WWW.KNIGI.KONFLIB.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 
<< HOME
Научная библиотека
CONTACTS

Pages:     | 1 |   ...   | 10 | 11 || 13 | 14 |   ...   | 27 |

«На протяжении предыдущих лет обучения вы ознакомились с разнообразным миром организмов: бактерий, растений, грибов, животных. Вы также детально изучали строение и ...»

-- [ Страница 12 ] --

Энергия, которая высвобождается в процессе расщепления молекул АТФ, используется для синтеза необходимых организму соединений, поддержания определенной температуры тела, обеспечения других процессов жизнедеятельности.

Ключевые термины и понятия. Нуклеотиды, нуклеиновые кислоты.

Нуклеиновые кислоты – сложные высокомолекулярные биополимеры, мономерами которых являются нуклеотиды.

Молекула нуклеотида состоит из остатков азотистого осноКратко вания, пятиуглеродного моносахарида (пентозы) и фосфорной кислоты.

Различают дезоксирибонуклеиновую (ДНК) и рибонуклеиновые (РНК) кислоты. В состав ДНК входит остаток пентозы дезоксирибозы, в состав РНК – рибозы.

В молекулах РНК содержатся четыре типа нуклеотидов: с азотистыми основаниями аденином (А), гуанином (Г), цитозиРаздел I ном (Ц) и урацилом (У). В молекуле ДНК также встречаются четыре типа нуклеотидов, но вместо урацила – тимин (Т).

Существуют три основных типа РНК: информационная, или Кратко о матричная (иРНК, или мРНК), транспортная (тРНК) и рибосоглавном мальная (рРНК).

Аденозинтрифосфорная кислота (АТФ) – универсальный химический аккумулятор энергии в клетках.

1. Каковы особенности строения нуклеиновых кислот? Какие два типа нуклеиновых кислот вам известны? 2. Какие вы знаете виды Вопросы для самоконтроля 6. Какова структура молекулы АТФ? 7. В чем заключается роль АТФ Подумайте. В каких процессах, происходящих в клетке, участвуют молекулы Вспомните: что называют хромосомами, генами, моносахаридами, биополимерами? Где в клетках сохраняется наследственная информация? Какие организмы называют эукариотами и прокариотами? Какие процессы называют денатурацией, ренатурацией и деструкцией? Что собой представляют антитела и антигены?

• Строение ДНК. Молекулы ДНК в клетках эукариот находятся в ядре, пластидах и митохондриях, а прокариот – в особых участках цитоплазмы.

Расшифровка структуры ДНК имеет свою историю. В 1950 году американский ученый украинского происхождения Эрвин Чаргафф (1905–2002) и его коллеги обнаружили такие количественные закономерности содержания азотистых оснований в молекуле ДНК:

во-первых, количество нуклеотидов, содержащих аденин в любой молекуле ДНК, равно числу нуклеотидов, содержащих тимин (А = Т), а число нуклеотидов с гуанином – числу нуклеотидов с цитозином (Г = Ц);

во-вторых, сумма нуклеотидов с аденином и гуанином равна сумме нуклеотидов с тимином и цитозином (А+Г = Т+Ц). Как вы уже знаете, это открытие способствовало установлению в 50-х годах ХХ века пространственной структуры молекулы ДНК (рис. 12.1).

Молекула ДНК состоит из двух цепей нуклеотидов, которые соединены между собой с помощью водородных связей. Эти связи возникают между двумя нуклеотидами, которые как бы дополняют друг друга по размерам. Установлено, что остаток аденина (А) нуклеотида одной цепи молекулы ДНК всегда соединяется с остатком тимина (Т) нуклеотида другой цепи (между ними возникают две водородные связи), а гуанина (Г) – с цитозином (Ц) (между ними возникают три водородные Четкое соответствие нуклеотидов в двух цепях ДНК имеет название комплементарность (от лат. комплементум – дополнение). При этом две цепи нуклеотидов обвивают друг друга, создавая закрученную вправо спираль диаметром приблизительно 2 нм [1 нм (нанометр) равен 10–6 мм].

Так возникает вторичная структура молекулы ДНК, тогда как первичная – это определенная последовательность остатков нуклеотидов, расположенных в виде двойной цепи.

При этом отдельные нуклеотиды соединены между собой в цепь за счет особой разновидности прочных ковалентных связей, образующихся между остатком углевода одного нуклеотида и остатком фосфорной кислоты другого.

Молекулы ДНК в клетке образуют длина ДНК наибольшей хромосомы человека составляет 8 см, но она свернута таким образом, что вмещается в хромосоме длиной всего 5 мкм. Это происходит благодаря тому, что двойная спираль ДНК пространственно Рис. 12.1. Молекула ДНК: 1 – схема уплотняется, формируя третичную строения; 2 – пространственная структуру – суперспираль. Такое стро- модель; обратите внимание: между ение характерно для ДНК хромосом комплементарными нуклеотидами эукариот и обусловлено взаимодей- Г–Ц образуется три водородные ствием между ДНК и ядерными белка- цепи ДНК закручены вокруг общей ми. В ядерной зоне клеток прокариот оси, а также одна вокруг другой молекула ДНК имеет форму кольца и не вступает в комплекс с белками. Итак, запомните: в клетках прокариот и эукариот молекулы ДНК всегда состоят из двух цепей.

• Свойства ДНК. Подобно белкам, молекулы ДНК способны к денатурации, ренатурации и деструкции. При определенных условиях (действие кислот, щелочей, высоких температур и т. п.) водородные связи между комплементарными нитратными основаниями разных цепей молекулы ДНК разрываются. При этом молекула ДНК полностью или частично распадается на отдельные цепи и соответственно теряет свою биологическую активность. После прекращения негативных воздействий структура молекулы может восстановиться благодаря восстановлению водородных связей между комплементарными нуклеотидами.

Важное свойство молекул ДНК – их способность к самоудвоению. Это явление еще называют репликацией. Оно основывается на принципе комплементарности: последовательность нуклеотидов во вновь созданной цепи определяется их расположением в цепи материнской молекулы ДНК, которая служит матрицей.

Репликация ДНК – полуконсервативный процесс, то есть две дочерние молекулы ДНК содержат по одной цепи, унаследованной от материнской Рис. 12.2. Процесс самоудвоения молекулы ДНК: при участии фер- организмов является ген – участок момента разрываются водородные лекулы ДНК (у некоторых вирусов – связи (1) и на каждой материнской РНК), который несет наследственную цепи по принципу комплементар- информацию о структуре определенности достраивается дочерняя (2) ного белка или нуклеиновой кислоты.

Функционально ген – целостная единица наследственности, так как любые нарушения его строения изменяют закодированную строение белков и нуклеиновых кислот, и регуляторные, служащие местом присоединения ферментов и других биологически активных веществ. Эти соединения влияют на активность Совокупность генетической информации, закодированной в генах определенной клетки или значительно колеблется. Проще всего организован геном вирусов, в котором насчитывают от одного до нескольких сот исключительно структурных генов. Геном прокариот имеет более терии кишечной палочки молекула ДНК состоит из 3 800 000 пар нуклеотидов, а структурных генов у нее – около тысячи. Установлено также, что почти половина длины этой молекулы не несет никакой наследственной информации.

Геном эукариот имеет еще более сложную структуру: количество ДНК в их ядре очень велико, а следовательно, и количество структурных и регуляторных генов.

Исследование геномов разных эукариот показало, что количество ДНК в их ядре во много раз превышает необходимое для кодирования всех структурных генов. Причин этого явления несколько. Во-первых, ДНК содержат немало последовательностей, каждая из которых повторяется до сотен тысяч раз. Во-вторых, значительная часть участков ДНК вообще не несет генетической информации. В-третьих, имеется большое количество регуляторных генов. В некоторых случаях неинформационные (некодирующие) участки молекулы ДНК могут составлять 80–90 %, тогда как кодирующие структуру белков или РНК – только 10–20 %. Участки некодирующей ДНК обнаружены и в составе структурных генов. Было доказано, что ген состоит из отдельных блоков (частей). Одни из них копируются в иРНК и несут информацию о структуре определенных соединений, а другие – нет.

Итак, запомните, что гены эукариот имеют мозаичное строение: их участки, кодирующие наследственную информацию, называют экзонами, а не кодирующие – интронами. Отдельные интроны могут вмещать от 100 до 1 000 000 пар нуклеотидов и больше. Количество интронов в составе генов разное: в гене гемоглобина – 2, белка куриного яйца – 7, белкаколлагена курицы – 51. Число и расположение интронов специфичны для каждого гена.

