Scopurile și obiectivele lecției: formarea conceptului de acizi nucleici; pentru a forma conceptul de acizi nucleici; luați în considerare structura și funcțiile acizilor nucleici; luați în considerare structura și funcțiile acizilor nucleici; pentru a preda capacitatea de a compara ADN și ARN; pentru a preda capacitatea de a compara ADN și ARN; să demonstreze tehnici de utilizare a textului la compilarea unui tabel; să demonstreze tehnici de utilizare a textului la compilarea unui tabel; predați să rezolvați probleme de biologie moleculară pe tema ADN-ului predați să rezolvați probleme de biologie moleculară pe tema ADN-ului
Acizi nucleici – din latinescul „nucleus” – nucleul În 1871, medicul elvețian Johann Friedrich Miescher a descoperit în puroi o nouă substanță, nucleina. El a fost doar un medic elvețian Johann Friedrich Miescher în 1871 a descoperit o nouă substanță în puroi, nucleina. Avea doar 23 de ani. 23 de ani. Studentul său Richard Altmann a redenumit nucleina în acid nucleic în 1889 Studentul său Richard Altmann a redenumit nucleina în acid nucleic în 1889
Există două tipuri de acizi nucleici. Există două tipuri de acizi nucleici. . Acid ribonucleic (ARN), care include un carbohidrat - riboză.
În 1962, Premiul Nobel pentru descoperirea structurii moleculei de ADN a fost acordat: biochimistului american James Watson biochimistul american James Watson om de știință englez Francis Crick om de știință englez Francis Crick biofizician englez Maurice Wilkins biofizician englez Maurice Wilkins
Structura ADN-ului ADN-ul este un polimer dublu neramificat înfăşurat într-o spirală ADN-ul este un polimer dublu neramificat înfăşurat într-o spirală ADN-ul este un biopolimer ai cărui monomeri sunt nucleotide ADN-ul este un biopolimer ai cărui monomeri sunt nucleotide Fiecare nucleotidă este formată din: Fiecare nucleotidă este formată din: 1. o bază azotată - 1. bază azotată - adenină (A), citozină (C), guanină (G) sau timină (T); adenină (A), citozină (C), guanină (G) sau timină (T); 2. monozaharidă - dezoxiriboză; 2. monozaharidă - dezoxiriboză; 3. Reziduu de acid fosforic 3. Rezidu de acid fosforic
La sfârșitul anilor 1940, biochimistul american de origine austriacă Erwin Chargaff a descoperit că tot ADN-ul conține un număr egal de baze T și A și, în mod similar, un număr egal de baze G și C. Cu toate acestea, conținutul relativ de T / A și G / C într-o moleculă de ADN specifică fiecărei specii.
Funcțiile ADN-ului Depozitarea informațiilor genetice Depozitarea informațiilor genetice Transferul de informații genetice de la părinți la descendenți Transferul de informații genetice de la părinți la descendenți Realizarea informațiilor genetice în viața unei celule și a unui organism Realizarea de informații genetice în viața unei celule și organism
Structura ARN ARN este un biopolimer al cărui monomer este nucleotide ARN ARN este un biopolimer al cărui monomer este nucleotide ARN - o singură secvență de polinucleotide. Virușii ARN pot fi ARN monocatenar și dublu - o singură secvență de polinucleotide. ARN-ul virusurilor poate fi monocatenar. Fiecare nucleotidă este formată din: Fiecare nucleotidă este formată din: 1. Baza azotată A, G, C, Y (uracil) 2. Monozaharidă - riboză 3. Reziduu de acid fosforic Tipuri de nucleotide ARN: Adenil, Guanil, Citidil, Uridil Tipuri de nucleotide ARN: Adenil, Guanil, Citidil, Uridil
Tipuri de ARN. Transfer ARN (t-ARN). Moleculele de ARNt sunt cele mai scurte. ARN-ul de transfer se găsește în principal în citoplasma celulei. Funcția este de a transfera aminoacizii la ribozomi, la locul sintezei proteinelor. Din conținutul total de ARN al unei celule, ARNt reprezintă aproximativ 10%. ARN ribozomal (r-ARN). Acestea sunt cele mai mari ARN-uri. ARN-ul ribozomal este o parte esențială a structurii ribozomului. Din conținutul total de ARN din celulă, ARNr reprezintă aproximativ 90%. ARN mesager (i-ARN) sau matrice (m-ARN). Se găsește în nucleu și citoplasmă. Funcția sa este de a transfera informații despre structura proteinei de la ADN la locul de sinteză a proteinelor din ribozomi. Ponderea ARNm reprezintă aproximativ 0,51% din conținutul total de ARN al celulei.
Sarcini în biologia moleculară 1. O secțiune a uneia dintre cele două catene ale unei molecule de ADN conține 300 nucleotide cu adenină (A), 300 nucleotide cu adenină (A), 100 nucleotide cu timină (T), 100 nucleotide cu timină (T) , 150 nucleotide cu guanină (D), 150 nucleotide cu guanină (G), 200 nucleotide cu citozină (C). 200 de nucleotide cu citozină (C). Câte nucleotide cu A, T, G, C sunt conținute într-o moleculă de ADN dublu catenar? A, T, G, C conținute într-o moleculă de ADN dublu catenar?
Surse folosite V.V. Pasechnik „Biologie” clasa a IX-a, M, „Bustbust”, 2011 V.V. Pasechnik „Biologie” clasa a IX-a, M, „Bustbust”, 2011 V.V. Pasechnik „Planificare tematică și lecție pentru manual”, M, „Drofa”, 2011. V.V. Pasechnik „Planificare tematică și lecție pentru manual”, M, „Drofa”, 2011. Internet: Yandex - imagini Internet: Yandex - imagini
slide 2
Plan
- Structura ARN
- Tipuri de ARN
- Funcții
- Ribozomul, structura și funcțiile sale
- Transcrierea la procariote
slide 3
Structura ARN
Molecula de ARN este formată dintr-un lanț polipeptidic, este mai scurt decât lanțul ADN. Există 4 tipuri de baze azotate în nucleotidele ARN: A, G, C, U; ARN conține un carbohidrat de riboză și un reziduu de acid fosforic.
slide 4
Tipuri de ARN
- ARN mesager/mesager - contine din cateva 100-1000 de nucleotide, este un lant deschis care transfera informatii despre structura proteinei de la ADN la ribozom.
- ARN ribozomal - face parte din ribozomi și îndeplinește o funcție structurală, participă la sinteza lanțului polipeptidic, reprezintă 85% din tot ARN-ul, celulele procariote conțin 3 tipuri de ARNr, iar eucariotele 4 tipuri.
- Transfer ARN - transferă aminoacizi la locul sintezei proteinelor pe ribozomi, fiecare moleculă de t-ARN conține 80 de nucleotide. Specificitatea sa este determinată de structura anticodonului - acesta este locul de conectare cu un triplet specific de ARNm.
- ARN nuclear heterogen (ARN-hn) - este precursorul i-ARN la eucariote și se transformă în i-ARN ca urmare a procesării.De obicei, n-ARN este mai lung decât i-ARN.
- ARN nuclear mic (ARNsn) - participă la procesul de conversie a ARNhs
- Un primer ARN este un ARN minuscul de numai 10 nucleotide și este implicat în procesul de replicare a ADN-ului.
slide 5
ARNr este cadrul structural al ribozomului
- Pe el sunt înșirate veverițe
- Structura secundară și terțiară a subunității mici de ARNr 16S
slide 6
Transfer ARN-uri
Slide 7
ARN mesager
Slide 8
tipuri de ARN
Toate tipurile de ARN se formează ca rezultat al unei reacții de sinteză a șablonului, în cele mai multe cazuri una dintre catenele de ADN servește ca șablon. Sinteza ARN-ului pe un șablon de ADN este un proces numit transcripție, care implică enzimele ARN polimeraza (transcriptază).
Slide 9
Funcțiile ARN
- M-ARN - acționează ca șabloane pentru sinteza proteinelor, determină secvența de aminoacizi a proteinei.
- R-ARN - joacă rolul componentelor structurale ale ribozomilor.
- T-ARN - sunt implicați în traducerea informațiilor m-ARN și în secvența de aminoacizi a proteinei.
