Структура нуклеотида рнк

Скачать файл - Структура нуклеотида рнк

В каждом живом организме присутствуют 2 типа нуклеиновых кислот: Молекулярная масса самой 'маленькой' из известных нуклеиновых кислот - транспортной РНК тРНК составляет примерно 25 кД. ДНК - наиболее крупные полимерные молекулы; их молекулярная масса варьирует от 1 до 1 кД. ДНК и РНК состоят из мономерных единиц - нуклеотидов, поэтому нуклеиновые кислоты называют полинуклеотидами. Каждый нуклеотид содержит 3 химически различных компонента: В зависимости от числа имеющихся в молекуле остатков фосфорной кислоты различают нуклеозидмонофосфаты НМФ , нуклеозиддифосфаты НДФ , нуклео-зидтрифосфаты НТФ рис. В состав нуклеиновых кислот входят азотистые основания двух типов: Нумерация атомов в основаниях записывается внутри цикла рис. Номенклатура нуклеотидов приведена в табл. Пентозы в нуклеотидах представлены либо рибозой в составе РНК , либо дезоксирибозой в составе ДНК. Пентозу соединяет с основанием N-гликозидная связь, образованная С 1 -атомом пентозы рибозы или дезоксирибозы и N 1 -атомом пиримидина или N 9 -aтомом пурина рис. Нуклеотиды, в которых пентоза представлена рибозой, называют рибонуклеотидами, а нуклеиновые кислоты, построенные из рибонуклеотидов, - рибонуклеиновыми кислотами, или РНК. Нуклеиновые кислоты, в мономеры которых входит дезоксирибоза, называют дезоксири-бонуклеиновыми кислотами, или ДНК. Нуклеиновые кислоты по своему строению относят к. Нуклеозидмоно-, ди- и трифосфаты аденозина. Нуклеотиды - фосфорные эфиры нуклеозидов. Остов нуклеиновой кислоты имеет одинаковое строение по всей длине молекулы и состоит из чередующихся групп - пентоза-фосфат-пентоза- рис. Вариабельными группами в полинуклеотидных цепях служат азотистые основания - пурины и пиримидины. В молекулы РНК входят аденин А , урацил U , гуанин G и цитозин С , в ДНК - аденин А , тимин Т , гуанин G и цитозин С. Уникальность структуры и функциональная индивидуальность молекул ДНК и РНК определяются их первичной структурой -. Первичная структура ДНК - порядок чередования дезоксирибонуклеозидмонофосфатов дНМФ в полинукпеотидной цепи. Концевые нуклеотиды ДНК различают по структуре: В каждом мономере нуклеиновой кислоты присутствует остаток фосфорной кислоты. При рН 7 фосфатная группа полностью ионизирована, поэтому in vivo нуклеиновые кислоты существуют в виде полианионов имеют множественный отрицательный заряд. Остатки пентоз тоже проявляют гидрофильные свойства. Азотистые основания почти нерастворимы в воде, но некоторые атомы пуринового и пиримидинового циклов способны образовывать водородные связи. Криком была предложена модель пространственной структуры ДНК. Согласно этой модели, молекула ДНК имеет форму спирали, образованную двумя полинуклеотидными цепями, закрученными относительно друг друга и вокруг общей оси. Двойная спираль правозакрученная, полинуклеотидньхе цепи в ней антипараллельны рис. Поэтому на каждом из концов. Молекулы ДНК состоят из двух антипараллельных цепей с комплементарной последовательностью нукпеотидов. Цепи закручены относительно друг друга в правозакрученную спираль так, что на один виток приходится примерно 10 пар нуклеотидов. Все основания цепей ДНК расположены внутри двойной спирали, а пентозофосфатный остов - снаружи. Полинуклеотидные цепи удерживаются относительно друг друга за счёт водородных связей между комплементарными пуриновыми и пиримидиновыми азотистыми основаниями А и Т две связи и между G и С три связи рис. При таком сочетании каждая. Водородные связи при других сочетаниях оснований в паре возможны, но они значительно слабее. Последовательность нуклеотидов одной цепи полностью комплементарна последовательности нуклеотидов второй цепи. Поэтому, согласно правилу Чаргаффа Эрвин Чаргафф в г. Комплементарые основания уложены в стопку в сердцевине спирали. Между основаниями двухцепочечной молекулы в стопке возникают гидрофобные взаимодействия, стабилизирующие двойную спираль. Такая структура исключает контакт азотистых остатков с водой, но стопка оснований не может быть абсолютно вертикальной. В образованной структуре различают две бороздки - большую, шириной 2,2 нм, и малую, шириной 1,2 нм. Азотистые основания в области большой и малой бороздок взаимодействуют со специфическими белками, участвующими в организации структуры хроматина. Каждая молекула ДНК упакована в отдельную хромосому. В диплоидных клетках человека содержится 46 хромосом. Общая длина ДНК всех хромосом клетки составляет 1,74 м, но она упакована в ядре, диаметр которого в