ДНҚ РНҚ

Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 10 бет
Таңдаулыға:

Қазақстан Республикасы білім және ғылым министрлігі
Әл - Фараби атындағы Қазақ Ұлттық Университеті

Факультеті: Биология және биотехнология
Кафедрасы: Биотехнология

СӨЖ

Тақырыбы: Нуклеин қышқылдарының негізгі химиялық - физикалық қасиеттері

Орындаған: Халбаев Асхат БТ 18-03
Қабылдаған:Тайпақова С.Б.

Алматы 2021ж
Жоспар:
Кіріспе
Негізгі бөлім
Негізгі физикалық-химиялық қасиеттері
Молекулалық гибридизация және нуклеин қышқылдарының сұйық кристалдық күйі.
Қорытынды
Қолданылған әдебиеттер тізімі

Кіріспе.
Нуклеин қышқылдары - жасушадағы негізгі ақпараттық молекулалар. Олар ақуыз синтезін жүзеге асыруда ерекше маңызды рөл атқарады. Нуклеин қышқылдары генетикалық ақпараттың сақталуын және берілуін қамтамасыз етеді, тірі организмдердегі барлық белоктардың кодталуын және синтезделуін қамтамасыз етеді. Олардың құрылымы мен қасиеттерін зерттеу тұқым қуалайтын аурулардың табиғатын, себептерін, терапиясын және алдын-алуды түсіну үшін маңызды.
XIX ғасырдың ортасына қарай белгілердің ұрпақтан ұрпаққа берілу қабілеті жасуша ядросының материалымен анықталатындығы белгілі болды. 1869 жылы Ф.Мишер іріңді жасушалардың ядроларының химиялық құрамын зерттеп, олардан қышқыл зат бөліп алды, оны ол нуклеин деп атады. Бұл оқиға қазір нуклеин қышқылдарының ашылуы ретінде қарастырылады. Нуклеин қышқылдары терминінің өзі 1889 жылы Рихард Альтман енгізліп, 1891 жылы неміс биохимигі А.Коссель нуклеин қышқылының гидролизін сипаттап, оның қант, фосфор қышқылы және олардың пуриндер мен пиримидиндерге жататын төрт гетероциклдік негіздерінен тұратындығын анықтады. Ол сондай-ақ алғашқы нуклеин қышқылдарының екі түрінің бар екенін көрсетті. XX ғасырдың басынан бастап нуклеин қышқылдарының бөліну өнімдерін қарқынды зерттеу басталды. Э.Фишер пуриндер мен пиримидиндер химиясына үлкен үлес қосты, ал кейінірек Ф. Левен, Д.Гулланд және басқалар көмірсулар компоненттерінің құрылымын анықтады және нуклеозид бірліктерінің табиғатын анықтады (нуклеозид және нуклеотид атауларын Ф. Левен 1908 - 1909 жылдары ұсынды). Соңғы нақты зерттеулер, нуклеозидтердің, нуклеотидтердің құрылымы және фосфодиэфирлік байланыстың рөлі 1952 жылы А.Тоддтың басшылығымен ағылшын мектебінің жұмысы нәтижесінде нақтыланды.
Нуклеин қышқылдарының қызметін зерттеудің маңызды кезеңдерінің бірі ДНҚ-да ақпаратты тіркеу әдісін декодтау және оны ақуыз құрылымына беру принципін, яғни генетикалық кодты тұжырымдау болды. 1961 жылы Ф. Крик пен С.Бреннер ақуыздың құрамындағы әрбір амин қышқылы нуклеотидтердің триплетіне сәйкес келетіндігін көрсетті. Генетикалық код ашылғаннан бастап нуклеин қышқылдарының құрылысы мен қызметін зерттеудің жаңа кезеңі басталады. Ол жаңа сапалы тұжырымдамаларға алып келген эксперименттік мәліметтердің орасан зор мөлшерінің тез жиналуымен сипатталады. 1970 жылға қарай прокариотты жасушаларда болатын және бөгде генетикалық ақпараттың жасушаға енуіне жол бермейтін рестрикция және модификация жүйесі деп аталатын зерттеулер, алғашқы рестрикция ферменттерінің ашылуына әкелді. Бұл белгілі бір негіздер дәйектілігі бойынша ДНҚ-ны бөлетін эндонуклеаза болып шықты. Содан кейін 400-ге жуық осындай ферменттер ДНҚ-да 90-нан астам әр түрлі дәйектіліктерді білуге қабілетті екендігі анықталды. Осылайша, нуклеин қышқылдарының құрылымын және гендік инженерияны анықтайтын заманауи әдіснаманың негізін қалаған ДНҚ молекулаларының нақты бөліну әдісі пайда болды.
Генетикалық инженерия әдістері мРНҚ-ның көшірмелері болып табылатын ДНҚ-мен қол жетімділігімен ұштастыра отырып, үш мүмкіндікті ашты:
бұрын жетуге қиын болатын эукариоттық гендерді жеке түрде оқшаулау;
оларды құрылымдық талдауға қажетті көп мөлшерде алу;
бөтен организмдерде, мысалы, бактерия жасушаларында олардың көріну жүйесін құру
Соңғы жағдай қалаған қасиеттері бар тірі организмдерді құруға жол ашты. Көп ұзамай бұл мүмкіндік биотехнологияда іске асырылды. Әдетте эукариоттық, соның ішінде адам организмдерімен синтезделетін ақуыздардың алуан түрін өндіруге қабілетті микробтар алынды.
20 ғасырдың екінші жартысында нуклеин қышқылдары химия мен биологияның маңызды зерттеу объектісі болды. Химиктер нуклеин қышқылдарының егжей-тегжейлі химиялық құрылымын, олардың жасанды синтезін құру әдістерін жасады және олардың әртүрлі химиялық әсерлердегі әрекеттерін зерттеді. Биохимиктер өз күштерін тірі организмдердегі немесе олардан оқшауланған жүйелердегі нуклеин қышқылдарының қызмет етуінің көптеген аспектілерін түсіндіруге бағыттады.
Нуклеин қышқылы молекулаларының құрылымы кейбір негізгі биологиялық функцияларды орындауға арнайы бейімделгендіктен, тірі және модельдік жүйелердегі нуклеин қышқылдарының әрекетін зерттейтін биохимия саласы молекулалық биология деп аталатын автономды білім саласына бөлінді.

Нуклеин қышқылдарын зерттеу қазіргі ғылымның алдыңғы шебіндегі ең актуалды мәселелерінің бірі болып қала береді.
Өзіндік жұмыстың мақсаты мен міндеті-нуклеин қышқылдарының құрылымдық-функционалдық ұйымдастырылуы мен оның екі типі, ДНҚ мен РНҚ-ның айырмашылықтарына шолу жасап, нуклеин қышқылдарының негізгі физикалық және химиялық қасиеттерін көрсету.
Негізгі бөлім.
Біз білетіндей, ДНҚ-ның негізгі биологиялық рөлі тұқым қуалайтын ақпаратты сақтау және беру. Сондықтан ДНҚ молекулаларының құрылымына табиғаттың қойған басты талабы - генетикалық ақпараттың қауіпсіздігін қамтамасыз ететін физиологиялық жағдайдағы оның құрылымының тұрақтылығы. Ақуыздар сияқты, нуклеин қышқылдары да биополимерлер болып табылады және олардың қызметі тірі организмдерде генетикалық (тұқым қуалайтын) ақпаратты сақтау, жүзеге асыру және беру болып табылады.
Нуклеин қышқылдарының екі түрі бар - дезоксирибонуклеин қышқылы (ДНҚ) және рибонуклеин қышқылы (РНҚ). Нуклеотидтер нуклеин қышқылдарының мономерлері ретінде қызмет етеді. Олардың әрқайсысында азотты негіз, бес көміртекті қант (ДНҚ-да дезоксирибоза, РНҚ-да рибоза) және фосфор қышқылының қалдығы бар.
ДНҚ құрамына азотты негізімен ерекшеленетін нуклеотидтердің төрт түрі кіреді - аденин (А), гуанин (G), цитозин (С) және тимин (Т). РНҚ молекуласында азотты негіздердің бірі - нуклеотидтердің 4 түрі бар - аденин, гуанин, цитозин және урацил (U). Сонымен, ДНҚ мен РНҚ нуклеотидтердегі қант құрамымен де, азотты негіздердің бірімен де ерекшеленеді (1-кесте)
1-кесте
Нуклеин қышқылы
Бескөміртекті қант
Азотты негіз
Фосфор қышқылының қалдығы
ДНҚ
Дезоксирибоза
Аденин, гуанин, цитозин, тимин
Остаток фосфорной кислоты
РНҚ
Рибоза
Аденин, гуанин, цитозин, урацил
Остаток фосфорной кислоты
ДНҚ мен РНҚ молекулалары құрылымы мен атқаратын қызметтері бойынша айтарлықтай ерекшеленеді (2-кесте).
2-кесте. ДНҚ мен РНҚ-ның салыстырмалы сипаттамасы
Белгілер
ДНҚ
РНҚ
Функциясы
1. хромосомалық генетикалық материалдың (гендердің) химиялық негізі;