Slide 10
Cea mai mare și mai complexă dintre mașini moleculare
slide 11
slide 12
Transcriere în procariote (sau sinteza ARN)
Aceasta este sinteza șablonului dependentă de ADN, care poate fi împărțită în trei etape, aceste etape alcătuiesc întregul ciclu de transcripție - acesta este un proces enzimatic în care informația genetică conținută într-o catenă de ADN este tradusă ca rezultat al sintezei mesagerului. ARN în secvența de nucleotide a acestui ARN.
slide 13
Condiții necesare pentru biosinteza ARN
- Prezența matricei ADN
- Prezența a 4 tipuri de nucleotide: ATP, GTP, UTP, CTP.
- Enzima ARN polimeraza
- Factori proteici
- Componente anorganice (magneziu, mangan)
Slide 14
Structura operonului
- Unitatea de transcripție este un transcripton/operon, care este o întindere de ADN delimitată la capăt de 5 promotori și 3 terminatori.
- R - regulator al genelor
- Promotorul P este o regiune a ADN-ului care se leagă strâns de enzima ARN polimerază.
- O - operatorul este o secțiune a moleculei de ADN care îndeplinește funcții de reglare, se leagă de proteinele care controlează sinteza ARN mesager în conformitate cu nevoile celulei.
- A, B, C sunt gene structurale (cistroni)
- AUG este un triplet de semnal
- t - terminator - aceasta este o secțiune de ADN care semnalează sfârșitul sintezei ARNm
- ATG, UAG este un triplet de semnal
slide 15
Operon procariot
slide 16
Operonul nu conține gene aleatoare, ci gene pentru enzimele unei căi metabolice
Descrierea prezentării diapozitive individuale:
1 tobogan
Descrierea diapozitivului:
2 tobogan
Descrierea diapozitivului:
„ACIDI NUCLEICI” Tema lecției: Scopul lecției: Caracterizarea trăsăturilor structurale ale moleculelor de acid nucleic ca biopolimeri Pentru a dezvălui mecanismul de duplicare a ADN-ului, rolul acestui mecanism în transmiterea informațiilor ereditare Pentru a învăța să înțelegem esența a codului genetic
3 slide
Descrierea diapozitivului:
Majestatea Sa-ADN Doctorul elvețian F. Miescher a izolat în 1871 nucleina din globulele albe ale pacienților. Acest cuvânt este derivat din latinescul „nux” – miezul nucii, iar terminația „-in” înseamnă că conține azot, ca și proteinele. Guanina, izolat pentru prima dată în 1858 de A. Strecker din guano peruan - excremente de păsări, un valoros îngrășământ cu azot. Kossel a izolat timina și adenina din celulele glandei timus. Grecii numeau fierul „aden”, care însemna „dens”, „solid”. Timusul se mai numește și glanda timus. Așa și-a primit numele timina. Cel de-al patrulea compus a fost izolat din celulele glandei timice. Deoarece cuvântul grecesc pentru celulă este cytos, se numește citozină. În 1910, Kossel a primit Premiul Nobel pentru Medicină pentru descoperirile sale.
4 slide
Descrierea diapozitivului:
Riboza a fost obținută pentru prima dată sintetic de chimistul german E. Fischer, căruia i s-a acordat Premiul Nobel pentru Chimie în 1902 pentru studiul zaharurilor.În 1909, F. Leuven a reușit să izoleze riboza în timp ce studia nucleina. I-a luat încă douăzeci de ani să izoleze deoxiriboza! Împreună cu M. McCarthy și C. Macleod, ei au demonstrat că „acidul de tip dezoxiriboză” este responsabil pentru transformarea în celulă și au scris despre acest lucru într-un articol publicat pe 4 februarie 1944. Această zi poate fi considerată ziua de naștere a acidului dezoxiribonucleic. (ADN) în sensul biologic cuvinte. A devenit clar că gena este ADN-ul! În 1953, Watson și Crick au propus un model de helix ADN dublu catenar. În 1962, Watson, Crick și Wilkins au primit Premiul Nobel pentru Medicină pentru descoperirea lor. R. Franklin, din păcate, murise de cancer până atunci. Dacă acest lucru nu s-ar întâmpla, atunci pentru prima dată în istoria Premiilor Nobel ar trebui să fie acordat la patru ... Majestatea Sa - DNA J. Watson
5 slide
Descrierea diapozitivului:
STRUCTURA BIOPOLIMERĂ a ADN-ului punte fosfodiesterică între nucleotidele de bază polinucleotide cu legătură de hidrogen Nucleotidă - ester fosforic al nucleozidei. Nucleozida este formată din două componente: o monozaharidă (riboză sau dezoxiriboză) și o bază azotată. 3"-capăt 5"-capăt 3"-capăt 5"-capăt coloana vertebrală zahăr-fosfat
6 diapozitiv
Descrierea diapozitivului:
STRUCTURA BIOPOLIMERĂ A legăturilor de hidrogen ARN-ului coloana vertebrală zahăr-fosfat a bazei t-ARN Monomerii - ribonucleotidele ARN - formează un lanț polimeric prin formarea de punți fosfodiesterice între reziduurile de zahăr.
