Այս հոդվածը պարունակում է տեղեկատվություն բոլոր նուկլեինաթթուների տարրերի, մասնավորապես՝ դրա մոնոմերների մասին։ Այստեղ դուք կգտնեք տվյալներ դրանց կառուցվածքի, գոյություն ունեցող տեսակների բազմազանության և այլնի մասին։

Նուկլեինաթթու - ինչ է դա

Ցանկացած բույսի, կենդանական, բակտերիալ և նույնիսկ վիրուսային բջիջի ամենակարևոր բաղադրիչը նուկլեինաթթուն է, որը պատասխանատու է ժառանգական տիպի տեղեկատվության փոխանցման, վերարտադրության և պահպանման համար։ Կենսապոլիմերային միացությունները՝ նուկլեինաթթուները, ստեղծվում են նուկլեոտիդների կոդավորման միջոցով։ Ռիբոնուկլեինաթթուն (ՌՆԹ) և դեզօքսիռիբոնուկլեինաթթուն (ԴՆԹ) նուկլեինաթթուներ են։ Նուկլեինաթթուների մոնոմերները 5 սորտերի նուկլեոտիդներ են, որոնցից 3-ը հարմար են ինչպես երկօքսի-, այնպես էլ ռիբոնուկլեինաթթուների համար, իսկ մնացած նուկլեոտիդները տարբեր են։

Նուկլեինաթթուների բազմազանություն

ԴՆԹ-ն և ՌՆԹ-ն նուկլեինաթթուների ներկայացուցիչներ են, սակայն վերջինս ռիբոնուկլեինաթթուն, այն գործառույթներին համապատասխան, որոնց համար նախատեսված է բջջում, կարող է ունենալ. տարբեր կոչումներ, օրինակ՝ տրանսպորտային ռիբոնուկլեինաթթու (tRNA) կամ տեղեկատվական ռիբոնուկլեինաթթու (mRNA): Այնուամենայնիվ, այս տարրը չի ազդում to-y-ի կառուցվածքային առանձնահատկությունների վրա: Ի՞նչ է նուկլեինաթթվի մոնոմերը: Այս հարցի պատասխանը կլինի տարրերի թվարկումը՝ ռիբոզ և դեզօքսիրիբոզ (շաքարների տեսակներ), HPO3 թթու, ավելի ճիշտ՝ նրա մնացորդները թիմինի (ուրացիլ) և ադենինի, գուանինի և ցիտոզինի հիմքերում։

Մոնոմերներ

Նուկլեինաթթվի մոնոմերները երեք բաղադրիչ են, ինչպես արդեն նշվեց, սա մոնոսաքարիդ է, հետերոցիկլիկ հատկությունների կրողներ՝ ազոտային հիմքեր և թթվային մնացորդ՝ HPO3: Նուկլեինաթթվի մոնոմերների կոմպոզիտային տեսակներն են ադենինի (A) և գուանինի (G) պուրինային ածանցյալները և պիրիմիդինային բնույթի բաղադրիչները՝ ցիտոսիններ (C), թիմիններ (T) և ուրացիլ (U): Արժե նաև իմանալ ատիպիկ հիմքերի առկայության մասին, որոնց ներկայացուցիչներն են պսևդուրիդինները և դիհիդրոուրիդինները։

Նուկլեինաթթուների մոնոմերները կենսական գործառույթների համար պատասխանատու նյութեր են, որոնք բնորոշ են ինչպես պրոկարիոտային, այնպես էլ էուկարիոտիկ օրգանիզմներին: Նուկլեինաթթուները դասակարգվում են, ըստ որի՝ թթուն ինքնին մոնոսաքարիդ է։ Ռիբոզը ձեզ ներկայացված է ռիբոզով, իսկ նուկլեինաթթուները, որոնք ներկայացված են դեզօքսիրիբոզով, կոչվում են դեզօքսիրիբոզ: ՌՆԹ-ի և ԴՆԹ-ի շղթաների միջև գերիշխող տարբերությունը կայանում է նրանում, որ մոլեկուլի շղթայում թիմին կամ ուրացիլ կա: ԴՆԹ-ն կրում է պիրիմիդին թիմին, իսկ ՌՆԹ-ն՝ ուրացիլ: Այս երկու նուկլեոտիդները փոխարինվում են այս թթուներում և դառնում ադենինին փոխլրացնող։

Նուկլեինաթթվի մոնոմերները միացություններ են, որոնք հիմնված են քիմիական կապ- 3,5-ֆոսֆոդիստեր, որը կազմում է գծային կառուցվածքներ, և դրա նպատակը նուկլեոտիդում պենտոզայի կապումն է։ Նուկլեինաթթուների այս ձևավորումը թույլ է տալիս ձևավորել ազատ 3-OH խումբ շղթայի մի ծայրում և 5-OH խումբ շղթայի հակառակ ծայրում:

ՌՆԹ-ն և ԴՆԹ-ն ունիվերսալ են և եզակի բոլոր օրգանիզմների համար: Դա պայմանավորված է նրանց ունակությամբ՝ փոխանցելու և պահելու տարբեր տեղեկություններ, որոնք կրում են գենետիկ ժառանգականություն: Գրեթե յուրաքանչյուր կենդանի օրգանիզմ միաժամանակ կրում է երկու թթուներ՝ հիմնված և՛ մոնոսաքարիդ ռիբոզի, և՛ դեզօքսիրիբոզի վրա, և միայն վիրուսները՝ ոչ բջջային կյանքի ձևի ներկայացուցիչներ, պարունակում են նուկլեինաթթվի միայն մեկ ձև:

