Чем обусловлена видовая специфичность нуклеиновых кислот кратко
Обновлено: 07.07.2024
1. У ДНК молярная сумма пуриновых оснований равна молярной сумме пиримидиновых оснований.
Эта закономерность несвойственна РНК, поскольку в РНК отношение пуриновых и пиримидиновых оснований изменяется в широких пределах.
2. В молекулах ДНК число остатков аденина всегда равно числу остатков тимина, а число остатков цитозина равно числу остатков гуанина:
В молекулах РНК такой закономерности нет, хотя в ряде случаев молярные соотношения соответствующих оснований близки.
3. Отношение суммы молярных концентраций гуанина и цитозина к сумме молярных концентраций тимина и аденина у ДНК и аденина и урацила у РНК сильно варьирует:
Правила Чаргаффа основаны на явлении комплементарности оснований в молекуле ДНК. Комплементарность пуриновых и пиримидиновых оснований попарно связана с замыканием водородных связей между амино- и кетогруппами в их молекулах при образовании двойной цепочки ДНК. Между аденином и тимином образуются две водородные связи, а между гуанином и цитозином – три.
Особую роль в строении ДНК и РНК играет третье правило Чаргаффа. При этом соотношение
называется коэффициентом специфичности нуклеиновых кислот. У ДНК видовая специфичность выражена сильнее, у РНК – слабее.
Вообще же нуклеотидный состав ДНК у различных организмов варьирует. У водорослей, грибов и микроорганизмов коэффициент специфичности может изменяться от 0,45 до 2,80 от крайнего ГЦ-типа до самого высокого АТ-типа. У высших животных и растений изменчивость и специфичность нуклеотидного состава ДНК менее выражена. Более того, она обусловлена не изменчивостью нуклеотидного состава, а последовательностью расположения нуклеотидов вдоль цепи молекулы ДНК.
Изменчивость нуклеотидного состава РНК у разных видов животных и растений выражена в меньшей степени, чем изменчивость ДНК. Различные отношения
более или менее чётко выражены лишь у далеко стоящих видов.
1. У ДНК молярная сумма пуриновых оснований равна молярной сумме пиримидиновых оснований.
Эта закономерность несвойственна РНК, поскольку в РНК отношение пуриновых и пиримидиновых оснований изменяется в широких пределах.
2. В молекулах ДНК число остатков аденина всегда равно числу остатков тимина, а число остатков цитозина равно числу остатков гуанина:
В молекулах РНК такой закономерности нет, хотя в ряде случаев молярные соотношения соответствующих оснований близки.
3. Отношение суммы молярных концентраций гуанина и цитозина к сумме молярных концентраций тимина и аденина у ДНК и аденина и урацила у РНК сильно варьирует:
Правила Чаргаффа основаны на явлении комплементарности оснований в молекуле ДНК. Комплементарность пуриновых и пиримидиновых оснований попарно связана с замыканием водородных связей между амино- и кетогруппами в их молекулах при образовании двойной цепочки ДНК. Между аденином и тимином образуются две водородные связи, а между гуанином и цитозином – три.
Особую роль в строении ДНК и РНК играет третье правило Чаргаффа. При этом соотношение
называется коэффициентом специфичности нуклеиновых кислот. У ДНК видовая специфичность выражена сильнее, у РНК – слабее.
Вообще же нуклеотидный состав ДНК у различных организмов варьирует. У водорослей, грибов и микроорганизмов коэффициент специфичности может изменяться от 0,45 до 2,80 от крайнего ГЦ-типа до самого высокого АТ-типа. У высших животных и растений изменчивость и специфичность нуклеотидного состава ДНК менее выражена. Более того, она обусловлена не изменчивостью нуклеотидного состава, а последовательностью расположения нуклеотидов вдоль цепи молекулы ДНК.
Изменчивость нуклеотидного состава РНК у разных видов животных и растений выражена в меньшей степени, чем изменчивость ДНК. Различные отношения
Нуклеиновые кислоты (НК) - ДНК и РНК–полимеры нуклеотидов.
ДНК находится в основном в ядре клетки, а также в митохондриях.
РНК обнаруживается во всех частях клетки. Различают мРНК (определяет порядок аминокислот в молекуле белка), рРНК (входит в состав рибосом), тРНК (транспортирует аминокислоты к месту синтеза белка), мяРНК (выполняет каталитические функции). НК обеспечивают хранение и передачу наследственной информации путем программирования синтеза клеточных белков.
В состав нуклеиновых кислот входят азотистые основания (ДНК - аденин, гуанин, цитозин, тимин, РНК - аденин, гуанин, цитозин, урацил), углеводы (дезоксирибоза и рибоза соответственно), остатки фосфорной кислоты.
Нуклеотиды состоят из трех компонентов: пиримидинового или пуринового основания, пентозы (рибозы) и фосфорной кислоты. Нуклеотиды – нуклеозидфосфаты.
ДНК, выделенная из разных тканей одного и того же вида, имеет одинаковый состав азотистых оснований. Закономерности состава и количественного содержания азотистых оснований установлены впервые Э. Чаргаффом и были названы правилами Чаргаффа: 1. Молярная доля пуриновых оснований равна молярной доле пиримидиновых оснований: А + Г = Ц + Т. 2. Количество аденина и цитозина равно количеству гуанина и тимина: А + Ц = Г + Т. 3. Количество аденина равно количеству тимина, количество гуанина равно количеству цитозина: А = Т, Г = Ц. 4. Коэффициент специфичности равен (Г + Ц)/(А + Т)(у животных 0,54-0,94, у микроорганизмов 0,45-2,57).
Первичная структура-последовательность расположения мононуклеотидов в полинуклеотидной цепи ДНК и РНК. Мономеры в молекулах нуклеиновых кислот соединены сложноэфирной связью, образованной фосфатным остатком одного мононуклеотида и 3’-гидроксильной группой пентозного остатка другого мононуклеотида (3’,5’-фосфодиэфирная связь)
Для изучения химического состава НК используют секвенирование – расщепление НК на фрагменты ферментами либо химическими реагентами и анализ продуктов при помощи электрофореза, хроматографии и др.
Вторичная структура.ДНК состоит из двух цепей, закрученных вокруг одной и той же оси, образующих правовращающую спираль. Внутри спирали находятся азотистые основания, снаружи - углеводные компоненты. Обе цепи в молекуле ДНК имеют противоположную полярность: межнуклеотидная связь в одной цепи имеет направление 5’®3’, в другой – 3’®5’.
В молекуле ДНК основания уложены парами: пуриновые из одной цепи и пиримидиновые из другой. Взаимодействие пар А-Т и Г-Ц называют комплементарностью, а соответствующие азотистые основания – комплементарными. Цепи ДНК комплементарны друг другу. Стабильность А-Т пар обеспечивается двумя водородными связями, а пар Г-Ц-тремя.
Между азотистыми основаниями, собранными в стопку вдоль молекулы ДНК, возникают силы гидрофобных взаимодействий (стэкинг-взаимодействия), которые вносят большой вклад в стабилизацию двойной спирали.
Молекулы РНК построены из одной полинуклеотидной цепи. В этой цепи есть комплементарные участки, которые образуют двойные спирали. При этом соединяются водородными связями пары А-У и Г-Ц. Спирализованные участки РНК (шпильки) содержат 20-30 нуклеотидных пар и чередуются с неспирализованными участками.
Для тРНК Р. Холли предложил модель клеверного листа - спирализация полинуклеотидной цепи самой на себя в строго фиксированных зонах. Особенности структуры тРНК имеют прямое отношение к процессу трансляции, поэтому более подробно они рассмотрены в разделе биосинтеза белка.
Вторичная структура рРНК и мРНК характеризуется спирализацией самой на себя.
Во вторичной структуре ДНК и РНК есть нуклеотидные последовательности, называемые палиндромами (перевернутые повторы), которые служат основой для образования структуры шпилек или для формирования на отдельных участках тройных спиралей.
В растянутом виде ДНК человека имеет около двух метров в длину, но в живой клетке упакована в структуру размером в доли миллиметра.
Нуклеиновые кислоты входят в состав нуклеопротеинов. К нуклеопротеидам относятся устойчивые комплексы нуклеиновых кислот с белками, длительное время существующие в клетке в составе органелл или структурных элементов клетки в отличие от разнообразных короткоживущих промежуточных комплексов белок — нуклеиновая кислота (комплексы нуклеиновых кислот с ферментами — синтетазами и гидролазами — при синтезе и деградации нуклеиновых кислот, комплексы нуклеиновых кислот с регуляторными белками и т. п
Существует два типа НП - дезоксирибонуклеопротеины (ДНП, содержат ДНК) и рибонуклеопротеины (РНП, содержат РНК). ДНП преимущественно находятся в ядре, а РНП - в цитоплазме. В состав НП входят гистоновые и негистоновые белки. Представители НП - рибосомы(комплексы рибосомных РНК с белками), ДНП-хроматин (комплекс ДНК с гистонами и негистоновыми белками).
Гистоны - сильно щелочные белки с невысокой молекулярной массой. Содержат большое количество лизина и аргинина. Пять классов гистонов различаются по размерам, аминокислотному составу и величине заряда. Они принимают участие в структурной организации хроматина, нейтрализуя за счет положительных зарядов аминокислотных остатков отрицательно заряженные фосфатные группы ДНК.
Природа негистоновых белков пока выяснена недостаточно. Их изоэлектрическая точка находится в кислой среде.
В составе нуклеопротеинов НК имеет, как правило, более компактную структуру, чем в изолированном виде.
Нуклеиновые кислоты (НК) - ДНК и РНК–полимеры нуклеотидов.
ДНК находится в основном в ядре клетки, а также в митохондриях.
РНК обнаруживается во всех частях клетки. Различают мРНК (определяет порядок аминокислот в молекуле белка), рРНК (входит в состав рибосом), тРНК (транспортирует аминокислоты к месту синтеза белка), мяРНК (выполняет каталитические функции). НК обеспечивают хранение и передачу наследственной информации путем программирования синтеза клеточных белков.
В состав нуклеиновых кислот входят азотистые основания (ДНК - аденин, гуанин, цитозин, тимин, РНК - аденин, гуанин, цитозин, урацил), углеводы (дезоксирибоза и рибоза соответственно), остатки фосфорной кислоты.
Нуклеотиды состоят из трех компонентов: пиримидинового или пуринового основания, пентозы (рибозы) и фосфорной кислоты. Нуклеотиды – нуклеозидфосфаты.
ДНК, выделенная из разных тканей одного и того же вида, имеет одинаковый состав азотистых оснований. Закономерности состава и количественного содержания азотистых оснований установлены впервые Э. Чаргаффом и были названы правилами Чаргаффа: 1. Молярная доля пуриновых оснований равна молярной доле пиримидиновых оснований: А + Г = Ц + Т. 2. Количество аденина и цитозина равно количеству гуанина и тимина: А + Ц = Г + Т. 3. Количество аденина равно количеству тимина, количество гуанина равно количеству цитозина: А = Т, Г = Ц. 4. Коэффициент специфичности равен (Г + Ц)/(А + Т)(у животных 0,54-0,94, у микроорганизмов 0,45-2,57).
Первичная структура-последовательность расположения мононуклеотидов в полинуклеотидной цепи ДНК и РНК. Мономеры в молекулах нуклеиновых кислот соединены сложноэфирной связью, образованной фосфатным остатком одного мононуклеотида и 3’-гидроксильной группой пентозного остатка другого мононуклеотида (3’,5’-фосфодиэфирная связь)
Для изучения химического состава НК используют секвенирование – расщепление НК на фрагменты ферментами либо химическими реагентами и анализ продуктов при помощи электрофореза, хроматографии и др.
Вторичная структура.ДНК состоит из двух цепей, закрученных вокруг одной и той же оси, образующих правовращающую спираль. Внутри спирали находятся азотистые основания, снаружи - углеводные компоненты. Обе цепи в молекуле ДНК имеют противоположную полярность: межнуклеотидная связь в одной цепи имеет направление 5’®3’, в другой – 3’®5’.
