Что такое нуклеотид в биологии?

Рекомендации

1. ^ Альбертс Б., Джонсон А., Льюис Дж, Рафф М., Робертс К. и Уолтер П. (2002). Молекулярная биология клетки (4-е изд.). Наука о гирляндах. ISBN 0-8153-3218-1. С. 120–121.
2. Смит, А. Д., изд. (2000). Оксфордский словарь биохимии и молекулярной биологии, переработанное издание. Оксфорд: Издательство Оксфордского университета. п. 460.
3. Видеть Номенклатура органической химии ИЮПАК Подробнее о нумерации углеродных остатков
4. Макмерри Дж. Э., Бегли Т. П. (2005). Органическая химия биологических путей. Робертс и Компания. ISBN 978-0-9747077-1-6.
5. ^
6. ^
7. Мак-Нотон Л., Бентли Д., Коппель П. (март 2007 г.). «Влияние нуклеотидных добавок на иммунный и метаболический ответ на краткосрочные высокоинтенсивные упражнения у тренированных мужчин». Журнал спортивной медицины и физической подготовки. 47 (1): 112–8. PMID .
8. ^

Нуклеотид — это в биологии… (определение)

ДНК человека состоит из нуклеотидов, которые в основном представляют собой субэлементное измерение ДНК, выстраиваемое парами. Есть около 3 миллиардов этих пар, также называемых парами оснований. Какое можно дать определение нуклеотиду? Каждый сперматозоид и каждая яйцеклетка содержат примерно шесть миллиардов отдельных нуклеотидов в своем ядре, которые организованы в компактные молекулы ДНК. Это облегчает их хранение и перемещение.

Итак, что такое нуклеотиды? Они действуют как особый язык, который используется для написания рецептов химических веществ, создаваемых вашим организмом, в частности белков. Большинство участков нуклеотидов называют нежелательной ДНК, потому что они ничего не кодируют. Тем не менее есть небольшая доля, которая имеет решающее значение для вашего выживания и делает вас такими, какие вы есть. Этот 2 % кода нуклеотидов для каждого белка, который ваш организм производит и имеет на участках ДНК, называемых генами. Каждый ген кодирует цепь аминокислот, которая приводит к образованию определенного белка.

Мутации, которые являются изменениями в ДНК-клетки, с участием одного нуклеотида, могут показаться тривиальными, учитывая, что в геноме человека так много нуклеотидов, но, когда они происходят на определенных генах, они могут привести к опасным для жизни заболеваниям. Чтобы лучше понять этот механизм, нужно сначала взглянуть на некоторые основы нуклеотидов.

Информационная РНК (иРНК)

Почти все РНК синтезируются на ДНК в процессе транскрипции. Однако часто транскрипция упоминается как синтез именно информационной РНК (иРНК). Связано это с тем, что последовательность нуклеотидов иРНК в последствии определит последовательность аминокислот синтезируемого в процессе трансляции белка.

Перед транскрипцией нити ДНК расплетаются, и на одной из них с помощью комплекса белков-ферментов синтезируется РНК по принципу комплементарности, так же как это происходит при репликации ДНК.

Только напротив аденина ДНК к молекуле РНК присоединяется нуклеотид, содержащий урацил, а не тимин.

На самом деле на ДНК синтезируется не готовая информационная РНК, а ее предшественник — пре-иРНК.

Предшественник содержит участки последовательности нуклеотидов, которые не кодируют белок и которые после синтеза пре-иРНК вырезаются при участии малых ядерных и ядрышковых РНК («дополнительные» типы РНК). Эти удаляющиеся участки называются интронами. Остающиеся части иРНК называются экзонами.

После удаления интронов экзоны сшиваются между собой. Процесс удаления интронов и сшивания экзонов называется сплайсингом. Усложняющей жизнь особенностью является то, что можно вырезать интроны по-разному, в результате получатся разные готовые иРНК, которые будут служить матрицами для разных белков. Таким образом, вроде бы один ген ДНК может играть роль нескольких генов.

Следует отметить, что у прокариотических организмов сплайсинга не происходит.

Обычно их иРНК сразу после синтеза на ДНК готова к трансляции. Бывает, что пока конец молекулы иРНК еще транскрибируется, на ее начале уже сидят рибосомы, синтезирующие белок.

После того как пре-иРНК созревает в информационную РНК и оказывается вне ядра, она становится матрицей для синтеза полипептида. При этом на нее «насаживаются» рибосомы (не сразу, какая-то оказывается первой, другая — второй и т. д.). Каждая синтезирует свою копию белка, т. е. на одной молекуле РНК могут синтезироваться сразу несколько одинаковых белковых молекул (понятно, что каждая будет находиться на своей стадии синтеза).

Рибосома, передвигаясь от начала иРНК к ее концу, считывает по три нуклеотида (хотя вмещает шесть, т.

е. два кодона) и присоединяет соответствующую транспортную РНК (имеющую соответствующий кодону антикодон), к которой присоединена соответствующая аминокислота. После этого с помощью активного центра рибосомы ранее синтезированная часть полипептида, соединенная с предшествующей тРНК, как-бы «пересаживается» (образуется пептидная связь) на аминокислоту, прикрепленную к только что пришедшей тРНК. Таким образом, молекула белка постепенно увеличивается.

Когда молекула информационной РНК становится не нужна, клетка ее разрушает.

Строение 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). Нуклеотиды РНК способны образовывать водородные связи между собой. Цепи РНК значительно короче цепей ДНК.

Мономер РНК — нуклеотид (рибонуклеотид)
— состоит из остатков трех веществ: 1) азотистого основания, 2) пятиуглеродного моносахарида (пентозы) и 3) фосфорной кислоты. Азотистые основания РНК также относятся к классам пиримидинов и пуринов.

Пиримидиновые основания РНК — урацил, цитозин, пуриновые основания — аденин и гуанин. Моносахарид нуклеотида РНК представлен рибозой.

Выделяют три вида РНК
: 1) информационная
(матричная) РНК — иРНК (мРНК), 2) транспортная
РНК — тРНК, 3) рибосомная
РНК — рРНК.

Все виды РНК представляют собой неразветвленные полинуклеотиды, имеют специфическую пространственную конформацию и принимают участие в процессах синтеза белка. Информация о строении всех видов РНК хранится в ДНК. Процесс синтеза РНК на матрице ДНК называется транскрипцией.

Транспортные РНК
содержат обычно 76 (от 75 до 95) нуклеотидов; молекулярная масса — 25 000-30 000. На долю тРНК приходится около 10% от общего содержания РНК в клетке. Функции тРНК:
1) транспорт аминокислот к месту синтеза белка, к рибосомам, 2) трансляционный посредник. В клетке встречается около 40 видов тРНК, каждый из них имеет характерную только для него последовательность нуклеотидов. Однако у всех тРНК имеется несколько внутримолекулярных комплементарных участков, из-за которых тРНК приобретают конформацию, напоминающую по форме лист клевера. У любой тРНК есть петля для контакта с рибосомой (1), антикодоновая петля (2), петля для контакта с ферментом (3), акцепторный стебель (4), антикодон (5). Аминокислота присоединяется к 3″-концу акцепторного стебля. Антикодон
— три нуклеотида, «опознающие» кодон иРНК. Следует подчеркнуть, что конкретная тРНК может транспортировать строго определенную аминокислоту, соответствующую ее антикодону. Специфичность соединения аминокислоты и тРНК достигается благодаря свойствам фермента аминоацил-тРНК-синтетаза.

Рибосомные РНК
содержат 3000-5000 нуклеотидов; молекулярная масса — 1 000 000-1 500 000. На долю рРНК приходится 80-85% от общего содержания РНК в клетке. В комплексе с рибосомными белками рРНК образует рибосомы — органоиды, осуществляющие синтез белка. В эукариотических клетках синтез рРНК происходит в ядрышках. Функции рРНК
: 1) необходимый структурный компонент рибосом и, таким образом, обеспечение функционирования рибосом; 2) обеспечение взаимодействия рибосомы и тРНК; 3) первоначальное связывание рибосомы и кодона-инициатора иРНК и определение рамки считывания, 4) формирование активного центра рибосомы.

Информационные РНК
разнообразны по содержанию нуклеотидов и молекулярной массе (от 50 000 до 4 000 000). На долю иРНК приходится до 5% от общего содержания РНК в клетке. Функции иРНК
: 1) перенос генетической информации от ДНК к рибосомам, 2) матрица для синтеза молекулы белка, 3) определение аминокислотной последовательности первичной структуры белковой молекулы.

Нуклеотидная последовательность

Последовательность нуклеотидов – это разновидность генетического равновесия и баланса расположения аминокислот в структуре ДНК, своеобразный порядок размещения остатков эфира в составе нуклеиновых кислот.

Он определяется с помощью традиционного метода секвенирования отобранного для анализа биологического материала.

По рекомендации всемирной организации IUPAC последовательность нуклеотидов записывается путем использования следующих букв латинского алфавита с дальнейшей расшифровкой:

Т – тимин,

А – аденин,

G – гуанин,

С – цитозин,

R – GA аденин в комплексе с гуанином и основаниями пурина,

Y – TC пиримидиновые соединения,

K – GT нуклеотиды, содержащие кетогруппу,

M – AC входящие в аминогруппу,

S – GC мощные, отличающиеся тремя водородными соединениями,

W – AT неустойчивые, которые образуют только по две водородные связи.

Последовательность нуклеотидов может меняться, а обозначения латинскими буквами необходимы в тех случаях, когда порядок расположения эфирных соединений неизвестен, является несущественным либо уже имеются результаты первичных исследований. Сайт досуга в вашем городе проститутки омска Индивидуальный подход к каждому клиенту

Наибольшее количество вариантов и комбинаций нуклеозидфосфатов свойственно для ДНК. Для записи эфирных соединений РНК достаточно символов A, С, G, U. Последнее литерное обозначение является веществом уридин, которое встречается только в РНК. Последовательность символических обозначений всегда записывается без использования пробелов.

Функции нуклеотидов

В дополнение к функции нуклеотидов в качестве основных строительных блоков в полимере из нуклеиновых кислот в ДНК и РНК , нуклеотиды осуществляют иные функции , чем отдельные молекулы, мономерного , и , следовательно , играют важную роль в регуляции жизненных процессов. Многочисленные примеры этого можно найти в передаче энергии между метаболическими путями в клетке. Мономерные нуклеотиды также происходить как кофакторы из ферментов на, например, в коэнзима А .

Что касается энергии, нуклеотиды можно различать по количеству фосфатных групп как монофосфаты (NMP), дифосфаты (NDP) или трифосфаты (NTP) соответствующих нуклеозидов . Например, аденозинтрифосфат (АТФ) образуется при отщеплении фосфатного остатка аденозиндифосфата (АДФ) или при отщеплении пирофосфата от энергетически низшего аденозинмонофосфата (АМФ). Циклический АМФ отклонилась (цАМФ) играет важную роль в трансдукции сигнала в клетке, так называемого вторичного мессенджера (английский второй мессенджер ).

Определение

ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота)
– это макромолекула, которая хранит в себе и передает из поколения в поколение наследственную информацию. В клетках же основная функция молекулы ДНК – это сохранение точной информации о строении белков и РНК. У животных и растений молекула ДНК содержится в составе ядра клетки, в хромосомах. Чисто с химической точки зрения молекула ДНК состоит из фосфатной группы и азотистого основания. В пространстве она представлена как две спирально закрученные нити. Азотистые основания – это аденин, гуанин, цитозин и тимин, причем соединяются они между собой только по принципу комплиментарности – гуанин с цитозином, а аденин с тимином. Расположение нуклеотидов в различной последовательности позволяет кодировать различную информацию о типах РНК, участвующих в процессе синтеза белка.

Молекула РНК
известна нам под названием «рибонуклеиновая кислота». Как и ДНК, эта макромолекула неотъемлемо содержится в клетках всех живых организмов. Их строение во многом совпадает – РНК, так же как и ДНК, состоит из звеньев – нуклеотидов, которые представлены в виде фосфатной группы, азотистого основания и сахара рибозы. Расположение нуклеотидов в различной последовательности позволяет кодировать индивидуальный генетический код. РНК бывают трёх видов: и-РНК – отвечает за передачу информации, р-РНК – является составляющей рибосом, т-РНК – отвечает за доставку аминокислот к рибосомам.Помимо всего прочего, так называемая матричная РНК используется всеми клеточными организмами для синтеза белка. У отдельных молекул РНК можно отметить собственную ферментативную активность. Проявляется она способностью как бы “разрывать” другие молекулы РНК или же соединять два РНК-фрагмента.РНК так же является составной частью геномов большинства вирусов, у которых она выполняет ту же функцию что и у высших организмов макромолекула ДНК.

Связывание нуклеотидов с нуклеиновыми кислотами

Макромолекула ДНК или РНК состоит из четырех различных типов нуклеотидов, которые связаны с ковалентными связями с цепью из полимерной биомолекулы, с полинуклеотидом . Реакция происходит здесь , является реакцией конденсации . Пирофосфатный остаток отделяется от мономерных нуклеозидтрифосфатов , так что моносахариды нуклеотидов связаны друг с другом через фосфатную группу, которая соединяет атом C5 ‘следующего с атомом C3’ предыдущей пентозы.

Двойная спираль ДНК, состоящая из двух цепей связанных нуклеотидов с комплементарными парными основаниями

Одиночная цепь нуклеиновой кислоты построена на основе пентозофосфатного остова , то есть с фосфатом дезоксирибозы в ДНК. В случае двухцепочечной ДНК основания нуклеотидов одной одноцепочечной ДНК находятся напротив оснований нуклеотидов другой одноцепочечной ДНК; их фосфат-дезоксирибозный остов, таким образом, указывает наружу.

Обычно (меньшее) пиримидиновое основание (T, C) и (большее) пуриновое основание (A, G) каждое образуют пару. Пары оснований из T и A и из C и G называются комплементарными : напротив нуклеотида, который содержит цитозин в качестве основания, обычно есть нуклеотид с гуанином в качестве основания (и наоборот); то же самое относится к паре оснований аденина и тимина. Противоположные основания нуклеотидов двух цепей соединены друг с другом в двойной спирали ДНК посредством водородных связей . Три между основаниями G и C и только два между A и T.

Этот механизм спаривания оснований позволяет не только формировать спирали ДНК. Назначив комплементарное основание каждому из оснований одиночной нити, также можно восстановить комплементарную одиночную нить. Это происходит, например, во время репликации с использованием ДНК-полимеразы .

Молекулы РНК также состоят из нуклеотидов с той разницей, что здесь рибоза используется в качестве моносахарида вместо дезоксирибозы, и что урацил используется в качестве основания вместо тимина. Небольшие различия в структуре одноцепочечных молекул РНК и ДНК не мешают им образовывать водородные связи и между комплементарными основаниями. Комплементарные пары оснований также возможны в пределах одной и той же цепи молекулы. Например, определенные участки молекулы РНК могут лежать друг на друге и складываться, образуя шпильки . Возможны также множественные петлевые образования, даже характерные для образования трилистниковой структуры молекул тРНК . Хотя РНК также может казаться двухцепочечной, также как спираль, большинство биологически активных молекул РНК состоят из одной цепи.

Три взаимосвязанных нуклеотида представляют собой наименьшую единицу информации, доступную в ДНК или РНК для кодирования генетической информации. Эта информационная единица называется кодоном .

Аденозинтрифосфорная кислота (АТФ)

Аденозинтрифосфорная кислота (АТФ) — органическое вещество, выполняющее роль аккумулятора энергии в клетке в виде макроэргических связей.

❖ Состав молекул АТФ:

■ пятиуглеродный сахар рибоза,

• азотистое основание аденин,

• три остатка молекул фосфорной кислоты.

❖ Энергетика химических связей:

■ между остатками молекул фосфорной кислоты существуют макроэргические связи; при разрыве одной такой связи в результате гидролитического (под воздействием молекулы воды) отщепления выделяетс)( 40 кДж энергии;

■ аккумуляция энергии в вышеуказанных связях происходит в процессе синтеза АТФ за счет энергии, освобождающейся при окислении органических веществ (окислительное фосфорилирование).

❖ Некоторые особенности АТФ:

■ АТФ синтезируется в гиалоплазме, митохондриях и хлоропла-стах (у растений в процессе фотосийтеза);

■ среднее время жизни молекулы АТФ в клетке — менее 1 мин.

❖ Значение АТФ: это — главный и универсальный источник энергии для всех процессов жизнедеятельности в клетке.

биологияклетки

Структура

Показано расположение нуклеотидов в структуре нуклеиновых кислот: внизу слева — монофосфатный нуклеотид; его азотистое основание представляет одну сторону пары оснований. В верхнем правом углу четыре нуклеотида образуют две пары оснований: тимин и аденин (соединенные двойной водородные связи) и гуанин и цитозин (связанные тройной водородные связи). Отдельные нуклеотидные мономеры соединены цепями на своих молекулах сахара и фосфата, образуя два «остова» (a двойная спираль) нуклеиновой кислоты, показанной вверху слева.

Нуклеоприлив состоит из трех отличительных химических субъединиц: молекулы пятиуглеродного сахара, азотистая основа- которые вместе называются нуклеосторона-и один фосфатная группа. Когда все три соединены, нуклеотид также называется «нуклеотидом».сторона мононуклеозфосфат »,« нуклеозид дифосфат »или« нуклеозид » трифосфат », в зависимости от того, сколько фосфатов составляет фосфатная группа.

В нуклеиновые кислоты, нуклеотиды содержат либо пурин или пиримидин основание, то есть молекула азотистого основания, также известная как азотистое основание- и называются рибонуклеотиды, если сахар рибоза, или дезоксирибонуклеотиды, если сахар дезоксирибоза. Отдельные молекулы фосфата повторно соединяют сахарное кольцо молекулы в двух соседних нуклеотидных мономерах, тем самым соединяя нуклеотидные мономеры нуклеиновой кислоты конец к концу в длинную цепь. Эти цепные соединения молекул сахара и фосфата создают «основу» для одно- или двойная спираль. В любой одной нити химическая ориентация (направленность) цепных соединений идет от к (читать: 5 простых концов на 3 простых конца) — относится к пяти углеродным сайтам на молекулах сахара в соседних нуклеотидах

В двойной спирали две нити ориентированы в противоположных направлениях, что позволяет базовая пара и взаимодополняемость между парами оснований, что важно для копирование или же расшифровка закодированная информация, найденная в ДНК

Тогда нуклеиновые кислоты полимерный макромолекулы собранный из нуклеотидов, мономерные звенья нуклеиновых кислот. Пуриновые основы аденин и гуанин и пиримидиновое основание цитозин присутствуют как в ДНК, так и в РНК, а пиримидиновые основания тимин (в ДНК) и урацил (в РНК) встречаются всего в одном. Аденин образует базовая пара с тимином с двумя водородными связями, а гуанин — с цитозином с тремя водородными связями.

Помимо того, что они являются строительными блоками для создания полимеров нуклеиновых кислот, отдельные нуклеотиды играют роль в хранении и обеспечении клеточной энергии, передаче клеточных сигналов, в качестве источника фосфатных групп, используемых для модуляции активности белков и других сигнальных молекул, а также в качестве ферментативных кофакторы, часто проводя редокс реакции. Сигнализация циклические нуклеотиды образуются путем двойного связывания фосфатной группы с одной и той же молекулой сахара, соединяя 5′- и 3′- гидроксильные группы сахара. Некоторые сигнальные нуклеотиды отличаются от стандартной конфигурации однофосфатных групп тем, что имеют несколько фосфатных групп, прикрепленных к различным положениям на сахаре. Кофакторы нуклеотидов включают более широкий спектр химических групп, прикрепленных к сахару через гликозидная связь, включая никотинамид и флавин, и в последнем случае сахар рибозы является линейным, а не образует кольцо, как в других нуклеотидах.

Структурные элементы трех нуклеоприливы- где одно-, двух- или трехфосфаты присоединены к нуклеосторона (желтым, синим, зеленым) в центре: 1-й, нуклеотид, обозначенный как нуклеозид мононуклеозфосфат образуется при добавлении фосфата (в красном цвете); 2-й, добавление второго фосфата образует нуклеозид дифосфат; В-третьих, добавление третьего фосфата приводит к нуклеозид трифосфат. + Азотистая основа (азотистое основание) обозначается «Основание» и «гликозидная связь»(сахарная облигация). Все пять основные, или канонические, основы- и — показаны справа (синим цветом).

Примеры нуклеотидов, не являющихся нуклеиновыми кислотами

Индивидуальные доказательства

1. Z. Yang, AM Sismour, P. Sheng, NL Puskar, SA Benner: Ферментативное включение третьей пары азотистых оснований. , в: Исследования нуклеиновых кислот . Volume 35, number 13, 2007, pp. 4238-4249,
2. Шуичи Хошика, Николь А. Леал, Мён-Юнг Ким, Мён-Санг Ким, Нилеш Б. Каралкар, Хё-Джунг Ким, Элисон М. Бейтс, Норман Э. Уоткинс младший, Холли А. Санта-Люсия, Адам Дж. Мейер, Саурджа ДасГупта, Джозеф А. Пичцирилли, Эндрю Д. Эллингтон, Джон Санта-Люсия-младший, Милли М. Георгиадис, Стивен А. Беннер: ДНК и РНК Хачимоджи: генетическая система с восемью строительными блоками. Science 363 (6429), 22 февраля 2019 г., стр. 884-887, DOI : 10.1126 / science.aat0971 .
3. SR Lynch, H. Liu, J. Gao, ET Kool: На пути к разработанной, функционирующей генетической системе с парами оснований увеличенного размера: структура решения двойной спирали xDNA из восьми оснований. , в: Журнал Американского химического общества . Том 128, № 45, ноябрь 2006 г., стр. 14704-14711, DOI
4. Багг, Тим .: Введение в химию ферментов и коферментов . 3-е изд. Уайли, Чичестер, Западный Сассекс 2012, ISBN 978-1-118-34899-4 .

Из чего состоят заменимые и незаменимые аминокислоты

Аминокислоты играют важную роль — принимают участие в биосинтезе белка. Расщепление белка на аминокислоты происходит в желудочно-кишечном тракте человека. Сколько существует аминокислот? Сегодня известно около двухсот пептидов, но всего 20 аминокислот принимают участие в строительстве биологического организма. Поэтому если перед вами стоит вопрос, как запомнить аминокислоты, не стоит паниковать: нужно запомнить всего 20.

Есть заменимые и незаменимые аминокислоты. Также некоторые выделяют условно заменимые аминокислоты.

Заменимые аминокислоты

Определение 2

Заменимые аминокислоты — те аминокислоты, которые попадают в организм человека вместе с продуктами питания.

В самом человеке они тоже могут производиться — из прочих веществ.

Среди таких аминокислот выделяются:

• аланин. Это мономер белков. Он принимает участие в процессе глюкогенеза, становясь глюкозой в человеческой печени. Отвечает за регулирование метаболических процессов;
• аргинин. Синтезируется только в организме взрослых людей — в организме детей образоваться не может. Играет важную роль, к примеру, в системе синтеза гормона роста. Единственная аминокислота, переносящая азот. С ее помощью увеличивается мышечная масса и снижается жировая;
• аспарагин. Является пептидом азотного обмена. Действуя с ферментами, отщепляет аммониак и преобразуется в аспарагиновую кислоту;
• аспарагиновая кислота. Отвечает за образование иммуноглобулинов и деактивацию аммиака. Помогает восстановить баланс в работе сердечного цикла и нервной системы;
• гистидин. Применяют в лечении кишечных заболеваний и в качестве профилактики СПИДа. Уменьшает негативное влияние на человеческий организм стрессовых факторов;
• глицин. Нейромедиатор. Успокаивает;
• глутамин. Составляющая гемоглобина. Отвечает за стимуляцию метаболизма в ЦНС;
• глютаминовая кислота. Отвечает за регуляцию периферической нервной системы;
• пролин. Есть в составе протеинов. Например, в коллагене и эластине;
• серин. Аминокислота, которую можно найти в нейронах головного мозга. Облегчает выработку и высвобождение энергии. Возникает из глицина;
• тирозин. Из этой аминокислоты состоят, в том числе, растительные и животные ткани. В некоторых случаях восстанавливаются из фенилаланина;
• цистеин. Компонент кератина. Принадлежит к антиоксидантам. В отдельных случаях воспроизводится из серина.

Замечание 1

Описанные функции кислот не являются полными и могут быть продолжены.

Незаменимые аминокислоты

Определение 3

Незаменимые аминокислоты — те, синтез которых человеческим организмом не предусмотрен.

Содержатся в отдельных продуктах и поступают в организм с приемом пищи.

В список аминокислот, которые в организме не вырабатываются, входят:

• валин. Повышает координацию функционирования мышц, обеспечивает устойчивость организма к изменениям температуры;
• изолейцин. Его еще называют естественным анаболиком. Отвечает за насыщение мышц необходимой энергией;
• лейцин. Отвечает за регуляцию всех процессов метаболизма. Важный участник процесса построения белковой структуры. Вместе с двумя описанными выше аминокислотами составляет комплекс BCAA (который отвечает за построение мышечной массы). Эта аминокислота, и комплекс в целом, важна для людей, занимающихся спортом. Она помогает увеличить мышечную массу, понизить уровень развития ПЖК (подкожно-жировая клетчатка), поддерживать гомеостаз при больших физнагрузках;
• лизин. Его наличие в организме влияет на улучшение регенерации тканей, выработку гормонов, антител и ферментов. Также немаловажную роль эта аминокислота играет в укреплении сосудов. Находится в составе коллагена;
• метионин. Принимает участи в синтезе холина. Сокращает количество жира в печени;
• треонин. Отвечает за укрепление сухожилий и эмали зубов;
• триптофан. Помогает в регуляции эмоционального состояния, лечении психических расстройств личности;
• фениалалнин. Принимает участие в регуляции деятельности кожных покровов путем снижения их пигментации. Восстанавливает водно-солевой баланс верхних слоев кожи.

Нужна помощь преподавателя?
Опиши задание — и наши эксперты тебе помогут!

Описать задание

Строение ДНК

ДНК – это линейный органический полимер. Его мономерные звенья – нуклеотиды, которые, в свою очередь, состоят из:

• азотистого основания;
• пятиуглеродного сахара (пентозы);

• фосфатной группы (рисунок 1).

При этом,  фосфатная группа присоединена к 5′-атому углерода моносахаридного остатка,  а  органическое основание — к 1′-атому.

Основания в ДНК бывают двух типов:

• Пуриновые: аденин ( А ) и гуанин (G);

• Пиримидиновые: цитозин (С) и тимин (Т);(рисунок 2),

Строение нуклеотидов в молекуле ДНК

В ДНК моносахарид представлен  2′-дезоксирибозой, содержащей только 1 гидроксильную группу (ОН),  а  в РНК — рибозой, имеющей 2 гидроксильные группы (OH).

Нуклеотиды соединены друг с другом фосфодиэфирными связями, при этом фосфатная группа 5′-углеродного атома одного нуклеотида связана с З’-ОН-группой дезоксирибозы соседнего нуклеотида (рисунок 1). На одном конце полинуклеотидной цепи находится З’-ОН-группа (З’-конец),  а  на другом — 5′-фосфатная группа (5′-конец).

Уровни структуры ДНК

Принято выделять 3 уровня структуры ДНК:

• первичную;
• вторичную;
• третичную.

Первичная структура  ДНК – это последовательность расположения нуклеотидов в полинуклеотидной цепи ДНК.

Вторичная структура ДНК стабилизируется  водородными связями между комплементарными парами оснований и представляет собой двойную спираль из двух антипараллелных цепочек,  закрученных вправо вокруг одной оси.

Общий виток спирали- 3,4нм, расстояние между цепочками 2нм.

Третичная структура ДНК – суперсперализация ДНК. Двойная спираль ДНК на некоторых участках может подвергаться дальнейшей спирализации с образованием суперспирали или открытой кольцевой формы, что часто вызвано ковалентным соединением их открытых концов. Суперспиральная структура ДНК обеспечивает экономную упаковку очень длинной молекулы ДНК в хромосоме. Так, в вытянутой форме длина молекулы ДНК составляет  8 см,  а в форме суперспирали укладывается в 5 нм.

 Правило Чаргаффа

Правило Э. Чаргаффа – это закономерность количественного содержания азотистых оснований в молекуле ДНК:

1. У ДНК молярные доли пуриновых и пиримидиновых оснований равны: А+ G = C + Т  или (А + G)/(C + Т)=1.
2. В ДНК количество оснований с аминогруппами (А +C) равно количеству оснований с кетогруппами (G + Т):  А +C= G + Т или (А +C)/(G + Т)= 1
3. Правило эквивалентности, то есть : А=Т, Г=Ц; А/Т = 1;  Г/Ц=1.
4. Нуклеотидный состав ДНК у организмов различных групп специфичен и характеризуется коэффициентом специфичности: (Г+Ц)/(А+Т). У высших растений и животных коэффициент специфичности меньше 1, и колеблется незначительно: от 0,54 до 0,98, у микроорганизмов он больше 1.

§18 Нуклеиновые кислоты

1. Какие соединения называют нуклеиновыми кислотами? Какие типы нуклеиновых кислот вы знаете?Нуклеиновая кислота – высокомолекулярное органическое соединение, биополимер (полинуклеотид), образованный остатками нуклеотидов. Нуклеиновые кислоты ДНК и РНК присутствуют в клетках всех живых организмов и выполняют все важнейшие функции по хранению, передаче и реализации наследственной информации.

2. Как устроен нуклеотид? Сравните строение нуклеотидов ДНК и РНК.Строение нуклеотидов РНК и ДНК отличается лишь двумя основаниями. В состав нуклеотида РНК входит тимин (вместо урацила в ДНК).

3. Сравните строение, локализацию в клетках и функции РНК и ДНК.

4. Какие разновидности РНК вы знаете? Какую роль играет каждый вид РНК в биосинтезе белка?Есть три вида РНК:1) информационная (кодирует информацию с ДНК)2) рибосомная (входит в состав рибосом)3) транспортная (обеспечивает транспортировку к месту сборки белка)

5. Приведите доказательства единства организации всего живого на Земле, начиная с рассмотрения химического состава клеток до высших биополимеров – нуклеиновых кислот.Если сравнить химический состав растительной и животной клетки, можно убедиться, что практически на 90% он совпадает. Это касается не только химических элементов, на основе которых построена клетка, но и основных веществ отвечающих за функционирование живого организма (глюкоза, аминокислоты, ДНК).На основании проведенных данных можно судить о единстве организации всего живого.

6. Дана последовательность нуклеотидов на участке одной из полимерных цепей ДНК:А – Ц – Г – Г – Т – А – А – Ц – Г – Т.Определите последовательность нуклеотидов на комплементарном участке второй цепи.Т – Г – Ц – Ц – А – Т – Т – Г – Ц — А

7. Что такое биотехнология? Приготовьте сообщение о возникновении и развитии этого направления в современной науке.

8. Что такое генная инженерия? Приготовьте сообщение об успехах современной генной инженерии.Генетическая инженерия (генная инженерия) – совокупность приемов, методов и технологий получения рекомбинантных РНК и ДНК, выделения генов из организма (клеток), осуществления манипуляций с генами и введения их в другие организмы.Генетическая инженерия не является наукой в широком смысле, но является инструментом биотехнологии, используя методы таких биологических наук, как молекулярная и клеточная биология, цитология, генетика, микробиология, вирусология.

9. Что такое трансгенные формы организмов? Как вы считаете, безопасно ли использование в пищу трансгенных или генетически модифицированных продуктов? Умеете ли вы различать трансгенную пищевую продукцию по информации на упаковках?

10. Выдающимся достижением науки последних лет считается расшифровка генома человека. Что вы знаете об этом? Приготовьте сообщение на эту тему.

Строение нуклеиновых кислот

Нуклеотиды линейно соединяются между собой, образуя длинные молекулы нуклеиновых кислот. Цепочки многих молекул ДНК являются самыми длинными существующими полимерами. Длина молекул РНК обычно существенно меньше ДНК, но при этом различна, т. к. зависит от типа РНК.

При образовании полинуклеотида (нуклеиновой кислоты) остаток фосфорной кислоты предыдущего нуклеотида соединяется с 3-м атомом углерода пентозы следующего нуклеотида. Связь образуется такая же как между 5-м атомом углерода сахара и фосфорной кислотой в самом нуклеотиде – ковалентная фосфоэфирная.

Таким образом, остов молекул нуклеиновых кислот составляют пентозы, между которыми образуются фосфодиэфирные мостики (по-сути остатки пентоз и фосфорных кислот чередуются). От остова в сторону отходят азотистые основания. На рисунке ниже представлена часть молекулы рибонуклеиновой кислоты.

Следует отметить, что молекулы ДНК обычно не только длиннее РНК, но и состоят из двух цепей, соединенных между собой водородными связями, возникающими между азотистыми основаниями. Причем данные связи образуются согласно принципу комплементарности, по которому аденин комплементарен тимину, а гуанин — цитозину.

Подобные связи могут возникать и в РНК (но здесь аденин комплементарен урацилу). Однако в РНК водородные связи образуются между нуклеотидами одной цепи, в результате чего молекула нуклеиновой кислоты сворачивается различным образом.

Неестественная пара оснований (UBP)

Неестественная пара оснований (UBP) — это разработанная субъединица (или нуклеиновое основание ) ДНК, которая создается в лаборатории и не встречается в природе. Примеры включают d5SICS и dNaM . Эти искусственные нуклеотиды, несущие гидрофобные азотистые основания , содержат два слитых ароматических кольца, которые образуют комплекс (d5SICS – dNaM) или пару оснований в ДНК. E. coli были индуцированы к репликации плазмиды, содержащей UBP, через несколько поколений. Это первый известный пример передачи живым организмом расширенного генетического кода последующим поколениям.

Расшифровка ДНК

Расшифровка ДНК клетки это большое и дорогостоящее исследование всех известных человеческих генов. А после завершения исследовательского проекта «Геном человека» это порядка 25 тысяч генов. И хоть расшифровка значительно подешевела, и за прошедший десяток лет упала со ста тысяч долларов до двух тысяч на одного человека, далеко не каждому это покажется приемлемой ценой.

Для удешевления медицинских и генетических исследований всю расшифровку генома разделили тематически. Так стали появляться различные тестирования, по этому принципу они и планируются – выборка генов отвечающих за интересующие тематику исследования процессы.