РАЗДЕЛ V. БИОСИНТЕЗ НУКЛЕИНОВЫХ КИСЛОТ И БЕЛКОВ.

МОЛЕКУЛЯРНЫЕ МЕХАНИЗМЫ ИЗМЕНЧИВОСТИ.

Занятие № 13

ТЕМА. СТРОЕНИЕ НУКЛЕИНОВЫХ КИСЛОТ.

Цель занятия: 1.Повторить строение мононуклеотидов.

2.Усвоить структурные особенности ДНК и РНК, виды

химических связей в данных молекулах.

Исходный уровень знаний:

- нуклеиновые основания: виды, строение;

- структура мононуклеотидов;

- биологическая роль нуклеиновых кислот.

Содержание занятия.

I.2. Строение ДНК и механизм самовоспроизведения генов.

Виды РНК, их количественное соотношение и локализация.

Рибосомы и р-РНК.

Транспортные РНК: уникальность структуры, специфичность действия.

II.1.Работа № 1. ГИДРОЛИЗ НУКЛЕОПРОТЕИДОВ ДРОЖЖЕЙ

Для изучения химического состава нуклеопротеидов проводят кислотный гидролиз дрожжей, т.к. они богаты нуклеопротеидами. Специфическими реакциями для каждого вещества открывают продукты гидролиза - полипептиды, пуриновые основания, углевод и фосфорную кислоту.

а) Биуретовая реакция на полипептиды.

Химизм и порядок выполнения см. работу № 1 (стр.9-11)

РЕЗУЛЬТАТ:

б) Серебряная проба на пуриновые основания.

Химизм реакции:

NH₂

⌡ N

N

+ AgNO₃+NH₄OH

N NH

NH₂

⌡ N

N

+ NH₄NO₃ + H₂O

N N-Ag

Порядок выполнения работы.

К 10 каплям гидролизата добавить по каплям крепкий раствор аммиака (приблизительно 10 капель) до щелочной реакции, определяемой по лакмусу, опущенному в пробирку, затем добавить 10 капель 2% аммиачного раствора нитрата серебра. Не перемешивая, оставить пробирку на 3-5 минут.

РЕЗУЛЬТАТ:

в) Качественная реакция на пентозу (реакция Молиша).

Принцип метода и химизм реакции.

При взаимодействии концентрированной серной кислоты с пентозами происходит их дегидратация и образуется фурфурол, дающий с тимолом продукты конденсации красного цвета.

3Н₂О CH₃

H₂COH-(CHOH)₃-COH +

Конц. COH ―ОН

H₂SO₄ O │

H₃C-CH-CH₃

рибоза фурфурол тимол

продукты конденсации красного цвета

Порядок выполнения работы:

К 10 каплям гидролизата дрожжей добавить 3 капли 1% спиртового р-ра тимола, перемешать и по стенке пробирки осторожно прибавить 20-30 капель концентрированной серной кислоты и встряхнуть.

РЕЗУЛЬТАТ:

г) Молибденовая проба на фосфорную кислоту.

Химизм реакции.

H₃PO₄+12(NH₄)MoO₄+21HNO₃

(NH₄)₃P ∙ 12MoO₃ + 21NH₄NO₃ + 12H₂O

фосфомолибденовокислый

аммоний (желтый осадок)

Порядок выполнения работы.

К 10 каплям гидролизата прилить 20 капель молибденового реактива и кипятить несколько минут. При этом жидкость (не осадок) окрашивается в лимонно-желтый цвет. Пробирку охладить в струе холодной воды.

РЕЗУЛЬТАТ:

ВЫВОДЫ:

III.2. Контрольные вопросы.

Что такое нуклеопротеиды?

В каких тканях содержится много нуклеопротеидов?

Укажите продукты гидролиза нуклеопротеидов.

Какие белки входят в состав нуклеопротеидов? Укажите их особенности.

Какие качественные реакции на продукты гидролиза нуклеопротеидов Вы знаете?

Материал для самоподготовки: I а)1. с. 86-88, 96-113; II; III.

Занятие № 14

ТЕМА.БИОСИНТЕЗ НУКЛЕИНОВЫХ КИСЛОТ

Цель занятия: Ознакомиться с этапами синтеза нуклеиновых

кислот в живых организмах.

Исходный уровень знаний:

- строение и функции нуклеиновых кислот;

- репликация, связь с клеточным циклом;

- понятие о транскрипции.

Содержание занятия.

I.2. Синтез ДНК: этапы, механизм, значение.

Повреждения и репарация ДНК.

Механизм транскрипции.

Понятие о мозаичной структуре генов, первичном транскриптоне.

Посттранскрипционная достройка РНК.

I.3. Контрольная работа.

СВОДНЫЕ ВОПРОСЫ К КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЕ

ПО РАЗДЕЛУ «СТРОЕНИЕ И ФУНКЦИИ

НУКЛЕИНОВЫХ КИСЛОТ»

1. Строение (в виде лактам-лактимных таутомеров) пиримидиновых и пуриновых нуклеиновых оснований. Комплементарность оснований. Минорные азотистые основания.

2. Строение N-гликозидов (нуклеозидов) Д-рибозы и 2-дезокси-Д-рибозы с нуклеиновыми основаниями и реакции их гидролиза. Псевдонуклеозиды.

3. Строение нуклеотидов, входящих в ДНК (дезоксиадениловой, дезоксигуаниловой, дезоксицитидиловой, тимидиловой кислот) и в РНК (адениловой, уридиловой, гуаниловой, цитидиловой кислот). Схемы неполного и полного гидролиза этих мононуклеотидов.

4. Строение дифосфо- и трифосфонуклеотидов, схемы их неполного и полного гидролиза.

5. Схемы неполного и полного гидролиза нуклеиновых кислот.

6. Первичная структура нуклеиновых кислот. Строение участков ДНК (строение триплетов, например, ТГА, АЦГ, ЦТА и т.п.).

7. Вторичная и третичная структура нуклеиновых кислот. Различие состава и структуры ДНК и РНК.

8. Комплементарные полинуклеотидные цепи. Модель двойной спирали.

9. Функции ДНК и РНК. Типы РНК.

10. Строение участков РНК с последовательностью оснований: УГА, АУГ, ЦУГ и т.п.

11. Строение фрагментов мРНК, полученных при транскрипции с ТЦА, ГТА, АЦТ и т. п.

12. Особенности структуры и специфичность транспортной РНК.

13. Строение антикодонов тРНК, соответствующих кодонам АУГ, ЦУА, УАГ и т. п.

II.1. Работа № 1. ВЫДЕЛЕНИЕ ДЕЗОКСИРИБО-

НУКЛЕОТИДОВ ИЗ СЕЛЕЗЁНКИ

Дезоксирибонуклеопротеиды выделяют из богатых клеточными ядрами тканей: зобной железы, селезёнки и др. В работе используется готовый раствор дезоксирибонуклеопротеидов, в котором определяют наличие белка (биуретовая реакция) и ДНК.

а) Биуретовая реакция проводится так же, как описано в работе №1 (занятие № 1).

РЕЗУЛЬТАТ:

б) Реакция на ДНК.

Химизм реакции.

При нагревании ДНК гидролизуется и освободившаяся дезоксирибоза в реакции с дифениламином даёт синее окрашивание.

Порядок выполнения работы.

К 15-20 кап. раствора добавить равный объём дифениламина. Смесь нагреть в кипящей водяной бане в течение 15 минут.

РЕЗУЛЬТАТ:

ВЫВОД:

Материал для самоподготовки. I а)1. с. 86-88, 96-113,

478-498; II; III.

Занятие № 15

СЕМИНАР ПО ТЕМЕ: "БИОСИНТЕЗ БЕЛКА. РЕГУЛЯЦИЯ СИНТЕЗА БЕЛКА У ПРО- И ЭУКАРИОТОВ"

Цель занятия: 1.Закрепить знания этапов репликации и транскрипции, роли ДНК- и РНК-полимераз.

2.Усвоить механизм трансляции и регуляции биосинтеза белка.

Исходный уровень знаний:

- виды нуклеиновых кислот;

- строение и функция ДНК;

- строение и функции различных типов РНК;

- биосинтез нуклеиновых кислот.

Содержание занятия.

I.2. Обсуждение устных сообщений студентов.

ТЕМЫ ДОКЛАДОВ К СЕМИНАРУ

1. История изучения и общая схема синтеза белка.

2. Генетический код: кодирующие элементы, свойства.

3. Движение генетической информации. Матричный синтез РНК. РНК-полимеразы. Обратные транскриптазы.

4. Активирование аминокислот и транспорт их к месту синтеза белка. Роль т-РНК как адаптора между нуклеотидами и аминокислотами.

5. Этапы синтеза белка. Строение рибосом, функционирование полирибосом.

6. Механизмы трансляции и синтеза полипептидной цепи: инициация и элонгация упорядоченной расстановки аминокислот.

7. Терминация синтеза белка, формирование вторичной, третичной и четвертичной структур.

8. Регуляция синтеза белка у прокариотов. Теория Ф.Жакоба и Ж.Моно.

9. Регуляция синтеза белка у эукариотов. Гипотеза Г.П. Георгиева.

10. Молекулярные мутации и наследственные болезни.

Материал для самоподготовки. I а)1. с. 509-544; II; III.

Список дополнительной литературы.

1. БРОДСКИЙ В.Я. и НЕЧАЕВА Н.В.//Ритм синтеза белка. М.: Наука,1988.-239с.

2. ЗЕНГБУШ П.//Молекулярная и клеточная биология. В 3-х томах. М.: Мир.-1982.

3. ЗЕНГЕР В.//Принципы структурной организации нуклеиновых кислот. М.:Мир.-1987.-584с.

4. КИСЕЛЕВ Л.Л.//Биосинтез белков от аминокислот до аминоацил-т-РНК.М.:Наука.-1984.-408с.

5. Р.МАРРИ, Д.ГРЕННЕР, П.МЕЙЕЛ, В.РОДУЭЛЛ. //Биохимия человека. В 2-х томах. М.: Мир,1993.

6. СИНГЕР М., БЕРГ П. //Гены и геномы. М.: Мир, 1998.- тт.I,II.-392с.

7. СПИРИН А.С.//Структура рибосом и синтез белка. Пущино,ОНТИ НЦБИ,1984.-367с.

8. ФЕДОРОВ Н.А.//Структура ДНК и трансформация клеток. М.: Медицина.-1983.-158с.

9. ЭЛЛИОТ В., ЭЛЛИОТ Д. //Биохимия и молекулярная биология. М.: Изд-во НИИ биомед.химии РАМН, 1999.-372с.

Занятие № 16

КОЛЛОКВИУМ: "МАТРИЧНЫЕ БИОСИНТЕЗЫ.

МОЛЕКУЛЯРНЫЕ МЕХАНИЗМЫ ИЗМЕНЧИВОСТИ"

Вопросы к коллоквиуму

1. Нуклеиновые основания. Лактим-лактамная таутомерия.

2. Минорные основания, их таутомерные формы. Псевдонуклеозиды.

3. Нуклеозиды и нуклеотиды. Примеры.

4. Строение нуклеозидмонофосфатов, схемы неполного и полного гидролиза. Циклическая АМФ.

5. Строение нуклеозидди- и нуклеозидтрифосфатов, схемы неполного и полного гидролиза. Макроэргические связи.

6. Первичная структура ДНК. Правила Чаргаффа.

7. Вторичная и третичная структура ДНК.

8. Первичная структура и типы РНК, их локализация в клетке.

9. Особенности строения разных типов РНК. Представления о вторичной и третичной структуре РНК на примере тРНК.

10. Комплементарность гетероциклических оснований (нуклеотидов). Роль водородных связей в формировании вторичной структуры нуклеиновых кислот.

11. Репликация ДНК и фазы клеточного цикла. ДНК-полимеразы. Повреждения ДНК и их репарация.

12. Биосинтез РНК (транскрипция). РНК-полимеразы.

13. Природа генетического кода. Постулаты Ф.Крика.

14. Основные компоненты белоксинтезирующей системы и этапы синтеза белка. Направление движения генетической информации.

15. Активирование аминокислот (синтез аминоацил-тРНК) и транспорт их к месту синтеза белка. тРНК как адаптор. Субстратная специфичность аминоацил-тРНК-синтетазы.

16. Строение и функционирование рибосом и полирибосом.

17. Стадии синтеза белка: инициация трансляции.

18. Стадии синтеза белка: элонгация трансляции.

19. Стадии синтеза белка: терминация трансляции и формирование вторичной, третичной и четвертичной структуры белка.

20. Ингибиторы матричных синтезов: лекарственные препараты, вирусные и бактериальные токсины.

21. Регуляция действия генов. Понятие об оперонах. Репрессия и индукция синтеза белков у прокариотов (теория Ф.Жакоба и Ж.Моно).

22. Индукция и репрессия синтеза белков в организме человека (у эукариотов). Роль гормонов в регуляции действия генов.

23. Клеточная дифференцировка и онтогенез как результат дифференциальной активности генов. Изменение белкового состава клеток при дифференцировке.

24. Биохимические основы медицинской генетики. Молекулярные механизмы генетической изменчивости: мутации, рекомбинации.

25. Генотипическая гетерогенность популяций и полиморфизм белков на примере гемоглобина и некоторых ферментов.

26. Молекулярные мутации и наследственные болезни. Биохимические методы в диагностике врожденных заболеваний.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: