Presentasjon av RNA-struktur og funksjoner. Presentasjon "DNA og RNA-nukleinsyrer"

Lysbilde 3

RNA struktur

Et RNA-molekyl består av én polypeptidkjede; det er kortere enn en DNA-kjede. Det er 4 typer nitrogenholdige baser i RNA-nukleotider: A, G, C, U; RNA inneholder karbohydratet ribose og en fosforsyrerest.

Lysbilde 4

Typer RNA

• Messenger/messenger RNA – inneholder fra flere 100-1000 nukleotider, det er en åpen kjede, overfører informasjon om strukturen til proteinet fra DNA til ribosomet.
• Ribosomalt RNA er en del av ribosomer og utfører en strukturell funksjon, deltar i syntesen av polypeptidkjeden, utgjør 85 % av alt RNA, prokaryote celler inneholder 3 typer r-RNA, og eukaryote celler inneholder 4 typer.
• Transfer RNA - overfører aminosyrer til stedet for proteinsyntese på ribosomer; hvert tRNA-molekyl inneholder 80 nukleotider. Dens spesifisitet bestemmes av strukturen til antikodonet - dette er stedet for forbindelse med en spesifikk mRNA-triplett.
• Heterogent kjernefysisk RNA (hnRNA) er forløperen til mRNA i eukaryoter og omdannes til mRNA som et resultat av prosessering Normalt kjernefysisk RNA er lengre enn mRNA.
• Lite kjernefysisk RNA (snRNA) - tar del i prosessen med snRNA-konvertering
• En RNA-primer er et lite RNA som består av bare 10 nukleotider og er involvert i prosessen med DNA-replikasjon.

Lysbilde 5

rRNA er det strukturelle rammeverket til ribosomet

• Proteiner er strukket på den
• Sekundær og tertiær struktur av den lille 16S rRNA-underenheten

Lysbilde 6

Overfør RNA

Lysbilde 7

Messenger RNA

Lysbilde 8

Typer RNA

Alle typer RNA dannes som et resultat av en malsyntesereaksjon; i de fleste tilfeller fungerer en av DNA-trådene som malen. RNA-syntese på en DNA-mal er en prosess som kalles transkripsjon, der enzymene RNA-polymerase (transkriptase) deltar.

Lysbilde 9

Funksjoner av RNA

1. M-RNA fungerer som maler for proteinsyntese og bestemmer aminosyresekvensen til proteinet.
2. R-RNA fungerer som strukturelle komponenter i ribosomer.
3. T-RNA - deltar i oversettelsen av m-RNA-informasjon og sekvensen av proteinaminosyrer.

Lysbilde 10

Den største og mest komplekse av molekylære maskiner

Lysbilde 11

Lysbilde 12

Transkripsjon i prokaryoter (eller RNA-syntese)

Dette er DNA-avhengig malsyntese, som kan deles inn i tre stadier, disse stadiene utgjør hele transkripsjonssyklusen - dette er en enzymatisk prosess der den genetiske informasjonen i en DNA-streng blir oversatt som et resultat av syntesen av messenger RNA inn i nukleotidsekvensen til dette RNA.

Lysbilde 13

Nødvendige betingelser for RNA-biosyntese

1. Tilstedeværelse av DNA-matrise
2. Tilstedeværelsen av 4 typer nukleotider: ATP, GTP, UTP, CTP.
3. RNA polymerase enzym
4. Proteinfaktorer
5. Uorganiske komponenter (magnesium, mangan)

Lysbilde 14

Operan struktur

• Enheten for transkripsjon er transkripsjonen/operonet - dette er en del av DNA som er avgrenset på slutten av den 5. promoteren og den 3. terminatoren.
• R – genregulator
• P - promoter er en del av DNA som binder seg tett til enzymet RNA polymerase.
• O-operator er en del av DNA-molekylet som utfører regulatoriske funksjoner; det binder seg til proteiner som kontrollerer syntesen av messenger-RNA i samsvar med cellens behov.
• A, B, C er strukturelle gener (citroner)
• AUG er en signaltriplett
• t – terminator er en del av DNA som signaliserer slutten av m-RNA-syntese
• ATG, UAG - dette er en signaltriplett