миллионы раз меньше. Чтобы расположить ДНК в ядре клетки, должна быть сформирована очень компактная структура. Компактизация и суперспирализация ДНК осуществляются с помощью разнообразных белков, взаимодействующих с определёнными последовательностями в структуре ДНК. Все связывающиеся с ДНК эукариотов белки можно разделить на 2 группы: Комплекс белков с ядерной ДНК клеток называют хроматином. Гистоны - белки с молекулярной массой кД, содержащие много остатков аргинина и лизина. Благодаря положительному заряду гистоны образуют ионные связи с отрицательно заряженными фосфатными группами, расположенными на внешней стороне двойной спирали ДНК. Существует 5 типов гистонов. Четыре гистона Н2А, Н2В, НЗ и Н4 образуют октамерный белковый комплекс Н2А, Н2В, НЗ, Н4 2 , который называют 'нуклеосомный кор' от англ. Молекула ДНК 'накручивается' на поверхность гистонового октамера, совершая 1,75 оборота около пар нуклеоти-дов. Такой комплекс гистоновых белков с ДНК служит основной структурной единицей хроматина, её называют 'нуклеосома'. ДНК, связывающую нуклеосомные частицы, называют линкерной ДНК. В среднем линкерная ДНК составляет 60 пар нуклеотидных остатков. Молекулы гистона H1 связываются с ДНК в межнуклеосомных участках линкерных последовательностях и защищают эти участки от действия нуклеаз рис. В ядре каждой клетки присутствует около 60 млн молекул каждого типа гистонов, а общая масса гистонов примерно равна содержанию. Восемь молекул гистонов Н2А, Н2В, НЗ, Н4 2 составляют ядро нуклеосомы, вокруг которого ДНК образует примерно 1,75 витка. Аминокислотные остатки лизина, аргинина и концевые аминогруппы гистонов могут модифицироваться: Модификации бывают обратимыми и необратимыми, они изменяют заряд и конформацию гистонов, а это влияет на взаимодействие гистонов между собой и с ДНК. Активность ферментов, ответственных за модификации, регулируется и зависит от стадии клеточного цикла. Модификации делают возможными конформационные перестройки хроматина. В ядре эукариотической клетки присутствуют сотни самых разнообразных ДНК-связывающих негистоновых белков. Каждый белок комплементарен определённой последовательности нуклео-тидов ДНК сайт ДНК. К этой группе относят. Каждый 'цинковый палец' узнаёт определённый сайт, состоящий из 5 нуклеотидных пар. Другое семейство сайт-специфических белков - гомодимеры. Фрагмент такого белка, контактирующий с ДНК, имеет структуру 'спираль-поворот-спираль' см. К группе структурных и регуляторных белков, которые постоянно ассоциированы с хроматином, относят белки высокой подвижности HMG-белки - от англ, high mobility gel proteins. Они имеют молекулярную массу менее 30 кД и характеризуются высоким содержанием заряженных аминокислот. Благодаря небольшой молекулярной массе HMG-белки обладают высокой подвижностью при электрофорезе в полиакриламидном геле. К негистоновым белкам принадлежат также ферменты репликации, транскрипции и репарации. При участии структурных, регуляторных белков и ферментов, участвующих в синтезе ДНК и РНК, нить нуклео-сом преобразуется в высококонденсированный комплекс белков и ДНК. Образованная структура в 10 раз короче исходной молекулы ДНК. Митохондрии - важнейшие органеллы клеток, осуществляющие синтез АТФ за счёт окисления субстратов. Митохондрии имеют собственный уникальный геном, наследуемый по материнской линии, так как он происходит из цитоплазмы яйцеклетки. Геном митохондрий сперматозоидов не попадает в оплодотворённую яйцеклетку. Митохондриальный геном человека представлен одной кольцевой молекулой ДНК из 16 нуклеотидных пар рис. Он кодирует 13 белков, используемых на построение структурно-функциональных компонентов митохондрий. В митохондриях отсутствуют ферменты, ответственные за репарацию, поэтому митохонд-риальный геном содержит немало ошибок. Митохондрии эукариотов имеют очень маленькие рибосомы с константой седиментации 55S, тогда как рибосомы прокариотов - 70S. Первичная структура РНК - порядок чередования рибонуклеозидмонофосфатов НМФ в полинуклеотидной. Кольцевая молекула митохондриальной ДНК. Гены nd1-nd6, nd4l кодируют субъединицы NADH-дегидрогеназного комплекса; ген coi-III - субъединицы цитохромоксидазы; ген cytb - цитохром Ь. Гены atp 8 и atp 6 кодируют субъединицы АТФ-синтазы NADH-дегидрогеназный комплекс, цитохромоксидаза, цитохром b - белки, участвующие в энергетическом обмене. Остальные гены кодируют рйбосомные 12S РНК и 16S РНК и транспортные РНК соответствующих аминокислот, обозначенные латинскими буквами. Концы полинуклеотидных цепей РНК неодинаковы. Так, в слабощелочной среде молекулы РНК гидролизуются даже при нормальной температуре, тогда как структура цепи ДНК не изменяется. Молекула рибонуклеиновой кислоты построена из одной полинуклеотидной цепи. Отдельные участки цепи РНК образуют спирализованные петли - 'шпильки', за счёт водородных связей между комплементарными азотистыми основаниями A-U и G-C. Участки цепи РНК в таких спиральных структурах антипараллельны, но не всегда полностью комплементарны, в них встречаются неспаренные нуклеотидные остатки или даже одноцепочечные. Наличие спирализованных участков характерно для всех типов РНК. 