Prezentacja na temat replikacji DNA. Prezentacja na temat „Replikacja cząsteczki DNA” Enzymy dokonujące replikacji DNA
Slajd 2
Rozszyfrowanie struktury cząsteczki DNA pomogło także wyjaśnić zasadę jej replikacji (duplikacji) w komórce. Zasada ta polega na tym, że każda z dwóch nici polinukleotydowych cząsteczki DNA służy jako program (szablon) do syntezy nowej (komplementarnej) nici. W rezultacie w oparciu o jedną cząsteczkę dwułańcuchową powstają dwie identyczne cząsteczki dwułańcuchowe, w każdej z których jeden łańcuch jest stary, a drugi nowy (nowo zsyntetyzowany). Tę zasadę replikacji DNA nazwano półkonserwatywną.
Slajd 3
Zasada półkonserwatywnej replikacji DNA
Slajd 4
Ponieważ dwa komplementarne łańcuchy macierzystej cząsteczki DNA są antyrównoległe, synteza nowego łańcucha polinukleotydowego na każdym z nich przebiega w przeciwnym kierunku. Zgodnie z tą zasadą sekwencję nukleotydową nici matrycowej (macierzystej) odczytuje się w kierunku 3” → 5”, natomiast synteza nowej nici (potomnej) przebiega w kierunku 5” → 3”.
Slajd 5
Mechanizm replikacji DNA jest dość złożony i najprawdopodobniej różni się w przypadku organizmów zawierających stosunkowo małe cząsteczki DNA w zamkniętej (okrągłej) formie (wiele wirusów i bakterii) oraz eukariontów, których komórki posiadają ogromne cząsteczki zlokalizowane w forma liniowa (niezamknięta).
Slajd 6
Mała okrągła cząsteczka DNA to pojedyncza jednostka strukturalna replikacji (replikon), która ma pojedynczy punkt początkowy (inicjację) replikacji (punkt O, składający się z około 300 nukleotydów), w którym zachodzi proces dywergencji (rozplatania) rozpoczyna się synteza dwóch nici cząsteczki macierzystej i matrycy komplementarnych kopii (replik) DNA potomnego. Proces ten trwa w sposób ciągły wzdłuż kopiowanej struktury i kończy się w tym samym replikonie z utworzeniem dwóch cząsteczek typu „półkonserwatywnego”. W dużych liniowych cząsteczkach DNA eukariontów istnieje wiele miejsc startu replikacji i odpowiadających im replikonów (od kilkuset do kilkudziesięciu tysięcy), czyli taki DNA jest polireplikonem.
Slajd 7
Rozważając współczesne poglądy na temat mechanizmu replikacji DNA eukariotycznego, można warunkowo wyróżnić trzy kolejne etapy tego procesu zachodzące w replikonie, z których każdy obejmuje określone białka (enzymy).
Slajd 8
Pierwszy etap polega na szybkim rozwinięciu dwóch nici polinukleotydowych helikalnej cząsteczki DNA na określonym obszarze (w granicach działającego replikonu) i ich rozdzieleniu poprzez zerwanie wiązań wodorowych pomiędzy parami komplementarnych zasad. W tym przypadku powstają dwa jednoniciowe fragmenty cząsteczki macierzystej, z których każdy może służyć jako matryca do syntezy nici komplementarnej (potomnej). Etap ten rozpoczyna się w odpowiednim miejscu początku replikacji i pośredniczy w nim złożony udział kilku różnych białek. W wyniku ich działania powstaje struktura w kształcie litery T, zwana widełkami replikacyjnymi, w której dwie macierzyste nici DNA są już od siebie oddzielone.
Slajd 9
Schemat tworzenia widełek replikacyjnych DNA
Slajd 10
Powstałe widełki replikacyjne szybko przemieszczają się wzdłuż podwójnej helisy macierzystej cząsteczki DNA dzięki działaniu „odwijającej” helikazy DNA enzymu oraz przy udziale grupy białek destabilizujących. Białka te mają zdolność wiązania się jedynie z jednoniciowymi (już rozwiniętymi i oddzielonymi) odcinkami cząsteczki, zapobiegając tworzeniu się na nich wtórnych formacji fałdowanych („szpilek do włosów”) w wyniku przypadkowych połączeń pomiędzy komplementarnymi nukleotydami struktury jednoniciowej . W konsekwencji przyczyniają się do prostowania jednoniciowych odcinków cząsteczki, co jest niezbędne do prawidłowego pełnienia przez nie funkcji matrycy.