Lysbilde 15

Prokaryot operon

Lysbilde 16

Operonet inneholder ikke tilfeldige gener, men gener for enzymer i én metabolsk vei

Beskrivelse av presentasjonen individuelle lysbilder:

1 lysbilde

Lysbildebeskrivelse:

2 lysbilde

Lysbildebeskrivelse:

"NUKLEINSYRER" Leksjonsemne: Leksjonsmål: Å karakterisere de strukturelle egenskapene til nukleinsyremolekyler som biopolymerer Å avsløre mekanismen for DNA-dobling, rollen til denne mekanismen i overføringen av arvelig informasjon Å lære å forstå essensen av den genetiske koden

3 lysbilde

Lysbildebeskrivelse:

Hennes Majestet - DNA Den sveitsiske legen F. Miescher isolerte i 1871 nuklein fra de hvite blodcellene til pasienter. Dette ordet er avledet fra det latinske "nux" - kjernen til en nøtt, og slutten "-in" antydet at det inneholder nitrogen, som proteiner. Guanin, først isolert i 1858 av A. Strecker fra peruansk guano - fugleskitt, en verdifull nitrogengjødsel. Kossel isolerte tymin og adenin fra thymuskjertelceller. Grekerne kalte kjertelen "adena", som betydde "tett", "hard". Thymus kalles også thymuskjertelen. Dette er hvordan tymin fikk navnet sitt. En fjerde forbindelse ble isolert fra thymuskjertelceller. Siden det greske ordet for celle er "cytos", kalles det "cytosin". I 1910 ble Kossel tildelt Nobelprisen i medisin for sine oppdagelser.

4 lysbilde

Lysbildebeskrivelse:

Ribose ble først oppnådd syntetisk av den tyske kjemikeren E. Fischer, som ble tildelt Nobelprisen i kjemi i 1902 for sin studie av sukkerarter. I 1909 klarte F. Leuven å isolere ribose mens han studerte nuklein. Det tok ham ytterligere tjue år å isolere deoksyribose! C. M. McCarthy og K. McLeod beviste at "syre av deoksyribose-type" er ansvarlig for transformasjon i cellen og skrev om dette i en artikkel publisert 4. februar 1944. Denne dagen kan betraktes som fødselsdagen til deoksyribonukleinsyre (DNA) i biologiske sanseord. Det ble klart at genet er DNA! I 1953 foreslo Watson og Crick en modell av den dobbelttrådete DNA-helixen. I 1962 ble Watson, Crick og Wilkins tildelt Nobelprisen i medisin for sin oppdagelse. R. Franklin hadde dessverre dødd av kreft på dette tidspunktet. Hvis dette ikke hadde skjedd, ville det for første gang i historien til Nobelprisene måtte gis til fire... Hennes Majestet - DNA J. Watson

5 lysbilde

Lysbildebeskrivelse:

BIOPOLYMER STRUKTUR AV DNA fosfodiester bro mellom nukleotidene til base hydrogenbinding polynukleotid Nukleotid - fosfor ester av nukleoside. Et nukleosid inneholder to komponenter: et monosakkarid (ribose eller deoksyribose) og en nitrogenholdig base. 3" ende 5" ende 3" ende 5" ende sukkerfosfatryggrad

6 lysbilde

Lysbildebeskrivelse:

BIOPOLYMERSTRUKTUR av RNA hydrogenbindinger sukker-fosfat-ryggraden i t-RNA-base Monomerer - RNA-ribonukleotider - danner en polymerkjede ved å danne fosfodiesterbroer mellom sukkerrester.

7 lysbilde

Lysbildebeskrivelse:

DNA RNA Alt DNA, uavhengig av opprinnelse, inneholder samme antall purin- og pyrimidinbaser. Følgelig er det i ethvert DNA ett pyrimidinnukleotid for hvert purinnukleotid. A=T og G=C A+C=G+T RNA inneholder uracil – U i stedet for tymin.

8 lysbilde

Lysbildebeskrivelse:

Selvstendig arbeid Sammenlign DNA og RNA Tegn på sammenligning: Plassering i cellen Makromolekylets struktur Monomerer Sammensetning av nukleotider Funksjoner

Lysbilde 9

Lysbildebeskrivelse:

DNA utfører følgende funksjoner: lagring av arvelig informasjon skjer ved hjelp av histoner. DNA-molekylet folder seg og danner først et nukleosom, og deretter heterokromatin, som utgjør kromosomer; overføring av arvelig materiale skjer gjennom DNA-replikasjon; implementering av arvelig informasjon i prosessen med proteinsyntese

10 lysbilde

Lysbildebeskrivelse:

Multifunksjonalitet av RNA Genetisk replikativ funksjon. Funksjonen realiseres under virusinfeksjoner, reduplisering av genetisk materiale. Kodefunksjon. I RNA koder de samme tripletter av nukleotider for 20 aminosyrer av proteiner, og sekvensen av tripletter i en nukleinsyrekjede er et program for sekvensiell ordning av 20 typer aminosyrer i polypeptidkjeden til et protein. Strukturdannende funksjon. Kompakt foldede små RNA-molekyler ligner de tredimensjonale strukturene til kuleproteiner, mens lengre RNA-molekyler danner store partikler eller deres kjerner. Gjenkjenningsfunksjon. Gjenkjenningsfunksjonen er grunnlaget for spesifikk katalyse. Katalytisk funksjon (ribozymer). RNA er i stand til å utføre funksjonene til begge polymerene som er fundamentalt viktige for livet - DNA og proteiner.

11 lysbilde

Lysbildebeskrivelse:

DNA REPLIKASJON Kontinuitet av genetisk materiale sikres ved komplementaritet, semi-konservativitet (inneholder en del av maternal helix uendret), antiparallelisme (3'-5'), diskontinuitet, d.v.s. replikeringsprosess. Arthur Kornberg (1959) oppdaget enzymet DNA-polymerase.

12 lysbilde

Lysbildebeskrivelse:

DNA REPLIKASJON Deltakelse av enzymer: ligase forbinder korte, nylig syntetiserte fragmentseksjoner Okazaki polymerase fester nukleotider i 5 3 retningen helikase vikler ut dobbelthelixen, bryte hydrogenbindinger primase er nødvendig for syntesen av enzymer Okazaki som et frø (primer) Replikon - den området mellom to punkter der syntesen begynner "datter"-kjeder. Okazaki-fragmenter er nylig syntetiserte regioner på den andre DNA-malstrengen.

Lysbilde 13

Lysbildebeskrivelse:

Forskere har foreslått ulike måleenheter for å representere mengden data knyttet til en persons genetiske sammensetning. Det er så mye informasjon registrert i DNA at hvis du overfører den til bøker og stabler disse bøkene oppå hverandre, vil høyden deres være 70 meter. Forskere har regnet ut at hvis du prøver å håndskrive eller skrive ut en persons genkart, og hvis den som skriver gjør det med en hastighet på 60 ord i minuttet og jobber 8 timer om dagen, så vil det ta ham 50 år å gjøre dette. I tillegg kan informasjonen som er lagret i DNA fylle omtrent 200 telefonbøker på 500 sider hver.

Lysbilde 14

Lysbildebeskrivelse:

GENETISK KODE Koden er triplett Koden er degenerert - hver aminosyre er kryptert med mer enn ett kodon Koden er entydig. Hvert kodon koder bare for én aminosyre. Det er "tegningstegn" mellom gener, det er ingen inne i genet. Koden er universell. Den genetiske koden er den samme for alle som bor på jorden

15 lysbilde

Spørsmål for kontroll

• Hva er karbohydrater?
• Hvilke grupper deles karbohydrater inn i?
• Hvilke egenskaper har karbohydrater?
• Hvilke funksjoner utfører karbohydrater?
• Hva er lipider?
• Hvilke grupper deles lipider inn i?
• Hvilke funksjoner utfører lipider?
• Hvilke egenskaper har lipider?

