Материалы » Естествознание на молекулярном уровне » Молекулярные основы эволюции (белки, нуклеиновые кислоты, первичный и вторичный генетический коды)

Молекулярные основы эволюции (белки, нуклеиновые кислоты, первичный и вторичный генетический коды)
Страница 2

Значение белков в питании.

Белки – необходимая составная часть продуктов питания. В процессе пищеварения Б. подвергаются гидролизу до аминокислот, которые и всасываются в кровь. Пищевая ценность белков зависит от их аминокислотного состава, содержания в них, так называемых, незаменимых аминокислот, не синтезирующихся в организмах. В питательном отношении растительные белки менее ценны, чем животные; они беднее лизином, метионином и триптофаном, труднее перевариваются. Наряду с этим выводят новые сорта растений, содержащие гены, ответственные за синтез недостающих аминокислот. Перспективно использование для этого методов генетической инженерии.

НУКЛЕИНОВЫЕ КИСЛОТЫ (полинуклеотиды), биополимеры, осуществляющие хранение и передачу генетической информации во всех живых организмах, а также участвующие в биосинтезе белков.

Первичная структура нуклеиновых кислот (Н.к.) представляет собой последовательность остатков нуклеотидов. Последние в молекуле Н.к. образуют неразветвленные цепи. В зависимости от природы углеводного остатка в нуклеотиде Н.к. подразделяют соответственно на дезоксирйбонуклеиновые (ДНК) и рибонуклеиновые (РНК) кислоты. В молекуле ДНК гетероциклы, входящие в остаток нуклеотида, представлены двумя пуриновыми основаниями – адeнином (А) и гуанином (G), и двумя пиримидиновыми основаниями – тимином (Т) и цитозином (С); РНК вместо Т содержит урацил (U). Кроме того, в Н.к. в небольших количествах обнаруживаются модифицированные остатки нуклеозидов – минорные нуклеозиды.

Свойства ДНК и РНК различны. Так, РНК легко расщепляется щелочами до мононуклеотидов, в то время как в тех же условиях стабильны. Это структурное различие определяет и меньшую устойчивость к воздействию кислот N-гликозидных связей (связь между гетероциклом и остатком рибозы) в ДНК по сравнению с РНК.

Дсзоксирибонуклепновые кислоты. Нуклеотидный состав ДНК подчиняется ряду правил (п р а в и л а Ч а р г а ф ф а), важнейшее среди которых – одинаковое содержание А и Т, G и С у любой клеточной ДНК. Нуклеотидный состав РНК подобным правилам не подчиняется.

Пространствю структура ДНК описывается как комплекс двух полинуклеотидных антипараллельных цепей (рис.1), закрученных относительно общей оси. Комплементарное спаривание А с Т и G с С осуществляется посредством водородных связей.

3058-14.jpg

Рис. 1. Двойная спираль ДНК (стрелками показано

направление полинуклеотидной цепи)

Установлено, что молекула ДНК в клетке представляет собой совокупность генов, регуляторных участков, районов, участвующих в организации генов в хромосомах.

Рибонуклеиновые кислоты.

РНК, как правило, построены из одной полинуклеотидной цепи, характерный элемент вторичной структуры которой – "шпильки", перемежающиеся однотяжевыми участками (рис.2). Шпилька – двутяжевая спиральная структура, образующаяся в результате комплементарного спаривания оснований (А с U и G с С). Шпильки и соединяющие их однотяжевые участки РНК укладываются в компактную третичную структуру. Для РНК вторичная структура имеет характерную форму, которую называют "клеверным листом". Известны редкие примеры целиком двухспиральных молекул РНК.

3058-16.jpg

(рис. 2)

Получение Н.к.

В клетках Н.к. связаны с белками, образуя нуклеопротеиды. Выделение Н.к. сводится преимущественно к очистке их от белков. Для этого препараты, содержащие Н.к., обрабатывают ПАВ и экстрагируют белки фенолом. Последняя очистка и фракционирование Н.к. проводятся с помощью ультрацентрифугирования, различных видов жидкостной хроматографии и гель-электрофореза. Для получения индивидуальных Н.к. обычно используют различные варианты последнего метода.

Историческая справка.

Н.к. открыты в 1869-72 Ф. Мишером в ядрах (отсюда назв.: лат. nucleus-ядро) клеток гноя и в сперме лосося. В 1889 Р. Альтман выделил их в чистом виде (им же предложен термин "Нуклеиновые кислоты"). В 1944 О. Эйвери показал, что с помощью ДНК наследственные признаки могут быть переданы от одной клетки к другой и что ДНК, таким образом, является "веществом наследственности". Хим. строение Н.к. изучалось школами А. Косселя, П. Левина, Дж. Гулленда и А. Тодда и было окончательно установлено к нач. 50-х гг. Макромол. Структура ДНК (двойная спираль) установлена в 1953 Дж. Уотсоном и Ф. Криком на основании данных рентгеноструктурного анализа, полученных Р. Франклин и М. Уилкинсом.

Страницы: 1 2 3


Посев и культивирование
При достаточном содержании патогенных бактерий в образце проводят посев на плотные пита­тельные среды (для получения изолированных колоний). Если в исследуемом материале бактерий мало, то посев проводят на жидкие среды обогащения. На практике выделение относительно неприхотливых бактерий обычно проводят на простых средах (например, на К ...

Мочевой пузырь
Мочевой пузырь (vesica urinaria) представляет собой вместилище для мочи, которая периодически выводится из него через мочеиспускательный канал. Емкость мочевого пузыря около 500 мл. Пустой мочевой пузырь лежит в полости малого таза позади лобкового симфиза, от которого он отделен слоем рыхлой клетчатки. При наполнении мочой верхняя его ...

Киты
К какому виду животных относятся киты? Хотя китов иногда и называют «рыба- кит», на самом деле они млекопитающие животные, и их «родственниками» скорее уж можно считать оленей и крупный рогатый скот. Это показывает сравнительный анализ строения скелета. Но уже много миллионов лет назад предки китов, живущие изначально на суше, постепен ...