Mål och syften med lektionen: att bilda begreppet nukleinsyror; att bilda begreppet nukleinsyror; överväga strukturen och funktionerna hos nukleinsyror; överväga strukturen och funktionerna hos nukleinsyror; att lära ut förmågan att jämföra DNA och RNA; att lära ut förmågan att jämföra DNA och RNA; demonstrera tekniker för att använda text vid sammanställning av en tabell; demonstrera tekniker för att använda text vid sammanställning av en tabell; lära att lösa problem i molekylärbiologi på ämnet DNA lära att lösa problem i molekylärbiologi på ämnet DNA
Nukleinsyror - från latinets "kärna" - kärnan År 1871 upptäckte den schweiziska läkaren Johann Friedrich Miescher ett nytt ämne, nuklein, i pus. Han var bara en schweizisk läkare Johann Friedrich Miescher 1871 upptäckte ett nytt ämne i pus, nuklein. Han var bara 23 år gammal. 23 år gammal. Hans elev Richard Altmann döpte om nuklein till nukleinsyra 1889. Hans elev Richard Altmann döpte om nuklein till nukleinsyra 1889
Det finns två typer av nukleinsyror Det finns två typer av nukleinsyror Deoxiribonukleinsyra (DNA), som inkluderar en kolhydrat - deoxiribos Deoxiribonukleinsyra (DNA), som inkluderar en kolhydrat - deoxiribos Ribonukleinsyra (RNA), som inkluderar en kolhydrat - ribos . Ribonukleinsyra (RNA), som inkluderar ett kolhydrat - ribos.
År 1962 tilldelades Nobelpriset för upptäckten av DNA-molekylens struktur till: Amerikanske biokemisten James Watson Amerikanske biokemisten James Watson Engelske vetenskapsmannen Francis Crick Engelske vetenskapsmannen Francis Crick engelske biofysikern Maurice Wilkins engelske biofysikern Maurice Wilkins
Strukturen av DNA DNA är en dubbel ogrenad polymer lindad till en spiral DNA är en dubbel ogrenad polymer lindad till en spole DNA är en biopolymer vars monomerer är nukleotider DNA är en biopolymer vars monomerer är nukleotider Varje nukleotid består av: Varje nukleotid består av: 1. en kvävehaltig bas - 1. kvävehaltig bas - adenin (A), cytosin (C), guanin (G) eller tymin (T); adenin (A), cytosin (C), guanin (G) eller tymin (T); 2. monosackarid - deoxiribos; 2. monosackarid - deoxiribos; 3. Fosforsyrarest 3. Fosforsyrarest
I slutet av 1940-talet fann den österrikiskfödde amerikanske biokemisten Erwin Chargaff att allt DNA innehåller lika många T- och A-baser och på samma sätt lika många G- och C-baser. Men det relativa innehållet av T/A och G / C i en DNA-molekyl specifik för varje art.
Funktioner hos DNA Lagring av genetisk information Lagring av genetisk information Överföring av genetisk information från föräldrar till avkomma Överföring av genetisk information från föräldrar till avkomma Realisering av genetisk information i en cells och organisms liv Realisering av genetisk information i en cells liv och organism
Strukturen av RNA RNA är en biopolymer vars monomer är RNA nukleotider RNA är en biopolymer vars monomer är RNA nukleotider - en enda polynukleotidsekvens. RNA-virus kan vara enkel- och dubbelsträngat RNA - en enkel polynukleotidsekvens. RNA från virus kan vara enkel- och dubbelsträngad Varje nukleotid består av: Varje nukleotid består av: 1. Kvävebas A, G, C, U (uracil) 2. Monosackarid - ribos 3. Fosforsyrarest Typer av RNA-nukleotider: Adenyl, Guanyl, Cytidyl, Uridyl RNA Nukleotidtyper: Adenyl, Guanyl, Cytidyl, Uridyl
Typer av RNA. Överför RNA (t-RNA). tRNA-molekyler är de kortaste. Transfer-RNA finns huvudsakligen i cellens cytoplasma. Funktionen är att överföra aminosyror till ribosomerna, till platsen för proteinsyntesen. Av det totala RNA-innehållet i en cell står tRNA för cirka 10 %. Ribosomalt RNA (r-RNA). Dessa är de största RNA. Ribosomalt RNA är en väsentlig del av ribosomens struktur. Av det totala RNA-innehållet i cellen står rRNA för cirka 90 %. Budbärar-RNA (i-RNA) eller matris (m-RNA). Finns i kärnan och cytoplasman. Dess funktion är att överföra information om proteinstrukturen från DNA till platsen för proteinsyntesen i ribosomer. Andelen mRNA står för cirka 0,51 % av det totala RNA-innehållet i cellen.