ԴՆԹ-ն պոլիմերային մոլեկուլ է, որը բաղկացած է հազարավոր և նույնիսկ միլիոնավոր մոնոմերներից՝ դեզօքսիռիբոնուկլեոտիդներից (նուկլեոտիդ): ԴՆԹ-ն հայտնաբերվում է հիմնականում բջիջների միջուկում, ինչպես նաև փոքր քանակություն՝ միտոքոնդրիումներում և քլորոպլաստներում։

ՌՆԹ-ն պոլիմեր է, որի մոնոմերը ռիբոնուկլեոտիդ է։ ՌՆԹ-ն հայտնաբերվում է միջուկում և ցիտոպլազմայում: ՌՆԹ-ն միաշղթա մոլեկուլ է, որը կառուցված է այնպես, ինչպես ԴՆԹ-ի շղթաներից մեկը: Երեք հիմքերը ճիշտ նույն ԴՆԹ-ն են՝ A, G, C, բայց ԴՆԹ-ում առկա T-ի փոխարեն ՌՆԹ-ն պարունակում է U: ՌՆԹ-ում դեզօքսիրիբոզ ածխաջրածնի փոխարեն առկա է ռիբոզա:
^ 13. Նուկլեինաթթուներ. կառուցվածք և գործառույթ: Նուկլեինաթթուների մոնոմերների քիմիական կառուցվածքը (նուկլեոտիդներ և նուկլեոզիդներ, պուրիններ և պիրիմիդիններ):

Նուկլեինաթթուներգծային պոլիմերներ են, որոնց մոնոմերները նուկլեոտիդներ են։ Նուկլեոտիդը ձևավորվում է նուկլեոզիդային խմբից՝ ֆոսֆատից և պենտոզից։ Պոլիմերները մակրոմոլեկուլներ են, որոնք կազմված են մեծ թվովկրկնվող կառուցվածքային միավորներ՝ մոնոմերներ։ ԴՆԹ մոնոմերները դեզօքսիռիբոնուկլեոտիդներ են, ՌՆԹ մոնոմերները՝ ռիբոնուկլեոտիդներ։

^ Նուկլեոտիդների կառուցվածքը և անվանակարգը.Նուկլեոտիդը բաղկացած է երեք բաղադրիչներից՝ ֆոսֆատ - շաքար - հիմք:

նուկլեոտիդի ածխաջրային բաղադրիչներկայացված է ռիբոզով կամ 2'-դեօքսիռիբոզով, որն ունի D-կոնֆիգուրացիա:

↑ Ազոտային հիմքերազոտի ատոմներ պարունակող հետերոցիկլիկ օրգանական միացություններ են։ ԴՆԹ-ն պարունակում է 4 տեսակի հիմքեր՝ ադենին (A), գուանին (G), ցիտոզին (C) և թիմին (T), ՌՆԹ-ն ներառում է A, G, C և U (ուրացիլ)։ Ադենինը և գուանինը պուրինի ածանցյալներն են, ցիտոսինը, թիմինը և ուրացիլը՝ պիրիմիդինի ածանցյալները։

Անվանակարգ. Հիմքից և ածխաջրերից բաղկացած միացությունը կոչվում է նուկլեոզիդ: Ազոտային հիմքերը միացված են պենտոզայի 1' ածխածնի ատոմին β-գլիկոզիդային կապով։

^ Առաջնային կառուցվածքպոլիմերը որոշվում է շղթայում մոնոմերների հաջորդականությամբ: Նուկլեոտիդները միմյանց հետ կապված են 3',5'-ֆոսֆոդիստերային կապով` ձևավորելով հարյուր հազարավոր և միլիոնավոր նուկլեոտիդներից բաղկացած պոլինուկլեոտիդային շղթաներ։ Տասից տասնհինգ նուկլեոտիդներից բաղկացած կարճ շղթաները կոչվում են օլիգոնուկլեոտիդներ: Ֆոսֆատը կապում է մեկ նուկլեոտիդի 3'-OH խումբը մեկ այլ նուկլեոտիդի 5'-OH խմբի հետ։

^ Նուկլեինաթթուների գենետիկական գործառույթները.1- գենետիկական տեղեկատվության պահպանում. 2 - գենետիկ տեղեկատվության իրականացում (պոլիպեպտիդի սինթեզ): 3 - ժառանգական տեղեկատվության փոխանցում բջիջների բաժանման ընթացքում դուստր բջիջներին և վերարտադրության ընթացքում հետագա սերունդներին:
^ 14. ԴՆԹ-ի առաջնային կառուցվածքը (նուկլեոտիդների կառուցվածք և անվանակարգ, պոլինուկլեոտիդային շղթայի ձևավորում, շղթայի ուղղություն, նուկլեոտիդների միջև կապ):

ԴՆԹ-ն բջջային կյանքի բոլոր ձևերի, ինչպես նաև մի շարք վիրուսների գենետիկ նյութն է: ԴՆԹ-ն կատարում է նուկլեինաթթուների բոլոր գործառույթները։ ԴՆԹ-ն բնութագրվում է մի շարք առանձնահատկություններով՝ 1 - վերարտադրվելու ունակություն: 2 - վերանորոգելու ունակություն. 3 - վերամիավորվելու ունակություն.

Բջջում ԴՆԹ-ի տեղայնացում՝ պրոկարիոտներ՝ ցիտոպլազմա (նուկլեոիդ, պլազմիդներ): Էուկարիոտներ - միջուկ (քրոմոսոմներ), օրգանոիդներ (միտոքոնդրիաներ, պլաստիդներ, բջջային կենտրոն):

^ ԴՆԹ-ի առաջնային կառուցվածքը- սա գծային պոլիմեր է՝ հաջորդական նուկլեոտիդների (դեզօքսիռիբոնուկլեոտիդ) շղթա՝ կապված 3',5' ֆոսֆոդիստերային կապերով։

Դեզօքսիռիբոնուկլեոտիդի կազմը ներառում է ազոտային հիմքերից մեկը (A, G, T կամ C), պենտոզա՝ դեզօքսիրիբոզ և ֆոսֆատի մնացորդ։ Այսպիսով, դեզօքսիռիբոնուկլեոտիդները տարբերվում են միայն ազոտային հիմքերով։

Նուկլեոտիդները միմյանց հետ կապված են 3',5'-ֆոսֆոդիստերային կապով, առաջացնելով պոլինուկլեոտիդային շղթաներ։ Տասից տասնհինգ նուկլեոտիդներից բաղկացած կարճ շղթաները կոչվում են օլիգոնուկլեոտիդներ: Ֆոսֆատը կապում է մեկ նուկլեոտիդի 3'-OH խումբը մեկ այլ նուկլեոտիդի 5'-OH խմբի հետ։

Առաջնային կառուցվածքի ձևավորումն ապահովվում է երկու տեսակի կապերով՝ գլիկոզիդային ազոտային հիմքի և ածխաջրերի միջև, և ֆոսֆոդիեստեր՝ նուկլեոտիդների միջև։
^ 15. Ուոթսոնի և Քրիքի ԴՆԹ մոդել։ ԴՆԹ-ի կրկնակի պարույրի պարամետրերը և կառուցվածքը (կոմպլեմենտարության սկզբունքը, ջրածնային կապերը և կուտակման փոխազդեցությունները):

ԴՆԹ-ի երկրորդական կառուցվածքը. ԴՆԹ-ի մոլեկուլը պրոկարիոտ և էուկարիոտ բջիջներում առկա է միայն կրկնակի պարույրի տեսքով, այսինքն. բաղկացած է երկու պոլինուկլեոտիդային շղթայից։ Այս շղթաները փոխլրացնող են, հակազուգահեռ և ոլորված ընդհանուր առանցքի շուրջ պարուրաձև: Պարույրի մեկ պտույտի համար կա 10 հիմք զույգ, պարույրի տրամագիծը 2 նմ է: Շաքարաֆոսֆատային ողնաշարը գտնվում է դրսում (բացասական լիցքավորված), ազոտային հիմքերը՝ խխունջի ներսում և շարված մեկը մյուսի վերևում։ ԴՆԹ-ի կառուցվածքի այս մոդելը առաջարկվել է Ջ. Ուոթսոնի և Ֆ. Քրիքի կողմից 1953 թվականին:

↑ Chargaff կանոններ. 1953 թվականին Չարգաֆը հաստատեց հետևյալ օրինաչափությունները.

1. 
   գումարը պուրինԴՆԹ-ի մոլեկուլում հիմքերը (A + G) միշտ հավասար են թվին պիրիմիդինհիմքեր (T + C):
2. 
   ադենինի քանակը հավասար է թիմինի քանակին [A=T, A/T= 1]; գուանինի քանակը հավասար է ցիտոզինի քանակին [G=C, G/C=1];
3. 
   ԴՆԹ-ում գուանինի և ցիտոզինի քանակի հարաբերակցությունը ադենինի և թիմինի քանակին հաստատուն է կենդանի օրգանիզմի յուրաքանչյուր տեսակի համար՝ [(G+C)/(A+T)=K, որտեղ K-ն սպեցիֆիկության գործակիցն է]:

Չարգաֆի կանոնները, որպես կանոն, իրականացվում են ԴՆԹ-ի կրկնակի պարույրի վրա՝ ադենինի տիմինին, իսկ գուանիինը ցիտոսինին փոխլրացնելու պատճառով։ Որոշ դեպքերում ԴՆԹ-ում ցիտոզինի որոշ մնացորդների մեթիլացման պատճառով գուանինի պարունակությունն ավելի բարձր է, քան ցիտոսինինը։

↑ Կոմպլեմենտարության սկզբունք. ԴՆԹ-ի մոլեկուլում ազոտային հիմքերը կարող են ձևավորել կանոնական զույգեր՝ A - T, G - C: Սա նշանակում է, որ ջրածնային կապերը և ԴՆԹ-ի մոլեկուլը ձևավորվում են միայն փոխլրացնող հիմքերի միջև. երկուսը ձևավորվում են ադենինի և տիմինի միջև, երեք ջրածնային կապ՝ գուանինի և ցիտոզինի միջև: .

^ ԴՆԹ-ի շղթաները հակազուգահեռ են. ԴՆԹ-ի յուրաքանչյուր շղթա ունի երկու ծայր՝ 5' ծայր և 3' ծայր: Պոլինուկլեոտիդային շղթայի 5'-վերջում դեզօքսիռիբոզի 5-OH խումբը կապված չէ այլ նուկլեոտիդի հետ, շղթայի մյուս ծայրում 3-OH խումբը նույնպես կապված չէ այլ նուկլեոտիդի հետ: Հակազուգահեռացման կանոնը նշանակում է, որ ԴՆԹ-ի մոլեկուլում երկու շղթաներ ունեն հակառակ ուղղություններ: Կոնվենցիայով ուղղությունը ընդունվում է որպես շղթայի ուղղություն 5’ → 3’ .

