Химия наследственности. Нуклеиновые кислоты. ДНК. РНК. Репликация ДНК и передача наследственной информации

 Эволюционизм или креационизм

Фосфорная кислота во всех случаях одинакова, то есть каждый нуклеотид включает в себя одну и ту же молекулу. В отличие от фосфорной кислоты, сахара представлены в двух вариантах: рибозы и дезоксирибозы. Эти два сахара никогда не встречаются одновременно в одном и том же полинуклеатиде, то есть в одной и той же цепочке нуклеотидов. И если мы обозначим эти сахара их начальными буквами Р (рибоза) и Д (дезоксирибоза), то получим известные сегодня, наверное, каждому аббревиатуры нуклеиновых кислот (НК): РНК и ДНК. Основания так же отличаются друг от руга. В состав ДНК входит четыре их разновидности: аденин (А), гуанин (Г), цитозин (Ц) и тимин (Т); в состав РНК входят три из них: аденин, гуанин, цитозин, но вместо тимина появляется урацил (У). Таким образом, с позиций структурной химии ДНК представляет собой последовательность связанных между собой дезоксирибонуклеатидов, РКН последовательность рибонуклеатидов. При этом общая длина нуклеатидных цепей может достигать нескольких миллионов звеньев. В этих молекулярных цепочках каждые три следующие друг за другом основания составляют собой так называемый триплет

 Строение и функции клетки

Отсюда и произошло название (лат. «нуклеус» - ядро). Входя в состав хромосом, нуклеиновые кислоты участвуют в хранении и передаче наследственных свойств клетки. Нуклеиновые кислоты обеспечивают образование белков. ДНК. Молекула ДНК – дезоксирибонуклеиновая кислота – была открыта в клеточных ядрах ещё в 1868 году швейцарским врачом И.Ф. Мишером. Позднее узнали, что ДНК находится в хромосомах ядра. Основная функция ДНК – информационная: порядок расположения её четырёх нуклеотидов (нуклеотид - мономер; мономер – вещество, состоящее из повторяющихся элементарных звеньев) несёт важную информацию – определяет порядок расположения аминокислот в линейных молекулах белков, т.е. их первичную структуру. Набор белков (ферментов, гормонов) определяет свойства клетки и организма. Молекулы ДНК хранят сведения об этих свойствах и передают их в поколения потомков, т.е. ДНК является носителем наследственной информации. РНК. РНК – рибонуклеиновая кислота – очень похожа на ДНК и тоже построена из мономерных нуклеотидов четырёх типов.

 Микробиология: словарь терминов

КРИОСТАТ прибор для поддержания низкой температуры с помощью сжиженных газов (азота, гелия). Представляет собой, по существу, термос значительных размеров. Используется в криопрезервации. КРИПТОГРАММА ВИРУСА запись структуры и свойств вируса в виде четырех пар символов1я пара символов тип нуклеиновой кислоты (R РНК, D ДНК) и число цепей нуклеиновой кислоты (1, 2); 2я пара молекулярная масса нуклеиновой кислоты (в млн Да) и процентное содержание ее в вирионе; 3я пара форма вирусной частицы и форма нуклеокапсида (S сферическая, U удлиненная с параллельными сторонами и закругленным концом или концами, Е удлиненная с параллельными сторонами и незакругленными концами, Х сложная); 4я пара тип хозяина (А актиномицеты, В бактерии, F грибы, I беспозвоночные, S семенные растения, V позвоночные) и тип переносчика (О без переносчика, Ас клещи, А1 белокрылки, Аи цикадки ит. д.). Звездочка (*) для всех пар означает, что данное свойство неизвестно. ПримерК. в. табачной мозаики R/1; 2/5; Е/Е; S/*. Используется в мед. вирусологии

