Основно съдържание
Курс: Биология 7-10 клас Общообразователна подготовка > Раздел 3
Урок 11: Генетични процесиПреглед на ДНК структура и репликация
Основни понятия
| Термин | Значение |
|---|---|
| ДНК (дезоксирибонуклеинова киселина) | Нуклеинова киселина, която носи информация от родителя към поколението и кодира производството на протеини |
| Нуклеотид | Градивен блок на нуклеиновите киселини |
| Двойна спирала | Структура от две нишки, които се преплитат взаимно около ос като увита стълба |
| ДНК репликация | Процес, при който двойноверижна ДНК молекула бива копирана, за да произведе две еднакви ДНК молекули |
| Свързване по бази | Принцип, при който азотните бази на ДНК молекулите се свързват една с друга |
Структура на ДНК
ДНК е нуклеинова киселина, една от четирите главни групи биологични макромолекули.
Нуклеотиди
Всички нуклеинови киселини са изградени от нуклеотиди. В ДНК всеки нуклеотид е изграден от три части: 5-въглероден монозахарид, наречена дезоксирибоза, фосфатна група и азотна база.
В ДНК присъстват четири вида азотни бази: аденин (А), гуанин (Г), цитозин (Ц) и тимин (Т).
РНК нуклеотидите може също да съдържат аденинови, гуанинови и цитозинови бази, но вместо тимин те имат друга база, наречена урацил (У).
Правилата на Чаргаф
През 50-те години на 20-ти век биохимикът Ървин Чаргаф открил, че количествата азотни бази (А, Т, С и Г) не се срещат в равни количества, но количеството на А винаги било равно на количеството от Т и количеството от Ц винаги било равно на количеството от Г.
Тези открития се оказали важни за разкриването на модела на двойноспиралната ДНК.
Двойна спирала
Двойноспиралната структура на ДНК е открита през 50-те години на 20-ти век от Джеймс Уотсън и Франсис Крик благодарение на натрупаните изводи от изследванията на много учени.
ДНК молекулите имат антипаралелна структура – тоест, двете нишки на веригата преминават в противоположни една на друга посоки. Всяка верига има 5' край и 3' край.
Разгадаването на структурата на ДНК било едно от най-големите научни постижения на века.
Познаването на структурата на ДНК отключило вратата към разбирането на много аспекти от функцията на ДНК, например как се копира и как информацията, която носи, може да бъде използвана за производство на протеини.
ДНК репликация
ДНК репликацията е полуконсервативна. Това означава, че всяка от двете вериги в двойноверижната ДНК действа като матрица, за да бъдат синтезирани две нови вериги.
Репликацията се извършва на база комплементарното свързване по бази, което е принципът, обяснен от правилата на Чаргаф: аденин (А) винаги се свързва с тимин (Т) и цитозин (Ц) винаги се свързва с гуанин (Г).
Процесът на репликация
ДНК репликацията протича чрез помощта на няколко ензима. Тези ензими "разплитат" ДНК молекулите, като разделят водородните връзки, които държат двете вериги заедно.
Всяка верига после служи като матрица за създаването на нова комплементарна верига. Комплементарните бази се прикрепят една към друга (А-Т и Ц-Г).
Главният ензим, който участва в това, е ДНК полимераза, която свързва нуклеотидите, за да синтезира нова комплементарна верига. ДНК полимеразата също "проверява" всяка нова ДНК верига, за да се гарантира, че няма грешки.
Водеща и изоставаща вериги
ДНК се синтезира по различен начин по протежение на двете вериги при репликационната вилка.
Едната нова верига, водещата верига, нараства от 5' към 3' по посока на репликационната вилка и се изгражда непрекъснато.
Другата, изоставащата верига, нараства от 5' към 3' края, отдалечавайки се от вилката, и се изгражда на малки части, наречени фрагменти на Оказаки.
Пример: Определяне на комплементарна верига
ДНК се синтезира само в посока 5' към 3'. Можеш да определиш последователността на комплементарна верига, ако ти дадат последователността на матричната верига.
Например, ако знаеш, че последователността на една верига е 5’-ААТТГГЦЦ-3’, то нейната комплементарна верига задължително трябва да е с последователност 3’-ТТААЦЦГГ-5’. Това позволява на всяка база да се свърже с партньора си:
Чести грешки и погрешни разбирания
- ДНК репликацията не е същото нещо като клетъчно делене. Репликацията протича преди клетъчното делене, по време на S фазата на клетъчния цикъл. Но репликацията засяга само производството на нови ДНК вериги, не на нови клетки.
- Някои хора мислят, че във водещата верига ДНК се синтезира в посока 5' към 3', докато при изоставащата верига ДНК се синтезира в посока 3' към 5'. Това не е така. ДНК полимеразата синтезира ДНК само в посока 5' към 3'. Разликата между водещата и изоставащата вериги е в това, че водещата верига се образува по посока към репликационната вилка, докато изоставащата верига се образува в посока обратно от репликационната вилка.
Искаш ли да се присъединиш към разговора?
Все още няма публикации.