 |
Нуклеиновые кислоты клетки. Виды и основные функции
|
|
|
|
Предмет и задачи МБ и Мед. Генетики. Объекты молекулярно-биологических исследований.
Молекулярная биология - это наука о механизмах хранения, воспроизведения, передачи и реализации генетической информации, о структуре и функциях нерегулярных биополимеров - нуклеиновых кислот и белков.
К сфере МБ относиться исследование всех связанных с жизнью процессов, таких как питание и выделение, дыхание, рост, репродукция, старение и смерть.
Изучает ядро рибосом, хромосом, митохондрий, вирусы, бактериофаги, и так же изучаются молекулы живых материй, такие как бели и углеводы.
Предмет – изучает высокомолекулярные химические соединения.
Задачи: 1. Разработка методов позволяющих расшифровать высокомолекулярные биологические вещества. 2. Активно использовать в своих исследованиях методы и достижения физики, химии, генетики. 3. Разрешение проблемы молекулярных основ, злокачественного роста и пути предупреждения (преодоления) наследственных болезней. 4. Расшифровать и расследовать молекулярные механизмы, действие гормонов, токсических веществ, лекарственных веществ, выяснить детали строения биомембран. 5. Развитие вопросов генной инженерии, научн. оперировать на генетическом аппарате.
Генетика – наука о наследственности и изменчивости живых организмов.
Изучает роль наследственности в возникновении заболеваний.
Задачи: 1. Разработка методов диагностики и лечения наследственных заболеваний. 2. Прогноз в семьях, где имеются наследственные заболевания.
Предмет – изучение явлений наследственности и изменчивости у человека на всех уровнях его существования – молекулярном, клеточном, организменном, популяционном.
Осн. объектами исследования в М. б. являются вирусы, в т. ч. бактериофаги, клетки и субклеточные структуры (ядра, митохондрии, рибосомы, хромосомы, клеточные мембраны), а также макромолекулы (белки, нуклеиновые кислоты).
|
|
|
История МБ и Мед. Генетики.
Молекулярная биология исторически появилась как раздел биохимии.
1938 Уильям Астбери Рентгенограмма ДНК, термин ‘молекулярная биология’
1953 Уотсон и Крик расшифровали структуру молекулы ДНК
Важнейшие достижения молекулярной биологии: раскрытие структуры и механизма биологической функции ДНК, всех типов РНК и рибосом. Раскрытие генетического кода. Открытие обратной транскрипции, т. е. синтеза ДНК на матрице РНК. Перенос генов из одного организма в другой, в том числе в клетки человека.
Генетика. И. Менделя можно считать основателем научной генетики.
1900г. считается годом рождения генетики как науки
1910-1920 обоснование хромосомной теории наследования.
1930-1953 доказательства информационной роли ДНК и расшифровка её стереохимической структуры
70г. ХХ в. Ген.инженерия – создание технологии рекомбинантных ДНК
1980-1990 расшифровка геномов организмов.
Достижения мед генетики – широкое применение приимплантационной диагностики в осн. медико-генетических центрах, проведение генетических тестирований, согласно полученных результатов, создание новых подходов и методов лечения, а так же производ. новых типов лекарств, на основе ген инфо.
Основные направления в МБ и Мед.Ген
Важные направления в МБ явл. исследования структурно-функциональной организации ген. Аппарата клеток и механизма реализации наслед. инфо (мол. генетика); исслед. мол. Механизмов взаимодействия вирусов с клетками (мол. вирусология), изуч. Закономерностей иммунных реакций организма (мол. иммунология). исследования появления разнокачественности клеток в ходе индивид. Развития организмов и специализации клеток (МБ развития)
|
|
|
Направления в МГ изучение генома чел-а, цитогенетика, мол. и биохим. генетика, иммуногенетика, генетика развития, популяционная генетика, клиническая генетика, экогенетика.
Биологические макромолекулы клетки: белки и нуклеиновые кислоты.
Строение и функции белков в клетке. Особенности пространственной организации белков.
Нуклеиновые кислоты клетки. Виды и основные функции
Наиболее важн. вещ. для любого жив. оив.н.вещ. для любого екулы клетки: белки и нуклеиновые кислотыпуляционная генетика, клиническая генетика, экдходов и методов лерганизма явл. Нуклеиновые кислоты (ДНК, РНК) и белки.
Там где прекращ. биосинтез белка – останавливается жизнь.
Белки – высокомолекулярные орг. Вещ-ва, сост. Из соединенных в цепочку пептидной связью аминокислот. 30% в мышцах, 20% в костях и сухожильях, 10% в коже. Самый большой белок – титрин (ок. 20 аминокислот).
Белок имеет первичную, вторичную, третичную, четвертичную структуру.
Первичн. стр. – образуется путем соединения АК остатков и пептидной связи. В природе насчитывается 20 АК из кот. В последствии синтезир. жив. белки. Цепь, кот. образуется из АК называется – полипептидной. Белок и полипептид не одно и тоже.
Вторичн. стр. – появление доп. водородной связи м/ду NH гр. одной АК с CO гр. другой. К формам проявления вторичн. стр. относится α и β структуры.
Третичн. стр. - связана с появлением доп. связей м/ду радикалами аминокислот.
Четвертич. стр – характериз. тем, что несколько субъединиц объединяется в единое целое и выступают как единый белок.
Функции - строительная, регенеративная (для восстановления тканей); регуляторная; транспортная (напр. гемоглобин); защитная (антитела); барьерная (кожные покровы); каталитическая; пищеварительная; двигательная; энергетическая.
В настоящее время насчитывается более 50000 белков. Каждый обладает своим признаком. Избыток белка в пит. может привести к ожирению. У мал. детей при грудном перекармливании раньше зарастают роднички, ожирение, отстают в физич. и психич. развитии. Недостаток белка у детей – замедление роста и развития, у взрослых – глубокое изменение в печени в деятельности желез внут. секреции, авитаминоз (В12,А,С,Д,К). Температура +42 приводит к сворачиванию белка.
|
|
|
По ст. растворимости – растворимые и нерастворимые
Гидрофильные – большинство белка цитоплаз. ядра.
Гидрофобные – белки входят в состав биомембран.
Белки – простые (содержат только смин. гр.) сложные (имеют даже не аминок. гр.)
Денатурация – потеря своей структуры, при изменениях условий.
С белками связаны следующие свойства живого:
1. Разнообразие белков и их высокая упорядоченность. 2. Способность к воспроизведению себе подобных. 3.Сократимость и движение.
* Благодаря белкам организм приобрел возможность двигаться, размножаться, расти, усваивать пищу, реагировать на внешние воздействия и т. д.
* Белки подразделяют на протеины (простые белки) и протеиды (сложные белки).
НК – макромолекулы (большая мол. масса), — высокомолекулярные органические соединения, биополимеры (полинуклеотиды), образованные остатками нуклеотидов. Включ. 3 компонента: 1. сахар (пентоза), 2. фосфат, 3. азотистое основание (пурин/пиримидин)
НК – высокомолекулярные соединения сост. Из мононуклеотидов, с кот. связан осн. проц. сущ. жив. мат.
С-1' - азотистое основание (А,Г,Ц,Т,У)
С-5'— фосфат (с помощью эфирной связи)
С-3' всегда имеется гидроксильная группа — ОН
Соединение нуклеотидов в макромолекулу нуклеиновой кислоты происходит путем взаимодействия фосфата одного нуклеотида с гидроксилом другого так, что между ними устанавливается фосфодиэфирная связь. В результате образуется полинуклеотидная цепь. Сборка полинуклеотидной цепи осущ. при участии фермента полимеразы, кот. обеспеч. присоединение фосфатной группы следующего нуклеотида к гидроксильной группе, стоящей в положении 3', предыдущего нуклеотида.
* 5' и 3 '- концы
Среди НК два вида соед.: дезоксирибонуклеиновая к. (ДНК) и рибонуклеиновая к. (РНК)
Различие: молекула ДНК содержит пяти-углеродный сахар дезоксирибозу, а молекула РНК— рибозу. В настоящее время известно большое число разновидностей ДНК и РНК, отличающихся друг от друга по строению и значению в метаболизме.
Существует 5 осн.азотистых оснований: аденин, гуанин, урацил, тимин и цитозин. Первые два являются пуриновыми; их молекулы состоят из двух колец, первое содержит пять членов, второе — шесть. Следующие три являются пиримидинами и имеют одно пятичленное кольцо.
Участие ДНК и РНК в синтезе белков – одна из основных функций нуклеиновых кислот.
|
|
|