^ ԴՆԹ-ի հաջորդականությունը գրելու կանոններհիմքերը նշանակող տառերի հաջորդականության տեսքով՝ 5' - GATCCA - 3', կամ հակառակ ուղղվածությամբ սլաքների տեսքով։

Նուկլեինաթթուները բարձր մոլեկուլային օրգանական միացություններ են, կենսապոլիմերներ, որոնք ձևավորվում են նուկլեոտիդների մնացորդներով: Նուկլեինաթթուների պոլիմերային ձևերը կոչվում են պոլինուկլեոտիդներ: Նուկլեոտիդների շղթաները կապված են ֆոսֆորաթթվի մնացորդի միջոցով (ֆոսֆոդիստերային կապ): Նուկլեինաթթուների երկու դաս կա.

Դեզօքսիռիբոնուկլեինաթթու (ԴՆԹ): Շաքար - դեզօքսիրիբոզ, ազոտային հիմքեր՝ պուրին - գուանին (G), ադենին (A), պիրիմիդին թիմին (T) և ցիտոզին (C): ԴՆԹ-ն հաճախ բաղկացած է երկու պոլինուկլեոտիդային շղթաներից, որոնք ուղղված են հակազուգահեռ: ԴՆԹ-ի մոլեկուլի տարածական կառուցվածքի մոդելը կրկնակի խխունջի տեսքով առաջարկվել է 1953 թվականին Ջ.Վաթսոնի և Ֆ.Քրիքի կողմից։

Ռիբոնուկլեինաթթու (ՌՆԹ): Շաքար - ռիբոզա, ազոտային հիմքեր՝ պուրին - գուանին (G), ադենին (A), պիրիմիդին ուրացիլ (U) և ցիտոզին (C): Պոլինուկլեոտիդային շղթայի կառուցվածքը նման է ԴՆԹ-ի կառուցվածքին։ Ռիբոզի առանձնահատկությունների պատճառով ՌՆԹ-ի մոլեկուլները հաճախ ունենում են տարբեր երկրորդական և երրորդական կառուցվածքներ՝ կազմելով փոխլրացնող շրջաններ տարբեր շղթաների միջև։

ԴՆԹ-ի մոլեկուլը ձևավորվում է երկու պոլինուկլեոտիդային շղթաներով, որոնք պարուրաձև ոլորված են միմյանց շուրջ և միասին երևակայական առանցքի շուրջ, այսինքն. կրկնակի խխունջ է։ ԴՆԹ-ի կրկնակի պարույրի տրամագիծը 2 նմ է, հարակից նուկլեոտիդների միջև հեռավորությունը 0,34 նմ է, իսկ պարույրի յուրաքանչյուր պտույտի մեջ կա 10 զույգ նուկլեոտիդ: Մոլեկուլի երկարությունը կարող է հասնել մի քանի սանտիմետրի։ Մոլեկուլային քաշը՝ տասնյակ և հարյուրավոր միլիոններ։ Մարդու բջջի միջուկում ԴՆԹ-ի ընդհանուր երկարությունը մոտ 2 մ է: Էուկարիոտիկ բջիջներում ԴՆԹ-ն սպիտակուցների հետ բարդույթներ է կազմում և ունի հատուկ տարածական կոնֆորմացիա:

ԴՆԹ-ի մոնոմերը՝ նուկլեոտիդ (դեզօքսիռիբոնուկլեոտիդ) - բաղկացած է երեք նյութերի մնացորդներից՝ 1) ազոտային հիմքից, 2) հինգածխածնային մոնոսաքարիդից (պենտոզա), 3) ֆոսֆորական թթուից։

Նուկլեինաթթուների ազոտային հիմքերը պատկանում են պիրիմիդինների և պուրինների դասերին։ ԴՆԹ-ի պիրիմիդինային հիմքերը (մեկ օղակ ունեն իրենց մոլեկուլում)՝ թիմին, ցիտոզին։ Պուրինային հիմքեր (ունեն երկու օղակ)՝ ադենին և գուանին։

Նուկլեոտիդային խտացման ռեակցիաների արդյունքում ձևավորվում է պոլինուկլեոտիդային շղթա։ Այս դեպքում ֆոսֆոեսթերային կապ է առաջանում մի նուկլեոտիդի դեզօքսիռիբոզի մնացորդի 3 «-ածխածնի և մյուսի ֆոսֆորաթթվի մնացորդի միջև (պատկանում է ուժեղների կատեգորիային. կովալենտային կապեր) Պոլինուկլեոտիդային շղթայի մի ծայրն ավարտվում է 5 «ածխածնի» (այն կոչվում է 5» ծայրով), մյուսը՝ 3 «ածխածնի (3» ծայրով): Նուկլեոտիդների մեկ շղթայի դեմ երկրորդ շղթան է: Այս երկու շղթաներում նուկլեոտիդների դասավորությունը պատահական չէ, այլ խիստ սահմանված. թիմինը միշտ գտնվում է մյուս շղթայի մի շղթայի ադենինի դեմ, իսկ ցիտոսինը՝ գուանինի դեմ, ադենինի և թիմինի միջև առաջանում է երկու ջրածնային կապ, երեք ջրածնային կապ։ գուանինի և ցիտոզինի միջև: Այն օրինաչափությունը, ըստ որի ԴՆԹ-ի տարբեր շղթաների նուկլեոտիդները խստորեն դասավորված են (ադենին - թիմին, գուանին - ցիտոզին) և ընտրողաբար միանում են միմյանց հետ, կոչվում է կոմպլեմենտարության սկզբունք։ Կոմպլեմենտարության սկզբունքից հետևում է, որ մի շղթայի նուկլեոտիդային հաջորդականությունը որոշում է մյուսի նուկլեոտիդային հաջորդականությունը։ ԴՆԹ-ի շղթաները հակազուգահեռ են (հակառակ), այսինքն. Տարբեր շղթաների նուկլեոտիդները գտնվում են հակառակ ուղղություններով, և, հետևաբար, 3 «մի շղթայի վերջը մյուսի 5» ծայրին հակառակն է։ ԴՆԹ-ի մոլեկուլը երբեմն համեմատվում է պարուրաձև սանդուղքի հետ: Այս սանդուղքի «բազրիքը» շաքար-ֆոսֆատ ողնաշարն է (դեզօքսիրիբոզի և ֆոսֆորաթթվի այլընտրանքային մնացորդներ); «քայլերը» փոխլրացնող ազոտային հիմքեր են։

ԴՆԹ-ի գործառույթը ժառանգական տեղեկատվության պահպանումն ու փոխանցումն է:

ՌՆԹ-ն պոլիմեր է, որի մոնոմերները ռիբոնուկլեոտիդներ են։ Ի տարբերություն ԴՆԹ-ի՝ ՌՆԹ-ն ձևավորվում է ոչ թե երկու, այլ մեկ պոլինուկլեոտիդային շղթայով (բացառություն՝ որոշ ՌՆԹ պարունակող վիրուսներ ունեն երկշղթա ՌՆԹ)։ ՌՆԹ նուկլեոտիդներն ունակ են միմյանց հետ ջրածնային կապեր ստեղծել։ ՌՆԹ շղթաները շատ ավելի կարճ են, քան ԴՆԹ-ի շղթաները: ՌՆԹ մոնոմերը՝ նուկլեոտիդ (ռիբոնուկլեոտիդ) - բաղկացած է երեք նյութերի մնացորդներից.

1) ազոտային հիմք,

2) հինգ ածխածնային մոնոսաքարիդ (պենտոզա),

3) ֆոսֆորական թթու.

ՌՆԹ-ի ազոտային հիմքերը նույնպես պատկանում են պիրիմիդինների և պուրինների դասերին։ ՌՆԹ-ի պիրիմիդինային հիմքերը՝ ուրացիլ, ցիտոսին, պուրինային հիմքեր՝ ադենին և գուանին: ՌՆԹ նուկլեոտիդ մոնոսաքարիդը ներկայացված է ռիբոզով։ ՌՆԹ-ի երեք տեսակ կա.

1) տեղեկատվական (մատրիցի) ՌՆԹ - mRNA (mRNA),

2) փոխանցում ՌՆԹ - tRNA,

3) ռիբոսոմային ՌՆԹ - rRNA.

ՌՆԹ-ի բոլոր տեսակները չճյուղավորված պոլինուկլեոտիդներ են, ունեն հատուկ տարածական կոնֆորմացիա և մասնակցում են սպիտակուցների սինթեզի գործընթացներին։ ՌՆԹ-ի բոլոր տեսակների կառուցվածքի մասին տեղեկատվությունը պահվում է ԴՆԹ-ում։ ԴՆԹ կաղապարի վրա ՌՆԹ-ի սինթեզի գործընթացը կոչվում է տրանսկրիպցիա։

Նուկլեինաթթուների արժեքը՝ սպիտակուցի մոլեկուլների կառուցվածքի մասին տեղեկատվության պահպանում, փոխանցում և ժառանգում։ ԼՂ-ի կայունությունը բջիջների և ամբողջ օրգանիզմների բնականոն գործունեության կարևորագույն պայմանն է։

Այսպիսով, ԴՆԹ և ՌՆԹ նուկլեինաթթուները առկա են բոլոր կենդանի օրգանիզմների բջիջներում և կատարում են ժառանգական տեղեկատվության պահպանման, փոխանցման և իրականացման կարևորագույն գործառույթները:



Մաս Բ

Մաս Ա

ԱՌԱՋԱԴՐԱՆՔՆԵՐԻ ՕՐԻՆՆԵՐ

Ա1. ԴՆԹ-ի և ՌՆԹ-ի մոնոմերներն են

1) ազոտային հիմքեր 3) ամինաթթուներ

2) ֆոսֆատային խմբեր 4) նուկլեոտիդներ

A2. Մեսսենջեր ՌՆԹ ֆունկցիա.

1) տեղեկատվության կրկնապատկում

2) ԴՆԹ-ից տեղեկատվության հեռացում

3) ամինաթթուների տեղափոխումը ռիբոսոմներ

4) տեղեկատվության պահպանում

A3. Նշեք ԴՆԹ-ի երկրորդ շարանը, որը լրացնում է առաջինին. ATT - GCC - TSH

1) UAA - TGG - AAC 3) UCC - GCC - ACG

2) TAA - CHG - AAC 4) TAA - UGG - UUTs

A4. ԴՆԹ-ի բջջի գենետիկ նյութ լինելու վարկածի հաստատումը հետևյալն է.

1) մոլեկուլում նուկլեոտիդների քանակը

2) ԴՆԹ-ի անհատականություն

3) ազոտային հիմքերի հարաբերակցությունը (A \u003d T, G \u003d C)

4) ԴՆԹ-ի հարաբերակցությունը գամետներում և սոմատիկ բջիջներում (1:2)

A5. ԴՆԹ-ի մոլեկուլն ունակ է տեղեկատվություն փոխանցել հետևյալի պատճառով.

1) նուկլեոտիդային հաջորդականություններ

2) նուկլեոտիդների քանակը

3) ինքնակրկնապատկվելու ունակություն

4) մոլեկուլի պարույրացում

A6. Ո՞ր դեպքում է ճիշտ նշված ՌՆԹ նուկլեոտիդներից մեկի բաղադրությունը.

1) թիմին - ռիբոզ - ֆոսֆատ

2) ուրացիլ - դեզօքսիրիբոզ - ֆոսֆատ

3) ուրացիլ - ռիբոզ - ֆոսֆատ

4) ադենին - դեզօքսիրիբոզ - ֆոսֆատ

1-ում. Ընտրեք ԴՆԹ-ի մոլեկուլի առանձնահատկությունները

1) մեկ շղթայական մոլեկուլ

2) Նուկլեոտիդներ - ATUC

3) Նուկլեոտիդներ՝ ATHC

4) ածխաջրածին` ռիբոզա

5) ածխաջրածին` դեզօքսիռիբոզ

6) վերարտադրվելու ունակություն

2-ՈՒՄ. Ընտրեք էուկարիոտ բջիջների ՌՆԹ մոլեկուլներին բնորոշ գործառույթները

1) ժառանգական տեղեկատվության բաշխում

2) ժառանգական տեղեկատվության փոխանցումը սպիտակուցի սինթեզի վայր

3) ամինաթթուների տեղափոխումը սպիտակուցի սինթեզի վայր

4) ԴՆԹ-ի վերարտադրության սկիզբը

5) ռիբոսոմի կառուցվածքի ձևավորում

6) ժառանգական տեղեկատվության պահպանումը

C1. ԴՆԹ-ի կառուցվածքի հաստատումը հնարավորություն տվեց լուծել մի շարք խնդիրներ։ Ձեր կարծիքով, որո՞նք էին այս խնդիրները և ինչպե՞ս լուծվեցին այս բացահայտման արդյունքում։

C2. Համեմատեք նուկլեինաթթուները ըստ կազմության և հատկությունների:

2.4. պրո- և էուկարիոտ բջիջների կառուցվածքը. Բջջի մասերի և օրգանելների կառուցվածքի և գործառույթների փոխհարաբերությունները նրա ամբողջականության հիմքն են

Քննական թերթում փորձարկված հիմնական տերմիններն ու հասկացությունները. Գոլջիի ապարատ, վակուոլ, բջջային թաղանթ, բջջային տեսություն, լեյկոպլաստներ, միտոքոնդրիաներ, բջջային օրգանելներ, պլաստիդներ, պրոկարիոտներ, ռիբոսոմներ, քլորոպլաստներ, քրոմոպլաստներ, քրոմոսոմներ, էուկարիոտներ, միջուկ:

Յուրաքանչյուր բջիջ համակարգ է: Սա նշանակում է, որ դրա բոլոր բաղադրիչները փոխկապակցված են, փոխկապակցված են և փոխազդում են միմյանց հետ: Դա նաև նշանակում է, որ այս համակարգի տարրերից մեկի գործունեության խաթարումը հանգեցնում է փոփոխությունների և խափանումների ամբողջ համակարգի աշխատանքի մեջ։ Բջիջների հավաքածուն ձեւավորում է հյուսվածքներ, տարբեր հյուսվածքներ՝ օրգաններ, և օրգաններ՝ փոխազդելով և կատարելով ընդհանուր գործառույթձևավորել օրգան համակարգեր. Այս շղթան կարող է շարունակվել հետագա, և դուք կարող եք դա անել ինքներդ: Հիմնական բանը հասկանալն այն է, որ ցանկացած համակարգ ունի որոշակի կառուցվածք, բարդության մակարդակ և հիմնված է այն կազմող տարրերի փոխազդեցության վրա: Ստորև բերված են տեղեկատու աղյուսակներ, որոնք համեմատում են պրոկարիոտ և էուկարիոտ բջիջների կառուցվածքն ու գործառույթը, ինչպես նաև վերլուծում դրանց կառուցվածքն ու գործառույթը: Զգուշորեն վերլուծեք այս աղյուսակները, քանի որ քննական թերթերում բավականին հաճախ են տրվում հարցեր, որոնք պահանջում են այս նյութի իմացություն:

Հատկապես ԴՆԹ-ն բավականին հայտնի է գիտության մեջ։ Դա բացատրվում է նրանով, որ դրանք բջջի այն նյութերն են, որոնցից կախված է նրա ժառանգական տեղեկատվության պահպանումն ու փոխանցումը։ ԴՆԹ-ն, որը հայտնաբերվել է 1868 թվականին Ֆ. Միշերի կողմից, մոլեկուլ է, որն արտահայտված է. թթվային հատկություններ. Գիտնականն այն առանձնացրել է լեյկոցիտների միջուկներից՝ բջիջներից իմմունային համակարգ. Հետագա 50 տարիների ընթացքում նուկլեինաթթուների ուսումնասիրությունները ժամանակ առ ժամանակ անցկացվեցին, քանի որ կենսաքիմիկոսներից շատերը սպիտակուցները համարում էին հիմնական օրգանական նյութերը, որոնք պատասխանատու են, ի թիվս այլ բաների, ժառանգական հատկությունների համար:

