1. Открытие нуклеиновых кислот

1868 г.-Иоганн Фридрих Мишер - выделил нуклеин из ядер лейкоцитов и сперматозоидов лосося

1889 г. - Р. Альтман - разделил на белки и нуклеиновые кислоты

1928 г. - Ф. Гриффитс - бактериальная трансформация - приобретение одним организмом некоторых признаков другого организма. (S-вирулентный и - непатогенный К-штамм пневмококков. После кипячения S-вирулентный передал свои свойства К-штамму пневмококков, что вызвало смерть мышей. Какое вещество вызвало трансформацию?

1944 г. - О. Эйвери, К. Мак-Леод, М. Мак-Карти) - доказали, что трансформацию вызывает ДНК

1952 г. - А. Херши и М. Чейз - С помощью изотопов Р³² и S³⁵ пометили

фаги и заражали ими кишечную палочку. Доказали генетическую

роль ДНК

1950 г. - Э. Чаргафф - сумма пуринов равна сумме пиримидинов

А/Т=1; Г/Ц=1- коеффициент специфичности. Коэф. 1,7 –

принадлежность к низшим организмам

1953 г. - Дж. Уотсон и Ф. Крик - расшифрована двойная спираль ДНК.

2. Нуклеиновые кислоты - днк и рнк

У человека общая длина молекул ДНК, находящихся в ядре одной клетки, около 190 см

• полимерные макромолекулы, построенные из мономерных звеньев — нуклеотидов

• Нуклеотид состоит из 3 частей:

азотистого основания

пентозы

остатка фосфорной кислоты

Нерегуляность — азотистые основания (сахаро-фосфатный остов - регулярный)

• А и Г - пурины

• Т и Ц - пиримидины

Пурин и пиримидин образуют водородные связи: А-Т = 2; Г-Ц = 3

• Порядок следования оснований вдоль цепи называется первичной структурой нуклеиновой кислоты. Полинуклеотидная цепь обладает полярностью, и последовательность оснований читается в направлении от 5'- к З'-углеродному атому пентозы.

• Комплементарность- каждому азотистому основанию соответствует строго определенное азотистое основание другой цепи

Наличие регулярной вторичной структуры

а) расстояние между соседними парами парами оснований- 0,34 нм

б) угол поворота- 36°

в) высота витка - 3.4 нм, ширина ~ 2 нм. Г) масса 1 нуклеотида 345 а.е.м.

Полиморфизм В-ДНК- правозакрученная молекула с 10 п.н. на 1 виток спирали- наиболее устойчивая в клеточной среде

• А-ДНК- отличается от предыдущей более компактной упаковкой нуклеотидов-11 п.н.. Данный вид приобретает при высыхании.

• Z-ДНК- левозакрученная, с 12 п.н. на один виток спирали

Уникальные свойства днк:

1. репликация

2. репарация

3. способность к рекомбинации

4. реализация генетической информации в процессе транскрипции

5. способность к мутациям

• Репликация ДНК - это процесс копирования (самоудвоения) молекулы ДНК.

• Репликация происходит в S-периоде интерфазы. Осуществляется полуконсервативным способом.

• Скорость репликации составляет порядка 45 ООО нуклеотидов в минуту, а родительская вилка вращается со скоростью 4500 об/мин. Производится сразу в сотнях и тысячах точек репликации. Частота ошибок при репликации не превышает 1 на 10⁹ -10¹⁰ нуклеотидов.

• Репликация ДНК - это размножение на молекулярном уровне.

Репарация (от лат. - герагаtio - восстановление) - способность клеток устранять повреждения ДНК

ДНК-гликозидазы представляют группу ферментов, участвующих в репарации ДНК. При их посредстве удаляются модифицированные пуриновые и пиримидиновые основания, после чего в серии последующих реакций восстанавливается исходная структура ДНК. Так, урацил-ДНК-гликозидаза ускоряет реакцию отщепления остатка У от поврежденной ДНК, где произошло дезаминирование остатка Ц.

Виды репарации:

• По времени осуществления в клеточном цикле:

1. Дорепликационная

2. Репликационная

3. Пострепликационная

• По механизму:

1. Эксцизионная - вырезаются большие участки ДНК

2. Фоторепарация - ДНК-фотолигаза активируется квантами света и устраняет димеры ТТ, ЦЦ, ТУ ...

3. Рекомбинационная - мутации устраняются в процессе кроссинговера

Свойства генетического кода:

1. Триплетность - три соседствующих азотистых основания, называемые кодоном, кодируют одну аминокислоту

Триплет - это элементарная единица наследственной информации

2. Вырожденность {избыточность)- каждая аминокислота, за исключением метионина и триптофана, кодируется более чем одним триплетом. Триплеты УАА, УАГ и УГА являются стоп-кодонами и терминируют трансляцию

3. Специфичность - каждый триплет кодирует лишь одну определенную аминокислоту

4. Неперекрываемость - каждый нуклеотид входит в состав лишь одного триплета: 1 23456789

5. Однонаправленность - считывание информации осуществляется только в направлении от 5'-углеродного атома дезоксирибозы к З'-му

6. Универсальность - генетический код един для всех живых организмов (от вирусов до человека)

7. Коллинеарность - последовательность триплетов в ДНК и мРНК соответствует последовательности аминокислот в полипептиде

Ген - это участок молекулы ДНК, кодирующий синтез одной молекулы: тРНК, рРНК, мРНК, белка.

Совокупность всех генов гаплоидного набора называется геномом. Геном человека содержит 3,2 .10⁹ нуклеотидных пар, что достаточно для образования 1,5 млн генов. Однако установлено, что организм человека имеет 32 тыс. генов. Это значит, что в половозрелом организме используется только 2% записанной генетической информации

Структурная организация нуклеотидных последовательностей