Самостоятельная работа студента №1. Методы изучения строения и функции

Функции нуклеиновых кислот

1)генетическая — хранение и передача наследственной информации в ряду клеточных генераций или поколений организмов (ДНК, реже — РНК, например у РНК-содержащих вирусов);

2)участие в биосинтезе белка — в структурных генах ДНК записана информация о первичной структуре полипептида, мРНК является переносчиком информации с ДНК на белки, тРНК доставляет аминокислоты к месту сборки белковой молекулы — рибосомам, основу которых составляют рРНК;

Функции нуклеиновых кислот

3)структурная — рРНК выполняет роль молекулярного скелета в каждой субъединице рибосомы;

4)регуляторная — с помощью РНК-переключателей осуществляется регуляция транскрипции структурных генов по принципу отрицательных связей; регуляторные РНК принимают участие в регуляции экспрессии генов путем избирательной инактивации мРНК, не подлежащих переносу из ядра в цитоплазму и дальнейшему включению в процесс трансляции;

Функции нуклеиновых кислот

5)транспортная — являются переносчиками определенных химических групп (НАД — никотинамидадениндинуклеотид — и НАДФ — никотинамидадениндинуклеотидфосфат — переносят ионы Н+ и электроны);

6)выполняют функцию аккумуляторов и переносчиков энергии в клетке (АТФ и другие нуклеозидтрифосфаты);

Функции нуклеиновых кислот

7)являются коферментами многих ключевых ферментов метаболизма (НАД, НАДФ);

8)каталитическая — мРНК выступают в роли катализаторов в реакциях превращения пре-мРНК в и PHК. Каталитический центр рибосомы, в котором происходит сшивание аминокислот в полипептидную цепь, образован участком молекулы рРНК;

Функции нуклеиновых кислот

9) выступают в роли внутриклеточных гормонов — специальных химических сигналов, опосредующих действие «больших» гормонов (вырабатываемых железами внутренней секреции) на те или иные функциональные системы клетки (циклические мононуклеотиды — аденозин-3',5'-циклофосфат (рис. а) и гуанозин-3',5'-циклофосфат (рис. б))

Методы изучения строения нуклеиновых кислот

1. ДНК-электрофорез — это аналитический метод, применяемый для разделения фрагментов ДНК по размеру.

Силы электрического поля, прикладываемого к образцам, заставляют фрагменты ДНК мигрировать через гель. Сахарофосфатный остов молекул ДНК заряжен отрицательно и поэтому цепи ДНК двигаются от катода, заряженного отрицательно, к положительному аноду. Более длинные молекулы мигрируют медленнее, так как задерживаются в геле, более короткие молекулы двигаются быстрее.

Методы изучения строения

нуклеиновых кислот

2. Бисульфатное секвенирование — общее название группы методов, направленных на изучение паттерна метилирования ДНК посредством обработки её бисульфитом.

Бисульфит действует на одноцепочечную ДНК, превращая цитозин в урацил. Если же этот цитозин метилирован, то есть к

его пятому атому углерода присоединена метильная группа, то такой цитозин не подвергается превращению. Таким образом, после воздействия бисульфитом можно установить, какие CpG-динуклеотиды были метилированы, сравнив измененную последовательность с исходной.

Методы изучения строения нуклеиновых кислот

3. Хроматография — метод разделения и анализа смесей веществ, а также изучения их физико-химических свойств. Основан на распределении веществ между двумя фазами — неподвижной (твёрдая фаза или жидкость, связанная на инертном носителе) и подвижной (газовая или жидкая фаза, элюент). Бывает нескольких типов.

Методы изучения строения нуклеиновых кислот

1) Гель-хроматография — метод разделения смеси веществ с различными молекулярными массами путем фильтрации через различные так называемые ячеистые гели. Гель-фильтрация широко используется для определения величин молекулярных масс, обессоливания растворов нативных белков, концентрирования растворов полимеров.