Uppgifter i molekylärbiologi 1. En sektion av en av de två strängarna i en DNA-molekyl innehåller 300 nukleotider med adenin (A), 300 nukleotider med adenin (A), 100 nukleotider med tymin (T), 100 nukleotider med tymin (T) 150 nukleotider med guanin (D), 150 nukleotider med guanin (G), 200 nukleotider med cytosin (C). 200 nukleotider med cytosin (C). Hur många nukleotider med A, T, G, C finns i en dubbelsträngad DNA-molekyl? A, T, G, C som finns i en dubbelsträngad DNA-molekyl?
Källor som används V.V. Pasechnik "Biology" 9:e klass, M, "Bustbust", 2011 V.V. Pasechnik "Biology" 9:e klass, M, "Bustbust", 2011 V.V. Pasechnik "Tematisk och lektionsplanering för läroboken", M, "Drofa", 2011. V.V. Pasechnik "Tematisk och lektionsplanering för läroboken", M, "Drofa", 2011. Internet: Yandex - bilder Internet: Yandex - bilder
glida 2
Planen
- RNA struktur
- Typer av RNA
- Funktioner
- Ribosom, dess struktur och funktioner
- Transkription i prokaryoter
glida 3
RNA struktur
RNA-molekylen består av en polypeptidkedja, den är kortare än DNA-kedjan. Det finns 4 typer av kvävehaltiga baser i RNA-nukleotider: A, G, C, U; RNA innehåller en riboskolhydrat och en fosforsyrarest.
glida 4
Typer av RNA
- Messenger/budbärar-RNA - innehåller från flera 100-1000 nukleotider, det är en öppen kedja som överför information om proteinets struktur från DNA till ribosomen.
- Ribosomalt RNA - är en del av ribosomer och utför en strukturell funktion, deltar i syntesen av polypeptidkedjan, utgör 85% av allt RNA, prokaryota celler innehåller 3 typer av rRNA, och eukaryoter 4 typer.
- Transfer RNA - överför aminosyror till platsen för proteinsyntes på ribosomer, varje t-RNA-molekyl innehåller 80 nukleotider. Dess specificitet bestäms av antikodonets struktur - detta är platsen för anslutning till en specifik mRNA-triplett.
- Heterogent nukleärt RNA (hnRNA) - är prekursorn till i-RNA i eukaryoter och omvandlas till i-RNA som ett resultat av bearbetning. Vanligtvis är n-RNA längre än i-RNA.
- Litet nukleärt RNA (snRNA) - deltar i processen att omvandla hsRNA
- En RNA-primer är ett litet RNA på endast 10 nukleotider och är involverat i processen för DNA-replikation.
glida 5
rRNA är ribosomens strukturella ram
- Ekorrar är uppträdda på den
- Sekundär och tertiär struktur av den lilla 16S rRNA subenheten
glida 6
Överför RNA
Bild 7
Messenger RNA
Bild 8
RNA-typer
Alla typer av RNA bildas som ett resultat av en mallsyntesreaktion, i de flesta fall fungerar en av DNA-strängarna som en mall. Syntes av RNA på en DNA-mall är en process som kallas transkription, som involverar enzymerna RNA-polymeras (transkriptas).
Bild 9
RNA-funktioner
- M-RNA - fungerar som mallar för proteinsyntes, bestäm aminosyrasekvensen för proteinet.
- R-RNA - spelar rollen som strukturella komponenter i ribosomer.
- T-RNA - är involverade i translationen av m-RNA-information och i proteinets aminosyrasekvens.
Bild 10
Den största och mest komplexa av molekylära maskiner
glida 11
glida 12
Transkription i prokaryoter (eller RNA-syntes)
Detta är en DNA-beroende mallsyntes, som kan delas in i tre steg, dessa stadier utgör hela transkriptionscykeln - detta är en enzymatisk process där den genetiska informationen som finns i en DNA-sträng översätts som ett resultat av syntesen av budbärar-RNA in i nukleotidsekvensen för detta RNA.
glida 13
Nödvändiga förutsättningar för RNA-biosyntes
- Närvaro av DNA-matris
- Närvaron av 4 typer av nukleotider: ATP, GTP, UTP, CTP.
- Enzym RNA-polymeras
- Proteinfaktorer
- Oorganiska komponenter (magnesium, mangan)
Bild 14
Operons struktur
- Transkriptionsenheten är ett transkripton/operon, som är en DNA-sträcka som i slutet avgränsas av 5 promotorer och 3 terminatorer.
- R - genregulator
- P-promotorn är en region av DNA som binder tätt till RNA-polymerasenzymet.
- O - operator är en del av DNA-molekylen som utför regulatoriska funktioner, den binder till proteiner som styr syntesen av budbärar-RNA i enlighet med cellens behov.
- A, B, C är strukturella gener (citroner)
- AUG är en signaltriplett
- t - terminator - detta är en DNA-sektion som signalerar slutet av mRNA-syntesen
- ATG, UAG är en signaltriplett
glida 15
Prokaryotisk operon
glida 16
Operonet innehåller inte slumpmässiga gener, utan gener för enzymer från en metabolisk väg
Beskrivning av presentationen individuella bilder:
1 rutschkana
Beskrivning av bilden:
2 rutschkana
Beskrivning av bilden:
"NUKLEINSYROR" Lektionens tema: Syfte med lektionen: Att karakterisera de strukturella egenskaperna hos nukleinsyramolekyler som biopolymerer Att avslöja mekanismen för DNA-duplicering, denna mekanisms roll i överföringen av ärftlig information Att lära sig förstå essensen av den genetiska koden
3 rutschkana
Beskrivning av bilden:
Hennes Majestät-DNA Den schweiziska läkaren F. Miescher isolerade 1871 nuklein från patienters vita blodkroppar. Detta ord kommer från latinets "nux" - kärnan i nöten, och ändelsen "-in" betydde att det innehåller kväve, som proteiner. Guanin, isolerad första gången 1858 av A. Strecker från peruansk guano - fågelspillning, ett värdefullt kvävegödselmedel. Kossel isolerade tymin och adenin från cellerna i tymuskörteln. Grekerna kallade järn för "aden", vilket betydde "tät", "fast". Brässen kallas också för tymuskörteln. Så här fick tymin sitt namn. Den fjärde föreningen isolerades från tymuskörtelceller. Eftersom det grekiska ordet för cell är cytos kallas det cytosin. 1910 tilldelades Kossel Nobelpriset i medicin för sina upptäckter.
4 rutschkana
Beskrivning av bilden:
Ribos erhölls först syntetiskt av den tyske kemisten E. Fischer, som för studiet av socker tilldelades Nobelpriset i kemi 1902. 1909 lyckades F. Leuven isolera ribos samtidigt som han studerade nuklein. Det tog honom ytterligare tjugo år att isolera deoxiribos! Med M. McCarthy och C. Macleod bevisade de att "syra av deoxiribostyp" är ansvarig för transformationen i cellen och skrev om detta i en artikel publicerad den 4 februari 1944. Denna dag kan betraktas som födelsedagen för deoxiribonukleinsyra (DNA) i biologisk mening. Det blev tydligt att genen är DNA! 1953 föreslog Watson och Crick en dubbelsträngad DNA-helixmodell. 1962 tilldelades Watson, Crick och Wilkins Nobelpriset i medicin för sin upptäckt. R. Franklin hade tyvärr dött av cancer vid det här laget. Om detta inte skedde skulle det för första gången i Nobelprisets historia behöva ges till fyra ... Hennes Majestät - DNA J. Watson
5 rutschkana
Beskrivning av bilden:
BIOPOLYMERISK STRUKTUR av DNA-fosfodiesterbrygga mellan basnukleotider vätebindningspolynukleotid Nukleotid - fosforsyraester av nukleosid. Nukleosiden består av två komponenter: en monosackarid (ribos eller deoxiribos) och en kvävebas. 3"-ände 5"-ände 3"-ände 5"-ände Sockerfosfatryggrad
6 rutschkana
Beskrivning av bilden:
BIOPOLYMERSTRUKTUR HOS RNA vätebindningar socker-fosfat-ryggraden i t-RNA-bas Monomerer - RNA-ribonukleotider - bildar en polymerkedja genom att bilda fosfodiesterbryggor mellan sockerrester.