В молекуле ДНК основания уложены парами: пуриновые из одной цепи и пиримидиновые из другой. Взаимодействие пар А-Т и Г-Ц называют комплементарностью, а соответствующие азотистые основания – комплементарными. Цепи ДНК комплементарны друг другу. Стабильность А-Т пар обеспечивается двумя водородными связями, а пар Г-Ц-тремя.
Между азотистыми основаниями, собранными в стопку вдоль молекулы ДНК, возникают силы гидрофобных взаимодействий (стэкинг-взаимодействия), которые вносят большой вклад в стабилизацию двойной спирали.
Молекулы РНК построены из одной полинуклеотидной цепи. В этой цепи есть комплементарные участки, которые образуют двойные спирали. При этом соединяются водородными связями пары А-У и Г-Ц. Спирализованные участки РНК (шпильки) содержат 20-30 нуклеотидных пар и чередуются с неспирализованными участками.
Для тРНК Р. Холли предложил модель клеверного листа - спирализация полинуклеотидной цепи самой на себя в строго фиксированных зонах. Особенности структуры тРНК имеют прямое отношение к процессу трансляции, поэтому более подробно они рассмотрены в разделе биосинтеза белка.
Вторичная структура рРНК и мРНК характеризуется спирализацией самой на себя.
Во вторичной структуре ДНК и РНК есть нуклеотидные последовательности, называемые палиндромами (перевернутые повторы), которые служат основой для образования структуры шпилек или для формирования на отдельных участках тройных спиралей.
В растянутом виде ДНК человека имеет около двух метров в длину, но в живой клетке упакована в структуру размером в доли миллиметра.
Нуклеиновые кислоты входят в состав нуклеопротеинов. К нуклеопротеидам относятся устойчивые комплексы нуклеиновых кислот с белками, длительное время существующие в клетке в составе органелл или структурных элементов клетки в отличие от разнообразных короткоживущих промежуточных комплексов белок — нуклеиновая кислота (комплексы нуклеиновых кислот с ферментами — синтетазами и гидролазами — при синтезе и деградации нуклеиновых кислот, комплексы нуклеиновых кислот с регуляторными белками и т. п
Существует два типа НП - дезоксирибонуклеопротеины (ДНП, содержат ДНК) и рибонуклеопротеины (РНП, содержат РНК). ДНП преимущественно находятся в ядре, а РНП - в цитоплазме. В состав НП входят гистоновые и негистоновые белки. Представители НП - рибосомы(комплексы рибосомных РНК с белками), ДНП-хроматин (комплекс ДНК с гистонами и негистоновыми белками).
Гистоны - сильно щелочные белки с невысокой молекулярной массой. Содержат большое количество лизина и аргинина. Пять классов гистонов различаются по размерам, аминокислотному составу и величине заряда. Они принимают участие в структурной организации хроматина, нейтрализуя за счет положительных зарядов аминокислотных остатков отрицательно заряженные фосфатные группы ДНК.
Природа негистоновых белков пока выяснена недостаточно. Их изоэлектрическая точка находится в кислой среде.
В составе нуклеопротеинов НК имеет, как правило, более компактную структуру, чем в изолированном виде.
Папиллярные узоры пальцев рук - маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни.
Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰).
Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ - конструкции, предназначенные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой.
1)Чем обусловлена видовая специфичность нуклеиновых кислот?
2)Что такое Макроэнергетическая связь? Сколько связей содержиться в 1 молекуле АТФ?
1.Существует два типа нуклеиновых кислот – ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота) и РНК (рибонуклеиновая кислота) . Нуклеиновые кислоты, как и белки, обладают видовой специфичностью, то есть организмам каждого вида присущ свой тип ДНК. Чтобы выяснить причины видовой специфичности, рассмотрим строение нуклеиновых кислот.
Молекулы нуклеиновых кислот представляют собой очень длинные цепи, состоящие из многих сотен и даже миллионов нуклеотидов. Любая нуклеиновая кислота содержит всего четыре типа нуклеотидов. Функции молекул нуклеиновых кислот зависят от их строения, входящих в их состав нуклеотидов, их числа в цепи и последовательности соединения в молекуле.
Каждый нуклеотид состоит из трех компонентов: азотистого основания, углевода и фосфорной кислоты. В состав каждого нуклеотида ДНК входит один из четырех типов азотистых оснований (аденин – А, тимин – Т, гуанин – Г или цитозин – Ц) , а также углевод дезоксирибоза и остаток фосфорной кислоты.
Таким образом, нуклеотиды ДНК различаются лишь типом азотистого основания.
Молекула ДНК состоит из огромного множества нуклеотидов, соединенных в цепочку в определенной последовательности. Каждый вид молекулы ДНК имеет свойственное ей число и последовательность нуклеотидов.
*Молекулы ДНК очень длинные. Например, для буквенной записи последовательности нуклеотидов в молекулах ДНК из одной клетки человека (46 хромосом) потребовалась бы книга объемом около 820000 страниц. Чередование четырех типов нуклеотидов может образовать бесконечное множество вариантов молекул ДНК. Указанные особенности строения молекул ДНК позволяют им хранить огромный объем информации о всех признаках организмов.
Существует два типа нуклеиновых кислот — ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота) и РНК (рибонуклеиновая кислота).
Нуклеиновые кислоты, как и белки, обладают видовой специфичностью, то есть организмам каждого вида присущ свой тип ДНК. Чтобы выяснить причины видовой специфичности, рассмотрим строение нуклеиновых кислот.
Молекулы нуклеиновых кислот представляют собой очень длинные цепи, состоящие из многих сотен и даже миллионов нуклеотидов. Любая нуклеиновая кислота содержит всего четыре типа нуклеотидов. Функции молекул нуклеиновых кислот зависят от их строения, входящих в их состав нуклеотидов, их числа в цепи и последовательности соединения в молекуле.
Каждый нуклеотид состоит из трех компонентов: азотистого основания, углевода и фосфорной кислоты. В состав каждого нуклеотида ДНК входит один из четырех типов азотистых оснований (аденин — А, тимин — Т, гуанин — Г или цитозин — Ц), а также углевод дезоксирибоза и остаток фосфорной кислоты.
Таким образом, нуклеотиды ДНК различаются лишь типом азотистого основания.
Молекула ДНК состоит из огромного множества нуклеотидов, соединенных в цепочку в определенной последовательности. Каждый вид молекулы ДНК имеет свойственное ей число и последовательность нуклеотидов.
Молекулы ДНК очень длинные. Например, для буквенной записи последовательности нуклеотидов в молекулах ДНК из одной клетки человека (46 хромосом) потребовалась бы книга объемом около 820000 страниц.
Чередование четырех типов нуклеотидов может образовать бесконечное множество вариантов молекул ДНК. Указанные особенности строения молекул ДНК позволяют им хранить огромный объем информации о всех признаках организмов.
В 1953 г. американским биологом Дж. Уотсоном и английским физиком Ф. Криком была создана модель строения молекулы ДНК. Ученые установили, что каждая молекула ДНК состоит из двух цепей, связанных между собой 1000 и спирально закрученных. Она имеет вид двойной спирали. В каждой цепи четыре типа нуклеотидов чередуются в определенной последовательности.
Нуклеотидный состав ДНК различается у разных видов бактерий, грибов, растений, животных. Но он не меняется с возрастом, мало зависит от изменений окружающей среды. Нуклеотиды парные, то есть число адениловых нуклеотидов в любой молекуле ДНК равно числу тимидиловых нуклеотидов (А-Т), а число цитидиловых нуклеотидов равно числу гуаниловых нуклеотидов (Ц-Г). Это связано с тем, что соединение двух цепей между собой в молекуле ДНК подчиняется определенному правилу, а именно: аденин одной цепи всегда связан двумя водородными связями только с тимином другой цепи, а гуанин — тремя водородными связями с цитозином, то есть нуклеотидные цепи одной молекулы ДНК комплементарны, дополняют друг друга.
ДНК содержат все бактерии, подавляющее большинство вирусов. Она обнаружена в ядрах клеток животных, грибов и растений, а также в митохондриях и хлоропластах. В ядре каждой клетки человеческого организма содержится 6,6 х 10 -12 г ДНК, а в ядре половых клеток — в два раза меньше — 3,3 · 10 -12 г.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Читайте также: