Хромосома құрамындағы ДНК молекуласының құрылымы. ДНК молекуласының репликация механизмі

Қазақстан Республикасы білім және ғылым министрлігі

Семей қаласының Шәкәрім атындағы мемлекеттік университеті

Химия және география кафедрасы

Орындаған: Мәдениет. Н.

Скакова А. А.

Тексерген: Садыкова Р. А.

Тақырыбы: Хромосома құрамындағы ДНК молекуласының құрылымы. ДНК молекуласының репликация механизмі.

Днқ - Дезоксирибонуклеин қышқылы

ДНҚ - биологиялық полимер. Бұл өзара айқасқан екіспиральді оралымды тізбектен тұрады.

ДНК

Дезоксирибонуклеин қышқылы (ДНҚ) тірі организмдердегі генетикалық ақпараттың ұрпақтан-ұрпаққа берілуін, сақталуын, дамуы мен қызметін қамтамасыз етуіне жауапты нуклеи қышқылының екі түрінің бірі. ДНҚ-ның жасушадағы басты қызметі - ұзақ мерзімге РНҚ мен ақуызға қажетті ақпаратты сақтау. ДНҚ-ның ерекшелiгi. Бiр организмнiң барлық жасушарындағы ДНҚ молекуласының құрамы, құрылымы бiрдей болады да, жасына, ортадағы жағдайына тәуелдi емес. ДНҚ молекуласының нуклеотидтiк құрамы, құрылымы, тiзбегiндегi нуклеотидтердiң реттелiп орналасуы организмнiң ерекше қасиетiн анықтайды. ДНҚ молекуласының полинуклеотид тiзбегiндегi нуклеотидтердiң ретi - ұрпақтан-ұрпаққа берiлетiн генетикалық мәлiмет.

Полинуклеотид тiзбегiндегi нуклеотидтердiң реттелiп орналасуы ДНҚ молекуласының бiрiншi реттiк құрылымы деп аталады. ДНҚ молекуласының екiншi реттiк құрылымын 1953 ж. Уотсон мен Крик анықтады. ДНҚ құрылымының анықталуы ХХ ғасырдағы биологияның ең маңызды жаңалығы деп саналады.

Френсис Крик

Джеймс Уотсон

ДНҚ құрамы.

ДНҚ- полимер.

Мономеры-нуклеотидтер.

Нуклеотид - күрделі химиялық зат, ол 3 құрамдас бөліктен тұрады:

Нуклеотидтің құрылымы

Азоттынегіз (1 - 4 ) :

- Аденин;

- Гуанин;

- Цитозин

- Тимин

Көмірсу :

- Дезоксирибоза

Фосфор қышқылының қалдығы

ДНҚ-ның құрылысы

ДНК - биополимер, оның мономері нуклеотидтер. Нуклеотидтердің 4 түpi болады: Аденин, Гуанин, Тимин, Цитозин. Әр нуклеотид үш компоненттен тұрады:

1. фосфор қышқылының қалдығы

2. моносахарид (дезоксирибоза C5H 10O4

3. азоттық негіздер, пуриндік (А-Г), пиримидиндік (Ц-Т) .

ДНҚ-ның құрылым ерекшелігі:

1. ДНҚ екі полинуклеотидті тізбектен тұрады, оның моделін 1953 ж американ биофизигі Дж. Уотсон мен ағылшын биофизигі және генетигі Ф. Крик ұсынған.

2. Екі тізбек 6ip-6ipiнe антипараллелді, 6ip тізбектің 51 ұшы екінші тізбектің З1 ұшымен байланысады.

3. ДНҚ-ның рентген құрылысын талдау барысында оның 2 спиральдан тұратыны, өз осьінің маңында оңға қарай оралып спираль түзетіні анықталды. Спиральдің диаметрі 2 нм, әр қадамы 3, 4 нм, әр бұрылымына 10 жуп нуклеотид кіреді.

Бip тізбектің бойында орналасқан нуклеотидтер 6ip-6ipiмен коваленттік (фосфо-диэфирлік) байланыспен байланысады, ол 6ip нуклеотидтің дезоксирибозасы мен екінші нуклеотидтің фосфор қышқылының қалдығы арасындағы қосылыс. Бip тізбек бойына кез-келген нуклеотидтер орналаса береді және ол ДНҚ-ның әртүрлілігін қамтамасыз етеді. Азоттық негіздер дезоксирибозамен байланысып, тізбектің бүйір жағында орналасады. ДНҚ-ның екі тізбегі 6ip-6ipiмен азоттық негіздер Аденин мен Тимин немесе Тимин мен Аденин екі, Цитозин мен Гуанин немесе Гуанин мен Цитозин үш сутек көпіршесімен байланысады. Нуклеотидтердің қос тізбекте бip-бipiнe қатаң түрде сәйкес келуін (толықтыруын) комплементарлық деп атайды.

Сонымен, ДНҚ екі спиралді тізбектен тұрады, егер бip тізбекте орналасқан азоттық негіздер белгілі болса, екінші тізбектегі азоттық негіздерді комплементарлық принциппен анықтауға болады. ДНҚ-ның өзін-өзі екі еселеуі осы құрылысына негізделген

ДНҚ құрлысы:

1 айналым - 10 а. н.

Бір азотты негіз 0. 34 нм бөлікті алып жатыр.

2. фосфат

1. сахар

3. Азоттынегіз

3’

1’

5’

3’

Нуклеотид

1’

3’

5’

ДНҚ-ның биологиялык функциясы:

1. Генетикалық информацияны сақтау

2. Өзін-өзі eкi еселеуі

3. Ұрпақтан-ұрпаққа генетикалық материалды беру.