7 rutschkana
Beskrivning av bilden:
DNA RNA Allt DNA, oavsett ursprung, innehåller samma antal purin- och pyrimidinbaser. Därför finns det i vilket DNA som helst en pyrimidinnukleotid för varje purinnukleotid. A=T och G=C A+C=G+T RNA innehåller uracil-U istället för tymin.
8 glida
Beskrivning av bilden:
Självständigt arbete Jämför DNA och RNA Tecken på jämförelse: Placering i cellen Makromolekylens struktur Monomerer Nukleotiders sammansättning Funktioner
9 rutschkana
Beskrivning av bilden:
DNA utför följande funktioner: lagring av ärftlig information sker med hjälp av histoner. DNA-molekylen veck och bildar först nukleosomen och sedan heterokromatinet som utgör kromosomerna; överföringen av ärftligt material sker genom DNA-replikation; implementering av ärftlig information i processen för proteinsyntes
10 rutschkana
Beskrivning av bilden:
Multifunktionalitet av RNA Genetisk replikativ funktion. Funktionen realiseras i virusinfektioner, reduplicering av genetiskt material. kodningsfunktion. I RNA kodar samma tripletter av nukleotider för 20 aminosyror av proteiner, och sekvensen av tripletter i en nukleinsyrakedja är ett program för sekventiellt arrangemang av 20 typer av aminosyror i en proteinpolypeptidkedja. Strukturell funktion. Kompakt vikta små RNA-molekyler liknar de tredimensionella strukturerna hos globulära proteiner; längre RNA-molekyler bildar stora partiklar eller deras kärnor. igenkänningsfunktion. Igenkänningsfunktionen är grunden för specifik katalys. Katalytisk funktion (ribozymer). RNA kan utföra funktionerna hos båda polymererna som är fundamentalt viktiga för livet - DNA och proteiner.
11 rutschkana
Beskrivning av bilden:
DNA-REPLIKATION Det genetiska materialets kontinuitet säkerställs genom komplementaritet, semi-konservering (innehåller en del av moderspiralen oförändrad), antiparallellism (3'-5'), diskontinuitet, d.v.s. replikeringsprocessen. Arthur Kornberg (1959) upptäckte enzymet DNA-polymeras.
12 rutschkana
Beskrivning av bilden:
DNA REPLIKATION Deltagande av enzymer: ligas förbinder korta nysyntetiserade fragment av Okazaki polymeras fäster nukleotider i 5 3 riktningen helikas lindar upp dubbelhelixen, brytande av vätebindningar primas är nödvändigt för syntesen av Okazaki enzymer som ett frö (primer) Replikon är regionen mellan två punkter där syntesen börjar barnkedjor. Okazaki-fragment är nysyntetiserade regioner på den andra DNA-mallsträngen.
13 rutschkana
Beskrivning av bilden:
Forskare har föreslagit olika måttenheter för att beteckna mängden data som är associerad med en persons genetiska sammansättning. Det finns så mycket information registrerad i DNA att om du överför den till böcker och lägger dessa böcker ovanpå varandra, så blir deras höjd 70 meter. Forskare har räknat ut att om du försöker kopiera för hand eller skriva ut en mänsklig genkarta, och om den som skriver gör det med en hastighet av 60 ord per minut och arbetar 8 timmar om dagen, så kommer det att ta honom 50 år att göra det. detta. Dessutom kan informationen som lagras i DNA fylla cirka 200 telefonböcker på vardera 500 sidor.