1953 թվականին Ուոթսոնի և Քրիքի կողմից իրականացված վերծանումից հետո սկսվեցին լուրջ հետազոտություններ, որոնք պարզեցին, որ դեզօքսիռիբոնուկլեինաթթուն պոլիմեր է, իսկ նուկլեոտիդները ծառայում են որպես ԴՆԹ մոնոմեր։ Դրանց տեսակներն ու կառուցվածքը մեր կողմից կուսումնասիրվեն այս աշխատանքում։

Նուկլեոտիդները որպես ժառանգական տեղեկատվության կառուցվածքային միավորներ

Կենդանի նյութի հիմնարար հատկություններից է ինչպես բջջի, այնպես էլ ամբողջ օրգանիզմի կառուցվածքի և գործառույթների մասին տեղեկատվության պահպանումն ու փոխանցումը։ Այս դերը խաղում են ԴՆԹ մոնոմերները՝ նուկլեոտիդները մի տեսակ «աղյուսներ» են, որոնցից կառուցված է ժառանգականության նյութի յուրահատուկ դիզայնը։ Եկեք քննարկենք, թե ինչ նշաններ են առաջնորդվել Կենդանի բնությունստեղծելով նուկլեինաթթվի սուպերոլոր:

Ինչպե՞ս են ձևավորվում նուկլեոտիդները:

Այս հարցին պատասխանելու համար մեզ անհրաժեշտ են որոշակի գիտելիքներ քիմիայի բնագավառից։ օրգանական միացություններ. Մասնավորապես, հիշեցնում ենք, որ բնության մեջ կա ազոտ պարունակող հետերոցիկլիկ գլիկոզիդների խումբ՝ զուգակցված մոնոսաքարիդների՝ պենտոզների (դեօքսիրիբոզ կամ ռիբոզա) հետ։ Դրանք կոչվում են նուկլեոզիդներ։ Օրինակ՝ ադենոզինը և նուկլեոզիդների այլ տեսակներ առկա են բջջի ցիտոզոլում։ Օրթոֆոսֆորաթթվի մոլեկուլների հետ մտնում են էսթերֆիկացման ռեակցիայի մեջ։ Այս գործընթացի արգասիքները կլինեն նուկլեոտիդներ։ Յուրաքանչյուր ԴՆԹ մոնոմեր, և դրանց չորս տեսակ կա, ունի անուն, օրինակ՝ գուանին, թիմին և ցիտոզին նուկլեոտիդ:

Պուրինի ԴՆԹ մոնոմերներ

Կենսաքիմիայում ընդունվել է դասակարգում, որը ԴՆԹ-ի մոնոմերները և դրանց կառուցվածքը բաժանում է երկու խմբի՝ օրինակ՝ ադենինի և գուանինի նուկլեոտիդները պուրին են։ Դրանք պարունակում են պուրինի ածանցյալներ. օրգանական նյութերունենալով C 5 H 4 N 4 բանաձևը: ԴՆԹ-ի մոնոմերը՝ գուանի նուկլեոտիդը, պարունակում է նաև պուրինային ազոտային հիմք, որը կապված է դեզօքսիռիբոզի հետ N-գլիկոզիդային կապով բետա կոնֆիգուրացիայի մեջ։

Պիրիմիդին նուկլեոտիդներ

Ցիտիդին և թիմիդին կոչվող ազոտային հիմքերը պիրիմիդին օրգանական նյութի ածանցյալներն են։ Դրա բանաձևը C 4 H 4 N 2 է: Մոլեկուլը վեց անդամից հարթ հետերոցիկլ է, որը պարունակում է երկու ազոտի ատոմ։ Հայտնի է, որ թիմին նուկլեոտիդի փոխարեն այնպիսի մոլեկուլներ, ինչպիսիք են rRNA-ն, tRNA-ն և mRNA-ն, պարունակում են ուրացիլային մոնոմեր։ Տրանսկրիպցիայի գործընթացում ԴՆԹ-ի գենից տեղեկատվության դուրսգրման ժամանակ սինթեզված mRNA շղթայում թիմին նուկլեոտիդը փոխարինվում է ադենինով, իսկ ադենին նուկլեոտիդը՝ ուրացիլով։ Այսինքն՝ արդարացի կլինի հետևյալ ռեկորդը՝ Ա - Ու, Թ - Ա.

Չարգաֆի կանոնը

Նախորդ բաժնում մենք արդեն մասամբ անդրադարձել ենք ԴՆԹ-ի շղթաներում և գեն-mRNA համալիրում մոնոմերների համապատասխանության սկզբունքներին։ Հայտնի կենսաքիմիկոս Է. Չարգաֆը հաստատել է դեզօքսիռիբոնուկլեինաթթվի մոլեկուլների միանգամայն եզակի հատկությունը, այն է, որ դրանում ադենինի նուկլեոտիդների թիվը միշտ հավասար է թիմինին, իսկ գուանինը` ցիտոսինին: Չարգաֆի սկզբունքների հիմնական տեսական հիմքը Ուոթսոնի և Քրիքի հետազոտություններն էին, ովքեր պարզեցին, թե որ մոնոմերներն են կազմում ԴՆԹ-ի մոլեկուլը և որոնք։ տարածական կազմակերպումնրանք ունեն. Մեկ այլ օրինաչափություն, որը ստացվել է Չարգաֆֆի կողմից և կոչվում է կոմպլեմենտարության սկզբունք, ցույց է տալիս պուրինային և պիրիմիդինային հիմքերի քիմիական հարաբերությունները և միմյանց հետ փոխազդելու ժամանակ ջրածնային կապեր ձևավորելու նրանց կարողությունը: Սա նշանակում է, որ մոնոմերների դասավորությունը ԴՆԹ-ի երկու շղթաներում էլ խստորեն որոշված ​​է. օրինակ, ԴՆԹ-ի առաջին շղթայի հակառակ A-ին, մյուսի միայն T-ն կարող է տեղակայվել, և նրանց միջև առաջանում է երկու ջրածնային կապ: Գուանինի նուկլեոտիդին հակառակ կարող է տեղակայվել միայն ցիտոզինը։ Այս դեպքում ազոտային հիմքերի միջև ձևավորվում է երեք ջրածնային կապ.

