Вопрос 33. Что такое третичная структура днк?

Ответ. В клетках ДНК образует суперспирали, что обеспечивает компактность ее упаковки. ДНК длиной до 4 см располагается в хромосоме размером до 5 нм. Длина ДНК уменьшается в 100 тысяч раз. Третичная структура ДНК эукариот формируется путем взаимодействия с ядерными белками и на определенном этапе клеточного цикла приобретает форму хромосом (рис.5).

Рисунок 5. Схема образования третичной структуры ДНК.

Вопрос 34. Что такое вторичная структура рнк?

Ответ. В отличие от ДНК, молекула рибонуклеиновой кислоты построена из одной полинуклеотидной цепи. Отдельные участки цепи РНК образуют спирализованные петли – «шпильки», за счёт водородных связей между комплементарными азотистыми основаниями аденин-урацил и гуанин-цитозин (рис. 6). Участки цепи РНК в таких спиральных структурах антипараллельны, но не всегда полностью комплементарны, в них встречаются неспаренные нуклеотидные остатки или даже одноцепочечные петли, не вписывающиеся в двойную спираль. Наличие спирализованных участков характерно для всех типов РНК.

Рисунок 6. Схема образования вторичной структуры РНК:

а – схема образования связей между комплементарными основаниями; б – схема транспортной РНК.

Транспортные РНК содержат четыре спирализованных участка и три (иногда четыре) одноцепочечные петли. При изображении такой структуры на плоскости получается фигура, называемая «клеверным листом».

Вопрос 35. Что такое третичная структура рнк?

Ответ. Одноцепочечные РНК характеризуются компактной и упорядоченной третичной структурой, возникающей путём взаимодействия спирализованных элементов вторичной структуры. Так, возможно образование дополнительных водородных связей между нуклеотидными остатками, достаточно удалёнными друг от друга, или связей между ОН-группами остатков рибозы и основаниями. Третичная структура РНК стабилизирована ионами двухвалентных металлов, например Mg²⁺, связывающимися не только с фосфатными группами, но и с основаниями.

Вопрос 36. Какое основание комплементарно тимину? Приведите строение этой комплементарной пары и обозначьте водородные связи.

Ответ. Комплементарным тимину основанием является аденин. Между ними образуются две водородные связи.

Вопрос 37. Какое основание комплементарно по отношению к цитозину? Приведите строение этой комплементарной пары и обозначьте водородные связи.

О твет. Комплементарным цитозину основанием является аденин. Между ними образуются три водородные связи.

Вопрос 38. Фрагмент какого биополимера представлен на рис. 7? Какая структура полимера изображена (первичная, вторичная)? Есть ли ошибки в изображении данного фрагмента? Какова роль данного биополимера в организме? Ответ. Для того, чтобы определить, какой биополимер представлен на рисунке, надо внимательно рассмотреть его строение. На рисунке мы видим фрагмент нуклеиновой кислоты, состоящий из трёх нуклеотидов.

Рисунок 7. Схема биополимера

Углеводный компонент здесь – рибоза, т.к. в положении 2’присутствует гидроксильная группа. Следовательно, на рисунке представлен фрагмент РНК. Представлена первичная структура (последовательность нуклеотидов в цепи нуклеиновой кислоты). Но верхний нуклеотид содержит в своём составе гетероциклическое основание тимин, и не урацил (присутствует группа –СН₃). Следовательно, в изображении фрагмента РНК присутствует ошибка.

Существуют разные типы РНК, различающиеся по величине молекул, структуре, расположению в клетке и роли в организме. Низкомолекулярные транспортные РНК (тРНК) составляют примерно 10% от всей клеточной РНК. При реализации генетической информации каждая тРНК присоединяет и переносит определенную аминокислоту к рибосомам – месту синтеза белка. Рибосомные РНК (рРНК) составляют до 85% всей РНК клетки. Они входят в состав рибосом и выполняют структурную функцию. Кроме того, рРНК участвуют в формировании активного центра рибосомы, где происходит образование пептидных связей между молекулами аминокислот в процессе трансляции (биосинтеза белка). Информационные, или матричные РНК (иРНК) программируют синтез белков клетки, осуществляя непосредственную передачу кода ДНК к месту синтеза белков.

Однако функции РНК в современных клетках не ограничиваются их ролью в трансляции. Так, малые ядерные РНК принимают участие в сплайсинге эукариотических матричных РНК и других процессах.

Помимо того, что молекулы РНК входят в состав некоторых ферментов (например, теломеразы), у отдельных РНК обнаружена собственная ферментативная активность: способность вносить разрывы в другие молекулы РНК или, наоборот, «склеивать» два РНК-фрагмента. Такие РНК называются рибозимами.

Геномы ряда вирусов состоят из РНК, то есть у них она играет роль, которую у высших организмов выполняет ДНК. На основании разнообразия функций РНК в клетке была выдвинута гипотеза, согласно которой РНК – первая молекула, которая была способна к самовоспроизведению в добиологических системах.

Вопрос 39. Фрагмент какого биополимера представлен на рис. 8? Какая структура полимера изображена (первичная, вторичная)? Есть ли ошибки в изображении данного фрагмента? Какова роль данного биополимера в организме? Ответ. Для того, чтобы определить, какой биополимер представлен на рисунке, надо внимательно рассмотреть его строение. На рисунке мы видим фрагмент нуклеиновой кислоты, состоящий из трёх нуклеотидов.

Рисунок 8. Схема биополимера

Углеводный компонент здесь – дезоксирибоза, т.к. в положении 2’отсутствует гидроксильная группа. Следовательно, на рисунке представлен фрагмент ДНК. Представлена первичная структура (последовательность нуклеотидов в цепи нуклеиновой кислоты). Верхний нуклеотид содержит в своём составе гетероциклическое основание тимин (присутствует группа –СН₃). Следовательно, в изображении фрагмента ДНК нет ошибок.

Функция ДНК в клетке – хранение наследственной информации. Функциональной единицей является ген. Ген – определенная последовательность нуклеотидов (500…2000 нуклеотидных единиц) с помощью которых закодирован определенный признак (морфогенез, старение, устойчивость к антибиотикам, половая дифференциация, цвет кожи, глаз).

Структурный ген – закодированный признак. Для его функционирования необходимо 2 регуляторных гена: ген-регулятор и ген-оператор (они могут быть рядом, могут быть удалены). Ген - оператор, ген-регулятор и структурный ген вместе составляют оперон. Оперон – функциональная надструктура генетического аппарата. Сколько признаков, сколько оперонов, например, к структурным генам относится гены, ответственные за синтез белка и если белков – 5 миллионов, то и оперонов – 5 миллионов.