14 rutschkana
Beskrivning av bilden:
GENETISK KOD Triplettkoden Koden är degenererad - varje aminosyra kodas av mer än ett kodon Koden är entydig. Varje kodon kodar bara för en aminosyra Mellan generna finns det "interpunktionstecken", inuti genen är de inte.Koden är universell. Den genetiska koden är densamma för alla som lever på jorden
15 rutschkana
Frågor att kontrollera
- Vad är kolhydrater?
- Vilka grupper delas kolhydrater in i?
- Vilka egenskaper har kolhydrater?
- Vilka funktioner har kolhydrater?
- Vad är lipider?
- Vilka grupper delas lipider in i?
- Vilka funktioner har lipider?
- Vilka egenskaper har lipider?
DNA och RNA -
nuklein
syror
Det unika med proteinfunktioner
Finns det andra ämnen som fyller samma funktioner?
REGULATORER
ENZYMER
Andra hormoner, c-AMP, joner
RNA - ribozymer
PROTEINER
BYGGNAD
MATERIAL
SKYDD
Kolhydrater, lipider
Matriser?
RÖRELSE
TRANSPORT
tRNA
Proteiner presterar alla funktioner förutom en -
INFORMATIONELLT
inkapabel till självreproduktion
Denna funktion utförs av DNA
dess huvudsakliga och enda funktion
- DNA - den största molekyl i en cell. Det är mycket större än proteiner och RNA
- Varje kromosom = en DNA-molekyl
- 23 mänskliga kromosomer = 23 DNA-molekyler
- Den längsta av dem ≈ 8 cm
- DNA är molekyl-text. I sekvensen av dess nukleotider är skrivet organismens hela ärftliga program
1 DNA-molekyl
en annan gen
kromosom
kromosomer i kärnan
cell
DNA-struktur upptäckt
Födelsedatum
molekylärbiologi
Francis Creek
James Watson
Francis Harry Compton Crick
James Dewey Watson
Nobelpriset 1962
Röntgenstrukturporträtt av DNA - det berömda fotot 51
Rosalind Franklin
1920 - 1958
DNA- och RNA-molekyler kan ses med ett elektronmikroskop
DNA bakteriella plasmider
Reovirus DNA
scanning elektr. mikroskop
DNA isolerat
från en mänsklig kromosom
http://users.rcn.com/jkimball.ma.ultranet/BiologyPages/L/Laemmli.gif
DNA och RNA – oregelbunden polymerer
monomer – nukleotid
består av 3 delar
3. kvävehaltig bas
2. fosfat
1. socker
samma del
Ribose
deoxi ribose
Fosfat
kvävehaltig bas
Nästa nukleotid i kedjan
Nukleotid
Kvävehaltig bas - en av 4
fosfat
Socker (ribos / deoxiribos)
Adenine, A
Guaning, G
Puriner
Pyrimidiner
Cytosin, C
Adenine, A
Guaning, G
Puriner
Pyrimidiner
Tog bort metylgruppen
Cytosin, C
Uracil, U
1950 Chargaff regler
Erwin Chargaff
Chargaff regler
[ A ] + [ G ] = [ T ] + [ C ] = 50%
En förklaring av Chargaffs regler gavs av Watson och Crick
DNA är 2 strängar kopplade ihop komplementaritet
Principen om komplementaritet:
- - - - - -
- - - - - -
Starkare
Svaga vätebindningar!
Principer för DNA-struktur
Oegentlighet
5 "
3 "
dubbeltråd
komplementaritet
antiparallellism
3 "
5 "
Vilka egenskaper i DNA-strukturen indikerar direkt dess funktion?
(Jämför med strukturen av proteiner)
Skillnader mellan RNA och DNA
- Enkeltrådig molekyler
- Socker - ribose istället för deoxiribos
- På istället för T
- Mycket mindreär jämförbara i storlek med proteiner.
Typer av RNA
- i-RNA= m-RNA-information, mall
upp till 10 tusen nukleotider
- t-RNA transport
ca 100 nukleotider
- rRNA ribosomalt
2-3 tusen nukleotider
linjär
som proteiner har de
3-dimensionell konformation
Bildning av den sekundära strukturen av RNA
Schema för loopbildning i RNA
genom kompletterande regioner
Överför RNA
~ 100 nukleotider
"klöverblad"
Ribosomalt RNA
Den största av alla typer av RNA -
2-3 tusen nukleotider
16S rRNA
RNA-funktioner i den ordning de öppnades
- Information: implementering av information
Alla typer av RNA är mellanhänder i överföringen av information från DNA till protein.
Mötespunkten för alla tre RNA är ?
ribosom
RNA-funktioner i den ordning de öppnades
- Information: lagring av information (för vissa virus)
- Ungefär 80 % av virus från människor och djur använder RNA för att registrera information.
- I dem utför det samma roll som DNA i alla andra organismer.
RNA-funktioner i den ordning de öppnades
- katalytisk 1982
Ribozymer - RNA-enzymer
Inte alla RNA, men bara några:
ribosom rRNA,
RNA från vissa virus
Spliceosom RNA
Bildadress http://commons.wikimedia.org/wiki/Image:Minimal_hammerhead_ribozyme_structure.png
Thomas Check
Det minsta ribozym som kan klyva RNA
RNA-funktioner i den ordning de öppnades
- Reglerande 1990-talet
Små RNA reglerar funktionen hos gener i kärnan och proteinsyntesen i cytoplasman
Liknar funktionen hos DNA-bindande proteiner
RNA kombinerar egenskaper
- DNA– komplementaritetsprincipen, som möjliggör matriskopiering av molekylen
- Belkov- en tredimensionell struktur som gör att du kan prestera mest olika funktioner(katalys, reglering, transport)
Matrix kopia
3D-form och mångsidiga funktioner
Protein
Det här är inte slutet
men bara början
"Nukleinsyror" - 1892. - kemisten Lilienfeld isolerade tymonukleinsyra från strumakörteln 1953. Nukleinsyrors biologiska roll. Längd på DNA-molekyler (den amerikanske biologen G.Taylor). kvävehaltig bas. James Watson och Francis Crick dechiffrerade strukturen av DNA. Strukturen av en nukleotid. Jämförande egenskaper.
"DNA och RNA" - James Watson och Francis Crick kom till botten med sanningen 1953. Fosfat. Hur löser man problemet med överföring av ärftlig information? Nukleotider består av: Hur levande system registrerar information om sin struktur. Monomerer av nukleinsyror är. DNA. Sackarid. Nukleotider av intilliggande parallella kedjor är sammankopplade med vätebindningar enligt KOMPLETTERANDE PRINCIP.
"Strukturen av DNA och RNA" - Strukturen av DNA. Rosalind Franklin. Ribosomalt RNA. DNA. Schema för loopbildning i RNA. spole. Änden av kedjan. Förklaring av Chargaffs regler. Fosfat. transport RNA. Molekyler av DNA och RNA. adenosintrifosfat. Rester av fosforsyra. biologiska molekyler. Ribonukleinsyra. Nukleinsyror.
"Typer av nukleinsyror" - Allmän struktur. Hydrolys. Polymer DNA-molekyl. DNA:s struktur. Början och slutet av kedjor. Fysikalisk-kemiska egenskaper hos nukleinsyror och deras lösningar. Två DNA-molekyler. RNA struktur. DNA-polymerkedja. Kemiska egenskaper RNA. DNA-strukturer. Strukturen av RNA. Kemiska egenskaper hos DNA. Klassificering. Spiralform.
""Nukleinsyror" kemi" - Nyckelord. DNA-superspiralbildning. Nukleinsyra. Typer av RNA. Kromatinets struktur. Förstå ämnens sammanlänkning och ömsesidigt beroende. DNA är en dubbelsträng. Frågor för självkontroll. Spiral stigning. Nukleotid. Lösa problemet. Struktur och funktioner. Undersök DNA-analysdata.