 Репликация ДНК

Замечательной особенностью ДНК является то, что она несёт гены кодирующие эти белки, и, таким образом, информация о механизме её собственного удвоения закодирована в ней самой. 1. Понятие и основа репликации Репликация (позднелат. replica io — повторение, от лат. replico — обращаюсь назад, повторяю), редупликация, ауторепродукция, аутосинтез, протекающий во всех живых клетках процесс самовоспроизведения (самокопирования) нуклеиновых кислот, генов, хромосом. Репликация ДНК — это процесс синтеза дочерней молекулы дезоксирибонуклеиновой кислоты, который происходит в процессе деления клетки на матрице родительской молекулы ДНК. При этом генетический материал, зашифрованный в ДНК, удваивается и делится между дочерними клетками. Репликацию ДНК осуществляет фермент ДНК-полимераза. В основе механизма репликация лежит ферментативный синтез дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) или рибонуклеиновых кислот (РНК), осуществляемый по матричному принципу. Предложенная в 1953 Дж. Уотсоном и Ф. Криком модель строения ДНК — так называемая двойная спираль — с одной стороны, объяснила, каким образом записана генетическая информация в молекуле ДНК, с другой — позволила понять и экспериментально изучать химические механизмы удвоения генетического материала.

 Велнес по-рублевски

Углеводы Углеводы составляют основную часть рациона человека – 400–500 г в сутки. Около половины суточной энергетической ценности пищевого рациона также обеспечивается углеводами. Кроме того, они выполняют защитную функцию – поддерживают иммунитет; пластическую функцию – входят в состав большинства структур клетки; используются для синтеза нуклеиновых кислот, играющих важную роль в передаче генетической информации и регуляции обмена веществ. Углеводы подразделяются на простые, сложные и клетчатку. Простые – это фруктоза, глюкоза, сахароза. Сложные – крахмал, гликоген. Клетчатка – это так называемые пищевые волокна. Глюкоза является одним из наиболее распространенных важнейших источников энергии для нервных тканей, сердца, мышц и других органов. Большинство углеводов пищи превращается в нашем организме в глюкозу и таким образом усваивается. Фруктоза характеризуется наибольшей сладостью, часть ее в нашем организме превращается в глюкозу, а часть непосредственно участвует в процессах обмена. Глюкоза и фруктоза содержатся в фруктах, ягодах и меде

 Конспект урока по биологии - ДНК

Кто может сказать какие существуют НК и какова их основная функция? (ДНК, РНК, хранение и передача наследственной информации) I. История изучения. Сегодня почти каждый знает, что такое ДНК и зачем она нужна, но так было, естественно не всегда. Люди, изучая наследование признаков, не знали, какое именно вещество несет информацию. Впервые ДНК была выделена в 1869 году Фридрихом Мишером, но этому веществу не было придано должного значения. В 1928 году Грифитс проводил опыты на пневмококке и пришел к странным выводам: он обнаружил, что непатогенных бактерий можно превратить в патогенных посредством введения какого-то вещества, которое содержится в клетках и его можно оттуда извлечь. Решение этому курьезу было найдено только через 15 лет. В то время, когда на планете бушевала вторая мировая война, и на полях ее сражений решались судьбы человеческой цивилизации, в тиши лабораторий Эвери и Мак Карти решали судьбу самого человечества. Естественно, они об этом даже не подозревали. Но именно ими тогда было показано, что полимерными молекулами дезоксирибонуклеиновой кислоты, т. е. химически очищенным веществом, впервые полученным еще в конце прошлого столетия Мишером, можно передавать наследственные признаки.

 Белки в медицине

Белки выполняют функцию биокатализаторов — ферментов, регулирующих скорость и направление химических реакций в организме. В комплексе с нуклеиновыми кислотами обеспечивают функции роста и передачи наследственных признаков, являются структурной основой мышц и осуществляют мышечное сокращение. В молекулах белков содержатся повторяющиеся амидные связи С(0)— H, названные пептидными (теория русского биохимика А.Я.Данилевского). Таким образом, белок представляет собой полипептид, содержащий сотни или тысячи аминокислотных звеньев. Структура белковО собый характер белка каждого вида связан не только с длиной, составом и строением входящих в его молекулу полипептидных цепей, но и с тем, как эти цепи ориентируются. В структуре любого белка существует несколько степеней организации: 1. Первичная структура белка — специфическая последовательность аминокислот в полипептидной цепи. 1. Вторичная структура белка — способ скручивания полипептидной цепи в пространстве (за счет водородной связи между водородом амидной группы — H— и карбонильной группы — СО—, которые разделены четырьмя аминокислотными фрагментами). 2. Третичная структура белка — реальная трехмерная конфигурация закрученной спирали полипептидной цепи в пространстве (спираль, скрученная в спираль).