Раньше считали, что место каждого гена в молекуле нуклеиновой кислоты четко определено. Но в 60-х годах ХХ века было выявлено перемещение фрагментов ДНК из одного участка в другой. Если такой фрагмент оказывается в кодирующей последовательности нуклеотидов определенного гена, то этот ген теряет свою функцию. Если же такой «прыгающий»

ген оказывается рядом с другим, то функции одного или обоих могут измениться.

Считают, что в геноме закодированы особые программы, которые определяют перестройку отдельных участков молекулы ДНК. В определенных случаях такая самоперестройка молекул ДНК может иметь для организма важное значение. Например, молекулярный анализ показал, что разнообразие антител у млекопитающих и человека может быть достигнуто именно вследствие этого явления.

Поврежденные молекулы ДНК способны к восстановлению. При этом при участии специфических ферментов поврежденные участки ДНК вырезаются, а на их местах с помощью другого фермента (ДНК-полимеразы) восстанавливается соответствующая последовательность нуклеотидов. Еще один фермент помогает встроить восстановленный фрагмент в цепь ДНК.

Этот процесс назвали репарацией (от лат. репаратион – восстановление).

Ключевые термины и понятия. Дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК), принцип комплементарности, гены структурные и регуляторные, экзоны и интроны.

Молекула ДНК состоит из двух цепей нуклеотидов, которые соединяются между собой с помощью водородных связей. Четкое соответствие нуклеотидов в цепях ДНК, между которыми возникают водородные связи, называется комплементарность.

Кратко Молекулы ДНК способны к денатурации, ренатурации и деструко ции, а также к репликации (самоудвоению).

главном Основные функции ДНК – это кодирование, сохранение наследственной информации, передача ее дочерним клеткам при Гены подразделяют на структурные, кодирующие строение белков и нуклеиновых кислот, и регуляторные, служащие местом присоединения ферментов и других биологически активных веществ, влияющих на активность структурных генов.

строении молекул ДНК и РНК? 3. Какова пространственная струкстроении молекул ДНК РНК?

Вопросы для самоконтроля «геном». Какие известны разновидности генов?. Каково строение «геном». Какие известны разновидности генов? 6. Каково строение Подумайте. Какие связи будут в первую очередь разрушаться при воздействии на молекулу ДНК разных факторов: между соседними нуклеотидами, входящими в состав одной цепи, или между комплементарными нуклеотидами разных цепей? Ответ обоснуйте.

ВИТАМИНЫ, ГОРМОНЫ, ФАКТОРЫ

Вспомните: какие соединения называют биологически активными? Что такое ферменты, витамины и гормоны, железы внутренней секреции?

Какова их роль в организме? Каковы строение и функции синапсов?

• Биологически активные вещества – это органические соединения разной химической природы, способные влиять на обмен веществ и превращения энергии в живых существах. Одни из них регулируют процессы метаболизма, роста и развития организмов, другие служат средством влияния на особей своего или других видов. К биологически активным веществам относят ферменты, витамины, гормоны, нейрогормоны, факторы роста, фитогормоны, антибиотики и т. п. (рис. 13.1).

• Витамины – биологически активные низкомолекулярные органические соединения различной химической природы. Они необходимы для обеспечения процессов жизнедеятельности всех живых организмов. Витамины участвуют в обмене веществ и превращении энергии в основном в качестве компонентов сложных ферментов. Суточная потребность человека в витаминах составляет миллиграммы, а иногда и микрограммы.



Pages:     | 1 |   ...   | 10 | 11 || 13 | 14 |   ...   | 27 |
 


Похожие работы:

«И.С. Белюченко Экология Кубани (Часть II) Краснодар, 2005 Белюченко И.С. Экология Кубани. Часть II. Краснодар: Изд-во КГАУ. 2005. 470 с. Во второй части монографии обсуждается степень загрязнения различных ландшафтов края некоторыми поллютантами (тяжелыми металлами, пестицидами и др.) на основе обобщения данных научных публикаций различных авторов и результатов исследований и экспериментальных материалов, выполненных научноисследовательским институтом прикладной и экспериментальной экологии...»