Әр түрге жататын ағзалардың ДНҚ молекуласы тұрақтылығымен және түрлік ерекшеліктерімен ажыратылады. Жоғарыда айтылғандай ДНҚ 6ip-6ipiнe комплементарлы eкi тізбектен тұрады. Сондықтан, ондағы А саны Т, Г саны Ц тең және А +Г ара қатынасы 1- ге тең, оны Чаргафф ережесі деп атайды

Т+Ц

(1949 ж) . Ал, А +Т ара катынасы 1- ге тең емес, ce6e6i

Г + Ц

кейбір түрлерде А + Т жұптары көбірек болса Ц + Г азырақ болады, кейбіреуінде кepicінше. Мысалы; кейбір бактерияларда А + Т =0, 42, ал

Г+Ц

адамда А + Т =1, 53 болады.

Г+Ц

Совет биохимии А. Н. Белозерскидің анықтауы бойынша азоттық негіздер жұбының ара қатынасы түрлік белгіні анықтайды.

Чаргафф ережесі

[ А ] +[ Г ] = [ Т ] +[ Ц ] = 50%

Бірін - бірітолықтыру принципі.

А Т

Г Ц

- - -

5’

3’

5’

Алғашқы ДНҚ- ның құрылысы ДНҚ-ның екі еселенуі. Жасуша бөлінер алдында ДНҚ екі еселенеді, яғни жаңа жасушадағы генетикалық ақпарат «ескімен» бірдей болады. Қос тізбектегі негіздер бірдей болғандықтан, кез-келген жұп өзінің қарсы жағының қалыптасуына ақпарат береді.

ДНҚ

ДНҚ молекуласының құрылымының өте ерекше маңызды қасиетi.

Репликация - ДНҚ-ның екi еселену процессi - көбiнесе жасушаның бөлiну алдында жүрiп, жасушаның бірқатар ұрпақтарында хромосомалар санының тұрақтылығын қамтамасыз етедi.

Репликация - көптеген ферментердiң қатысуымен жүзеге асырылатын күрделi процесс. Репликацияның негiзгi ферменттерi:

1. Геликаза - ДНҚ тiзбектерiн ажыратады

2. SSB-белоктар - ДНҚ-ның ажыраған тiзбектерiн тұрақтандырады

3. ДНҚ-полимераза - тiзбектi синтездейдi

4. топоизомераза - “репликативтiк айырдың” алдындағы ДНҚ-ның аса жоғары ширатылған жерлерiн босатады

5. РНҚ-праймаза - ДНҚ-полимеразаға керектi РНҚ-бастауыштарды (праймерлердi) синтездейдi

6. лигаза - ДНҚ фрагменттерiн жалғап қосады

Репликация, транскрипция және трансляция - прокариоттар мен эукариоттардың барлық жасушаларында жүретiн ақпарат ағымының негiзгi жолдары. Бұл процесстердiң негiзгi принциптерiн Ф. Крик ашып “молекулалық биологияның орталық догмасы” ретiнде келесi түрде ұсынған (1958 ж. ) .

ДНҚ репликация ДНҚ транскрипция РНҚ трансляция белок

Кейiнірек, тұқым қуалау ақпаратының басқа да (қосымша) жолдармен берiлетiні ашылған. Соған байланысты, қазіргi кезде бұл схема өзгерiп, мынадай түрде көрсетiледi.

ДНҚ репликация ДНҚ

а-РНҚ трансляция белок

ДНҚ-ның екі еселенуінің жолын 1953 ж М. Н. Мейсельсон мен Ф. Сталь дәлелдеді. Алғашқыда олар 3 түрлі болжам ұсынды: 1. Сақтала екі еселену. Жаңа тізбекте молекула пайда болу үшін алдыңғы ДНҚ-ның қос оралымының қалпы (матрица) негіз болады. Жаңа жасушаның біреуі бұрынғы ДНҚ-ның молекуласын алса, ал екіншісі жаңадан синтезделген молекуласын алады. 2. Жартылай сақтала екі еселену. Азотты негіздер арасындағы әлсіз сутектік байланыстары үзілген соң негіздер ыдырап, ДНҚ-ның молекуласының қос тізбегі ашылған сырма сияқты екі жаққа кетеді. Бөлінген әрбір тізбек болашақта пайда болатын тізбекте қалып қызметін атқарады. «Жаңа» және «ескі» тізбектер сутектік байланыстар арқылы қосылады. Яғни жаңа жасушада «жаңа» және «ескі» тізбектерден тұратын ДНҚ молекулалары түзіледі 3. Бытыраңқы екі еселену. ДНҚ қысқа бөлшектерге ыдырап, жаңадан пайда болатын қос тізбектің негізін қалайды. Одан кейін ДНҚ белгісіз жолмен екі еселенеді.

Ұқсас жұмыстар

Хромосома құрамындағы ДНҚ- ның молекуларлық құрылысы. ДНҚ репликасиясының молекулярлық механизімі

Клетка циклындағы ДНҚ репликациясының орны мен құбылыстары

Генетикалық ақпараттың берілуінің молекулалық негіздері. ДНК – репликациясы

ДНҚ биосинтезі

ДНҚ репликациясы

Хромосомалардың құрылымы

РНҚ нуклеотидінің құрамы

ДЕЗОКСИРИБОНУКЛЕИН ҚЫШҚЫЛЫ

ДНҚ бөлімі

ДНҚ бірізділіктері

Пәндер