Структура днк

Молекула ДНК образована двумя полинуклеотидными цепями, спирально закрученными друг около друга и вместе вокруг воображаемой оси, ᴛ.ᴇ. представляет собой двойную спираль (исключение — некоторые ДНК-содержащие вирусы имеют одноцепочечную ДНК). Суммарная длина ДНК ядра клетки человека — около 2 м.

Мономер ДНК — нуклеотид (дезоксирибонуклеотид) — состоит из остатков трех веществ˸ 1) азотистого основания, 2) пятиуглеродного моносахарида (пентозы) и 3) фосфорной кислоты. Азотистые основания нуклеиновых кислот относятся к классам пиримидинов и пуринов. Пиримидиновые основания ДНК (имеют в составе своей молекулы одно кольцо) — тимин, цитозин.Пуриновые основания (имеют два кольца) — аденин и гуанин. Моносахарид нуклеотида ДНК представлен дезоксирибозой.

При этом между 3'-углеродом остатка дезоксирибозы одного нуклеотида и остатком фосфорной кислоты другого возникает фосфоэфирная связь 

Расположение нуклеотидов аденина-тимин, а против гуанина — цитозин, между аденином и тимином возникают две водородные связи, между гуанином и цитозином — три водородные связи. принципом комплементарности. что в любом фрагменте ДНК содержание остатков гуанина всœегда точно соответствует содержанию цитозина, а аденина — тимину (ʼʼправило Чаргаффаʼʼ), но

Цепи ДНК антипараллельны (разнонаправлены), ᴛ.ᴇ. нуклеотиды разных цепей располагаются в противоположных направлениях, и, следовательно, напротив 3'-конца одной цепи находится 5'-конец другой. Молекулу ДНК иногда сравнивают с винтовой лестницей. ʼʼПерилаʼʼ этой лестницы — сахарофосфатный остов (чередующиеся остатки дезоксирибозы и фосфорной кислоты); ʼʼступениʼʼ — комплементарные азотистые основания

Последовательная передача генетической информации в клетке. Передача генетической информации в клетке основана на матричных процессах: репликации, транскрипции, трансляции.

 Репликация – синтез дочерней молекулы ДНК на матрице родительской молекулы ДНК, который происходит в процессе деления клетки.

1. инициация репликации

2. элонгация

3. терминация репликации.

Регуляция репликации осуществляется в основном на этапе инициации. Это достаточно легко осуществимо, потому что репликация может начинаться не с любого участка ДНК, а со строго определённого, называемого сайтом инициации репликации. В геноме таких сайтов может быть как всего один, так и много.

Суть репликации днк заключается в том, что специальный фермент разрывает слабые водородные связи, которые соединяют между собой нуклеотиды двух цепей. В результате цепи ДНК разъединяются, и из каждой цепи «торчат» свободные азотистые основания (возникновение так называемой вилки репликации). Особый фермент ДНК-полимераза начинает двигаться вдоль свободной цепи ДНК от 5'- к З'-концу (лидирующая цепь), помогая присоединиться свободным нуклеотидам, постоянно синтезируемым в клетке, к З'-концу вновь синтезируемой цепи ДНК. На второй нити ДНК (отстающая нить) новая ДНК образуется в виде небольших сегментов, состоящих из 1000—2000 нуклеотидов (фрагменты Оказаки).

Для начала репликации ДНК фрагментов этой нити требуется синтез коротких фрагментов РНК как затравок, для чего используется особый фермент — РНК-полимераза (праймаза). Впоследствии праймеры РНК удаляются, в образовавшиеся бреши встраивается ДНК с помощью ДНК полимеразы I. Таким образом, каждая цепь ДНК используется как матрица или шаблон для построения комплементарной цепи.

ДНК - полимеразакатализируют полимеризацию дезоксирибонуклеотидов вдоль цепочки нуклеотидов ДНК,

ДНК - лигазы- ферменты, катализирующие ковалентное сшивание цеᴨȇй ДНК при репликации.

Транскрипция – синтез молекулы РНК на матрице ДНК. Другими словами, это перенос генетической информации с ДНК на РНК.

Нити молекулы ДНК разделяются, и одна из них служит матрицей, на основании которой строится молекула РНК. В этой новой молекуле азотистые основания соответствуют основаниям молекулы-матрицы. Та нить ДНК, которая служит матрицей для синтеза РНК, называется смысловой. Вторая нить ДНК не кодирует белки и поэтому называется некодирующей. Синтез нити РНК на молекуле ДНК осуществляет фермент РНК-полимераза.

Трансляция – синтез белка на матрице иРНК при участии рибосом.

Белок синтезируется, т.е. составляется из отдельных аминокислот, в специальных органеллах ‒ органах клетки. Они называются рибосомами. Тело рибосомы складывается из рибосомальных РНК. Она проходит сквозь поры ядра и входит в рибосому. В свою очередь, транспортные РНК несут с собой аминокислоты и движутся к рибосомам. Причем, каждый вид тРНК предназначен для переноса определенной аминокислоты. На одном конце транспортной РНК находится аминокислота, на другом – антикодон. В рибосоме антикодон транспортной РНК соединяется с соответствующим кодоном информационной РНК, аминокислота остается в рибосоме. К ней будет прикрепляться другая аминокислота, причем, в той последовательности, в какой находится соответствующий кодон информационной РНК. Таким образом, последовательность аминокислот в цепочке внутри рибосомы будет повторять последовательность кодонов информационной РНК, а значит, и последовательность кодонов в ДНК.