«ХИМИЯ ГЕТЕРОЦИКЛИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ Лабораторный практикум по дисциплине Химии гетероциклических соединений Тольятти ТГУ 2013 Министерство образования и науки Российской Федерации Тольяттинский государственный университет Институт химии и инженерной экологии Кафедра химия и химические технологии ХИМИЯ ГЕТЕРОЦИКЛИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ Лабораторный практикум по дисциплине Химия гетероциклических соединений Авторы А.С. Бунев, В.Е. Стацюк Тольятти Издательство ТГУ 2013 2 УДК 547.7:578.8(075ю8) ББК...»

«РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ФЕДЕРАЛЬНОГО АГЕНТСТВА ПО ЗДРАВООХРАНЕНИЮ И СОЦИАЛЬНОМУ РАЗВИТИЮ НАУЧНО-ИНФОРМАЦИОННЫЙ МАТЕРИАЛ ОСТРЫЕ ОТРАВЛЕНИЯ Москва 2010г. 0 Оглавление 1. Актуальность проблемы. Введение.2 2. Эпидемиология..8 3. Формы отравления..13 4. Форма токсического вещества.16 5. Диагностика отравлений.18 6. Дифференциальная диагностика.23 7. Лабораторная диагностика.25 8. Основные составляющие лечения.27 9. Основные методы детоксикации организма.33 10....»

«III научно-практическая конференция Новочеркасского территориального методического объединения УПО Тема: Химия и окружающая среда Конкурсантки: Струтина В., Виноградова А. Руководители: преподаватель химии Орлова С.П., преподаватель анатомии Плакунова И.Л. 2013 СОДЕРЖАНИЕ ВВЕДЕНИЕ.. 3 1. Изучение общих сведений о загрязнении атмосферы. Основные источники 5 загрязнения воздуха на территории г. Константиновска. 2. Изучение влияния автотранспорта на состав воздуха в г. Константиновске. 11 3....»

«ИССЛЕДОВАНИЕ СОДЕРЖАНИЯ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ В ПОЧВАХ И РАСТИТЕЛЬНОСТИ В ЗОНЕ ДЕЙСТВИЯ ГОРНОПРОМЫШЛЕННОГО ПРЕДПРИЯТИЯ Т.Н. Александрова, Л.Н. Липина Институт горного дела ДВО РАН, IGD@rambler.ru lipina@igd.khv.ru RESEARCH OF THE MAINTENANCE OF HEAVY METALS IN SOILS AND VEGETATION TO THE OPERATIVE RANGE OF THE MINING ENTERPRISE В статье приводятся результаты исследований содержания тяжелых металлов в почвах и растительности в зоне действия горнопромышленного предприятия. Выявлены зоны локального...»

«ФИЗИОЛОГИЯ РАСТЕНИЙ С ОСНОВАМИ БИОХИМИИ Учебно-методический комплекс по дисциплине для студентов направления 250100.62 Лесное дело всех форм обучения Самостоятельное учебное электронное издание СЫКТЫВКАР 2012 УДК 581.1 ББК 28.55 Ф48 Рекомендован к изданию в электронном виде кафедрой лесного хозяйства Сыктывкарского лесного института (протокол № 6 от 21.06.2012) Утвержден к изданию в электронном виде советом сельскохозяйственного факультета Сыктывкарского лесного института (протокол № 9 от...»

«Утверждено: Согласовано: Рассмотрено: Директор О.Б.Анянова Зам. директора по УР на заседании МО Приказ № _ протокол № сентября 2013 г. _2013 г _2013 г руководитель МО РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ПО ХИМИИ 10А, 11А классы (профильный уровень) Составитель: Емельянова Г. В., учитель химии, высшая квалификационная категория г. Колпашево 2013 год 1. ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА Изучение химии на базовом уровне среднего (полного) общего образования Программа предназначена для обучающихся 10-11 классов. Программа...»

«Оглавление Предисловие Введение. Предмет медицинской генетики Часть I. ОБЩАЯ ГЕНЕТИКА Глава 1.1. Законы Менделя Глава 1.2. Хромосомная теория наследственности Глава 1.3. Спонтанный и индуцированный мутагенез Глава 1.4. Цитогенетические карты генов Глава 1.5. Типы наследования признаков Глава 1.6. Генетика популяций Глава 1.7. Структура вещества наследственности – ДНК Глава 1.8. Центральная догма молекулярной генетики Глава 1.9. Структура и экспрессия генов эукариот Глава 1.10. Мутации генов...»






 
© 2013 www.knigi.konflib.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.