III. Оснащенность занятия:

1) микроскопы, 2) микропрепараты (политенные хромосомы, кариотип человека и крысы), 3) диапозитивы, 4) таблицы, 5) модель ДНК, 6) методическая разработка.

IV. Ход работы:

1. используя таблицы, модель ДНК и диапозитивы изучить строение ДНК, РНК и АТФ;

2. зарисовать схему строения нуклеотида;

3. заполнить таблицу по сравнительной характеристике строения и функций нуклеиновых кислот и АТФ;

4. используя микропрепараты, диапозитивы и таблицы, изучить и зафиксировать строение хромосом.

5. используя таблицы и схемы, изучить генетический код и его свойства;

6. изучить этапы синтеза белка и зарисовать его упрощенную схему.

7. решить предлагаемые задачи по молекулярной генетике.

Строение и функции нуклеиновых кислот

Самое замечательное свойство живых клеток - это способность воспроизводить себе подобных с почти идеальной точностью на протяжении сотен и тысяч поколений. Вся наследственная информация содержащаяся в клетке, закодирована в молекулах ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота), относящейся к нуклеиновым кислотам.

Нуклеиновые кислоты получили свое название в связи с тем, что они обладают кислотными свойствами и впервые были идентифицированы в клеточных ядрах (ядро по латыни - nucleus). Впервые их обнаружил И. Миллер в 1868 г. в клетках лейкоцитов сперматозоидов лосося. Сам термин “нуклеиновые кислоты” предложен в 1889 году.

Нуклеиновые кислоты хотя и относятся к высокомолекулярным сложным органическим соединениям, однако состоят они из небольшого числа индивидуальных химических компонентов более простого строения. Линейные молекулы нуклеиновых кислот построены из нуклеотидов (мономеров полимерной цепи нуклеиновых кислот).

Нуклеотид состоит из трех основных компонентов: азотистых оснований (пуриновых и пиримидиновых), углевода (рибозы или дезоксирибозы) и фосфорной кислоты.

Входящие в нуклеиновые кислоты азотистые основания делятся на два типа: пурины и пиримидины. К пуринам относятся аденин (А) и гуанин (Г), а к пиримидинам - цитозин (Ц), тимин (Т) и урацил (У). ДНК содержит пурины - аденин, гуанин и пиримидины - цитозин и тимин. В отличие от нее в РНК входят пурины - аденин, гуанин, а пиримидины - цитозин и урацил. Кроме того, в нуклеиновые кислоты входит фосфорная кислота. Схема нуклеотида следующая:

азотистое основание: углевод: остаток

А, Г, Ц, Т(У). рибоза или фосфорной

дезоксирибоза кислоты

Названия нуклеотидов определяются наименованием азотистого основания: адениловый (аденин - А), гуаниловый (гуанин - Г), тимидиловый (тимин - Т), цитодиловый (цитозин - Ц) и урадиловый (урацил - У). Самостоятельно: изобразить схему всех нуклеотидов (ДНК, РНК, АТФ).

Наиболее известный нуклеотид - аденозинмонофосфат (АМФ), к которому при определенных условиях могут присоединяться две молекулы фосфорной кислоты, образуя богатое энергией соединение АТФ (аденозинтрифосфат).

В молекуле ДНК углевод представлен дезоксирибозой, а в молекулах РНК и АТФ - рибозой, отсюда и название этих кислот.

ОН Н

Рибоза Дезоксирибоза

Таким образом, первичная структура нуклеиновых кислот представлена последовательностью нуклеотидов в неразветвленной полинуклеотидной цепи. Углеводно-фосфорный остов представляет собой неспецифический компонент полинуклеотида - функционально значащей является специфическая последовательность азотистых оснований, уникальная для каждой нуклеиновой кислоты. Это обуславливает большое разнообразие индивидуальных молекул ДНК и РНК. Нуклеиновые кислоты обладают видовой специфичностью.

Одним из свойств нуклеиновых кислот является комплиментарность. Комплементарность – это пространственная взаимодополняемость молекул или их частей, приводящая к образованию водородных связей (см. рис.2).

В состав клеточных организмов входят оба типа нуклеиновых кислот (ДНК и РНК); вирусы содержат нуклеиновые кислоты одного типа - ДНК или РНК. Количественное содержание ДНК в клетках одного и того же организма отличается постоянством. Она сосредоточена преимущественно в ядре, кроме того, небольшой процент клеточной ДНК содержится в митохондриях и хлоропластах.

В отношении РНК нет точных количественных данных, т.к. содержание их в разных клетках в значительной степени определяется интенсивностью синтеза белка.