7 slide
Descrierea diapozitivului:
ADN ARN Tot ADN-ul, indiferent de originea lor, conține același număr de baze purinice și pirimidinice. Prin urmare, în orice ADN, există o nucleotidă pirimidină pentru fiecare nucleotidă purinică. A=T și G=C A+C=G+T ARN conține uracil-U în loc de timină.
8 slide
Descrierea diapozitivului:
Lucru independent Comparați ADN și ARN Semne de comparație: Localizare în celulă Structura macromoleculei Monomeri Compoziția nucleotidelor Funcții
9 slide
Descrierea diapozitivului:
ADN-ul îndeplinește următoarele funcții: stocarea informațiilor ereditare are loc cu ajutorul histonelor. Molecula de ADN se pliază, formând mai întâi nucleozomul, iar apoi heterocromatina care formează cromozomii; transferul de material ereditar are loc prin replicarea ADN-ului; implementarea informațiilor ereditare în procesul de sinteză a proteinelor
10 diapozitive
Descrierea diapozitivului:
Multifuncționalitatea ARN Funcția replicativă genetică. Funcția se realizează în infecții virale, reduplicarea materialului genetic. functie de codificare. În ARN, aceleași tripleți de nucleotide codifică pentru 20 de aminoacizi de proteine, iar secvența de tripleți dintr-un lanț de acid nucleic este un program pentru aranjarea secvențială a 20 de tipuri de aminoacizi într-un lanț polipeptidic proteic. Funcția structurală. Moleculele mici de ARN pliate compact sunt similare cu structurile tridimensionale ale proteinelor globulare; moleculele de ARN mai lungi formează particule mari sau nucleele lor. functia de recunoastere. Funcția de recunoaștere stă la baza catalizei specifice. Funcția catalitică (ribozime). ARN-ul este capabil să îndeplinească funcțiile ambilor polimeri esențial pentru viață - ADN și proteine.
11 diapozitiv
Descrierea diapozitivului:
REPLICAREA ADN-ului Continuitatea materialului genetic este asigurată prin complementaritate, semiconservare (conține o parte din helixul părinte nemodificat), antiparalelism (3’-5’), discontinuitate, i.e. proces de replicare. Arthur Kornberg (1959) a descoperit enzima ADN polimeraza.
12 slide
Descrierea diapozitivului:
REPLICAREA ADN-ului Participarea enzimelor: ligaza conectează fragmente scurte nou sintetizate ale polimerazei Okazaki atașează nucleotidele în direcția 5 3 helicaza desfășoară dubla helix, ruperea legăturilor de hidrogen primaza este necesară pentru sinteza enzimelor Okazaki ca sămânță (primer) Repliconul este regiunea între două puncte în care începe sinteza lanţurilor de copii. Fragmentele Okazaki sunt regiuni nou sintetizate pe a doua catenă matriță de ADN.
13 slide
Descrierea diapozitivului:
Oamenii de știință au propus diverse unități de măsură pentru a denota cantitatea de date asociată cu structura genetică a unei persoane. Sunt atât de multe informații înregistrate în ADN încât dacă le transferi în cărți și pui aceste cărți una peste alta, atunci înălțimea lor va fi de 70 de metri. Oamenii de știință au calculat că, dacă încerci să copiați manual sau să imprimați o hartă a genei umane, iar dacă cel care scrie o face cu o viteză de 60 de cuvinte pe minut și lucrează 8 ore pe zi, atunci îi va lua 50 de ani să o facă. acest. În plus, informațiile stocate în ADN pot umple aproximativ 200 de agende telefonice a câte 500 de pagini fiecare.
