Тема 2.1. Строение и свойства нуклеиновых кислот и нуклеотидов

Цель занятия. Сформировать знания о химическом строении и функционировании в клетке нуклеотидов и нуклеиновых кислот, выполняющих ряд важнейших биологических функций. Уметь проводить исследования нуклеиновых кислот и их составных частей.

Исходный уровень. Строение и биологическая роль нуклеиновых кислот (курс биоорганической химии и медицинской биологии).

Повторить. Строение сложных белков – нуклеопротеинов. Образование эфирной и гликозидной связей (курс биоорганической химии).

 

Содержание теоретического материала. 1. Нуклеопротеины, строение, роль в клетке: нуклеосомы, рибосомы, информосомы. Нуклеиновые кислоты - простетическая группа нуклеопротеинов. 2. Структурные компоненты нуклеиновых кислот - мононуклеотиды. Структурные формулы азотистых оснований, входящих в состав нуклеотидов. Образование связей между компонентами нуклеотидов. Отличие нумерации атомов азотистых оснований от нумерации атомов рибозы (или дезоксирибозы). Цис,- и трас – конформеры. Буквенные обозначения нуклеотидов и их расшифровка. 3. Нуклеозиды, их отличие от нуклеотидов. Буквенные обозначения нуклеозидов. 4. Типы нуклеиновых кислот. ДНК, локализация в клетке. Первичная структура: определение, обозначение связей между нуклеотидами в линейной последовательности. 5. Вторичная структура. Комплементарность азотистых оснований. 6. Третичная структура ДНК. Структурная организация ДНК в хромосоме. 7. Физико-химические свойства ДНК. 8. РНК, виды, локализация в клетке, функция, М.м., характеристика первичной, вторичной, третичной структур РНК. 9. Видовая специфичность нуклеиновых кислот.

 

Для усвоения материала темы следует обратить внимание на то, что:

1) При образовании полинуклеотидных цепей мононуклеотиды связываются между собой 3΄5΄–фосфодиэфирными связями: за счет гидроксильной группы в 3΄ положении рибозы одного нуклеотида и гидроксильной группы фосфорной кислоты в 5΄ положении следующего за ним нуклеотида.

2) Полинуклеотидные цепи имеют неодинаковые концы: 5΄-конец образован остатком фосфорной кислоты не участвующим в образовании 3΄5΄ – фосфодиэфирной связи, а 3΄-конец образован свободной гидроксильной группой в 3΄ положении пентозы.

3) Все типы РНК имеют одну полинуклеотидную цепь, отдельные участки которой образуют спирализованные петли – «шпильки» за счет водородных связей между комплементарными азотистыми основаниями (в тРНК – 70%).

4) На 5΄-конце мРНК имеют специфическую нкулеотидную последовательность – «колпачок», обеспечивающую прикрепление мРНК к рибосоме; на 3΄-конце фрагмент поли-А, который защищает молекулу от действия нуклеаз и способствует транспорту ее из ядра в цитоплазму.

5) Видовая специфичность нуклеиновых кислот – это существование различий в первичной структуре ДНК и РНК, характерных для каждого вида организмов.

 

Вопросы и упражнения для самоподготовки и контроля усвоения темы

1. Дайте характеристику нуклеиновым кислотам, их разновидностям, распределению в клетках, биологической роли.

2. Что представляют собой мономеры нуклеиновых кислот? Как они называются? Назовите (в сокращенной форме) пять различных нуклеотидов.

3.  Какие вещества называют нуклеозидами? Назовите известные Вам.

4. Напишите формулу гуанозина. Пронумеруйте атомы в его циклах. Напишите формулу УМФ. Дайте полное название этого вещества.

5. Напишите формулу АТФ. Дайте полное название этого вещества.

6. Дайте полное название веществ, кратко обозначаемых как ГТФ, дЦТФ, ТМФ, дАДФ, УМФ.

7. Дайте название нуклеотидам, у которых остаток фосфорной кислоты находится в 2΄ положении; 3΄ положении.

8. Дайте определение первичной структуре нуклеиновых кислот. Как соединяются мономеры в полинуклеотидной цепи? Назовите связь.

9. Напишите формулу динуклеотида, состоящего из дГМФ и УМФ.

10. Напишите формулу нуклеотида, состоящего из адениловой кислоты и тимидиловой кислоты.

11. Дайте определение вторичной структуры РНК и ДНК. Какие связи ее формируют? Какие связи ее стабилизируют?

12. Что обозначает термин «комплементарность»? Какие компоненты в нуклеиновых кислотах комплементарны друг другу? Соедините водородными связями комплементарные части цитозина и гуанозина, и аденина и тимина.

13. Охарактеризуйте третичную структуру ДНК и РНК.

14. Строение молекулы ДНК. Сколько она содержит мономерных единиц? Каковы размеры молекулы ДНК? Как соединяются между собой две полинуклеотидные цепи в молекуле ДНК?

15. Напишите последовательность нуклеотидов в комплементарном участке второй цепи ДНК: 5΄-TGATCGATAACCAG-3΄-ОН.

16. Охарактеризуйте типы РНК и их функции в клетке.

17. Сколько нуклеотидов содержат молекулы различных видов РНК?

18. Назовите не менее пяти функций нуклеотидов и их производных в организме.

19. Что понимают под видовой специфичностью нуклеиновых кислот?

20. Изучите лабораторную работу «Кислотный гидролиз нуклеопротеинов дрожжей и определение состава нуклеиновых кислот» и подготовтесь к ее выполнению на лабораторном занятии.

 

Литература для самоподготовки.  Лекционный материал; (1) - С. 101-116; (2) - С. 96-113, 517-519; (3) - С. 60-63; (4) - 2т. С. 5-14, 51-73.

 

⇐ Предыдущая234567891011Следующая ⇒

Поделиться: