Клеточная теория строения организмов

Хромосомы — структуры клетки, хранящие и передающие наследственную информацию. Хромосома состоит из ДНК и белка. Комплекс белков, связанных с ДНК, образует хроматин. Белки играют важную роль в упаковке молекул ДНК в ядре. ДНК в хромосомах упакована таким образом, что умещается в ядре, диаметр которого обычно не превышает 5 мкм (5-10^-4 см). Упаковка ДНК приобретает вид петельной структуры, похожей на хромосомы типаламповых щеток амфибий или политенных хромосом насекомых. Петли поддерживаются с помощью белков, которые узнают определенные последовательности нуклеотидов и сближают их. Строение хромосомы лучше всего видно в метафазе митоза.

Хромосома представляет собой палочковидную структуру и состоит из двух сестринских хроматид, которые удерживаются центромерой в области первичной перетяжки. Каждая хроматида построена из хроматиновых петель. Хроматин не реплицируется. Реплицируется только ДНК.

Диплоидный набор хромосом организма называют кариотипом.

Каждый вид организмов обладает постоянным числом, формой и составом хромосом. В кариотипе человека 46 хромосом — 44 аутосомы и 2 половые хромосомы.

Впервые ДНК была выделена в 1869 году Фридрихом Мишером, но этому веществу не было придано должного значения.

В 1953 году Дж. Уотсон и Ф. Крик создали пространственную модель молекулы ДНК. За эту самую модель они получили Нобелевскую премию.

Нуклеиновые кислоты являются высокомолекулярными нерегулярными полимерами Их мономеры – нуклеотиды – сложные вещества, состоящие из:

- азотистого основания

- углевода

- остатка фосфорной кислоты

Мономеры соединяются между собой через пентозу в С₃ положении и остаток фосфорной кислоты с помощью фосфорной диэфирной связи.

Азотистое основание ---- пентоза (у РНК - рибоза, у ДНК - дезоксирибоза) ---- остаток фосфорной кислоты.

В природе существует всего 5 типов нуклеотидов, т.е. всего 5 типов азотистых оснований входит в состав нуклеиновых кислот. В ДНК это аденин (А), Гуанин (Г), цитозин (Ц), тимин (Т). В РНК вместо тимин – урацил (У). Основания принято обозначать первой буквой их названия.

Основания способны соединяться попарно А-Т(У), Г-Ц.

Они комплиментарные, т.е. дополняют друг друга. А-Т связаны двумя водородными связями, а Г-Ц – тремя

ДНК – уникальнейшие молекулы в природе, благодаря которым возможно хранение, передача, и воспроизведение наследственной информации в разных поколениях клеток, организмов, видов и т.д.

      Перед делением ДНК должно удвоиться, для того чтобы каждая клетка получила точно такую же генетическую информацию, какая была в исходной клетке.

       Две цепи исходной молекулы расходятся, потому что разрываются слабые водородные связи между азотистыми основаниями. Каждая цепочка служит матрицей для новой (нарисовать на доске). Сборка идет по принципу комплиментарности А-Т, Г-Ц. Такой способ называется полуконсервативным.

«Свойства генетического кода»

1. Код триплетен–одна АК кодируется тремя нуклеотидами (ТРИПЛЕТОМ)

2. Код не перекрывается– нуклеотид не может входить в состав двух триплетов.

3. Код однозначен. Каждый кодон шифрует только одну аминокислоту.

4. Код избыточен. Это означает, что каждая аминокислота шифруется более чем одним кодоном. Между генами имеются «знаки препинания».

5. Из 64 триплетов три: У – А – А, У – А – Г, У – Г – А, – не кодируют аминокислоты. Эти триплеты (их называют стоп-кодонами) – сигналы окончания синтеза полипептидной цепи.

6. Внутри гена нет «знаков препинания».

7. Код универсален.

8. Определение аминокислот по генетическому коду и-РНК

 Вся молекула ДНК поделена на отрезки, кодирующие аминокислотную последовательность одного белка.

: ген – это участок молекулы ДНК, в котором содержится информация о последовательности аминокислот в одном белке.

Код ДНК. У нас есть 4 нуклеотида и 20 аминокислот.

Вся информация содержится в ДНК, но сама ДНК в биосинтезе белка участия не принимает. Информация переписывается на и-РНК, и уже на ней в рибосоме идет синтез белковой молекулы. ДНК → РНК → белок. Скажите, есть ли организмы, у которых обратный порядок: РНК → ДНК?

Факторы биосинтеза: Наличие информации, закодированной в гене ДНК. Наличие посредника и-РНК для передачи информации от ядра к рибосомам. Наличие органоида- рибосомы. Наличие сырья – нуклеотидов и а/к. Наличие т-РНК для доставки аминокислот к месту сборки. Наличие ферментов и АТФ (

Процесс биосинтеза.

Транскрипция. Переписывание последовательности нуклеотидов с ДНК на и-РНК. Биосинтез молекул РНК идет на ДНК по принципам: -матричного синтеза -комплиментарности ДНК и-РНК А Т А Г Ц Г Т А У Ц Г Ц ДНК при помощи специального фермента расшивается, другой фермент начинает на одной из цепей синтезировать и-РНК. Размер и-РНК это 1 или несколько генов. И-РНК выходит из ядра через ядерные поры и идет к свободной рибосоме.
Трансляция. Синтез полипептидных цепей белков, осуществляемая на рибосоме. Найдя свободную рибосому и-РНК продевается через нее. И-РНК входит в рибосому триплетом АУГ. Одновременно в рибосоме может находиться только 2 триплета (6 нуклеотидов). Нуклеотиды в рибосоме у нас есть, теперь надо туда как-то доставить а/к.- Транспортные РНК (т-РНК) состоят примерно из 70 нуклеотидов. Каждая т-РНК имеет акцепторный конец, к которому присоединяется аминокислотный остаток, и адаптерный конец, несущий тройку нуклеотидов, комплементарную какому-либо кодону и-РНК, потому этот триплет назвали антикодоном-РНК с соответствующей а/к, пытается присоединиться к и-РНК. Если антикодон комплиментарен кодон, то присоединяется и возникает связь, которая служит сигналом для передвижения рибосомы по нити и-РНК на один триплет. А/к присоединяется к пептидной цепочке, а т-РНК, освободившись от а/к выходит в цитоплазму в поисках другой такой же а/к. Пептидная цепочка, таким образом, удлиняется до тех пор, пока не закончится трансляция, и рибосома не соскочит с и-РНК. На одной и-РНК может помещаться несколько рибосом (полирибосомы. Белковая цепь поступает в ЭПС, где приобретает вторичную, третичную или четвертичную структуру.

Регуляция биосинтеза. Каждая хромосома в линейном порядке разделена на опероны, состоящие из гена регулятора и структурного гена. Сигналом для гена регулятора является либо субстрат, либо конечные продукты.

 

Домашнее задание:

Ответить на вопросы (письменно )

1. Хромосомы их строение и функции.

2. Что является носителем наследственной информации.

3. Репликация ДНК.

4. Что такое Ген., Генетический код

5. Этапы биосинтеза белка