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 рибо-зы и основаниями. В цитоплазме клеток присутствуют 3 типа рибонуклеиновых кислот - транспортные РНК тРНК , матричные РНК мРНК и рибосомальные РНК рРНК. Они различаются по первичной структуре, молекулярной массе, конфор-мации, продолжительности жизни и, самое главное, по функциональной активности. Пространственную структуру любых тРНК, независимо от различий в последовательности нук-леотидов, описывают универсальной моделью 'клеверного листа' рис. В каждой молекуле тРНК есть участки цепи, не участвующие в образовании водородных связей между нуклеотидными остатками. В состав нуклеотидов тРНК входят минорные основания в среднем оснований на молекулу. Они представлены метилированными основаниями, изомерами и аналогами пиримидинов рис. Минорные основания выполняют 2 функции: Несколько десятков нуклеотидов отделяют кэп от инициирующего кодона, обычно это триплет -AUG-. За кодирующим участком следует один из терминирующих кодонов -UGA-, -UUA-, -UAG-. Рибосомальные РНК имеют многочисленные спирализованные участки. Различают рРНК - 5S, 5,8S, 28S и 18S S - коэффициент седиментации. Рибосомальные РНК содержат несколько. Каждая рибосома состоит из двух субъединиц - малой 40S и большой 60S. Субъединицы рибосом различаются не только набором рРНК, но и количеством и структурой белков рис. Вторичная структура нуклеиновых кислот образуется за счёт слабых взаимодействий - водородных и гидрофобных. В результате разрыва водородных и гидрофобных связей цепи ДНК расходятся. Этот процесс называют 'денатурация'. Однако если раствор, содержащий денатурированную ДНК, очень медленно охлаждать, то могут получиться двухспиральные структуры, идентичные исходным. Такой процесс получил название 'ренативация'. На явлении денатурации и ренативации основан метод, называемый 'молекулярная гибридизация'. Процесс гибридизации может осуществляться между двумя любыми цепями нуклеиновых кислот ДНК-ДНК, ДНК-РНК при условии, что они содержат комплементарные последовательности нуклеотидов. Такие гибридные структуры можно выделить центрифугированием в градиенте плотности сахарозы или наблюдать в электронном микроскопе рис. Если раствор, содержащий образцы ДНК 1 и 2, выделенные из организмов разных видов, денатурировать, а затем провести ренатива-цию, то образуются двухспиральные структуры. Но наряду с исходными ДНК 1 и ДНК 2. Строение эукариотических и прокариотических рибосом. Величина S характеризует скорость оседания частиц при ультрацентрифугировании и пропорциональна их молекулярной массе. Рибосома прокариотов 70S состоит из 50S и 30S субъединиц, эукариотов 80S - состоит из субъединиц 60S и 40S. Рибосомы эукариотов и прокариотов различаются по молекулярной массе субъединиц, количеству молекул рРНК, массе рРНК, количеству и разнообразию белков, способных связывать специфические лиганды. В неспирализованных участках фрагменты цепей ДНК не комплементарны, то есть в ходе гибридизации получаются несовершенные гибриды. Методом молекулярной гибридизации можно установить:. При проведении гибридизации ДНК-РНК были выделены гибридные молекулы, содержащие одну цепь ДНК и одну цепь РНК. Если для эксперимента были взяты ДНК и РНК первичный транскрипт , выделенные из одного организма, то образовывались совершенные гибриды, потому что молекула РНК комплементарна цепи ДНК. Гибридизацией ДНК-РНК было впервые установлено, что все виды РНК клетки имеют на молекуле ДНК комплементарные участки. А - гибридизация ДНК-ДНК; Б - гибридизация ДНК-РНК. Пуриновые и пиримидиновые основания. Пуриновый и пиримидиновый нуклеотиды. Пурин-пиримидиновые пары оснований в ДНК.

Структура нуклеотида рнк

Скачать файл - Структура нуклеотида рнк

Что такое ДНК и РНК? Структура ДНК. Функции ДНК

Рибонуклеиновая кислота (РНК). (Строение РНК. Виды и функции РНК.)

РНК и ДНК. РНК - это что такое? РНК: строение, функции, виды

РНК это:

Report Page