Какова природа большинства ферментов и почему они теряют свою активность при повышении уровня радиации?

Нуклеиновые кислоты, их строение, свойства и функции

Нуклеиновые кислоты — биополимеры, а их функция заключается в хранении, реализации и передаче генетической (наследственной) информации в живых организмах.

Существует два типа нуклеиновых кислот — дезоксирибонуклеиновые (ДНК) и рибонуклеиновые (РНК).

Мономерами в нуклеиновых кислотах служат нуклеотиды. Каждый из них содержит азотистое основание, пятиуглеродный сахар (дезоксирибоза — в ДНК, рибоза — в РНК) и остаток фосфорной кислоты.

Компоненты нуклеотидов ДНК и РНК

Молекулы ДНК и РНК существенно различаются по своему строению и выполняемым функциям.

ДНК

ДНК удается «увидеть» с помощью электронного микроскопа).

В структурном отношении она представляет собой двойную спираль из полинуклеотидных цепей(рис. 1), соединенных с помощью водородных связей между азотистыми основаниями нуклеотидов по принципу комплементарности (дополнение). Благодаря этому полинуклеотидные цепи прочно удерживаются одна возле другой.

Рис. 1.Двойная спираль ДНК. Две цепи обвиты одна вокруг другой. Каждая цепь (изображенная в виде ленты) состоит из чередующихся остатков сахара и фосфатных групп. Водородные связи между азотистыми основаниями (А, Т, Г и Ц) удерживают две цепи вместе

Две цепи нуклеотидов соединяются между собой через азотистые основания по принципу комплементарности: между аденином(А) и тимином (Т) возникают две водородные связи, между гуанином (Г) и цитозином (Ц) – три.

Пространственная структура молекулы ДНК была смоделирована американскими учеными Джеймсом Уотсоном и Френсисом Криком в 1953 г.

Функции ДНК:

1) обеспечивает сохранение и передачу генетической информации от клетки к клетке и от организма к организму (репликация);

2) регулирует все процессы в клетке, обеспечивая способность к транскрипции с последующей трансляцией.

Репликация ДНК

ДНК — способна к самовоспроизведениюилиудвоению - репликации(рис. 2). При этом сначала комплементарные цепи молекул ДНК расходятся (под воздействием специального фермента происходит разрушение связей между комплементарными нуклеотидами двух цепей). Затем на каждой цепи начинается синтез новой («недостающей») комплементарной ей цепи за счет свободных нуклеотидов, всегда имеющихся в большом количестве в клетке. В результате вместо одной («материнской») молекулы ДНК образуются две («дочерние») новые, идентичные по структуре и составу друг другу, а также исходной молекуле ДНК. Этот процесс всегда предшествует клеточному делению и обеспечивает передачу наследственной информации от материнской клетки дочерним и всем последующим поколениям.

Рис. 2.Репликация ДНК. Двойная спираль «расстегивается» послабым водородным связям, соединяющим комплементарныеоснования двух цепей. Каждая из старых цепей служит матрицейдля образования новой: нуклеотиды с комплементарнымиоснованиями выстраиваются против старой цепи и соединяютсядруг с другом

РНК

Виды РНК.

Молекулы РНК, как правило, одноцепочечные (в отличие от ДНК) и содержат значительно меньшее число нуклеотидов. Выделяют три вида РНК (табл. 2), различающиеся по величине молекул и выполняемым функциям, — информационную (иРНК), рибосомальную (рРНК) и транспортную (тРНК).

ТривидаРНК

Матричная, или информационная, РНК. Синтезируется в ядре при участии фермента РНК-полимеразы, имеет самую длинную полинуклеотидную цепь среди РНК. Комплементарна участку ДНК, на котором происходит синтез. Ее функция – снятие информации с ДНК и передача ее к месту синтеза белка – на рибосомы. Составляет 5 % РНК клетки. Информационная РНК (и-РНК) располагается в ядре и цитоплазме клетки, выполняет функцию переноса наследственной информации из ядра в цитоплазму клетки.

Рибосомная РНК – синтезируется в ядрышке и входит в состав рибосом. содержится в ядрышке и рибосомах клетки Составляет 85 % РНК клетки.

Транспортная РНК (т-РНК) также содержится в ядре и цитоплазме клетки, ее цепь имеет наиболее сложную структуру, имеет форму клеверного листа и состоит из 70–90 нуклеотидов, является самой короткой. Т-РНК доставляет аминокислоты к рибосомам в процессе трансляции — биосинтеза белка.

Сравнительная характеристика ДНК и РНК (таблица)

Аденозинтрифосфорная кислота – АТФ. АТФ представляет собой нуклеотид, состоящий из азотистого основания – аденина, углевода рибозы и трех остатков фосфорной кислоты, в двух из которых запасается большое количество энергии. При отщеплении одного остатка фосфорной кислоты освобождается 40 кДж/моль энергии. Сравните эту цифру с цифрой, обозначающей количество выделенной энергии 1 г глюкозы или жира. Способность запасать такое количество энергии делает АТФ ее универсальным источником. АТФ Образуется в митохондриях клеток животных и хлоропластах растений.

ПРИМЕРЫ ЗАДАНИЙ

Часть А

А1. Мономерами ДНК и РНК являются

1) азотистые основания

2) фосфатные группы

3) аминокислоты

4) нуклеотиды

А2. Функция информационной РНК:

1) удвоение информации

2) снятие информации с ДНК

3) транспорт аминокислот на рибосомы

4) хранение информации

А3. Укажите вторую цепь ДНК, комплементарную первой: АТТ – ГЦЦ – ТТГ

1) УАА – ТГГ – ААЦ

2) ТАА – ЦГГ – ААЦ

3) УЦЦ – ГЦЦ – АЦГ

4) ТАА – УГГ – УУЦ

А4. Подтверждением гипотезы, предполагающей, что ДНК является генетическим материалом клетки, служит:

1) количество нуклеотидов в молекуле

2) индивидуальность ДНК

3) соотношение азотистых оснований (А = Т, Г= Ц)

4) соотношение ДНК в гаметах и соматических клетках (1:2)

А5. Молекула ДНК способна передавать информацию благодаря:

1) последовательности нуклеотидов

2) количеству нуклеотидов

3) способности к самоудвоению

4) спирализации молекулы

А6. В каком случае правильно указан состав одного из нуклеотидов РНК

1) тимин – рибоза – фосфат

2) урацил – дезоксирибоза – фосфат

3) урацил – рибоза – фосфат

4) аденин – дезоксирибоза – фосфат

Часть В

В1. Выберите признаки молекулы ДНК

1) Одноцепочная молекула

2) Нуклеотиды – АТУЦ

3) Нуклеотиды – АТГЦ

4) Углевод – рибоза

5) Углевод – дезоксирибоза

6) Способна к репликации

В2. Выберите функции, характерные для молекул РНК эукариотических клеток

1) распределение наследственной информации

2) передача наследственной информации к месту синтеза белков

3) транспорт аминокислот к месту синтеза белков

4) инициирование репликации ДНК

5) формирование структуры рибосом

6) хранение наследственной информации

Часть С

С1. Установление структуры ДНК позволило решить ряд проблем. Какие, по вашему мнению, это были проблемы и как они решились в результате этого открытия?

С2. Сравните нуклеиновые кислоты по составу и свойствам.

Какова природа большинства ферментов и почему они теряют свою активность при повышении уровня радиации?

Большинство ферментов является белками. Они выполняют свою функцию за счет комплементарности – точного совпадения по форме ("как ключ к замку") с каким-либо другим веществом (субстратом). Под действием радиации происходит денатурация – форма молекулы белка изменяется, белок перестает подходить к субстрату как ключ к замку, скорость катализируемой ферментом реакции уменьшается.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: