Сабақ №9 Нуклеин қышқылдарының биосинтезі Сабақтың мақсаты
жүктеу/скачать 366,43 Kb.
|
9Апта практика биохимия
- Бұл бет үшін навигация:
- Нуклеин қышқылдарын көптеген ғалымдар зерттеді.Бірақ, 1889 жылы неміс анатомы Рихард Альтман ең алғаш болып «нуклеин қышқылы» деген терминді енгізді.
- Нуклеин қышқылдары
- Нуклеин қышқылдары құрамына кіретін мономерлерінің(дезокси- немесе рибонуклеотидтер) түріне қарай ДНҚ жәңе РНҚ деп бөлінеді.
- Нуклеин қышқылының биосинтезі 2 ге бөл і нед і
- Днқ биосинтезі (РЕпликация) Репликация
- «Репликациялық айыр» аймағындағы ДНҚ репликациясының схемасы.
| Практикалық сабақ №9
Нуклеин қышқылдарының биосинтезі Сабақтың мақсаты: 1. Нуклеин қышқылдарының биосинтезі (сатыларын айқындап, анализ жасау ) 2. НҚ химиялық құрамы-структуралық формуласын бейнелеу Нуклеин қышқылдары (лат. nucleus — ядро) — құрамында фосфоры бар биополемерлер. Табиғатта өте көп тараған. Молекулалары нуклеотидтерден тұрады, бір нуклеоидтік 5'-фосфор арасындағы эфирлік байланысы мен келесі нуклеотидтің углевод қалдығының 3'-гидроксилі арасы эфир байланысымен нуклеин қышқылдары углеводты-фосфатты қаққасын калайды. Нуклеин қышқылдары жоғарғы полимерлі тізбектері ондаған немесе жүздеген нуклеотидтің қалдықтарынан тұрады.  Нуклеин қышқылдарын көптеген ғалымдар зерттеді.Бірақ, 1889 жылы неміс анатомы Рихард Альтман ең алғаш болып «нуклеин қышқылы» деген терминді енгізді.
Нуклеин қышқылдары - биополимерлер тұратын қалдықтарынан фосфор қышқылы, қант және азотты негіздер (пуринов және пиримидинов). Нуклеин қышқылының басты рөл ойнайды беру тұқым қуалайтын белгілері (генетикалық ақпараттың) және басқару процесін биосинтезі ақуыз. Ашу нуклеин қышқылдарының атымен байланысты жас дәрігердің қала, Базель (Швейцария) Фридрих Мишера. Аяқталғаннан кейін медицина факультетінің Мишер болды арда жетілдіру үшін және диссертация жұмысын » Тюбинген (Германия) физиологиялық-химиялық зертхананы басқаратын Ф. Гоппе-Зейлером. Тюбингенская зертхана қазір белгілі ғалым әлемге. Өтіп практикаға бойынша органикалық химия, Мишер жұмысқа кірісті биохимиялық зертханалар. Өзіне тапсырылған зерттеумен айналысуды химиялық құрамы ірің. Жас ғалым жоқ ойнағаның қарсы ұсынылған тақырыптар ретінде санаған лейкоциттер отырғандар гное, ең қарапайым жасушалар. Арқылы көптеген тәжірибелер ол бірі іріңді жасушалардың зат ядролық шығарылған. Мишер сенімді дәл ядерном оның көзінде. Сондықтан ол бастады неғұрлым егжей-тегжейлі бөлу ядролардың. Ол уақытта әлі ешкім биохимиялық зертханаларда тырысқан жоқ бөлсін ядро немесе қандай да бір басқа субклеточные компоненттері, сондықтан, мұнда ол пионері. Етуді тоқтатпады әрі қарай тазартып, ядро басқа жасуша фрагменттерін, ол оғаш зат. Ол разлагалось протеолитическими ферменттерге, демек, болып табылады ақуыз. Болмауы ерігіштік ыстық спиртте указывало бұл зат емес болып табылады және фосфолипидом. Шамасы, ол қараса, жаңа сыныпқа биохимиялық қосылыстар. Бірақ Мишер үлкен горячностью бұны дәлдігін өз нәтижелерін және добивался рұқсат жариялауға, оларды басып. Сонда Гоппе-Зейлер тексеру үшін шешім қабылдады деректер Мишера өзі. Ол және оның екі ассистент (олардың біреуі орыс химик Любавин) жыл ішінде қадам, оның негізгі бағыттары талдау жұмысы Мишера және толық растады оның деректері бөліп, нуклеин қан жасушаларынан және ашытқы. Нуклеин қышқылдары құрамына кіретін мономерлерінің(дезокси- немесе рибонуклеотидтер) түріне қарай ДНҚ жәңе РНҚ деп бөлінеді. ДНҚ мен РНҚ ның құрамына 4 негізгі нуклеотидтер кіреді: пуринді пиримидиндік 
1871 ж. Мишера бірге оны растайтын бақылау жұмыстарымен Гоппе-Зейлера және оның ассистенттер жарық көрді. Болуы нуклеина ретінде арнайы ядролық заттар болды ғылыми факт. Көп ұзамай әдістемесі Мишера қолданылған бөлу үшін нуклеина түрлі маталар. 1879 неміс химигі К. А. Коссель ашты нуклеине қосылыс сары түсті, ол шықты гуанином, бұрын бөлінген келген перулік гуано — құстардың саңғырығы, бағалы азотты тыңайтқыш. Кейіннен ол бөлді тимин жасушалар айырша без немесе тимус, бұқаның (осыдан атауы), цитозин (грек тіл. cytos — клетка) және аденин (грек тіл. aden — темір). Орыс химигі Ф. Левен деп бекітті, сонымен тетрады аденин, гуанин, тимин және цитозин, нуклеин құрамында да фосфор қышқылы мен қант дезоксирибозу. Термині «нуклеин қышқылдары» ұсынылды 1889: нуклеиновыми олар аталды, өйткені ашылды жасушаларының ядроларында, ал қышқылдармен — бар болуы, олардың құрамында фосфор қышқылының қалдықтары. Кейінірек көрсетілді, бұл нуклеин қышқылының салынған үлкен санының нуклеотидтер (бірнеше ондаған дейін жүздеген миллион). Құрамына әр нуклеотида кіреді азотистое негіз, көмірсу (пентоза және фосфор қышқылы. Өзі термин «нуклеин қышқылдары» ұсынылды 1889 жылы: нуклеиновыми олар аталды, өйткені ашылды жасушаларының ядроларында, ал қышқылдармен — бар болуы, олардың құрамында фосфор қышқылының қалдықтары. Кейінірек көрсетілді, бұл нуклеин қышқылының салынған үлкен санының нуклеотидтер (бірнеше ондаған дейін жүздеген миллион). Құрамына әр нуклеотида кіреді азотистое негіз, көмірсу (пентоза және фосфор қышқылы. Кейіннен анықталғандай, екі типті нуклеин қышқылдарының: рибонуклеин (РНҚ) және дезоксирибонуклеиновая (ДНК), алайда олардың функциялары үлгілеріңізбен белгісіз. 1928 ағылшын бактериолог Ф. Гриффит тауып, бұл убитые патогенді пневмококки өзгерте алады генетикалық қасиеттері тірі непатогенных пневмококктар капиталға айналдыра отырып, соңғы патогенді. 1945 микробиолог О. Эвери бірі Рокфеллеровского институтының Нью-Йорктегі жасады маңызды ашылуы: ол көрсеткендей, қабілеті генетикалық трансформация негізделген көшіруге ДНК-ның бір жасушаның басқа, демек, генетикалық материалды білдіреді ДНК. «1940-1950 Дж. Бидл мен Э. Тейтум бірі Станфордского университетінің (дана Калифорния) тауып, бұл ақуыз синтезі, атап айтқанда ферменттер, бақыланады ерекше генами. 1942 Т. Касперсон Швеция мен Ж. Браше Бельгияда ашылды, нуклеин қышқылдарының, әсіресе, көп жасушаларында белсенді синтезирующих белоктар. Барлық бұл деректер сырлады, ойға тасушы генетикалық материал болып табылады нуклеин қышқылы және олар қалай қатысады белоктар синтезінде. Бірақ, көптеген полагали, бұл молекуласының нуклеин қышқылдарының қарамастан, олардың үлкен ұзындығы бар тым қарапайым мерзімді повторяющуюся құрылымын үшін жауапкершілік жеткілікті ақпарат және негізі генетикалық ақпарат. Бірақ соңында 1940-жылдардың Э. Чаргафф АҚШ-та Дж. Уайатт Канадада әдісін пайдалана отырып, таратушы хроматография қағаз көрсетті, бұл ДНҚ құрылымы тым қарапайым және бұл молекуласы болуы мүмкін тасушы генетикалық материал. ДНҚ құрылымы орнатылды 1953 М. Уилкинсом, Дж. Уотсонмен және Ф. Айқайлап Англия. Бұл іргелі ашуға мүмкіндік берді түсіну, қалай екі еселену (репликация) нуклеин қышқылдары. Осыдан кейін американдық зерттеушілер А. Даунс және Дж. Гамов екен деп болжадық құрылымы ақуыздардың қалай закодирована » нуклеинді қышқылдар, а, 1965 бұл гипотеза расталды көптеген зерттеушілері: Ф. Айқайлап Англия, М. Ниренбергом және С. Очоа АҚШ-та, Х. Кораной Үндістан. Бұл ашу, нәтижесі