Нуклеин қышқылдарының биосинтезі

І. Кіріспе:
ІІ. Зерттеу бөлімі:
2.1. Нуклеин қышқылының химиялық құрамы. .
2.2 ДНҚ .ның биосинтезі . .
2.3. ДНҚ .ның реплекциясы .
2.4. РНҚ .ның биосинтезі. .
ІІІ. Қорытынды . .
ІV. Пайдаланылған әдебиеттер. .

Алғашқы тіршілік нышандары бұдан 3,2 млрд жыл бұрын пайда болды. Ұзаққа созылған эволюция нәтижесінде табиғи сұрыпталуы жолымен қазіргі тіршілік иелері –жануарлар, адам, өсімдіктер, микроорганизмдер дүниеге келді. Тірі ағзалардың аса ғажап қасиеті –ата тегіне ұқсас өзіндей жаңа ағзаны жарыққа шығаруы. Осы бір табиғаттың ұлы жұмбағы ғылым үшін әрқашанда асамаңызды проблема болып келеді. Оны шешуге бүкіл дүние жүзінің ғалымдары ат салысты.
Тірі ағзаның аса ғажап қасиеті –тұқым қуалайтын белгілерді өзінде сақтау және оны ұрпаққа беру ағзаның өз құрамындағы заттармен байланысты.
Тірі ағзада жоғары молекулалы үш қосылыс бар. Олар –нуклеин қышқылдары, белоктар және полисахаридтер. Қазіргі кезде аталған биологиялық жоғары молекулардың әрқайсысының атқаратын қызметі дәл анықталып, тұқым қуалайтын қасиеттің негізі, тірі ағзаның барлық ерекшеліктерін қайталап жарыққа шығарушы –нуклеин қышқылдары екені белгілі.

1. А. Ленинджер «Биохимияның негізі» 2,3том. Алматы 1985ж.
2. Қ.Сағатов «Биологиялық химия» Практикум Алматы 1999ж.
3. Т. У. Урисбаев және т.б. «Биохимия» 1-2 бөлім Шымкент 2001-2002ж.
4. Е. А. Страев «Биологиялық химия» Москва. Высшая школа 1996г.
5. Т. Т. Березов, Б. Ф. Коровкин «Биохимия» Москва 1990ж.
6. А. А. Землянухим «Биохимиямен практикум» Москва 1985ж.
7. Т. У. Урисбаев «Биохимия» 1бөлім Шымкент 2001ж.
8. Ю. Б. Филиппович «основы биохмии» Москва. Высшая школа 1996г.
9. З. Сейітов «Биологиялық химия» Алматы Қайнар 1992ж.

Пән: Химия
Жұмыс түрі: Курстық жұмыс
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 21 бет
Таңдаулыға:

НУКЛЕИН ҚЫШҚЫЛДАРЫНЫҢ БИОСИНТЕЗІ.

Жоспар:

І. Кіріспе: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . .
ІІ. Зерттеу бөлімі:
2.1. Нуклеин қышқылының химиялық құрамы. . . . . . . . . . . . . . . .
2.2 ДНҚ –ның биосинтезі . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . .
2.3. ДНҚ –ның реплекциясы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . .
2.4. РНҚ –ның биосинтезі. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . .
ІІІ. Қорытынды . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . .
ІV. Пайдаланылған әдебиеттер. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . .

Нуклеин қышқылдары –тұқым қуалау негіздері. Алғашқы тіршілік
нышандары бұдан 3,2 млрд жыл бұрын пайда болды. Ұзаққа созылған эволюция
нәтижесінде табиғи сұрыпталуы жолымен қазіргі тіршілік иелері –жануарлар,
адам, өсімдіктер, микроорганизмдер дүниеге келді. Тірі ағзалардың аса ғажап
қасиеті –ата тегіне ұқсас өзіндей жаңа ағзаны жарыққа шығаруы. Осы бір
табиғаттың ұлы жұмбағы ғылым үшін әрқашанда асамаңызды проблема болып
келеді. Оны шешуге бүкіл дүние жүзінің ғалымдары ат салысты.
Тірі ағзаның аса ғажап қасиеті –тұқым қуалайтын белгілерді өзінде
сақтау және оны ұрпаққа беру ағзаның өз құрамындағы заттармен байланысты.
Тірі ағзада жоғары молекулалы үш қосылыс бар. Олар –нуклеин қышқылдары,
белоктар және полисахаридтер. Қазіргі кезде аталған биологиялық жоғары
молекулардың әрқайсысының атқаратын қызметі дәл анықталып, тұқым қуалайтын
қасиеттің негізі, тірі ағзаның барлық ерекшеліктерін қайталап жарыққа
шығарушы –нуклеин қышқылдары екені белгілі.
Тұқым қуалаушылықтың материалдық негізі клетканың ядросында орналасады.
ХІХ ғасырдың аяғында Ф. Мишер (1869) сельді балықтарының спермасы
клеткасының ядролары құрамында С,О,Н,Р және N бар, белоктардан өзгеше затты
бөліп шығарады. Ғалым ядролардан қышқыл қасиеттері бар затты (латын сөзі
nucleos –ядро) бөліп алғандықтан, ол заттарды нуклеин қышқылдары деп атады.
Нуклеин қышқылдарының құрамы күрделі келеді.
Нуклеин қышқылдарының химиялық құрамы. Нуклеин қышқылдары дегеніміз
нуклеотид қалдықтарынан тұратын жоғарғы молекулалы органикалық қышқылдар.
Нуклеотидтер пуриндік және

пиримидиндік негізден, пентоза көмірсуынан және фосфор қышқылынан
құралады. Нуклеин қышқылының құрамына кіретін пурин негіздерінің ішінде
әсіресе аденин (А) мен гуанин (G), пиримидин негіздерінің ішіндегі әсіресе
маңздысы–урацил(U), тимин (T),цитозин (Ц).
Нуклеотидтер құрамына енетін қанттар бір –бірінен рибозада 2-ші
көміртегіндегі гидроксил тобының орнына, дезоксирибозада тек сутегі атомы
алмастырылған болады.
Пентозалардың (рибоза мен дезоксирибозаның) ашық (альдегидті) және
циклды формаларын атап көрсетуге болады. Нуклеин қышқылдарының құрамындағы
мононуклеотидтердің 3-ші көміртегі атамындағы гидроксил тобы мен көршілес
жатқан нуклеотид фосфор қышқылының гидроксилдері есебінен бір –бірімен
оттекті көпірлер арқылы жалғасады. Сонымен ДНҚ –ға басқа да азотты
негіздермен бірге тимин енсе, ал РНҚ –ға тиминнің орнына урацил кіреді.
Мононуклеотидтер фомфор қышқылының бір және екі қалдығынан қосып алады
да, тиісінше нуклеозиддифосфаттар (АДР,GДР, UДР,СДР
және ТДР) мен нуклеозидтрифосфаттар (АТР,GТР, UТР, СТР және ТТР)
түзеді.
А) РНҚ –ның барлық түрлері синтезделетін төрт
рибонуклеозидтрифосфаттар.
Б) ДНҚ молекуласының түзуге қатысатын төрт
дезоксирибонуклеозидтрифосфаттар. Мұнда пентозаның 2-ші көміртегі атомында
гидроксил тобы жоқ, онда сутегі атомы ғана болғандықтан, ол квадратпен
қоршалған.
Құрамында рибоза бар нуклеотидтерді рибонуклеотидтер деп, ал құрамында
дезоксирибоза барын –дезоксирибонуклеотидтер деп атайды.
Мыңдаған мононуклеотидтер полимерленеді де, нуклеин қышқылының
маркомолекуласын түзеді, оларды полинуклеотидтер деп атайды.
Нуклеотидтер құрамына кіретін қанттың табиғатына сәйкес нуклеин
қышқылдарының химиялық және биологиялық қасиеттері жөнінде бірінен –бірінің
үлкен айырмашылығы болады.
Дезоксирибонуклеотидтер тұратын нуклеин қышқылдарын
дезоксирибонуклеин қышқылы (ДНҚ) деп, егер ондай қышқыл рибонуклеотидтер
құралса, онда рибонуклеин қышқылы (РНҚ) деп аталады.
ДНҚ мен РНҚ –ның құрамына аса маңызды бес азотты негіздерімен қатар,
басқа да минорлы пуриндік және пиримидиндік негіздер де кіреді. Жануарлар
мен жоғары сатыдағы өсімдіктер ДНҚ да бес метилцитазин кездеседі, ал
бактериялар ДНҚ –да –N6 –метил аденин және 5-гидроксиметилцитазин
Тасмалдаушы РНҚ –да мынадай минорлы негіздер кездеседі: гипоксантин,
пседоуроцил, 7-метилгуанин, 4-тиоурацил, дегидроурацил V негіз.
Азотты негіздер (пуриндік және пиримдиндік негіздер), пентоза мен
фосфар қышқылы үшеуі өзара қосылып, мононуклеотид молекуласын түзеді.
Олардың өзара жалғасып, қосылу реті әрқашан тұрақты. Төменде ДНҚ құрамына
кіретін төрт аса маңызды дезоксорибонуклеотидтермен құрылым формулаларын
өрнектеп, жазуға болады.
Сонымен азот негіздері рибоза немесе дезоксорибозамен қосылып,
нуклеозид түзеді. Құрамында азотты негіз рибозо немесе дезоксорибоза және
фосфор қышқылының қалдығы кіретін қосылыс нуклеотид деп аталады.
Нуклеин қышқылдары жоғарыда айтқандай клетканың ядросы
хромосомдарының ішінде орналасды. Олардың молекулалық салмағы өте жоғары 6-
дан 12миллионға дейін жетеді. Мұндай орасан үлкен мокромолекулалар
жүздеген, мыңдаған жекелеген нуклеотидтерден құралады.
Нуклеин қышқылының құрамына кіретін жеке нуклеотидтер өзара жалғасып,
ұзын тізбек түзеді. Жекелеген нуклеотид құрылыс кірпіші ретінде
пайдаланылады. Пентозаның 3 –көміртегіндегі ОН тобы бос күйінде қалады. Осы
гидроксил тобы және фосфор қышқылы арқылы нуклеотидтер өзара байланысады.
Динуклеотид. Сондықтан нуклеин қышқылдары нуклеотидтердің
полимерлері, ал жекеленген нуклеотидтер мономерлер деп аталады. Осындай
әдіспен мононуклеотид қалдықтары байланыса ладаы. Нуклеин қышқылдарының
алуан түрлілігі, химиялық және биологиялық қасиеттері оларды құрайтын
нуклеотидтердің құрамына, мөлшері мен сапасына байланысты.
Бұл қышқылдар ағзада қандай қызмет атқарады? Тәжірибелік
зерттеулердің дәлдігін баяндамай, көптеген бірегей тәжірибелер нәтижесінде
ағзада генетикалық белгілердің сақталуы және бір ұрпақтан екінші ұрпаққа
берілуі тікелей ДНҚ молекуласы арқылы іске асатыны дәлелденген. Бұл арада
ДНҚ тікелей әрекет жасамайды, әр түрлі РНҚ –ны қатыстырып әрекет жасайды.
РНҚ молекуласы тұқым қуалайтын белгілерді ұрпақтан ұрпаққа беруге
көмектеседі және ДНҚ құрамына салынған генетикалық мәліметтерді жүзеге
асыруға қатысады.
Нуклеопротеидтерді аздап гидролиздейтін болсақ, онда олар көпшілік
жағдайда табиғаты жағынан негіздік белоктар мен нуклеин қышқылдарына дейін
ыдырайды. Ал, толық гидролиздену кезінде белоктар мен нуклеин қышқылдары,
өздерінің негізгі құрамды компоненттеріне дейін ыдырайды. Оны мына
төмендегі нобай түрінде көрсетуге болады

Нуклеопротеидтер

Белоктар (протомин Нуклеин қышқылдары
немесе
және гистон)
полинуклеотидтер

Полипептидтер
Мононуклеотидтер

Амин қышқылдары Нуклеосидтер Фосфор
қышқылы

Пурин және пиримидин негіздері Рибоза немесе дезоксирибоза
Дезоксирибонуклеин қышқылы биосинтезі. Дезоксирибонуклеин
қышқылының тарихы щвейцария биологы Ф. Мишердің еңбектерінде басталады.
1868 жылы ол ірің клеткаларының ядросынан құрамында фосфоры бар зат бөліп
алды. Бұл затты ядродан бөліп алғандықтан нуклеин деп атайды. Ол екі
компоненттен тұрады.
1. қышқылдық компонент –бұл кейіннен ДНҚ деп аталды.
2. негіздік компонент –бұл белоктық бөлім.
Мишер және көптеген ғалымдар ДНҚ –ның клетканың тұқым қуалаушылығына
қатынасының бар екендігін болжағанмен, оның шын мәнінде генетикалық
информация танушысы екендігі тек қана 1943 жылы дәлелденді.
Рокфеллер институтының ғалымы Эвери және оның қызметтестері
бактериялардың ауру туғызушы штаммаларынан алынған ДНҚ –ның осы ауруды
бактериялардың сау штаммаларына жеткізетіндігін байқады. Сондықтан олар
ауру штаммалар алынған ДНҚ –ны сау штаммаларға осы ауру туралы генетикалық
информацияны жеткізеді, сөйтіп бұрынғы сау штаммалар, ауру туғызатын
штаммаларға айнала алады деп қорытынды жасады. Олар пневмококтың қайнату
арқылы жойып, оларға сау
клеткаларды қосқанда, сау пневмококк клеткаларының кейбіпінің ауру
туғызатын түріне көшкендігі байқалады, яғни өлген бактериялардан тірі
бактерияларға бір заттың көшетіндігін байқаған.
Эвери және оның қызметтестері оны ДНҚ –ның қасиеті деген тұжырымға
келді. Бұған қарсы келушілер де болды, мүмкін белоктар тұқым қуалаушылық
қасиетті жеткізетін шығар деген пікірлерде болды.
ДНҚ –ның генетикалық информацияны негігі жеткізуші екендігін
дәлелдейтін негізгі себептер:
1. Бір организмнің әртүрлі тканьдерінен алынған ДНҚ –ның нуклеотидтік
құрамы бірдей болады.
2. Әртүрлі түрлердің ДНҚ –ның нуклеотидтік құрамы әртүрлі болады.
Қарапайым организмдердің нуклеотидтік құрамы қарапайым болып келеді,
күрделі организмде ДНҚ күрделі болады.
3. бір түрдің, бір организмнің ДНҚ –ның нуклеотидтік құрамы, организмнің
жасына,и тамақтану режиміне,и сыртқы әсеріне тәуелсіз болады.
1953 жылы Америка ғалымдары генетик Дж. Уотсон және ағылшын физигі
Франсис Крик ұсынған ДНҚ –ның моделі оның синтез механизмінің
физикалыұ –химиялық негізі болып табылады. Уотсон –Крик моделі бойынша
ДНҚ қос полимерлік тізбектен тұрады және бұл екі тізбектің бағыты
бірінен –бірі қарама –қарсы. әрбір тізбек 4 нуклеотидтің әртүрлі
орналасуынан тұрады. Нуклеин қышқылдарының құрамына кіретін
нуклеотидтер:

Біз тізбектегі нуклеотидтің орналасуы өз бетінше, емін –еркін болса,
екінші тізбектегі нуклеотидтердің орны бірінші тізбектің нуклеотидтік
құрамына тәуелді болады. ДНҚ тізбегіндегі нуклеотидтер біріне –бірі
комплементарлық принципке негізделіп орналасқан.
Нуклеотидтердің өзара қатынасы Чаргафф ережесі бойынша анықталған:
1) Адениннің саны тиминнің санына, гуаниннің саны цитозиннің санына тең А
Т, Г Ц.
2) Аденин мен цитозиннің жалпы саны гуанин мен тиминнің жалпы санына тең.
А+Ц Г+Т.
Уотсон мен Крик моделінің айрықша ерекшелігі –реплекция проблемасын,
яғни тұқым қуалаушылықтың ерекше белгісін өте нәзік сипаттай алады. ДНҚ қос
тізбегінің әрбір тізбегі, жаңа түзілетін тізбекке арқау болып табылады,
әрбір ДНҚ молекуласынан екі дәл сол аналық ДНҚ –ындау молекула түзіледі.
Жаңадан түзілген әрбір молекуланың бір тізбегі аналық ДНҚ тізбегінің бірі
болып табылады. Сондықтан ДНҚ –ның осындай жолмен синтезделуін жартылай
консерваттивті жол деп атайды.
ДНҚ синтезіне қатысатын негізгі фермент –ДНҚ –на тәуелді ДНҚ –
полимеразасы. Синтезге керекті компоненттер:
1) Субстрат есебінде дезокси –қатарына жататын 4
трифосфонуклеотидтер (α –АТФ, α-ГТФ, α –ЦТФ, α-ТТФ.).
2) Ферменттің оптимальды активтілігі үшін Мg 2+ қатысуы қажет.
3) Аналық ДНҚ –ның болуы міндетті, себебі генетикалық
информацияның көзі қажет.
4) Нуклеотидтердің біріне –бірі қосылу бағыты 5’ 3’ болады.
ДНҚ синтезіне қатысатын ферменттер:
1. ДНҚ –на тәуелді ДНҚ –полимеразасы. Ш ДНҚ полимиразиясы
элонгацияға тікелей қатысатын фермент.
2. ДНҚ праймасы. ДНҚ полимераза өз бетінше синтезді бастай
алмайды,сондықтан ДНҚ –праймаза ферменті тізбекті үзуге
көмектеседі, ал Ш дНҚ полимеразасы әрі қарай тізбектің өсуіне
мүмкіндік береді.
3. Хеликаза ферменті қос тізбектің бірінен –бірінің ажырауын
қамтамасыз етеді. Бұл қос тізбектің ажырауы үшін энергия
қажет, яғни әрбір азоттық негіздік жұбын жазу үшін АТФ –тың
екі молекуласы гидролизге ұшырайды:

2АТФ 2АДФ + 2Н3РО4
4. ДНҚ –ның лигазасы үзіктерді өзара жалғастырады. Жапон ғалымы
Оказаки ДНҚ молекуласының алдымен қысқы фрагменттерінде
синтезделетінін тапты, сондықтан да оларды оказаки
фрагменттері деп атайды. Осы фрагменттер, кейін 3ОН және
5ОН группаларының бірімен бірі фосфодиэфирлік байланыс
арқылы ДНҚ лигаза ферменттерінің қатысуымен бір тізбек
құрайды.
5. 20-ға жуық белоктық факторлар қажет. Нобель сыйлығының
лауреаты Очоа, Корнбергтың жұмыстары арқасында, қазіргі кезде
ДНҚ синтезіне 20-ға жуық фермент пен белок қажет екендігі
анықталды және олардың әрқайсысының өздеріне тән атқаратын
қызметтері бар.
ДНҚ ның биосинтезі үш кезеңнен тұрады:
1) инициация ДНҚ на тәуелді РНҚ полимеразасы жұмыс істейді, синтездің
басы. Корнберг пен оның әріптестері ДНҚ –ның екі түрлі қызмет
атқаратындығын анықтаған: 1) матрицалықарқаулық; 2) ұйыт-
қызатравка.
2) ДНҚ полимерасы ДНҚ –ның басы болып табылатын тізбектің нуклеотидінің 3-
ОН ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.