер, состоящий из двух полинуклеотидных цепей. Мономерами ДНК являются нуклеотиды 4 типов: А, Т, Г и Ц; все они построены на основе сахара дезоксирибозы. Повторяться внутри ДНК нуклеотиды могут бесчисленное количество раз: 23 молекулы ДНК человека, например, содержат в себе более 3 млрд. пар нуклеотидов!
далее -
15 слайд
Каждая из цепей ДНК является линейным полимером, в котором нуклеотиды последовательно соединены друг с другом при помощи ковалентной фосфодиэфирной связи, которая образует между молекулой сахара, одного нуклеотида и фосфорной кислотой другого нуклеотида.
далее -
16 слайд
Образующаяся в результате цепочка имеет гигантскую длину – десятки и сотни миллионов нуклеотидов и вес 10 -11 . Она столь велика, что молекулу ДНК видно в световой микроскоп в виде хромосомы.
10
11
далее -
17 слайд
В отличие от остальных веществ клетки, ДНК представляет собой двухцепочную молекулу, в которой обе цепи прочно связаны друг с другом. Существование подобной структуры возможно благодаря особенностям строения нуклеотидов. Цепи ДНК ориентированы строго определённым образом: азотистые основания нуклеотидов обеих цепей обращены внутрь, а сахара и фосфаты – наружу; кроме того, цепи расположены очень близко друг к другу (около 1,8 нм).
далее -
18 слайд
В результате такого пространственного расположения между азотистыми основаниями двух нуклеотидов, расположенных друг напротив друга в обеих цепях, возникают нековалентные водородные связи. Это слабые связи, однако за счёт большого количества они прочно связывают обе цепи.
далее -
19 слайд
В 1949 году Э. Чаргафф опубликовал работы о закономерностях количественного содержания азотистых оснований в молекуле ДНК, позже они были названы правилами Чаргаффа. Одно из них гласит, что количество аденинов А равно количеству тиминов Т, а количество гуанинов Г – цитозинов Ц, то есть А=Т, Г=Ц. Основанием этого правила является следующий факт. Структура азотистых оснований такова, что из всех возможных взаимодействий их друг с другом энергетически и пространственно осуществляется одно-единственное, то есть определённое азотистое основание может взаимодействовать с одним единственным типом азотистых оснований.
далее -
20 слайд
Оказалось, что А может взаимодействовать только с Т, но не с А, Г или Ц. Т взаимодействует только с А, Г – только с Ц, а Ц – только с Г. Такое избирательное взаимодействие нуклеотидов друг с другом называют принципом комплементарности, а сами нуклеотиды – комплементарными. Говорят, что А комплементарен Т, а Г комплементарен Ц. Принцип комплементарности имеет огромное значения для строения и функционирования нуклеиновых кислот.
далее -
21 слайд
Поскольку нуклеотиды взаимодействуют друг с другом по принципу комплементарности, то существует строгая закономерность расположения обоих нуклеотидов в обеих цепях. Напротив А одной цепи находится Т в другой, а напротив Г стоит Ц, и наоборот. Поэтому, зная последовательность нуклеотидов одной цепи всегда можно точно знать нуклеотидную последовательность второй цепи.
далее -
22 слайд
Между азотными основаниями пары А и Т образуются 2 водородные связи, а между Г и Ц — 3, поэтому прочность связи Г-Ц выше, чем А-Т:
далее -
23 слайд
Как и в случае с белками, клетке энергетически невыгодно держать очень длинную молекулу ДНК в развёрнутом виде, поэтому она подвергается укладке. Пространственная структура двухцепочечной молекулы ДНК была установлена в 1953 году Дж. Уотсоном и Ф. Криком. Они предложили модель, согласно которой 2 цепи вместе закручены вокруг общей оси, образуя двойную спираль.
далее -
24 слайд
Связываясь с белками, ДНК образует нуклеопротеин и подвергается дальнейшей компактизации, результатом которой является образование хромосом.
Молекулы ДНК эукариотических организмов линейны, незамкнуты. У прокариот ДНК, напротив, замкнута в кольцо.
Подобно белкам, при резких изменениях нормальных условий ДНК подвергается денатурации. При постепенном мягком восстановлении условии ДНК ренатурируется («отжигается»).
далее -
25 слайд
У прокариот ДНК в виде нуклеоида расположена прямо в цитоплазме. У эукариот основное количество ДНК в виде хромосом находится в ядре. Однако у них есть ещё 2 органеллы – митохондрии и пластиды – которые обладают собственной ДНК, которую называют внеядерной ДНК. Это обычная двухцепочечная ДНК, хотя гораздо меньших размеров, чем ядерная. По ряду признаков (замкнута в кольцо, ряд химических особенностей) она ближе к ДНК прокариот. Эти особенности внеядерной ДНК рассматривают как доказательство возникновения эукариот путём симбиоза прокариотических клеток.
назад -
26 слайд
Функции ДНК.
Функцией ДНК является хранение, передача и воспроизведение в ряду поколений генетической информации. В организме ДНК, являясь основой уникальности индивидуальной формы, определяет, какие белки и в каких количествах необходимо синтезировать.
назад -
27 слайд
Репликация ДНК.
Существование механизма «размножения» молекул ДНК, благодаря которому воспроизводятся точные копии исходных молекул, делает возможным передачу генетической информации от материнской клетки дочерним во время деления.