столетнего зерделеу, нуклеин өндірді шынайы революция биология. Олар мүмкіндік берді құбылысын түсіндіруге өмір аясында арасындағы өзара іс-қимыл атомдарымен және молекулалар. нуклеин қышқылы-нуклеотид құрылымы 2. Табу нуклеин қышқылдарының табиғатта Нуклеин қышқылдары табиғатта кездесетін барлық тірі жасушаларда болады. Тірі жасушаларын қоспағанда, сперматозоидтардың қалыпты ұстайды айтарлықтай көп рибонуклеиновой қарағанда, дезоксирибонуклеин қышқылы. Әдістері бөлу дезоксирибонуклеиновых қышқылдардың үлкен әсерін тигізді, бұл жағдай, ал рибонуклеопротеиды және рибонуклеиновые қышқылы растворимы » разбавленном (0,15 М) ерітіндісіне хлорлы натрий, дезоксирибонуклеопротеидные кешендер іс-жүзінде онда нерастворимы. Сондықтан үйлескен орган немесе организм мұқият жуады разбавленным тұзды ерітіндімен қалдығынан көмегімен мықты тұз ерітіндісін экстрагируют дезоксирибонуклеиновую қышқылы бар, оны осаждают содан кейін этанол қосылған. Эукариот жасушаларында (мысалы, жануарлар немесе өсімдіктер) ДНҚ орналасқан ядрода жасушаның құрамындағы хромосомалардың, сондай-ақ кейбір жасушалық органоидах (митохондриях және пластидах). Жасушаларында прокариотических организмдер (бактериялар мен архей) айналмалы немесе сызықты молекуласы ДНК деп аталатын нуклеотид, бекітілуі ішінен — жасушалық мембране. Оларда және төменгі эукариот (мысалы, ашытқы) кездеседі, сондай-ақ, шағын автономды, көбінесе сақиналы ДНК молекулалары деп аталатын плазмидами. Сонымен қатар, бір немесе двухцепочечные ДНК молекулалары құра алады геном-ДНҚ-бар вирустар. 3. Нуклеин қышқылдарының құрылысы Нуклеин қышқылының білдіреді биополимерлер. Олардың макромолекулы тұрады емес, бір-ақ рет қайталанатын буындардың ұсынылған нуклеотидами. Және олардың қисынды атады полинуклеотидами. Басты сипаттамаларының бірі нуклеин қышқылдары болып табылады олардың нуклеотидный құрамы. Құрамына нуклеотида (құрылымдық буын нуклеин қышқылдары) кіреді үш құрамдас бөліктері: ) Азотистое негізі (нуклеиновое негізі). Мәселен, химия ҰК деп атайды, олардың құрамына кіретін гетероциклді қосылыстар, олардың арасында ажыратады құрылымын пиримидинового және пуринового қатарлар. «Нуклеинді қышқылдар ұсталады негізі 4 түрлі: оның бірі класына жатады пуринов және екі — сыныбына пиримидинов. Азот мазмұндалатын сақиналы береді молекулам негізгі қасиеттері. Ретінде орынбасарларының гетероциклическом ядросындағы оларда не оксо — (урацил, тимин), не аминогруппу (аденин), немесе бір мезгілде осы екі топтың (цитозин, гуанин). Олар үшін қабылданған әріптік белгілеу, жасалған алғашқы әріптер, олардың латын атаулары. ҰК ерекшеленеді оларға кіретін гетероциклическими негіз: урацил кіреді тек қана РНК, ал тимин — ДНҚ. ) Моносахарид — D-рибоза немесе 2-дезокси-D-рибоза. Қант құрамына кіретін нуклеотида, құрамында бес көміртек атомдарының, яғни білдіреді пентозу. Түріне байланысты пентозы, присутствующей » нуклеотиде, екі түрін ажыратады нуклеин қышқылдары — рибонуклеиновые қышқылы (РНҚ) құрамында рибозу және дезоксирибонуклеиновые қышқылы (ДНҚ) құрамында дезоксирибозу. ) Фосфор қышқылының қалдығы. Нуклеин қышқылдары қышқылдары болып табылады, өйткені олардың құрамында фосфор қышқылының қалдығы. Нуклеозидтер — гетероциклді қосылыстар, білімді N-гликозидной арасында байланыс азотистым негіз және моносахаридом (рибозой немесе дезоксирибозой)
Байланысты табиғат көмірсу қалдығы ажыратады рибонуклеозиды және дезоксирибонуклеозиды. Аса жиі қолданылатын атаулары, өндірілетін жылғы тривиального атаулары тиісті нуклеинового негіздері с суффиксами — идин у және пиримидиндік — озин у пурин нуклеозидов. Бола отырып, N-гликозидами, нуклеозидтер төзімді гидролизу » слабощелочной ортада, бірақ оңай расщепляются қышқыл. Митохондриялар нуклеозидтер гидролизуются оңай, пиримидиновые — қиын. Антибиотиктер-нуклеозидтер. Жасушаларында бос күйінде ұсталады кейбір нуклеозидтер, нуклеин қышқылдарының құрамдас бөліктері болып табылатын. Бұл нуклеозидтер ие антибиотической белсенділігі және барған сайын мәні арта емдеу кезінде қатерлі ісіктерді. Белгілі бірнеше ондаған осындай нуклеозидов бөлінген микроорганизмдер, сондай-ақ өсімдік және жануарлар мата. Нуклеозидтер-антибиотиктер айырмашылығы әдеттегі нуклеозидов кейбір бөлшектермен құрылыстар не углеводной бөлігінде, не гетероциклического негіздері. Шамасы, бұл мүмкіндік береді рөлінде антиметаболитов. Нуклеозидные антибиотиктер пиримидинового бірқатар жиі ұқсас цитидину, пуринового бірқатар — аденозину. Нуклеотидтер. Нуклеотидтер — фосфорлы эфирлері нуклеозидов, нуклеозидфосфаты. Табиғатта кең тараған нуклеотидтер болып табылатын β-N-гликозидами пуринов немесе пиримидинов және пентоз — D-рибозы немесе D-2-дезоксирибозы. Құрылымына байланысты пентозы ажыратады рибонуклеотиды және дезоксирибонуклеотиды болып табылатын мономерами молекулалардың күрделі биологиялық полимерлер (полинуклеотидов) — тиісінше РНК немесе ДНК. Осылайша, құрылымы нуклеотида құрылған екі байланыстармен: N-гликозидной арасында байланыс азотистым негіз және моносахаридом (рибоза немесе дезоксирибоза) және сложноэфирной арасында байланыс моносахаридом және фосфор қышқылының қалдығы бар. 3. Номенклатурасы нуклеотидтердің Үшін нуклеотидтердің пайдаланады екі түрін атау. Бір қамтиды атауы нуклеозида көрсете отырып, ережелер, онда фосфат қалдығы, мысалы, аденозин-3′-фосфат, уридин-5′-фосфат; б құрылады қосып ұштастыру — иловая қышқылы атауына қалдық пиримидинового негіздері, мысалы, 5′-уридиловая қышқылы, немесе пуринового негіздері, мысалы, 3′-адениловая қышқылы. Пайдалана отырып, үшін қабылданған нуклеозидов однобуквенный коды, 5′-фосфат жазады қосылған әрпі «р» символы нуклеозида, 3′-фосфат — символынан кейін нуклеозида. Аденозин-5′-фосфат белгіленеді рА, аденозин-3′-фосфат — Ар және т. б. Бұл қысқартылған белгілер үшін пайдаланады жазу реттілігі нуклеотидных қалдықтарын нуклеинді қышқылдар. Қатысты еркін нуклеотидам биохимиялық әдебиетте кеңінен қолданылады, олардың атаулары қалай монофосфатов көрсете отырып, бұл белгі қысқартылған коды, мысалы АМР (немесе АМФ) үшін аденозин-5′-фосфат және т. б. Нуклеин қышқылының биосинтезі 2 ге бөлінеді: ДНҚ БИОСИНТЕЗІ ( РЕПЛИКАЦИЯ) РНҚ БИОСИНТЕЗІ ( ТРАНСКРИПЦИЯ) Днқ биосинтезі (РЕпликация) Репликация - ДНҚ-ның екi еселену процессi - көбiнесе жасушаның бөлiну алдында жүрiп, жасушаның бірқатар ұрпақтарында хромосомалар санының тұрақтылығын қамтамасыз етедi. Репликация - көптеген ферментердiң қатысуымен жүзеге асырылатын күрделi процесс. Репликацияның негiзгi ферменттерi: 1. Геликаза - ДНҚ тiзбектерiн ажыратады 2. SSB-белоктар - ДНҚ-ның ажыраған тiзбектерiн тұрақтандырады 3. ДНҚ-полимераза - тiзбектi синтездейдi 4. топоизомераза – “репликативтiк айырдың” алдындағы ДНҚ-ның аса жоғары ширатылған жерлерiн босатады 5.РНҚ-праймаза - ДНҚ-полимеразаға керектi РНҚ-бастауыштарды (праймерлердi) синтездейдi 6. лигаза - ДНҚ фрагменттерiн жалғап қосады 
«Репликациялық айыр» аймағындағы ДНҚ репликациясының схемасы. жүктеу/скачать 366,43 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|