Против одной цепи нуклеотидов располагается вторая цепь. Расположение нуклеотидов в этих двух цепях не случайное, а строго определенное: против А одной цепи в другой цепи всегда располагается Т, а против Г – всегда Ц; А с Т образуют две водородные связи, а Ц с Г образуют три водородные связи. Закономерность, согласно которой нуклеотиды разных цепей ДНК строго упорядоченно располагаются (А-Т, Г-Ц) и избирательно соединяются друг с другом, называется комплементарностью.
Следует отметить, что Дж. Уотсон и Ф. Крик пришли к пониманию принципа комплементарности после ознакомления с работами Э. Чаргаффа.В 1905 г. американский биохимик Эдвин Чаргафф, изучив огромное количество образцов тканей и органов различных организмов, установил, что число пуриновых оснований в ДНК всегда равно числу пиримндиновых. Количество аденина равно количеству тимина, а количество гуанина - количеству цитозина. Такая закономерность получила название правила Чаргаффа, но объяснить этот факт он не смог. Из принципа комплементарности следует, что последовательность нуклеотидов одной цепи определяет последовательность нуклеотидов другой. (А + Т) + (Г + Ц)=100% Если построена одна цепь ДНК, то можно достроить вторую цепочку. Есть и другие, более сложные структуры ДНК.
Г) Свойства молекулы ДНК
1)Молекула ДНК способна к самоудвоению - репликации. Под влиянием ферментов молекулы ДНК способны к самоудвоению, при этом происходит копирование содержащейся в них информации. При самоудвоении происходит частичный распад спирали ДНК на две нити.
К каждой нити притягиваются свободные нуклеотиды, синтезированные ранее в цитоплазме. По принципу комплементарности новые нуклеотиды присоединяются к определенным местам исходной цепи, играющей роль матрицы. Процесс самоудвоения молекулы ДНК называется - репликацией. В результате репликации две новые молекулы ДНК представляют точную копию исходной молекулы. Этот процесс лежит в основе передачи наследственной информации, которая осуществляется на двух уровнях: клеточном и организменном.
Задание: Зная одну первую цепь ДНК, постройте вторую: 1цепь ДНК: А-Т-А-Г-Ц-А-Т-Т-Г-Г-Ц-Т-Т-А-Т, применяя принцип комплементарности 2 цепь ДНК: Т-А-Т-Ц-Г-Т-А-А-Ц-Ц-Г-А-А-Т-А
(необходимо передать листок с последовательностью нуклеотидов - триплетами).
Д) Функция ДНК.
Функция ДНК – хранение и передача наследственной информации.
3. Рибонуклеиновая кислота (РНК): состав нуклеотидов, строение, виды и функции.
РНК – полимер, мономерами которой являются рибонуклеотиды. В отличие от ДНК, РНК образована не двумя, а одной полинуклеотидной цепочкой (исключение некоторые РНК-содержащие вирусы имеют двухцепочечную РНК). Особенностью строения РНК является присутствие рибозы в качестве углевода, а вместо пиримидинового азотистого основания Т входит У.
Нуклеотиды РНК способны образовывать водородные связи между собой. Цепи РНК значительно короче цепей ДНК.
Выделяют три вида РНК:
1) информационная (матричная) РНК – и-РНК (м-РНК)
2) транспортная РНК – т-РНК
3) рибосомная РНК – р-РНК.
Все виды РНК представляют собой неразветвленные полинуклеотиды и принимают участие в процессах синтезе белка. Информация о строении всех видов РНК хранится в ДНК. Процесс синтеза РНК на матрице ДНК называется транскрипцией.
Существует несколько видов одноцепочечных РНК:
1. Рибосомная РНК (р-РНК) в комплексе с белками образует рибосомы, на которых происходит синтез белка.
2. Информационная (матричная) РНК (и-РНК) программирует синтез белков в клетке. Она осуществляет передачу кода ДНК к месту синтеза белка.
3. Транспортная РНК (т-РНК)
Доставляет аминокислоты к месту синтеза белка и определяет точную ориентацию аминокислоты на рибосоме. Т-РНК имеет форму клеверного листа и образует четыре петли.
4. Аденозинтрифосфорная кислота (АТФ): строение, функции.
Молекула АТФ (аденозинтрифосфорной кислоты) представляет собой нуклеотид, который имеет следующее строение:
азотистое основание (аденин) + углевод (рибоза) + три остатка фосфорной кислоты.
Фосфатные группы в молекуле АТФ соединены между собой макроэргическими связями (высокоэнергетическими). Связи между фосфатными группами не очень прочны, и при их разрыве выделяется большое количество энергии. В результате гидролитического отщепления от АТФ фосфатной группы образуется АДФ (аденозиндифосфорная кислота) и высвобождается энергия.
Молекула с тремя остатками фосфорной кислоты — АТФ наиболее энергоемка. Отщепление концевого фосфата АТФ сопровождается выделением 40 кДж энергии. В связи с тем, что в молекулах АТФ имеются богатые энергией связи, клетка может накапливать большое количество энергии и расходовать ее по мере необходимости. АТФ содержится в каждой клетке в митохондриях, ядре и хлоропластах, в растворимой фракции цитоплазмы. С помощью АТФ в клетке осуществляется синтез веществ, биение жгутиков и ресничек в клетках простейших, и т. д. АТФ - универсальный биологический аккумулятор энергии.
Решение задач.
1. Укажите порядок нуклеотидов в цепочке ДНК, образующейся путем самокопирования цепочки:
Ц-А-Ц-Ц-Г-Т-А-А-Ц-Г-Г-А-Т-Ц. Какова длина полученной цепочки ДНК и ее масса?
Решение:
1. По принципу комплементариости построим вторую цепочку молекулы ДНК:
Ц – А – Ц – Ц – Г – Т – А – А – Ц – Г – Г – А – Т - Ц...
Г – T - Г – Г – Ц – A – T – T – Г – Ц – Ц – Т – А - Г...
2.Вычислим массу ДНК:
mднк = 14*2* 345 = 9660
3.Вычислим длину ДНК:
lднк =14* 0,34 нм = 4,76 нм
Ответ: порядок нуклеотидов в цепочке ДНК следующий: Г -Т-Г-Г-Ц-А-Т-Т-Г-Ц-Ц-Т-А-Г; масса ДНК -9660, длина ДНК-4,76 нм.