14 slide
Descrierea diapozitivului:
COD GENETIC Codul triplet Codul este degenerat - fiecare aminoacid este codificat de mai mult de un codon Codul este lipsit de ambiguitate. Fiecare codon codifică doar un aminoacid Între gene există „semne de punctuație”, în interiorul genei nu sunt.Codul este universal. Codul genetic este același pentru toți cei care trăiesc pe Pământ
15 slide
Întrebări de controlat
- Ce sunt carbohidrații?
- În ce grupe se împart carbohidrații?
- Ce proprietăți au carbohidrații?
- Care sunt funcțiile carbohidraților?
- Ce sunt lipidele?
- În ce grupe sunt împărțite lipidele?
- Care sunt funcțiile lipidelor?
- Ce proprietăți au lipidele?
ADN și ARN -
nucleic
acizi
Unicitatea funcțiilor proteinelor
Există și alte substanțe care îndeplinesc aceleași funcții?
REGLATORE
ENZIME
Alți hormoni, c-AMP, ioni
ARN - ribozime
PROTEINE
CLĂDIREA
MATERIAL
PROTECŢIE
Carbohidrați, lipide
Matrici?
CIRCULAŢIE
TRANSPORT
ARNt
Proteinele efectuează toate functiile cu exceptia unuia -
INFORMAȚIONAL
incapabil de auto-reproducere
Această funcție este îndeplinită de ADN
principala și singura sa funcție
- ADN - cel mai mare moleculă dintr-o celulă. Este mult mai mare decât proteinele și ARN-ul
- Fiecare cromozom = o moleculă de ADN
- 23 de cromozomi umani = 23 de molecule de ADN
- Cel mai lung dintre ele ≈ 8 cm
- ADN-ul este moleculă-text. În secvența nucleotidelor sale este scris întregul program ereditar al organismului
1 moleculă de ADN
altă genă
cromozom
cromozomii din nucleu
celulă
Structura ADN-ului descoperită
Data nașterii
biologie moleculara
Francis Creek
James Watson
Francis Harry Compton Crick
James Dewey Watson
Premiul Nobel 1962
Portretul structural cu raze X al ADN-ului - celebra fotografie 51
Rosalind Franklin
1920 - 1958
Moleculele de ADN și ARN pot fi văzute cu un microscop electronic
ADN plasmide bacteriene
ADN reovirus
scanare electr. microscop
ADN izolat
dintr-un cromozom uman
http://users.rcn.com/jkimball.ma.ultranet/BiologyPages/L/Laemmli.gif
ADN și ARN – neregulat polimeri
monomer – nucleotide
constă din 3 părți
3. bază azotată
2. fosfat
1. zahăr
aceeași parte
Riboza
deoxi riboza
Fosfat
baza azotata
Următoarea nucleotidă din lanț
Nucleotide
Baza de azot - una din 4
fosfat
Zahăr (riboză / dezoxiriboză)
Adenina, A
Guaning, G
purine
Pirimidinele
Citozina, C
Adenina, A
Guaning, G
purine
Pirimidinele
S-a eliminat gruparea metil
Citozina, C
Uracil, U
1950 Regulile Chargaff
Erwin Chargaff
Regulile Chargaff
[ A ] + [ G ] = [ T ] + [ C ] = 50%
O explicație a regulilor lui Chargaff a fost oferită de Watson și Crick
ADN-ul este format din 2 catene legate între ele complementaritatea
Principiul complementaritatii:
- - - - - -
- - - - - -
Mai puternic
Legături slabe de hidrogen!
Principiile structurii ADN-ului
Neregularitate
5 "
3 "
dublu eșanare
complementaritatea
antiparalelism
3 "
5 "
Ce caracteristici din structura ADN-ului indică în mod direct funcția acestuia?
(Comparați cu structura proteinelor)
Diferențele dintre ARN și ADN
- Monofilar molecule
- zahăr - ribozaîn loc de deoxiriboză
- La in loc de T
- Mult Mai puțin sunt comparabile ca mărime cu proteinele.
