ДНҚ құрылымы. Уотсон – Крик үлгісі. ДНҚ-ның қосспиральді құрылымының дәлелдемесі

Пән: Биология
Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 8 бет
Таңдаулыға:

М. Өтемісов атындағы Батыс Қазақстан мемлекеттік университеті

Жаратылыстану-география факультеті

Биология және экология кафедрасы

РЕФЕРАТ

Тақырыбы: ДНҚ құрылымы. Уотсон - Крик үлгісі. ДНҚ-ның қосспиральді құрылымының дәлелдемесі

Орындаған: «Биология» мамандығы,

01405-топ студенті

Тексерген: оқытушы, магистр Сарсенова А. Н

Орал, 2017

Жоспар

Кіріспе . . .

Кіріспе . . .: 1. ДНҚ және оның генетикалық рөлі . . .

3: 4

Кіріспе . . .: 1. 1 ДНҚ-ның құрылым ерекшелігі . . .

3: 4

Кіріспе . . .: 1. 2 Дж. Уотсон және Ф. Крик жасаған ДНҚ-ның моделі . . .

3: 5

Кіріспе . . .: Қорытынды . . .

3: 7

Кіріспе . . .: Пайдаланылған әдебиеттер . . .

3: 8

Кіріспе . . .:

Кіріспе

Дезоксирибонуклеин қышқылы (ДНҚ) - тірі организмдердегі генетикалық ақпараттың ұрпақтан-ұрпаққа берілуін, сақталуын, дамуы мен қызметін қамтамасыз етуіне жауапты нуклеин 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 3' бағыттағы қалдықтардан түзiледi. Екi полинуклеотидтi тiзбек өзара бұранда сияқты жалғасып, азоттық негiз арқылы байланысады. Гидрофобты азоттық негiздер спиральдiң iшiне орналасқан, ал гидрофильдi пентозды-→5'-бағыттағы қалдықтардан түзiледi, екiншi тiзбектегi нуклеотидтер арасындағы байланыс 5'→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. Уотсон мен Крик теориясы бойынша екi полинуклеотид тiзбегiнен құралған ДНҚ-ның молекуласы кеңiстiкте оң қос қабат спираль болып табылады. Қос қабат спиральдағы екi тiзбектiң жолдамасы - антипараллель, бiр тiзбектегi нуклеотидтер арасындағы байланыс 3'фосфорлы қалдықтар ДНҚ молекуласының сыртқы жағына қарай бағытталған. Спиральдiң бiр айналымына азоттықнегiздiң 10 жұбы келедi. Спиральдiң диаметрi 2 нм болады. Қос қабат спиральдегі азоттық негiздердің қабысуы өте ерекше. Бiр тiзбектегi аденинге - екiншi тiзбектегi тимин, ал гуанинге цитозин қарсы тұрады. Бұл - ДНҚ молекуласының құрылымының өте ерекше маңызды қасиетi. Спиральдағы азоттық негiздердiң осылай орналасуы ДНҚ тiзбегiндегi сәйкестiк-үйлесiмдiлiк (комплементарлық) деп аталады. Қос қабат спиральдi азоттық негiздердiң арасындағы сутектiк байланыс және гидрофобты әрекеттесулер бiрiктiрiп ұстап тұрады. Мұнда аденин мен тиминнiң арасында екi сутектiк байланыс түзiледi, ал гуанин мен цитозиннiң арасында үш сутектiк байланыс түзiледi. Қосақтың әрқайсысында азоттық негiздердiң пентозды-фосфорлы керегесiмен қосатын гликозидтік байланыстарының арасындағы қашықтығы бiрдей - 1, 085 нм.

1. ДНҚ және оның генетикалық рөлі

1. 1 ДНҚ-ның құрылым ерекшелігі

ДНК-ның генетикалық ролінің бірінші дәлелін-пневмококктар вируленттігінің тұқымқуалау ерекшелігі көрсетті. Пнеумакокктар трансформациясын 1928ж. бактериолог Ф. Гриффит ашқан болатын. Тәжірибеде пнеумококкардың тығыз көректік ортада дамуы және тышқандарға патогендік потенциалы әрқилы екі штаммын қолданған. S- штаммасы агарлы ортада тегіс, жылтыр колония түзеді, оның клеткалары полисахаридті капсуламен қапталған, ол тышқанға патогенді, себебі капсула бакткриялар клеткасын залалданған организмнің иммундық системасынан қорғап қалады. Сондықтан, пнеумакокктың S-штаммасының тірі клеткалары енгізілген тышқандар шетінен қырылған. Пнеумококктардың екінші формасы R-штаммалары, капсуласыз, кедір-бұдыр колония түзеді, тышқандарға патогенсіз. Ф. Грифитстің байқауынша, егер тышқандарға қыздырып өлтірілген S-штаммдарын R-тірі штаммдарымен қоса еңгізген жағдайда, тышқандардың кейбіреулері өлген, ал өліктерден S-штаммдары бөлініп алынған. Контроль экспериментте S-штаммдардың өлі, R-штаммдардың тірі формаларымен залалданған тышқандар тірі қалған. Демек, қызумен өлтірілген S клеткалары қатысқан ортада R типті клеткалары трансформацияланып, патогендік қасиетке ие болған. Сонымен, бактерияларда ДНК-ның генетикалық роліне дәлел бірінші тікелей мәлімет алынды. ДНК-ның организмдерде тұқымқуалау информациясын тасымалдау ерекшелігі нуклеин қышқылдарын зерттеуге үлкен құлшыныс тудырды. Гриффитстің жүргізген эксперименттері, қалай да болмасын, R пневмакокк клеткаларының S-типті клеткаларға айналуына себепкер «трансформациялық қадамның» бар екендігін дәлелдеді. Дегенмен, бұл эксперименттер, өздігінен, бір типті бактериялардың екінші типке ауысудағы ұрпақтарында тұрақты, тұқымқуалау қасиетін қамтамасыз етуші заттардың химиялық жаратылысын аша алмады. Бұны 16 жылдан кейін О. Эвери, К. Мак-Леод және М. Мак-Карти (1944), қыздырып өлінген S-типті бактериялардан бөлініп алынған ДНҚ-ны тірідей R-типті бактериялармен араластырған жағдайда, соңғыларының агарда S-типті бактериялардан тұратын тегіс және ірі колониялар түзу қабілеттігіне ие болғандығын көрсетті. Сонымен, бактерияларда ДНҚ-ның генетикалық ролі алғашқы рет тікелей дәлелденді. Одан әрі көптеген трансформация сынақтары төменгі эукариоттар- ашытқылар, балдырлар, көпклеткалы жануарлар және өсімдіктермен де жүргізілді. Бірақ, ХХ ғ. 70-ж. аяғына дейін, демек, генетикалық инженерия технология-сының дамуымен векторлық трансформация методтары пайда болғанша, бұл талпыныстар ешқандай нәтиже бере алмады. Казіргі кезде эукариоттардың трансформация проблемасы толығынан шешілген және ДНҚ-ның генети-калық информация тасымалдаудағы универсалдық ролі сөзсіз. Нуклеин қышқылын ядродан бірінші болып бөліп алған ғалым Ф. Мишер болды (1869 ж) . Ол мұндай ерекше затты нуклеин деп атады; тек 20 ж. өткеннен кейін оның атауы өзгеріліп нуклеин қышқылы деп аталды. 1924 ж. Р. Фельген арнайы цитологиялық методтарды қолданып ДНҚ-ның жасуша ядросында, ал РНҚ-ның цитоплазмада орналасатындығын бірінші болып дәлелдеді.

1. 2 Дж. Уотсон және Ф. Крик жасаған ДНҚ-ның моделі

ДНҚ молекуласы бір нуклеотидтің дезоксирибозасы және екінші нуклео тидтің фосфаты көмегімен өзара байланысып жалғасады да, ұзын полинуклеотидтік тізбек түзеді. Осындай тізбектегі нуклеотидтердің орналасу тәртібін ДНҚ-ның бірінші реттік құрылымы деп атайды (13-сурет) . ДНҚ-ның химиялық құрылымын алғаш рет 1953ж биохимиктер Дж. Уотсон мен Ф. Крик ашқан болатын. Олардың теориясына сәйкес, ДНҚ молекуласы кеңістікте параллельді, оңға қарай шыйырыла орналасқан, қосарланған спиральге ұқсайды. Бұл ДНҚ молекуласының екінші реттік құрылымы. Хромосомадағы ДНҚ-ның қосарланған спиралі белоктармен көбінесе иондық байланыс арқылы жалғасқан.

Дезоксирибонуклеин (ДНҚ) және рибонуклеин (РНҚ) қышқылдары, екеуі де, биополимерлер, олардың мономерлері - нуклеотидтер. Оның ковалентті байланысқан берік қаңқасы қанттардан (У) және фосфаттардан (Ф), ал баспалдақ-тары болса араларында нәзік сутек байланысы бар азот негіздерінен (А) құрастырылған:

Ф- Д- Ф- Д- Ф- Д- Ф- Д- Ф- Д

│ │ │ │ │

А Г Ц Т Г

Т Ц Г А Ц

Ф- Д- Ф- Д- Ф- Д- Ф- Д-Ф- Д

Жоғарыда айтылғандай, ДНҚ молекуласы оңға қарай шыйырыл-ған антипареллельдік тізбектерден тұрады және оның біреуі ғана, әдетте, мағналы /смысловой/, демек, генетикалық информацияға ие. Нуклеин қышқылдары үдемі қайталама структуралардан құрастырылған макромолекулалар, демек, ДНҚ-ның негізгі структуралық бірлігі-нуклеотидтер. Оларбір-бірімен ковалентті байланысқан әртүрлі химиялық үш бөліктен тұрады. Бірінші бөлігі- бес атомды көміртекті қант-пентоза: ДНҚ құрамында- дезоксирибоза, РНҚ құрамында- рибоза. Екінші бөлік-қанттың бірінші көміртекті атомымен ковалентті байланысып нуклеозид деп аталатын структураны түзуші пурин және пиримидин азотты негіздері. ДНК құрамына пурин негіздері - аденин (А) , гуанин (Г) және пиримидин негіздері- цитозин (Ц) тимин (Т) . Сәйкесті , дезоксигуанозин, дезокситимидин және дезоксицитидин деп аталады. РНК құрамы да ДНК сыяқты пурин негіздерінен және пиримидин негізі цитозиннен (Ц) тұрады, бірақ тиминнің орнын урацил (У) басады . Нуклеотидтің үшінші бөлігі фосфодиэфир байланыстары арқылы көршілес нуклеозидтерді полимерлі тізбекке жалғастырушы фосфат тобы. Нуклеотидтер синтезі нуклеин қышқылдары синтезінен алдын жүреді, әрине, ондықтан оларды нуклеин қышқылдарының химиялық немесе ферментативтік гидролизінің өнімі деп санауға болады.

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.