DNA og RNA -

nukleisk

syrer

Det unike med proteinfunksjoner

Er det andre stoffer som utfører samme funksjoner?

REGULATORER

ENZYMER

Andre hormoner, c-AMP, ioner

RNA – ribozymer

PROTEINER

BYGNING

MATERIALE

BESKYTTELSE

Karbohydrater, lipider

Matriser?

BEVEGELSE

TRANSPORTERE

tRNA

Proteiner utfører alle funksjoner, bortsett fra en -

INFORMASJONSVIS

ute av stand til selvreproduksjon

Denne funksjonen utføres av DNA

dens viktigste og eneste funksjon

• DNA - den største molekyl i en celle. Det er mye større enn proteiner og RNA
• Hvert kromosom = ett DNA-molekyl
• 23 menneskelige kromosomer = 23 DNA-molekyler

• Den lengste av dem er ≈ 8 cm
• DNA er molekyl-tekst. Sekvensen til nukleotidene er skrevet hele kroppens arvelige program

1 DNA-molekyl

et annet gen

kromosom

kromosomer i kjernen

celle

DNA-struktur oppdaget

Fødselsdato

molekylbiologi

Francis Creek

James Watson

Francis Harry Compton Crick

James Dewey Watson

Nobelprisen 1962

Røntgenstrukturportrett av DNA - kjent bilde 51

Rosalind Franklin

1920 - 1958

DNA- og RNA-molekyler kan sees med et elektronmikroskop

DNA bakterielle plasmider

Reovirus DNA

skanning elektrisk mikroskop

DNA isolert

fra ett menneskelig kromosom

http://users.rcn.com/jkimball.ma.ultranet/BiologyPages/L/Laemmli.gif

DNA og RNA – uregelmessig polymerer

monomer – nukleotid

består av 3 deler

3. nitrogenholdig base

2. fosfat

1. sukker

Samme del

Ribose

deoksy ribose

Fosfat

Nitrogenbase

Neste nukleotid i kjeden

Nukleotid

Nitrogenbase – en av 4

fosfat

Sukker (ribose/deoksyribose)

Adenin, A

Guanin, G

Puriner

Pyrimidiner

Cytosin, C

Adenin, A

Guanin, G

Puriner

Pyrimidiner

Fjernet metylgruppen

Cytosin, C

Uracil, U

1950 Chargaff regler

Erwin Chargaff

Chargaff regler

[ EN ] + [ G ] = [ T ] + [ C ] = 50%

Chargaffs regler ble forklart av Watson og Crick

DNA er 2 kjeder koblet sammen etter prinsippet komplementaritet

Prinsippet om komplementaritet:

• - - - - -

• - - - - -

Mer holdbar

Svake hydrogenbindinger!

Prinsipper for DNA-struktur

Uregelmessighet

5 "

3 "

Dobbelttrådet

Komplementaritet

Antiparallelisme

3 "

5 "

Hvilke trekk i strukturen til DNA indikerer direkte funksjonen?

(Sammenlign med strukturen til proteiner)

Forskjeller mellom RNA og DNA

• Enkeltrådet molekyler
• Sukker - ribose i stedet for deoksyribose
• U i stedet for T
• Mye mindre– sammenlignbar i størrelse med ekorn.