2. ДНҚ синтезіне арналған матрица;

3. РНҚ синтезіне арналған матрица;

4. ақуыз құрылымы туралы ақпарат

1. мРНҚ ақуыздың бастапқы құрылымы туралы тұқым қуалайтын ақпарат кодын береді;

2. рРНҚ рибосомалардың құрамына кіреді;

3. тРНҚаминқышқылдарын рибосомаларға тасымалдайды;

4. митохондриялық және пластидті ДНҚ осы органоидтардың бөлігі болып табылады

Жасушада орналасқан жері
ядро, митохондрия, пластид
ядро, цитоплазма, рибосома, митохондрия, пластид
Құрылымы
қос спираль: екі комплементарлы полинуклеотидтік тізбек
бірыңғай полинуклеотидтік тізбек
Мономерлер
дезоксирибонуклеотидтер
рибонуклеотидтер
Нуклеотид құрамы
Азоттық негіздер (аденин, гуанин, тимин, цитозин), дезоксирибоза және фосфор қышқылының қалдығы
Азоттық негіздер (аденин, гуанин, урацил, цитозин), рибоза және фосфор қышқылының қалдығы
Қасиеттері
репликацияға қабілетті (екі еселенуі)
Репликацияға қабілетсіз
Нуклеин қышқылдарының ерекше биохимиялық және физика-химиялық қасиеттері жоғары молекулалық массамен, молекулааралық құрылымның әртүрлі деңгейлеріндегі химиялық құрамы мен құрылымдық ұйымының ерекшеліктерімен анықталады. Нуклеин қышқылдарының (және олардың ерітінділерінің) тән физика-химиялық қасиеттерінің ішінде ең маңыздыларын бөліп көрсетуге болады: қышқылдық-негіздік қасиеттері, хелаттау қабілеті, денатурация қабілеті; ерітінділердің оптикалық, коллоидтық, осмотикалық қасиеттері және жоғары тұтқырлығы. Сонымен қатар, тірі жасуша ортасындағы нуклеин қышқылдары сұйық кристалды күйде болуы мүмкін, бұл олардың биохимиялық қасиеттерін сипаттауда өте маңызды. Суда еріген кезде нуклеин қышқылдары ісініп, тұтқыр коллоидты ерітінділер түзеді. Нуклеин қышқылдарының ерігіштігі негізінен фосфат топтарының гидрофильділігімен, сондай-ақ молекулааралық қаптаманың ерекшеліктерімен анықталады.
Қышқылдық-негіздік қасиеттері.
Физиологиялық орта жағдайында (рН ~ 7,4) ДНҚ мен РНҚ молекулаларындағы фосфат топтары толығымен иондалған, сондықтан тірі организмдердің ішкі ортасында нуклеин қышқылдары полианиондар түрінде болады, яғни олар көптеген теріс зарядтарды алады. Нуклеин қышқылдарының фосфат топтары өте полярлы және рКІ 2 мәндерімен сипатталады. Нуклеин қышқылдарының беті әдетте теріс зарядты алады, өйткені сыртқы фосфат топтары рН = ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.