Slajd 11
Szybkie rozwijanie DNA za pomocą helikazy bez dodatkowej rotacji nici względem siebie powinno doprowadzić do powstania nowych zwojów (węzłów) w obszarach cząsteczki macierzystej przed poruszającymi się widełkami replikacyjnymi, tworząc w nich zwiększone napięcie topologiczne obszary. Napięcie to eliminowane jest przez inne białko (topoizomerazę DNA), które poruszając się wzdłuż dwuniciowego rodzicielskiego DNA przed widełkami replikacyjnymi, powoduje chwilowe pęknięcia w jednej z nici cząsteczki, niszcząc wiązania fosfodiestrowe i łącząc przerwany koniec.
Slajd 12
Powstałe pęknięcie zapewnia późniejszy obrót nitki podwójnej helisy, co z kolei prowadzi do rozplątania powstałych superskrętów (węzłów). Ponieważ przerwanie łańcucha polinukleotydowego spowodowane przez topoizomerazę jest odwracalne, przerwane końce szybko łączą się ponownie natychmiast po zniszczeniu kompleksu tego białka ze złamanym końcem.
Slajd 13
W drugim etapie następuje synteza matrycowa nowych (córnych) łańcuchów polinukleotydowych w oparciu o dobrze znaną zasadę komplementarnej zgodności pomiędzy nukleotydami starego (wzorcowego) i nowego łańcucha. Proces ten odbywa się poprzez łączenie (polimeryzację) nukleotydów nowego łańcucha przy użyciu kilku rodzajów enzymów polimerazy DNA. Należy zauważyć, że żadna ze znanych obecnie polimeraz DNA nie jest w stanie rozpocząć syntezy nowego polinukleotydu poprzez proste połączenie dwóch wolnych nukleotydów.
Slajd 14
Zapoczątkowanie tego procesu wymaga obecności wolnego końca 3" dowolnego łańcucha polinukleotydowego DNA (lub RNA), który jest połączony z innym (komplementarnym) łańcuchem DNA. Innymi słowy, polimeraza DNA może jedynie dodawać nowe nukleotydy do wolnego koniec 3" istniejącego polinukleotydu i dlatego może rozwijać tę strukturę jedynie w kierunku 5" → 3".
Slajd 15
Biorąc pod uwagę tę okoliczność, staje się jasny asymetryczny charakter funkcjonowania widełek replikacyjnych. Jak widać z powyższych diagramów, na jednym z wątków matrycy rozwidlenia β" → 5" następuje stosunkowo szybka i ciągła synteza wątku potomnego (łańcucha prowadzącego lub prowadzącego) w kierunku 5" →3 ", natomiast na drugiej matrycy (5" → 3") następuje wolniejsza i nieciągła synteza łańcucha opóźnionego w krótkich fragmentach (100 - 200 nukleotydów), zwanych fragmentami Okazaki, a także w kierunku 5" → 3". Uważa się, że syntezę nici wiodącej i opóźnionej przeprowadzają różne typy polimeraz DNA.
Slajd 16
Wolny koniec 3" wymagany do rozpoczęcia syntezy fragmentu Okazaki jest zapewniany przez krótką nić RNA (około 10 nukleotydów), zwaną starterem RNA (starterem RNA), która jest syntetyzowana przy użyciu enzymu prymazy RNA. Startery RNA mogą się łączyć w pary komplementarnie natychmiast z kilkoma miejscami na matrycowej nici DNA, tworząc warunki do jednoczesnej syntezy kilku fragmentów Okazaki przy udziale polimerazy DNA III.
Slajd 17
Synteza wiodących i opóźnionych nici DNA w widełkach replikacyjnych
Slajd 18
Kiedy zsyntetyzowany fragment Okazaki osiąga 5" koniec następnego startera RNA, zaczyna pojawiać się 5" aktywność egzonukleazy polimerazy DNA I, która sekwencyjnie rozszczepia nukleotydy RNA w kierunku 5" → 3". W tym przypadku usunięty starter RNA zostaje zastąpiony odpowiednim fragmentem DNA.
Slajd 19
Ostatni (trzeci) etap rozpatrywanego procesu związany jest z działaniem enzymu ligazy DNA, który łączy koniec 3" jednego z fragmentów Okazaki z końcem 5" sąsiedniego fragmentu, tworząc wiązanie fosfodiestrowe, tworząc w ten sposób przywrócenie pierwotnej struktury nici opóźnionej syntetyzowanej w funkcjonującym replikonie. Dalsza helikalizacja powstającego „półkonserwatywnego” regionu DNA (skręcenie helisy) następuje przy udziale gyrazy DNA i niektórych innych białek.
Slajd 20
Zasada polireplikonu organizacji cząsteczki DNA różnych eukariontów, w tym ludzi, zapewnia możliwość sekwencyjnego kopiowania materiału genetycznego tych organizmów bez jednoczesnego rozwijania (despiralizacji) całej ogromnej i złożonej cząsteczki, co znacznie skraca czas jej replikacji . Innymi słowy, w tym czy innym miejscu w tej czy innej grupie replikonów cząsteczki proces kopiowania może już zostać zakończony poprzez połączenie i spiralizację odpowiednich odcinków, podczas gdy w innej grupie dopiero zaczyna się od rozwijania struktur dwuniciowych.
Slajd 21
Dziękuję za uwagę
Wyświetl wszystkie slajdy
Kwasy nukleinowe.
Historię powstawania kwasów nukleinowych DNA odkrył w 1868 roku szwajcarski lekarz I. F. Miescher w jądrach komórkowych leukocytów, stąd nazwa - kwas nukleinowy (łac. „jądro” - jądro). W latach 20-30 XX w. ustalił, że DNA jest polimerem (polinukleotydem); w komórkach eukariotycznych jest skoncentrowany w chromosomach. Założono, że DNA pełni rolę strukturalną. W 1944 roku grupa amerykańskich bakteriologów z Instytutu Rockefellera pod przewodnictwem O. Avery'ego wykazała, że zdolność pneumokoków do wywoływania chorób przenoszona jest między sobą poprzez wymianę DNA. DNA jest nośnikiem informacji dziedzicznej.
Friedrich Fischer Szwajcarski biochemik Z pozostałości komórek zawartych w ropie wyizolował substancję zawierającą azot i fosfor. Naukowiec nazwał ją nukleiną, wierząc, że znajduje się ona wyłącznie w jądrze komórki. Później niebiałkową część tej substancji nazwano kwasem nukleinowym
WATSON James Dewey Amerykański biofizyk, biochemik, biolog molekularny zaproponował hipotezę, że DNA ma kształt podwójnej helisy, wyjaśnił budowę molekularną kwasów nukleinowych oraz zasadę przekazywania informacji dziedzicznej. Laureat Nagrody Nobla w dziedzinie fizjologii lub medycyny w 1962 r. (wraz z Frances Harry Compton Crick i Maurice Wilkins).
CRICK Francis Harry Compton Angielski fizyk, biofizyk, specjalista w dziedzinie biologii molekularnej, wyjaśnił strukturę molekularną kwasów nukleinowych; Po odkryciu głównych typów RNA zaproponował teorię przekazywania kodu genetycznego i pokazał, w jaki sposób cząsteczki DNA są kopiowane podczas podziału komórki. w 1962 roku otrzymał Nagrodę Nobla w dziedzinie fizjologii lub medycyny
Kwasy nukleinowe to biopolimery, których monomerami są nukleotydy. Każdy nukleotyd składa się z 3 części: zasady azotowej, monosacharydu pentozowego i reszty kwasu fosforowego.
KWASÓW NUKLEINOWYCH MONOMERY - NUKLEOTYDY DNA - kwas dezoksyrybonukleinowy RNA kwas rybonukleinowy Skład nukleotydu w DNA Skład nukleotydu w RNA Zasady azotowe: Adenina (A) Guanina (G) Cytozyna (C) Uracyl (U): Ryboza Reszta kwasu fosforowego Zasady azotowe : Adenina (A ) Guanina (G) Cytozyna (C) Tymina (T) Deoksyryboza Reszta kwasu fosforowego Messenger RNA (i-RNA) Transferowy RNA (t-RNA) Rybosomalny RNA (r-RNA) Transfer i przechowywanie informacji dziedzicznej
Budowa chemiczna zasad azotowych i węglowodanów
Zasada komplementarności Zasady azotowe dwóch łańcuchów polinukleotydowych DNA są połączone ze sobą parami za pomocą wiązań wodorowych, zgodnie z zasadą komplementarności. Zasada pirymidynowa wiąże się z zasadą purynową: tymina T z adeniną A (dwa BC), cytozyna C z guaniną G (trzy BC). Zatem zawartość T jest równa zawartości A, zawartość C jest równa zawartości G. Znając sekwencję nukleotydów w jednym łańcuchu DNA, można rozszyfrować strukturę (strukturę pierwotną) drugiego łańcucha. Aby lepiej zapamiętać zasadę komplementarności, możesz użyć urządzenia mnemonicznego: zapamiętaj frazy T gry - Albino i Czapla - Niebieski
Model struktury cząsteczki DNA został zaproponowany przez J. Watsona i F. Cricka w 1953 roku. Został on w pełni potwierdzony eksperymentalnie i odegrał niezwykle ważną rolę w rozwoju biologii molekularnej i genetyki
Parametry DNA
STRUKTURA DNA I RNA DNA
Struktura i funkcje RNA RNA jest polimerem, którego monomerami są rybonukleotydy. W przeciwieństwie do DNA, RNA składa się nie z dwóch, ale z jednego łańcucha polinukleotydowego (z wyjątkiem niektórych wirusów zawierających RNA, które mają dwuniciowy RNA). Nukleotydy RNA są zdolne do tworzenia między sobą wiązań wodorowych. Łańcuchy RNA są znacznie krótsze niż łańcuchy DNA.