далее -
28 слайд
Процесс удвоения молекул ДНК называется репликацией. Это сложный процесс, осуществляемый ферментами, полное название которых – ДНК-зависимые-ДНК-полимеразы типа I, II или III (или просто ДНК-полимеразы).
В основе репликации лежит способность нуклеотидов к комплементарному взаимодействию с образованием водородных связей между А и Т, Г и Ц.
далее -
29 слайд
Специальные белки разрывают связи между цепями и «расплетают» молекулу ДНК, так что её цепи разделяются. Это расплетение осуществляется на небольшом отрезке в несколько десятков нуклеотидов. На расплетённом участке ДНК-полимеразы строят дочерние цепи ДНК. При этом материнские цепи выступают в роли матриц, по которым ферменты, подбирая комплементарные нуклеотида один за одним, выстраивают новые После того, как дочерние клетки цепи ДНК построены и соединены с материнскими, происходит расплетение нового отрезка, и цикл репликации повторяется.
далее -
30 слайд
Такой способ репликации, при котором в каждую дочернюю клетку отходит двухцепочечная ДНК, одна цепь которой является «старой», материнской, а другая – новосинтезированной, называется полуконсервативным способом репликации ДНК. Точность воспроизведения информации (точность синтеза дочерних цепей) при репликации почти абсолютная – любая малейшая ошибка может привести к серьёзным последствиям.
далее -
31 слайд
Однако ошибки встречаются и здесь, вызывая спонтанные мутации. Для повышения надёжности сохранения информации в клетке имеются систему репарации, восстанавливающие повреждённую цепь ДНК по неповреждённой. Все реакции репарации осуществляются ферментами.
Биологический смысл репликации заключается в точной передаче наследственной информации от материнской молекулы к дочерним, что и происходит при делении соматических клеток.назад
-
32 слайд
Репарация ДНК.
Репарация ДНК – механизм, обеспечивающий способность к исправлению нарушенной последовательности нуклеотидов в молекуле ДНК. Изменение обычно происходит в одной из цепей ДНК, вторая цепь остаётся неизменной. Поврежденный участок первой цепи может «вырезаться» с помощью ферментов – ДНК репарирующих нуклеаз. Другой фермент – ДНК-полимераза копирует информацию с неповрежденной цепи, вставляя необходимые нуклеотиды в поврежденную цепь. Затем ДНК-лигаза «сшивает» молекулу ДНК, и повреждённая молекула восстанавливается.
назад -
33 слайд
РНК. Строение.
Строение молекул РНК во многом сходно со строением молекул ДНК. Тем не менее имеется ряд существенных отличий. В состав нуклеотидов РНК вместо дезоксирибозы входит сахар рибоза. Основание тимин замещено на урацил. Главное отличие от ДНК состоит в том, что РНК имеет лишь одну цепь. Из-за этого химически РНК менее стабильна, чем ДНК: вводных растворах РНК быстрее подвергается расщеплению. Поэтому РНК менее подходит для долговременного хранения информации.
далее -
34 слайд
Однако её нуклеотиды также способны образовывать водородные связи между собой (например, в молекулах тРНК), но это внутри,- а не межцепочечное соединение комплементарных нуклеотидов. Устойчивых комплексов с другими молекулами РНК или ДНК в норме РНК не образует. Цепи РНК значительно короче цепей ДНК. У небольшой группы вирусов носителем генетической информации является двухцепочная РНК, которая заменяет ДНК остальных живых организмов. Это единственный пример стабильного РНК-РНК комплекса.
РНК обнаружено также в цитоплазме.
назад -
35 слайд
Виды РНК.
Существует три основных вида РНК.
Информационная (матричная) РНК – мРНК.
Наиболее разнородная по размерам, структуре и стабильности группа молекул РНК с длиной цепи 75-3000 нуклеотидов. мРНК представляет собой полинуклеотидную незамкнутую цепь. Единой пространственной структуры, характерной хотя бы для большинства мРНК, не обнаружено.
Все мРНК объединяет их функция – они служат в качестве матриц для синтеза белков, передавая информацию об их структуре с молекул ДНК.
далее -
36 слайд
Транспортная (акцепторная) РНК – тРНК.
Самая маленькая из РНК. Молекулы тРНК состоят из 75-100 нуклеотидов. Функция тРНК – перенос аминокислот к синтезируемой молекуле белка.
Число различных видов тРНК в клетке невелико: 20-61. Все они имеют сходную пространственную организацию.
далее -
37 слайд
Благодаря внутрицепочечным комплементарным взаимодействиям молекула тРНК приобретает характерную вторичную структуру, которую традиционно изображают в виде плоского креста, называя его клеверным листом. Трёхмерная же модель тРНК выглядит несколько иначе. В тРНК выделяют 4 петли (или плеча):
— акцепторная (служит местом присоединения
переносимой кислоты).
— антикодоновая (узнаёт кодон в мРНК в процессе трансляции).
— 2 боковые
далее -
38 слайд
Рибосомная РНК – рРНК.
Одноцепочечные нуклеиновые кислоты, которые в комплексе с рибосомными белками образуют рибосомы – органеллы, на которых происходит синтез белка.
рРНК – разнородная группа молекул с длинной цепи 120-3500 нуклеотидов.
В клетке больше всего содержится рРНК, значительно меньше тРНК и совсем немного мРНК. Так, у кишечной палочки E.coli соотношение этих видов РНК составляет примерно 82%, 16 и 2%, соответственно.
назад -
39 слайд
КОНЕЦ