Նուկլեոտիդների դերը գենետիկ կոդի մեջ

Ռիբոսոմներում տեղի ունեցող սպիտակուցի կենսասինթեզի ռեակցիան իրականացնելու համար գոյություն ունի պեպտիդի ամինաթթուների կազմի մասին տեղեկատվությունը mRNA նուկլեոտիդային հաջորդականությունից ամինաթթուների հաջորդականության փոխակերպման մեխանիզմ: Պարզվել է, որ երեք հարակից մոնոմերներ կրում են տեղեկատվություն 20 հնարավոր ամինաթթուներից մեկի մասին։ Այս երեւույթը կոչվում է խնդրի լուծման մեջ։ մոլեկուլային կենսաբանությունայն օգտագործվում է թե՛ պեպտիդի ամինաթթուների բաղադրությունը որոշելու և թե՛ այն հարցը պարզելու համար, թե որ մոնոմերներն են կազմում ԴՆԹ-ի մոլեկուլը, այլ կերպ ասած՝ ինչպիսի՞ն է համապատասխան գենի բաղադրությունը։ Օրինակ, AAA եռյակը (կոդոն) գենում կոդավորում է ամինաթթու ֆենիլալանինը սպիտակուցի մոլեկուլում, իսկ գենետիկ կոդում այն ​​կհամապատասխանի mRNA շղթայի UUU եռյակին։

Նուկլեոտիդների փոխազդեցությունը ԴՆԹ-ի վերարտադրության գործընթացում

Ինչպես ավելի վաղ պարզվել էր, կառուցվածքային միավորները, ԴՆԹ մոնոմերները նուկլեոտիդներ են։ Նրանց հատուկ հաջորդականությունը շղթաներում հանդիսանում է դեզօքսիռիբոնուկլեինաթթվի դուստր մոլեկուլի սինթեզի ձևանմուշը։ Այս երեւույթը տեղի է ունենում բջջային ինտերֆազի S-փուլում։ ԴՆԹ-ի նոր մոլեկուլի նուկլեոտիդային հաջորդականությունը ԴՆԹ պոլիմերազային ֆերմենտի ազդեցությամբ հավաքվում է մայր շղթաների վրա՝ հաշվի առնելով (A - T, D - C): Կրկնօրինակումը վերաբերում է ռեակցիաներին մատրիցային սինթեզ. Սա նշանակում է, որ ԴՆԹ-ի մոնոմերները և դրանց կառուցվածքը մայր շղթաներում ծառայում են որպես հիմք, այսինքն՝ մատրիցան իր երեխայի պատճենի համար:

Կարո՞ղ է փոխվել նուկլեոտիդի կառուցվածքը:

Ի դեպ, ասենք, որ դեզօքսիռիբոնուկլեինաթթուն բջջի միջուկի խիստ պահպանողական կառուցվածք է։ Դրա տրամաբանական բացատրությունը կա՝ քրոմատինում պահվող միջուկը պետք է լինի անփոփոխ և պատճենվի առանց աղավաղումների։ Դե, բջջային գենոմը մշտապես գտնվում է շրջակա միջավայրի գործոնների «ատրճանակի տակ»: Օրինակ, նման ագրեսիվ քիմիական միացություններինչպես ալկոհոլը, թմրանյութը, ռադիոակտիվ ճառագայթումը: Դրանք բոլորն էլ այսպես կոչված մուտագեններ են, որոնց ազդեցության տակ ԴՆԹ-ի ցանկացած մոնոմեր կարող է փոխել այն քիմիական կառուցվածքը. Կենսաքիմիայում նման աղավաղումը կոչվում է կետային մուտացիա։ Բջջի գենոմում դրանց առաջացման հաճախականությունը բավականին բարձր է։ Մուտացիաները շտկվում են բջջային վերականգնման համակարգի լավ գործող աշխատանքով, որը ներառում է մի շարք ֆերմենտներ:

Դրանցից մի քանիսը, օրինակ՝ սահմանափակումները, «կտրում» են վնասված նուկլեոտիդները, պոլիմերազներն ապահովում են նորմալ մոնոմերների սինթեզը, լիգազները «կարում» են գենի վերականգնված հատվածները։ Եթե ​​ինչ-ինչ պատճառներով վերը նկարագրված մեխանիզմը չի գործում բջջում, և արատավոր ԴՆԹ մոնոմերը մնում է նրա մոլեկուլում, մուտացիան վերցվում է մատրիցային սինթեզի գործընթացներով և ֆենոտիպիկորեն դրսևորվում է խախտված հատկություններով սպիտակուցների տեսքով, չկարողանալով կատարել բջջային նյութափոխանակության մեջ իրենց բնորոշ անհրաժեշտ գործառույթները: Սա լուրջ բացասական գործոն է, որը նվազեցնում է բջջի կենսունակությունը և կրճատում նրա կյանքի տևողությունը։