Replikacja DNA Duplikacja cząsteczki DNA nazywana jest replikacją lub reduplikacją. Podczas replikacji część „matki” cząsteczki DNA zostaje rozpleciona na dwie nici za pomocą specjalnego enzymu, a osiąga się to poprzez rozerwanie wiązań wodorowych pomiędzy komplementarnymi zasadami azotowymi: adeniną-tyminą i guaniną-cytozyną. Następnie dla każdego nukleotydu rozbieżnych nici DNA enzym polimeraza DNA dostosowuje do niego komplementarny nukleotyd.
Skład i struktura RNA. I etap biosyntezy białek Za pomocą specjalnej polimerazy białkowego RNA, cząsteczka informacyjnego RNA budowana jest zgodnie z zasadą komplementarności wzdłuż odcinka jednej nici DNA podczas procesu transkrypcji (pierwszy etap syntezy białka). Utworzony łańcuch mRNA reprezentuje dokładną kopię drugiego (niematrycowego) łańcucha DNA, tyle że zamiast tyminy T, zawarty jest uracyl U. Mnemonic: zamiast T gra - A albinos jest w splocie - I albinos ! mRNA
Biosynteza białek Translacja to translacja sekwencji nukleotydowej cząsteczki mRNA (szablon) na sekwencję aminokwasową cząsteczki białka. mRNA oddziałuje z rybosomem, który zaczyna przemieszczać się wzdłuż mRNA, zatrzymując się na każdym jego odcinku, który zawiera dwa kodony (tj. 6 nukleotydów).
Rodzaje RNA W komórce występuje kilka rodzajów RNA. Wszystkie biorą udział w syntezie białek. Transferowe RNA (tRNA) to najmniejsze RNA (80-100 nukleotydów). Wiążą aminokwasy i transportują je do miejsca syntezy białek. Messenger RNA (i-RNA) - są 10 razy większe niż tRNA. Ich funkcją jest przenoszenie informacji o strukturze białka z DNA do miejsca syntezy białka. Rybosomalny RNA (r-RNA) - mają największy rozmiar molekularny (3-5 tysięcy nukleotydów) i są częścią rybosomów.
Biologiczna rola i-RNA i-RNA, będący kopią określonego odcinka cząsteczki DNA, zawiera informację o pierwszorzędowej strukturze jednego białka. Sekwencja trzech nukleotydów (tripletu lub kodonu) w cząsteczce mRNA (podstawowa zasada - DNA!) koduje określony typ aminokwasu. Stosunkowo mała cząsteczka mRNA przenosi tę informację z jądra, przechodząc przez pory w otoczce jądrowej, do rybosomu, miejsca syntezy białek. Dlatego też mRNA bywa nazywane „szablonem”, co podkreśla jego rolę w tym procesie. Kod genetyczny został rozszyfrowany w latach 1965-1967, za co H. G. Koran otrzymał Nagrodę Nobla.
Rybosomalny RNA Rybosomowy RNA jest syntetyzowany głównie w jąderku i stanowi około 85-90% całego RNA w komórce. W kompleksie z białkami wchodzą w skład rybosomów i przeprowadzają syntezę wiązań peptydowych pomiędzy jednostkami aminokwasów podczas biosyntezy białek. Mówiąc obrazowo, rybosom to molekularna maszyna licząca, która tłumaczy teksty z języka nukleotydowego DNA i RNA na język aminokwasów białek.
Transferowe RNA RNA, które dostarczają aminokwasy do rybosomu podczas syntezy białek, nazywane są transportowymi RNA. Te małe cząsteczki, w kształcie liścia koniczyny, niosą na górze sekwencję trzech nukleotydów. Za ich pomocą t-RNA połączą kodony i-RNA zgodnie z zasadą komplementarności. Przeciwny koniec cząsteczki tRNA przyłącza aminokwas i tylko taki, który odpowiada jego antykodonowi
Kod genetyczny Informacja dziedziczna jest zapisana w cząsteczkach NK w postaci sekwencji nukleotydów. Pewne odcinki cząsteczki DNA i RNA (w wirusach i fagach) zawierają informacje o pierwotnej strukturze jednego białka i nazywane są genami. 1 gen = 1 cząsteczka białka Dlatego informację dziedziczną zawartą w DNA nazywamy genetyczną.
Właściwości kodu genetycznego: Uniwersalność Dyskretność (triplety kodu są odczytywane z całej cząsteczki RNA) Swoistość (kodon koduje tylko AK) Redundancja kodu (kilka)
Charakterystyka DNA PODOBIEŃSTWA RNA Polinukleotydy, których monomery mają wspólny plan strukturalny. RÓŻNICE: 1) Cukier dezoksyryboza ryboza 2) Zasady azotowe adenina - tymina, cytozyna - guanina, adenina - uracyl, cytozyna - guanina 3) Struktura cząsteczki jednołańcuchowej podwójnej helisy 4) Lokalizacja w jądrze komórkowym, mitochondriach i chloroplastach, cytoplazmie, rybosomach 5) Funkcje biologiczne przechowywanie informacji dziedzicznej i jej przekazywanie z pokolenia na pokolenie; udział w biosyntezie białek matrix na rybosomie, tj. realizacja informacji dziedzicznej Sprawdzenie poprawności wypełnienia tabeli
Biologiczne znaczenie kwasów nukleinowych Kwasy nukleinowe zapewniają przechowywanie informacji dziedzicznej w postaci kodu genetycznego, jej przekazywanie podczas rozmnażania organizmom potomnym, wdrażanie podczas wzrostu i rozwoju organizmu przez całe życie w postaci udziału w bardzo ważnym proces - biosynteza białek.
Test końcowy 1. Cząsteczki DNA stanowią materialną podstawę dziedziczności, gdyż kodują informację o budowie cząsteczek a - polisacharydy b - białka c - lipidy d - aminokwasy 2. Kwasy nukleinowe NIE zawierają a - zasad azotowych b - reszt pentozowych c – reszty kwasu fosforowego d – aminokwasy 3. Wiązanie występujące pomiędzy zasadami azotowymi dwóch komplementarnych łańcuchów DNA, - a – jonowe b – peptyd c – wodór d – ester 4. Zasady komplementarne NIE są parą a – tymina - adenina b – cytozyna – guanina c – cytozyna – adenina d – uracyl – adenina 5. Jeden z genów DNA zawiera 100 nukleotydów z tyminą, co stanowi 10% całości. Ile nukleotydów ma guanina? a – 200 b – 400 c – 1000 g – 1800 6. Cząsteczki RNA w odróżnieniu od DNA zawierają zasadę azotową a – uracyl b – adenina c – guanina d – cytozyna
Test końcowy 7. Dzięki replikacji DNA a – kształtuje się zdolność przystosowania organizmu do środowiska b – zachodzą modyfikacje u osobników gatunku c – pojawiają się nowe kombinacje genów d – informacja dziedziczna jest w pełni przekazywana z komórki macierzystej do komórek potomnych podczas mitoza 8. Cząsteczki mRNA a – służą jako matryca do syntezy t-RNA b – służą jako matryca do syntezy białek c – dostarczają aminokwasy do rybosomu d – przechowują dziedziczną informację komórki 9. Triplet kodowy AAT w cząsteczce DNA odpowiada tripletowi w cząsteczce i-RNA a – UUA b – TTA c – HGC g – CCA 10. Białko składa się z 50 jednostek aminokwasowych. Liczba nukleotydów w genie, w którym zaszyfrowana jest pierwotna struktura tego białka, wynosi a – 50 b – 100 c – 150 g – 250
Próba końcowa 11. W rybosomie podczas biosyntezy białek powstają dwie trójki mRNA, do których zgodnie z zasadą komplementarności przyłączają się antykodony a - t-RNA b - r-RNA c - DNA d - białko 12. Która sekwencja jest prawidłowa odzwierciedla ścieżkę wdrożenia informacji genetycznej? a) gen – DNA – cecha – białko b) cecha – białko – i-RNA – gen – DNA c) i-RNA – gen – białko – cecha d) gen – i-RNA – białko – cecha 13. Własne DNA i RNA w komórce eukariotycznej zawierają a – rybosomy b – lizosomy c – wakuole d – mitochondria 14. Chromosomy obejmują a – RNA i lipidy b – białka i DNA c – ATP i t-RNA d – ATP i glukozę 15. Naukowcy, którzy zasugerowali i udowodnili że cząsteczka DNA jest podwójną helisą, jest to a - I. F. Miescher i O. Avery b - M. Nirenberg i J. Mattei c - J. D. Watson i F. Crick d - R. Franklin i M. Wilkins
Wykonanie zadania komplementarności Komplementarność to wzajemne uzupełnianie się zasad azotowych w cząsteczce DNA. Zadanie: fragment łańcucha DNA ma sekwencję nukleotydów: G T C C A C G A A Skonstruuj drugą nić DNA stosując zasadę komplementarności. ROZWIĄZANIE: Pierwsza nić DNA: G-T-C-C-A-C-G-A-A. C-A-G-G-T-G-C-T-T Znaczenie komplementarności: Dzięki niej zachodzą reakcje syntezy matrixu i samoduplikacji DNA, co leży u podstaw wzrostu i rozmnażania organizmów.
Powtarzanie i utrwalanie wiedzy: Wstaw niezbędne słowa: RNA zawiera cukier... DNA zawiera zasady azotowe...; Zarówno DNA, jak i RNA zawierają...; W DNA nie ma zasady azotowej... Strukturę cząsteczki RNA w postaci... DNA w komórkach można znaleźć w... Funkcje RNA:... RNA zawiera zasady azotowe...; DNA zawiera cukier...; W RNA nie ma zasady azotowej... Struktura cząsteczki DNA w postaci... Monomery DNA i RNA to...; RNA w komórkach można znaleźć w... Funkcje DNA:... (ryboza) (A, G, C, T) (A, G, C, cukier, F) (U) (Łańcuchy nukleotydowe) (W jądro, mitochondria, chloroplasty) (Udział w syntezie białek) A, G, C, (U) (deoksyryboza) (T) (Podwójna helisa) (Nukleotydy) (W jądrze, cytoplazmie, mitochondriach, chloroplastach) (Przechowywanie i przekazywanie informacja dziedziczna)
Sprawdź sam - prawidłowe odpowiedzi B D B C B A G B B A V A G G C
Wnioski Kwasy nukleinowe: DNA i RNA DNA jest polimerem. Monomer - nukleotyd. Cząsteczki DNA są specyficzne gatunkowo. Cząsteczka DNA jest podwójną helisą, wspartą wiązaniami wodorowymi. Łańcuchy DNA zbudowane są zgodnie z zasadą komplementarności. Zawartość DNA w komórce jest stała. Funkcją DNA jest przechowywanie i przekazywanie informacji dziedzicznej.
Wykorzystane źródła informacji Kamensky A. A., Kriksunov E. A., Pasechnik V. V. - Podręcznik Biologia ogólna, klasy 10-11 - M.: Drop, 2006 Mamontov S. G., Zakharov V. B. - Biologia ogólna: podręcznik – M.: Higher School, 1986 Babiy T.M., Belikova S.N. – Kwasy nukleinowe i ATP // „Idę na zajęcia” // M.: „Pierwszy września”, 2003 Jednolity egzamin państwowy 2011 Biologia // Materiały edukacyjno-szkoleniowe do przygotowania uczniów./ G. S. Kalinova, A. N. Myagkova, V. Z. Reznikowa. – M.: Intellect-Centrum, 2007
Slajd 2
Replikacja DNA to proces syntezy cząsteczki potomnej kwasu dezoksyrybonukleinowego, który zachodzi podczas podziału komórki na matrixie cząsteczki macierzystego DNA. W tym przypadku materiał genetyczny zaszyfrowany w DNA jest podwajany i dzielony pomiędzy komórki potomne.
Slajd 3
Modele replikacji DNA
Slajd 4
Istnienie modelu półkonserwatywnego udowodnili M. Meselson i F. Stahl w 1958 roku. Hodowali bakterie E. coli przez kilka pokoleń na podłożu minimalnym, w którym jedynym źródłem azotu był chlorek amonu znakowany atomem N15. W rezultacie wszystkie składniki komórkowe bakterii zawierały ciężki azot N15.
Slajd 5
Schemat eksperymentów Meselsona i Stahla
Slajd 6
W komórkach replikacja rozpoczyna się w określonym punkcie kolistego DNA (początku replikacji) i przebiega w obu kierunkach. W rezultacie powstają dwa widełki replikacyjne, które poruszają się w przeciwnych kierunkach, czyli obie nici replikują się jednocześnie.
Slajd 7
Każdy widełek replikacyjny zawiera co najmniej dwie cząsteczki polimerazy DNA III związane z kilkoma białkami dodatkowymi. Do tych ostatnich zaliczają się topoizomerazy DNA (gyrazy), które rozwijają ciasno złożoną podwójną helisę DNA oraz helikazy, które rozwijają dwuniciowy DNA na dwie nici. Ponieważ siatka matrycy jest zawsze odczytywana w kierunku 3” → 5”, tylko jedna z sieci może być odczytywana w sposób ciągły. Drugą nić odczytuje się w kierunku przeciwnym do ruchu widełek replikacyjnych. W efekcie na matrixie w pierwszej kolejności syntetyzowane są krótkie fragmenty nowego łańcucha DNA, tzw. fragmenty Okazaki, nazwane na cześć ich odkrywcy.
Slajd 8
Lokalizacja głównych białek w widełkach replikacyjnych
Slajd 9
Każdy fragment zaczyna się od krótkiego startera RNA niezbędnego do funkcjonowania polimerazy DNA. Starter jest syntetyzowany przez specjalną polimerazę RNA, polimeraza DNA III uzupełnia ten starter do fragmentu DNA o długości 1000-2000 jednostek deoksynukleotydowych. Synteza tego fragmentu zostaje następnie przerwana i rozpoczyna się nowa synteza od następnego startera RNA. Poszczególne fragmenty Okazaki są początkowo niepowiązane ze sobą i nadal mają RNA na 5-calowych końcach. W pewnej odległości od widełek replikacyjnych polimeraza DNA I zaczyna zastępować starter RNA sekwencją DNA. Na koniec powstają pozostałe pęknięcia pojedynczej nici naprawiany przez ligazę DNA. W powstałej formie podwójnej helisy DNA nowo syntetyzowana jest tylko jedna z nici.
Slajd 1
Opis slajdu:
Slajd 2
Opis slajdu:
Slajd 3
Opis slajdu:
Slajd 4
Opis slajdu:
Slajd 5
Opis slajdu:
Slajd 6
Opis slajdu:
Slajd 7
Opis slajdu:
Każdy widełek replikacyjny zawiera co najmniej dwie cząsteczki polimerazy DNA III związane z kilkoma białkami dodatkowymi. Do tych ostatnich zaliczają się topoizomerazy DNA (gyrazy), które rozwijają ciasno złożoną podwójną helisę DNA oraz helikazy, które rozwijają dwuniciowy DNA na dwie nici. Ponieważ siatka matrycy jest zawsze odczytywana w kierunku 3” → 5”, tylko jedna z sieci może być odczytywana w sposób ciągły. Drugą nić odczytuje się w kierunku przeciwnym do ruchu widełek replikacyjnych. W efekcie na matrixie w pierwszej kolejności syntetyzowane są krótkie fragmenty nowego łańcucha DNA, tzw. fragmenty Okazaki, nazwane na cześć ich odkrywcy. Każdy widełek replikacyjny zawiera co najmniej dwie cząsteczki polimerazy DNA III związane z kilkoma białkami dodatkowymi. Do tych ostatnich zaliczają się topoizomerazy DNA (gyrazy), które rozwijają ciasno złożoną podwójną helisę DNA oraz helikazy, które rozwijają dwuniciowy DNA na dwie nici. Ponieważ siatka matrycy jest zawsze odczytywana w kierunku 3” → 5”, tylko jedna z sieci może być odczytywana w sposób ciągły. Drugą nić odczytuje się w kierunku przeciwnym do ruchu widełek replikacyjnych. W efekcie na matrixie w pierwszej kolejności syntetyzowane są krótkie fragmenty nowego łańcucha DNA, tzw. fragmenty Okazaki, nazwane na cześć ich odkrywcy.
Slajd 8
Opis slajdu:
Slajd 9
Opis slajdu:
Każdy fragment zaczyna się od krótkiego startera RNA niezbędnego do funkcjonowania polimerazy DNA. Starter jest syntetyzowany przez specjalną polimerazę RNA, polimeraza DNA III uzupełnia ten starter do fragmentu DNA o długości 1000-2000 jednostek deoksynukleotydowych. Synteza tego fragmentu zostaje następnie przerwana i rozpoczyna się nowa synteza od następnego startera RNA. Poszczególne fragmenty Okazaki są początkowo niepowiązane ze sobą i nadal mają RNA na 5-calowych końcach. W pewnej odległości od widełek replikacyjnych polimeraza DNA I zaczyna zastępować starter RNA sekwencją DNA. Na koniec powstają pozostałe pęknięcia pojedynczej nici naprawiana przez ligazę DNA. W ten sposób tylko jedna z nici DNA jest syntetyzowana na nowo. Każdy fragment zaczyna się od krótkiego startera RNA, niezbędnego do funkcjonowania polimerazy DNA. Starter jest syntetyzowany przez specjalną polimerazę RNA, polimerazę DNA III uzupełnia ten starter do fragmentu DNA o długości 1000-2000 deoksynukleotydów. Synteza tego fragmentu zostaje następnie przerwana i rozpoczyna się nowa synteza z następnym starterem RNA. Poszczególne fragmenty Okazaki początkowo nie są ze sobą powiązane i nadal zawierają RNA kończy się 5". W pewnej odległości od widełek replikacyjnych polimeraza DNA I zaczyna zastępować starter RNA sekwencją DNA. Na koniec pozostałe pęknięcia pojedynczej nici są naprawiane przez ligazę DNA. W powstałej w ten sposób podwójnej helisie DNA tylko jedna z nici jest syntetyzowana na nowo.
Slajd 10
Opis slajdu:
Slajd 11
Opis slajdu:
Replikacja. Replikacja DNA to proces syntezy cząsteczki potomnej kwasu dezoksyrybonukleinowego, który zachodzi podczas podziału komórki na matrixie cząsteczki macierzystego DNA. W tym przypadku materiał genetyczny zaszyfrowany w DNA jest podwajany i dzielony pomiędzy komórki potomne. Helikaza, topoizomeraza i białka wiążące DNA rozwijają DNA, utrzymują rozcieńczenie matrycy i obracają cząsteczkę DNA. Prawidłową replikację zapewnia dokładne dopasowanie komplementarnych par zasad oraz aktywność polimerazy DNA, która jest w stanie rozpoznać i skorygować błąd. Replikacja jest katalizowana przez kilka polimeraz DNA. Po replikacji helisy potomne są skręcone z powrotem bez energii i jakichkolwiek enzymów. Łańcuchy cząsteczki DNA rozchodzą się i każdy z nich staje się matrycą, na której syntetyzowany jest nowy, komplementarny łańcuch. W rezultacie powstają nowe dwuniciowe cząsteczki DNA, identyczne z cząsteczką macierzystą. Każda cząsteczka DNA składa się z jednej nici pierwotnej cząsteczki macierzystej i jednej nowo zsyntetyzowanej nici. Ten mechanizm replikacji nazywa się półkonserwatywnym. Obecnie mechanizm ten uważa się za udowodniony dzięki eksperymentom M. Meselsona i F. Stahla (1958). Wcześniej istniały dwa inne modele: „konserwatywny” – w wyniku replikacji jedna cząsteczka DNA składa się wyłącznie z łańcuchów rodzicielskich oraz drugi - tylko łańcuchy córki; „dyspersyjny” – wszystkie cząsteczki DNA powstające w wyniku replikacji składają się z łańcuchów, których niektóre odcinki są nowo syntetyzowane, inne zaś pochodzą z macierzystej cząsteczki DNA).
Slajd 53 z prezentacji „(DNA)”Wymiary: 720 x 540 pikseli, format: .jpg. Aby bezpłatnie pobrać slajd do wykorzystania na zajęciach, kliknij obraz prawym przyciskiem myszy i kliknij „Zapisz obraz jako…”. Możesz pobrać całą prezentację „(DNA).ppt” w archiwum ZIP o wielkości 1989 KB.
„Cząsteczki DNA i RNA” – Właściwości fizykochemiczne RNA. Rodzaje RNA. Rybosomalny RNA. Cząsteczka DNA o dużej masie cząsteczkowej. Budowa molekularna DNA i rodzaje wiązań chemicznych w cząsteczce. Dekodowanie struktury DNA. Historia odkrycia. Rybosomy macierzy komórkowej i mitochondria. Cząsteczka RNA jest polimerem, którego monomerami są rybonukleotydy.
„Kwas nukleinowy” – niestety! Cukier - ryboza. Cytozyna. Gunin. Sporządzenie tabeli porównawczej. Timin. Stabilność NK jest najważniejszym warunkiem prawidłowego funkcjonowania komórek i całych organizmów. Polimery biologiczne - kwasy nukleinowe. Adenina. „Nycleus” – rdzeń. Białko + DNA = chromosom. Wykonanie testu. Znaczenie kwasów nukleinowych.
„Chemia kwasów nukleinowych” - Budowa chromatyny. Zrozumienie wzajemnych powiązań i współzależności substancji. DNA jest podwójną nicią. Słowa kluczowe. Nukleotyd. Tworzenie superhelisy DNA. Rodzaje RNA. Schemat replikacji DNA. Rozwiąż problem. Oznaczenia zasad azotowych. Struktura i funkcje. Skok spiralny. Kwas nukleinowy.
„Kwasy nukleinowe” – Zasada komplementarności (uzupełniania). Struktura nukleotydów (różnice). Skład zasad azotowych. Biologiczna rola kwasów nukleinowych. Kwas fosforowy. Struktura nukleotydów. James Watson i Francis Crick rozszyfrowali strukturę DNA. Charakterystyka porównawcza. 1892 - chemik Lilienfeld wyizolował kwas tymonukleinowy z grasicy w 1953 roku.
„Struktura kwasów nukleinowych” - Kwasy nukleinowe. Rodzaje RNA. Model DNA. Właściwości kodu genetycznego. Komplementarność. Aminokwas jest kodowany przez trzy nukleotydy. Trzy kodony to znaki interpunkcyjne. Kod genetyczny. DNA. Struktura NK. Czerwone krwinki. Otwarcie NK. Połączenie nukleotydów. Polimer.