Typer RNA

• mRNA= budbringer-RNA, mal

opptil 10 tusen nukleotider

• t-RNA transportere

ca 100 nukleotider

• rRNA ribosomalt

2-3 tusen nukleotider

lineær

som proteiner, de har

3-dimensjonal konformasjon

Dannelse av RNA sekundær struktur

Skjema for løkkedannelse i RNA

på grunn av komplementære regioner

Overfør RNA

~100 nukleotider

"kløverblad"

Ribosomalt RNA

Den største av alle typer RNA -

2-3 tusen nukleotider

16 S rRNA

Funksjoner av RNA i den rekkefølgen de ble åpnet

• Informasjonsmessig: implementering av informasjon

Alle typer RNA er mellomledd i overføring av informasjon fra DNA til protein

Møtestedet for alle tre RNA er ?

ribosom

Funksjoner av RNA i den rekkefølgen de ble åpnet

• Informasjonsinformasjon: lagring av informasjon (for enkelte virus)

• Omtrent 80 % av menneske- og dyrevirus bruker RNA til å registrere informasjon
• I dem utfører den samme rolle som DNA i alle andre organismer.

Funksjoner av RNA i den rekkefølgen de ble åpnet

• Katalytisk 1982

Ribozymer – RNA-enzymer

Ikke alle RNA, men bare noen:

rRNA ribosomer,

RNA fra noen virus

RNA i spleisosomet

Bildeadresse http://commons.wikimedia.org/wiki/Image:Minimal_hammerhead_ribozyme_structure.png

Thomas Sjekk

Minimalt ribozym som er i stand til å spalte RNA

Funksjoner av RNA i den rekkefølgen de ble åpnet

• Regulerende 1990-tallet

Små RNA regulerer genfunksjonen i kjernen og proteinsyntesen i cytoplasmaet

Ligner på funksjonen til DNA-bindende proteiner

RNA kombinerer egenskaper

• DNA– prinsippet om komplementaritet, som tillater matrisekopiering av molekylet

• Belkov– en tredimensjonal struktur som lar deg yte mest mulig ulike funksjoner(katalyse, regulering, transport)

Matrisekopiering

3D-form og varierte funksjoner

Protein

Dette er ikke slutten

men bare begynnelsen

"Nukleinsyrer" - 1892 - kjemiker Lilienfeld isolerte tymonukleinsyre fra thymuskjertelen i 1953. Biologisk rolle av nukleinsyrer. Lengden på DNA-molekyler (den amerikanske biologen G. Taylor). Nitrogenholdig base. James Watson og Francis Crick dechiffrerte strukturen til DNA. Nukleotidstruktur. Sammenlignende egenskaper.

"DNA og RNA" - James Watson og Francis Crick oppdaget sannheten i 1953. Fosfat. Hvordan løse problemet med å overføre arvelig informasjon? Nukleotider består av: Hvordan levende systemer registrerer informasjon om deres struktur. Monomerer av nukleinsyrer er. DNA Sakkarid. Nukleotider av tilstøtende parallellkjeder er forbundet med hydrogenbindinger i henhold til PRINSIPPET OM KOMPLEMENTÆR.

"Struktur av DNA og RNA" - Struktur av DNA. Rosalind Franklin. Ribosomalt RNA. DNA. Skjema for løkkedannelse i RNA. Spole. Slutten av kjeden. Forklaring av Chargaffs regler. Fosfat. Overfør RNA. DNA- og RNA-molekyler. Adenosintrifosfat. Rester av fosforsyre. Biologiske molekyler. Ribonukleinsyre. Nukleinsyrer.

"Typer nukleinsyrer" - Generell struktur. Hydrolyse. DNA polymer molekyl. Struktur av DNA. Begynnelsen og slutten av kjedene. Fysisk-kjemiske egenskaper til nukleinsyrer og deres løsninger. To DNA-molekyler. Struktur av RNA. DNA-polymerkjede. Kjemiske egenskaper RNA. DNA-strukturer. Struktur av RNA. Kjemiske egenskaper til DNA. Klassifisering. Spiralform.

""Nukleinsyre"-kjemi" - Stikkord. Dannelse av en DNA-superhelix. Nukleinsyre. Typer RNA. Kromatin struktur. Forstå stoffers sammenheng og gjensidig avhengighet. DNA er en dobbeltstreng. Spørsmål for selvkontroll. Spiral stigning. Nukleotid. Løs problemet. Struktur og funksjoner. Gjennomgå DNA-analysedata.