
- •«Химия» нуклеиновых оснований и днк.
- •Общее строение и функция аминокислот и белков
- •Глюкоза — это:
- •4. Сравнительный анализ строения основных классов органических веществ клетки (нуклеионовых кислот, аминокислот, липидов и сахаров).
- •Глюкоза — это:
- •5. Сравнительный анализ функций основных классов органических веществ клетки (нуклеиновых кислот, аминокислот, липидов и сахаров).
- •7. Функции семи основных функциональных групп органических соединений.
- •9. Схема основных реакций, приводящих к синтезу функционального белка ("от гена к белку").
- •10. Первичная, вторичная, третичная и четвертичная структура белка.
- •11. Транскрипция
- •12. Общая схема реакций трансляции белков и ее регуляция.
- •13. Транскрипция: передача информации о нуклеотидной последовательности днк на уровень рнк
- •15. Транскрипция днк в рнк
- •16. Генетический код, строение гена.
- •Генетический код и его свойства
- •19. Малые рнк (микро-рнк и др.), явление рнк-интерференции и его функциональная роль.
- •20. Принципы и методы выделения рнк и днк.
- •21. Нозерн-блот и гибридизация с днк-зондами.
- •22. Требования к выделению нуклеиновых кислот.
- •23. Разница в методических подходах для выделения различных типов полинуклеотидов.
- •24. Задачи и методы очистки нуклеиновых кислот.
- •25. Методика гель-электрофореза: принцип, анализ результатов и практическое применение.
- •26. Принцип и применение полимеразной цепной реакции (пцр).
- •27. Компоненты полимеразной цепной реакции (пцр). Компоненты реакции
- •28. Дизайн праймеров для пцр.
- •29. Выбор температуры ренатурации (отжига) для пцр. Отжиг
- •30. Предотвращение загрязнения и выбор числа циклов в пцр. Денатурация
- •31. Значение концентрации магния и выбор полимеразы.
- •Клонирование генов
- •33. Пцр при помощи обратной транскриптазы (rt-pcr).
- •Применение
- •34. Оптимизирование пцр (горячий старт, гнездовой, ступенчатый пцр и др.)
- •35. Количественный анализ нуклеиновых кислот при помощи пцр.
- •Спектрофотометрический анализ
- •Кюветы для анализа
- •Кюветы малого объема
- •36. Типы хозяев (хостов) для экспрессии и клонирования генов.
- •37. Генетические вектора: организация, типы и функции.
- •46. Основные методы генетической трансформации.
- •47. Принципы конструирования генов для их экспрессии в других видах.
- •48. Химеры.
- •49. Генетические кассеты.
- •50. Использование селективных маркеров, их типы.
- •51. Особенности трансформации клеток растений.
- •52. Химическая трансформация бактерий (не уверена, что это то, что надо)
- •53. Использование Ti-плазмид.
- •54. Принципы анализа протеома, протеомика.
- •55. Основные биоинфорационные "порталы" и принципы биоинформационного анализа.
- •56. Двухмерный электрофорез и масс-спектрофотометрия при анализе белков.
- •57. Принцип и применение maldi и esi для анализа белков.
- •58. Структурный анализ белков, принципы кристаллографии и наномагнитного резонанса.
- •59. Рекомбинантные белки и белковая инженерия растений.
- •60. Основы биоинформационного анализа. Алгоритм blast. Моделирование трехмерной структуры белков.
- •61. Гибридизация нуклеиновых кислот. Детекционные методы в молекулярной биологии.
- •Традиционное окрашивание геля:
- •Радиоактивная маркировкаи детекция
- •3. Флуоресценция на основе маркировки и детекции
- •62. Визуализация нуклеиновых кислот.
- •63. Перспективы прикладного использования генно-модифицированных растений.
- •65. Секвенирование днк.
- •66. Устройство геномов растений.
«Химия» нуклеиновых оснований и днк.
Нуклеи́новая кисло́та (от лат. nucleus — ядро) — высокомолекулярное органическое соединение, биополимер (полинуклеотид), образованный остатками нуклеотидов. Нуклеиновые кислоты ДНК и РНК присутствуют в клетках всех живых организмов и выполняют важнейшие функции по хранению, передаче и реализации наследственной информации.
Дезоксирибонуклеи́новая кислота́ (ДНК) — макромолекула (одна из трех основных, две другие — РНК и белки), обеспечивающая хранение, передачу из поколения в поколение и реализацию генетической программы развития и функционирования живых организмов. Основная роль ДНК в клетках — долговременное хранение информации о структуре РНК и белков.
В клетках эукариот (например, животных или растений) ДНК находится в ядре клетки в составе хромосом, а также в некоторых клеточных органоидах (митохондриях и пластидах). В клетках прокариотических организмов (бактерий и архей) кольцевая или линейная молекула ДНК, так называемый нуклеоид, прикреплена изнутри к клеточной мембране. У них и у низших эукариот (например, дрожжей) встречаются также небольшие автономные, преимущественно кольцевые молекулы ДНК, называемые плазмидами. Кроме того, одно- или двухцепочечные молекулы ДНК могут образовывать геном ДНК-содержащих вирусов.
С химической точки зрения ДНК — это длинная полимерная молекула, состоящая из повторяющихся блоков — нуклеотидов. Каждый нуклеотид состоит из азотистого основания, сахара (дезоксирибозы) и фосфатной группы. Связи между нуклеотидами в цепи образуются за счёт дезоксирибозы и фосфатной группы. В подавляющем большинстве случаев (кроме некоторых вирусов, содержащих одноцепочечную ДНК) макромолекула ДНК состоит из двух цепей, ориентированных азотистыми основаниями друг к другу. Эта двухцепочечная молекула спирализована. В целом структура молекулы ДНК получила название «двойной спирали».
В ДНК встречается четыре вида азотистых оснований (аденин, гуанин, тимин и цитозин). Азотистые основания одной из цепей соединены с азотистыми основаниями другой цепи водородными связями согласно принципу комплементарности: аденин соединяется только с тимином, гуанин — только с цитозином. Последовательность нуклеотидов позволяет «кодировать» информацию о различных типах РНК, наиболее важными из которых являются информационные, или матричные (мРНК), рибосомальные (рРНК) и транспортные (тРНК). Все эти типы РНК синтезируются на матрице ДНК за счёт копирования последовательности ДНК в последовательность РНК, синтезируемой в процессе транскрипции, и принимают участие в биосинтезе белков (процессе трансляции). Помимо кодирующих последовательностей, ДНК клеток содержит последовательности, выполняющие регуляторные и структурные функции. Кроме того, в геноме эукариот часто встречаются участки, принадлежащие «генетическим паразитам», например, транспозонам.
Особый интерес представляют не столько пиримидин и пурин, сколько вещества с их характерной структурой – пиримидиновые и пуриновые основания, которые входят в состав природных высокомолекулярных веществ – нуклеиновых кислот, которые осуществляют синтез белков в организмах.
Структурные формулы пиримидиновых оснований:
Цитозин – (2-гидрокси-4-аминопиримидин) – бесцветное малорастворимое вещество с Тпл 320–325 °C. Цитозин является слабым основанием, сравнимым с анилином и очень слабой NH-кислотой. Цитозин входит в состав нуклеиновых кислот. Урацил (2,4-дигидроксипиримидин) – бесцветное малорастворимое в воде вещество с Тпл 335 °C. Входит в состав нуклеиновых кислот, нуклеотидов. Получают из гидролизатов нуклеиновых кислот. Урацил вступает в реакции электрофильного замещения: алкилирования, галогенирования, азосочетания. Тимин (2,4-дигидрокси-5-метилпиримидин) – бесцветное малорастворимое кристаллическое вещество с Тпл 318 °C. Являясь производным урацила, обнаруживает сходные свойства, за исключением реакций SE, поскольку 5-е положение занято метильным радикалом. Входит в состав нуклеиновых кислот, нуклеотидов, является основой лекарственных препаратов. Например, азидотимидин – лекарство против СПИДа.
Структурные формулы пуриновых оснований:
Аденин (6-аминопурин) – бесцветное кристаллическое вещество с Тпл 360–365 °C, мало растворяется в воде. Входит в состав нуклеотидов, нуклеозидов и нуклеиновых кислот. Его используют в качестве исходного соединения для органического и микробиологического синтеза и в медицине, например в качестве консерванта донорской крови. Гуанин (2-амино-6-гидроксипурин) – бесцветное кристаллическое вещество с Тпл 365 °C, мало растворяется в воде, входит в состав нуклеотидов, нуклеозидов и нуклеиновых кислот.