Tipuri de ARN
- i-ARN= m-ARN informațional, șablon
până la 10 mii de nucleotide
- t-ARN transport
aproximativ 100 de nucleotide
- ARNr ribozomal
2-3 mii de nucleotide
liniar
ca și proteinele, au
conformatie tridimensionala
Formarea structurii secundare a ARN-ului
Schema formării buclei în ARN
prin regiuni complementare
Transfer ARN
~ 100 de nucleotide
"frunză de trifoi"
ARN ribozomal
Cel mai mare dintre toate tipurile de ARN -
2-3 mii de nucleotide
ARNr 16S
Funcțiile ARNîn ordinea în care au fost deschise
- Informațional: implementarea informațiilor
Toate tipurile de ARN sunt intermediari în transferul de informații de la ADN la proteină.
Punctul de întâlnire al tuturor celor trei ARN este ?
ribozom
Funcțiile ARNîn ordinea în care au fost deschise
- Informațional: stocarea informațiilor (pentru unii viruși)
- Aproximativ 80% dintre virusurile umane și animale folosesc ARN pentru a înregistra informații.
- În ele, îndeplinește același rol ca ADN-ul în toate celelalte organisme.
Funcțiile ARNîn ordinea în care au fost deschise
- catalitic 1982
Ribozime - enzime ARN
Nu toate ARN-urile, ci doar unele:
ARNr ribozom,
ARN-ul unor virusuri
ARN spliceosome
Adresa imaginii http://commons.wikimedia.org/wiki/Image:Minimal_hammerhead_ribozyme_structure.png
Thomas Check
Cea mai mică ribozimă capabilă să scindeze ARN-ul
Funcțiile ARNîn ordinea în care au fost deschise
- de reglementare anii 1990
ARN-urile mici reglează funcționarea genelor din nucleu și sinteza proteinelor în citoplasmă
Similar cu funcția proteinelor care leagă ADN-ul
ARN-ul combină proprietăți
- ADN– principiul complementarității, care permite copierea matriceală a moleculei
- Belkov- o structură tridimensională care vă permite să performați cel mai mult diferite funcții(cataliza, reglare, transport)
Copie matrice
Formă 3-D și funcții versatile
Proteină
Acesta nu este sfarsitul
ci doar începutul
„Acizi nucleici” - 1892. - chimistul Lilienfeld a izolat acidul timonucleic din glanda gușă în 1953. Rolul biologic al acizilor nucleici. Lungimea moleculelor de ADN (biologul american G.Taylor). baza azotata. James Watson și Francis Crick au descifrat structura ADN-ului. Structura unei nucleotide. Caracteristici comparative.
„ADN și ARN” - James Watson și Francis Crick au ajuns la fundul adevărului în 1953. Fosfat. Cum se rezolvă problema transmiterii informațiilor ereditare? Nucleotidele sunt formate din: Cum înregistrează sistemele vii informații despre structura lor. Monomerii acizilor nucleici sunt. ADN. Zaharidă. Nucleotidele lanțurilor paralele adiacente sunt legate prin legături de hidrogen conform PRINCIPIUL COMPLEMENTAR.
„Structura ADN-ului și ARN” - Structura ADN-ului. Rosalind Franklin. ARN ribozomal. ADN. Schema formării buclei în ARN. bobina. Capătul lanțului. Explicația regulilor lui Chargaff. Fosfat. ARN de transport. Molecule de ADN și ARN. adenozin trifosfat. Reziduuri de acid fosforic. molecule biologice. Acid ribonucleic. Acizi nucleici.
„Tipuri de acizi nucleici” - Structura generală. Hidroliză. Moleculă de ADN polimer. Structura ADN-ului. Începutul și sfârșitul lanțurilor. Proprietățile fizico-chimice ale acizilor nucleici și ale soluțiilor acestora. Două molecule de ADN. Structura ARN. lanț de polimer ADN. Proprietăți chimice ARN. Structurile ADN-ului. Structura ARN-ului. Proprietățile chimice ale ADN-ului. Clasificare. Forma spirală.
„Chimia „acizilor nucleici”” - Cuvinte cheie. formarea superbobinei ADN. Acid nucleic. Tipuri de ARN. Structura cromatinei. Înțelegerea interconexiunii și interdependenței substanțelor. ADN-ul este o catenă dublă. Întrebări pentru autocontrol. Pas în spirală. Nucleotide. Rezolva problema. Structură și funcții. Examinați datele analizei ADN.