 Краткая история памяти

РНК производится веществом ДНК (дезоксирибо-нуклеиновая кислота), которое ответственно за нашу генетическую наследственность — например, ДНК определяет, будут ли ваши глаза голубыми или карими. Разные экспериментаторы оперировали с РНК, признавая идею, что она действительно оказывает огромное влияние на наш способ запоминания вещей. Например, если на животных воздействовать определенным типом обучения, РНК, обнаруженная в некоторых клетках, изменится. И далее, если производство РНК в теле животного прекращено или изменено, эти животные не способны обучаться или запоминать. Еще более удивительный эксперимент показал, что РНК, взятая у одной крысы и введенная другой, вызывает у последней «память» о вещах, которым та никогда не обучалась, но которым обучалась первая крыса. В то время, как развиваются исследования этого аспекта памяти, другие теоретики говорят, что мы должны прекратить придавать особое значение памяти, а больше сконцентрироваться на изучении «забывания». Их позиция: важно, не сколько мы помним, а сколько постепенно забываем. Развитием этой идеи является двойная теория запоминания и забывания, которая гласит, что существуют два вида сохранения информации: долгосрочный и краткосрочный.

 Концепция естествознания

Такое превращение могло быть вызвано различными космическими факторами. Наряду со структурой белка интенсивно изучается механизм наследственности и воспроизводства живых систем. Наиболее важным на этом пути было выделение из состава ядра нуклеиновой кислоты, а из них ДНК и РНК. А позднее было открыто, что ДНК несет в себе наследственную информацию. ДНК является материальным носителем наследственной информации, а функционально гены ответственны за сохранение и передачу наследственной информации. Все гены разделяются на «регуляторные», кодирующие структуру белка, и, «структурные», кодирующие синтез метаболитов.18. Концепция эволюции в биологии. Дарвин — основоположник теории эволюции Понятие эволюции большей частью отождествляется с развитием. Говорят об эволюции Вселенной, геологической эволюции, об эволюции живой природы. Во всех случаях под эволюциях понимают процесс длительных, постепенных, медленных изменений, которые в конечном итоге приводят к качественным изменениям, завершающимися возникновением новых материальных систем, структур, видов, форм.

 Химический состав клетки

Сложные – полимеры с мономерами в виде моносахаридов (глюкоза, рибоза, дезоксирибоза). Биологическая роль Играют роль источника энергии. При расщеплении углевода освобождается 17,6 кДЖ Выполняют строительную функцию: из целлюлозы сост. Стенки растительных клеток. 3. Липиды. Представляют собой органические вещества, нерастворимые в воде, но растворимые в бензине, эфире, ацетоне. Из липидов самые распространенные и известные жиры, а также лецитин, холестерин и витамины А, D и гормоны. Биологическое значение велико и многообразно Строительная функция Энергетическая функция (жир) Источник воды Защитная функция ( низкая теплопроводность) 4. Нуклеиновые кислоты – ДНК, РНК, АТФ. ДНК дезоксирибонуклеиновая кислота РНК рибонуклеиновая кислота АТФ аденозинтрифосфорная кислота 1. Молекула ДНК – представляет собой две спирали замкнутые одна вокруг другой. ДНК содержится в ядре клетки, в митохондриях и хлоропластах. И является носителем наследственности. 2.Полимер состоит из монополимеров-нуклеотидов: остатки фосфорной кислоты, дезоксирибоза, азотистое основание (аденин тимин) (цитозин гуанин) Односпиральная молекула, нуклеотид состоит из: рибозы, остатков фосфорной кислоты, азотистого основания (аденин гуанин, цитозин, урацил).

 Нуклеиновые кислоты

Нуклеиновые кислоты, биополимеры, состоящие из остатков фосфорной кислоты, сахаров и азотистых оснований (пуринов и пиримидинов). Имеют фундаментальное биологическое значение, поскольку содержат в закодированном виде всю генетическую информацию любого живого организма, от человека до бактерий и вирусов, передаваемую от одного поколения другому. Нуклеиновые кислоты были впервые выделены из клеток гноя человека и спермы лосося швейцарским врачом и биохимиком Ф.Мишером между 1869 и 1871. Впоследствии было установлено, что существует два типа нуклеиновых кислот: рибонуклеиновая (РНК) и дезоксирибонуклеиновая (ДНК), однако их функции долго оставались неизвестными. В 1928 английский бактериолог Ф.Гриффит обнаружил, что убитые патогенные пневмококки могут изменять генетические свойства живых непатогенных пневмококков, превращая последние в патогенные. В 1945 микробиолог О.Эвери из Рокфеллеровского института в Нью-Йорке сделал важное открытие: он показал, что способность к генетической трансформации обусловлена переносом ДНК из одной клетки в другую, а следовательно, генетический материал представляет собой ДНК. В 1940–1950 Дж.Бидл и Э.Тейтум из Станфордского университета (шт.

 Биохимические основы наследственности

Функции белка разнообразны: 1) каталитическая: белки-ферменты ускоряют биохимические реакции организма; 2) строительная: белки участвуют в образовании всех клеточных мембран и органоидов; 3) двигательная: белки обеспечивают сокращение мышц, мерцание ресничек, белки-гистоны, сокращаясь, образуют хромосомы из хроматина; 4) защитная: антитела гамма-гло6улины - распознают чужеродные для организма вещества и способствуют их уничтожению; 5) транспортная: белки переносят различные соединения (гемоглобин - кислород, белки плазмы -гормоны, лекарства и т.д.); 6) регуляторная: белки участвуют в регуляции обмена веществ (гормоны роста, гормон-инсулин, половые гормоны, адреналин и др.); 7) энергетическая - при распаде 1 г белка до конечных продуктов выделяется 17,6 кДж. Энергии. 2. Нуклеиновые кислоты К ним относятся ДНК - и РНК. В 1953 г. Д. Уотсон и Ф. Крик открыли структуру ДНК состоящую из двух цепей, спирально закрученных относительно друг друга. Каждая цепь - полимер, мономерами которого являются нуклеотиды. Каждый нуклеотид состоит из сахара дезоксирибозы, остатка фосфорной кислоты и одного из 4-х азотистых оснований (аденин, гуанин, тимин, цитозин).

 Билеты по биологии 11 класс

Функции ли-пидов: строительная (составная часть мембран), источник энергии. Роль жиров в жизни ряда жи-вотных, их способность длительное время обхо­диться без воды благодаря запасам жира. 5. Белки — макромолекулы (имеют большую молекулярную массу). Они состоят из десятков, со­тен аминокислот. Состав аминокислот, карбоксиль­ная (кислая) и аминная (основная) группы — основа образования между аминокислотами пептидных связей. Разнообразие аминокислот (примерно 20). Разная последовательность соединения аминокис­лот в молекулах белков — причина их огромного разнообразия. 6. Структуры молекул белка: первичная (после­довательность аминокислот), вторичная (форма спирали), третичная (более сложная конфигура­ция). Обусловленность структур молекул белков различными химическими связями. Разнообразие белков — причина большого числа признаков у ор­ганизма. Многофункциональность белков: строи­тельная, транспортная, сигнальная, двигательная, энергетическая, ферментативная (белки входят в состав ферментов). 7. Нуклеиновые кислоты (НК), их виды: ДНК, иРНК, тРНК, рРНК, НК — полимеры, их мономе­ры — нуклеотиды.

 Шпаргалки (биология) для выпускных экзаменов в 11 классе

Функции липидов: строительная (составная часть мембран), источник энергии. Роль жиров в жизни ряда животных, их способность длительное время обходиться без воды благодаря запасам жира. 5. Белки – макромолекулы (имеют большую молекулярную массу). Они состоят из десятков, сотен аминокислот. Состав аминокислот, карбоксильная (кислая) и аминная (основная) группы – основа образования между аминокислотами пептидных связей. Разнообразие аминокислот (примерно 20). Разная последовательность соединения аминокислот в молекулах белков – причина их огромного разнообразия. 6. Структуры молекул белка: первичная (последовательность аминокислот), вторичная (форма спирали), третичная (более сложная конфигурация). Обусловленность структур молекул белков различными химическими связями. Разнообразие белков – причина большого числа признаков у организма. Многофункциональность белков: строительная, транспортная, сигнальная, двигательная, энергетическая, ферментативная (белки входят в состав ферментов). 7. Нуклеиновые кислоты (НК), их виды: ДНК, иРНК. тРНК, рРНК, НК – полимеры, их мономеры – нуклеотиды.

 Основы биологических знаний

Биосинтез белка В обмене веществ организма ведущая роль принадлежит белкам и нуклеиновым кислотам. Белковые вещества составляют основу всех жизненно важных структур клетки, они входят в состав цитоплазмы. Белки обладают необычайно высокой реакционной способностью. Они наделены каталитическими функциями, т.е. являются ферментами, поэтому белки определяют направление, скорость и теснейшую согласованность, сопряженность всех реакций обмена веществ. Ведущая роль белков в явлениях жизни связана с богатством и разнообразием их химических функций, с исключительной способностью к различным превращениям и взаимодействиям с другими простыми и сложными веществами, входящими в состав цитоплазмы. Нуклеиновые кислоты входят в состав важнейшего органа клетки – ядра, а также цитоплазмы, рибосом, митохондрий и т.д. Нуклеиновые кислоты играют важную, первостепенную роль в наследственности, изменчивости организма, в синтезе белка. Одной из задач современной биологии и ее новейших разделов – молекулярной биологии, биоорганической химии, физико-химической биологии – является расшифровка механизмов синтеза молекулы белка, содержащей сотни, а иногда и тысячи остатков аминокислот.

 Вирусы

Вирусы, обладающие наружной оболочкой, могут сливаться с клеточной мембраной, и в цитоплазму клетки проникает весь внутренний капсид вируса, после чего происходит освобождение вирусного генома. Как только вирусный геном освободится от белка, он может служить источникоминформации как длярепликации, так и длятранскрипции , действуя как матрица для биосинтезасоответствующих продуктов.Размножение вирусных геномов идет путем репликации генетического материала, т.е. ДНК или РНК. Репликация ДНК происходит в основном с помощью тех же биохимических механизмов, что и репликация генетического материала клетки. Репликация вирусного ДНК-генома в клетке хозяина возможна, если геном является репликоном, который распознаетсярепликационным аппаратом клеточного или вирусного происхождения. В процессе репликации могут совместно участвовать и клеточные и вирусныеферменты. В некоторых случаях репликация начинается лишьпосле ряда предварительных этапов и создания особых условий. При вирусной инфекции набор клеточных ферментов может пополняться - иногда за счет ферментов, привносимых в клетку вирионом(вирусы осповакцины,везикулярного стоматита и гриппа, ретровирусы), а иногда - за счет ферментов, вновьсинтезируемых как продукты вирусных генов.

 Основы биотехнологии и ее научно-производственная база

Возможность целенаправленного манипулирования генетическим материалом обещает великие перемены в нашей жизни».18 Заключение Биотехнология возникла на стыке микробиологии, биохимии и биофизики, генетики и цитологии, биоорганической химии и молекулярной биологии, иммунологии и молекулярной генетики. Методы биотехнологии могут применяться на следующих уровнях: молекулярном (манипуляция с отдельными частями гена), генном, хромосомном, уровне плазмид, клеточном, тканевом, организменном и популяционном. Биотехнология - наука об использовании живых организмов, биологических процессов и систем в производстве, включая превращение различных видов сырья в продукты. В настоящее время в мире существует более 3000 биотехнологических компаний. В 2004 г. в мире было произведено биотехнологической продукции более чем на 40 млрд. долларов. 19 Развитие биотехнологии связано с усовершенствованием техники научных исследований. Сложные современные приборы позволили установить строение нуклеиновых кислот, вскрыть их значение в явлениях наследственности и расшифровать генетический код, выявить этапы биосинтеза белка.

 Общая характеристика основных групп болезней и вредителей

Возбудители инфекционных болезней часто обладают способностью к быстрому размножению и распространению среди растений. Массовые инфекционные заболевания растений носят название эпифитотий. Фитопаразитические микроорганизмы, как правило, не способны к синтезу органических веществ из неорганических, и все свои пищевые потребности они удовлетворяют за счет зеленых растений. Различают облигатных, или обязательных, фитопатогенов и факультативных, или условных. Первые существуют только как фитопаразиты, вторые могут совмещать в зависимости от условий паразитарный и непаразитарный образ жизни. Среди микроорганизмов — возбудителей болезней растений имеются высокоспециализированные формы, которые поражают один вид или группу близких видов растений, и широкоспециализированные, поражающие большое количество видов сельскохозяйственных и других культур. Из всех групп фитопатогенных микроорганизмов наиболее просто организованы вирусы. Известно более 600 видов вирусов, связанных с растениями. Вирусные частицы — вирионы — имеют в своем составе одну из нуклеиновых кислот (чаще РНК), которая окружена оболочкой.