МОСКВА, 25 април - РИА Новости, Татяна Пичугина.Точно преди 65 години британските учени Джеймс Уотсън и Франсис Крик публикуваха статия за дешифрирането на структурата на ДНК, поставяйки основите на една нова наука – молекулярната биология. Това откритие промени много в живота на човечеството. РИА Новости разказва за свойствата на ДНК молекулата и защо е толкова важна.

През втората половина на 19 век биологията е много млада наука. Учените тепърва започваха да изучават клетката и концепцията за наследствеността, въпреки че вече беше формулирана от Грегор Мендел, не получи широко признание.

През пролетта на 1868 г. младият швейцарски лекар Фридрих Мишер идва в университета в Тюбинген (Германия), за да се занимава с научна работа. Той възнамеряваше да разбере от какви вещества се състои клетката. За експерименти избрах левкоцити, които лесно се получават от гной.

Чрез отделяне на ядрото от протоплазмата, протеините и мазнините, Мишер открива съединение с високо съдържание на фосфор. Той нарече тази молекула нуклеин („ядро“ на латински е ядрото).

Това съединение проявява киселинни свойства, поради което е въведен терминът "нуклеинова киселина". Неговият префикс "дезоксирибо" означава, че молекулата съдържа Н групи и захари. Тогава се оказа, че всъщност е сол, но името не е сменено.

В началото на 20-ти век учените вече знаеха, че нуклеинът е полимер (тоест много дълга гъвкава молекула от повтарящи се единици), единиците са съставени от четири азотни бази (аденин, тимин, гуанин и цитозин), а нуклеинът се съдържа в хромозомите - компактни структури, които възникват в делящите се клетки. Способността им да предават наследствени белези е демонстрирана от американския генетик Томас Морган в опити върху плодови мухи.

Моделът, който обясняваше гените

Но това, което дезоксирибонуклеиновата киселина, или накратко ДНК, прави в клетъчното ядро, не беше разбрано дълго време. Смята се, че играе някаква структурна роля в хромозомите. Единиците на наследствеността - гените - се приписват на протеиновата природа. Пробивът е направен от американския изследовател Осуалд ​​Ейвъри, който експериментално доказа, че генетичният материал се предава от бактерии на бактерии чрез ДНК.

Стана ясно, че трябва да се изследва ДНК. Но как? По това време учените са били достъпни само за рентгенови лъчи. За да просветят биологичните молекули през тях, те трябваше да кристализират, а това е трудно. Дешифрирането на структурата на протеиновите молекули чрез рентгенови дифракционни модели беше извършено в лабораторията Кавендиш (Кеймбридж, Великобритания). Младите изследователи Джеймс Уотсън и Франсис Крик, които са работили там, нямат свои собствени експериментални данни за ДНК, така че са използвали рентгеновите снимки на колегите от King's College Морис Уилкинс и Розалинд Франклин.

Уотсън и Крик предложиха модел на структурата на ДНК, който точно съответства на моделите на рентгенова дифракция: две успоредни нишки са усукани в дясна спирала. Всяка верига е нагъната от произволен набор от азотни бази, нанизани върху гръбнака на техните захари и фосфати и държани заедно от водородни връзки, опънати между основите. Освен това аденинът се комбинира само с тимин, а гуанинът - с цитозин. Това правило се нарича принцип на допълване.

Моделът на Уотсън и Крик обяснява четирите основни функции на ДНК: репликация на генетичен материал, неговата специфичност, съхранение на информация в молекула и способността й да мутира.

Учените публикуват своето откритие в списание Nature на 25 април 1953 г. Десет години по-късно той и Морис Уилкинс са удостоени с Нобелова награда по биология (Розалинд Франклин умира през 1958 г. от рак на 37-годишна възраст).

„Сега, повече от половин век по-късно, можем да кажем, че откриването на структурата на ДНК е изиграло същата роля в развитието на биологията, както откриването на атомното ядро ​​във физиката. Изясняването на структурата на атома доведе до раждането на нова, квантова физика и откриването на структурата на ДНК доведе до раждането на нова, молекулярна биология", пише Максим Франк-Каменецки, изключителен генетик, изследовател на ДНК, автор на книгата "The Най-важната молекула".

Генетичен код

Сега оставаше само да разберем как работи тази молекула. Беше известно, че ДНК съдържа инструкции за синтеза на клетъчни протеини, които вършат цялата работа в клетката. Протеините са полимери, съставени от повтарящи се набори (последователности) от аминокиселини. Освен това има само двадесет аминокиселини. Животинските видове се различават един от друг по набора от протеини в клетките, тоест по различни последователности от аминокиселини. Генетиката твърди, че тези последователности са дадени от гени, за които тогава се смяташе, че служат като първите градивни елементи на живота. Но какви са гените, никой не знаеше точно.

Авторът на теорията за Големия взрив, физикът Георги Гъмов, служител на университета Джордж Вашингтон (САЩ), го изясни. Въз основа на модела на двойноверижната ДНК спирала от Уотсън и Крик, той предполага, че генът е част от ДНК, тоест определена последователност от връзки - нуклеотиди. Тъй като всеки нуклеотид е една от четирите азотни бази, просто трябва да разберете как четирите елемента кодират двадесет. Това беше идеята зад генетичния код.

В началото на 60-те години на миналия век е установено, че протеините се синтезират от аминокиселини в рибозомите - един вид "фабрики" вътре в клетката. За да започне синтеза на протеин, ензимът се доближава до ДНК, разпознава специфично място в началото на гена, синтезира копие на гена под формата на малка РНК (нарича се шаблон), след което протеинът се отглежда от амино киселини в рибозомата.

Те също така установиха, че генетичният код е трибуквен. Това означава, че три нуклеотида съответстват на една аминокиселина. Единицата на кода се наричаше кодон. В рибозомата информацията от иРНК се чете кодон по кодон, последователно. И всеки от тях отговаря на няколко аминокиселини. Как изглежда шифърът?

На този въпрос отговориха Маршал Ниренберг и Хайнрих Матей от САЩ. През 1961 г. те представят резултатите си за първи път на биохимичен конгрес в Москва. До 1967 г. генетичният код е напълно дешифриран. Оказа се, че е универсален за всички клетки на всички организми, което има далечни последици за науката.

Откриването на структурата на ДНК и генетичния код напълно преориентира биологичните изследвания. Фактът, че всеки индивид има уникална ДНК последователност, коренно промени криминалистичната наука. Дешифрирането на човешкия геном даде на антрополозите напълно нов метод за изучаване на еволюцията на нашия вид. Наскоро изобретеният ДНК редактор CRISPR-Cas тласна много напред генното инженерство. Очевидно тази молекула съхранява решението на най-належащите проблеми на човечеството: рак, генетични заболявания, стареене.

ДНК(дезоксирибонуклеинова киселина) е биологичен полимер, състоящ се от две полинуклеотидни вериги, свързани една с друга. Мономерите, които изграждат всяка от ДНК вериги, са сложни органични съединения, съдържащи една от четирите азотни бази: аденин (А) или тимин (Т), цитозин (С) или гуанин (G), пентаатомната захар пентоза - дезоксирибоза, чрез която Самото име ДНК, както и остатъкът от фосфорна киселина, получиха името. Тези съединения се наричат ​​нуклеотиди.

Тези вериги са свързани помежду си чрез водородни връзки между техните азотни основи съгласно принципа на комплементарност. Аденинът на едната верига е свързан с две водородни връзки с тимина от другата верига и се образуват три водородни връзки между гуанин и цитозин от различни вериги. Тази връзка на азотни основи осигурява силна връзка между двете вериги и поддържа еднакво разстояние между тях през цялото време.

Друга важна характеристика на комбинирането на две полинуклеотидни вериги в молекула на ДНК е техният антипаралелизъм: 5 "краят на едната верига е свързан с 3" край на другата и обратно.

ДНК молекула, комп. От две вериги той образува спирала, усукана около собствената си ос. Диаметърът на спиралата е 2 nm, дължината на стъпката е 3,4 nm. Всеки ход съдържа 10 базови двойки.

* Най-често двойните спирали са десни. Повечето ДНК молекули в разтвор са в дясната В-форма (В-ДНК). Срещат се обаче и левичарски форми (Z-DNA). Колко от тази ДНК присъства в клетките и какво е нейното биологично значение, все още не е установено.

* По този начин в структурната организация на молекулата на ДНК е възможно да се разграничи първична структура - полинуклеотидна верига, вторична структура- две комплементарни и антипаралелни полинуклеотидни вериги, свързани с водородни връзки, и третична структура - триизмерна спирала с горните пространствени характеристики.

9. Видове РНК в клетка. Функции на различни РНК

Ролята на посредник, чиято функция е да превежда наследствената информация, съхранявана в ДНК, в работеща форма, се изпълнява от рибонуклеинови киселини - РНК.

Известни са дву- и едноверижни РНК молекули. Двуверижните РНК се използват за съхраняване и възпроизвеждане на наследствена информация в някои вируси, т.е. те имат функцията на хромозоми. Едноверижните РНК осъществяват трансфера на информация за последователността на аминокиселините в протеините от хромозомата до мястото на техния синтез и участват в процесите на синтез.

За разлика от молекулите на ДНК, рибонуклеиновите киселини са представени от една полинуклеотидна верига, която се състои от четири вида нуклеотиди, съдържащи захар, рибоза, фосфат и една от четирите азотни бази - аденин, гуанин, урацил или цитозин. РНК се синтезира върху ДНК молекули с помощта на РНК полимераза ензими в съответствие с принципа на комплементарност и антипаралелност, а урацилът е комплементарен на ДНК аденина в РНК. Цялото разнообразие от РНК, действащи в клетката, може да бъде разделено на три основни типа: иРНК, тРНК, рРНК.

Матрична или информационна РНК (иРНК или иРНК). Транскрипция.За да се синтезират протеини с желани свойства, до мястото на тяхното изграждане се изпраща „инструкция“ за реда, в който аминокиселините са включени в пептидната верига. Тази инструкция е затворена в нуклеотидната последователност матрица,или информационна РНК(тРНК, иРНК), синтезирани върху съответните участъци от ДНК. Процесът на синтез на иРНК се нарича транскрипция.

Синтезът на тРНК започва с откриването от РНК полимераза на специална област в молекулата на ДНК, която показва мястото на началото на транскрипцията - промотор.След прикрепване към промотора, РНК полимеразата развива съседния завой на ДНК спиралата. Две ДНК вериги се разминават в тази точка и върху една от тях ензимът синтезира иРНК. Сглобяването на рибонуклеотидите във верига става в съответствие с тяхната комплементарност към ДНК нуклеотидите, както и антипаралелно на шаблонната ДНК верига. Поради факта, че РНК полимеразата е в състояние да сглоби полинуклеотид само от 5 "края до 3" край, само една от двете ДНК вериги може да служи като шаблон за транскрипция, а именно тази, която е изправена пред ензима със своя 3 "край ( 3 "→ 5"). Тази верига се нарича кодогенен

тРНК- РНК, чиято функция е да транспортира аминокиселини до мястото на протеиновия синтез. tRNAs също участват пряко в удължаването на полипептидната верига, като се присъединяват – като са в комплекс с аминокиселина – към кодона на mRNA и осигуряват комплексната конформация, необходима за образуването на нова пептидна връзка.

Всяка аминокиселина има своя собствена tRNA.TRNA е едноверижна РНК, но във функционална форма има конформация на детелина или листо на детелина. Аминокиселината е ковалентно прикрепена към 3'-края на молекулата чрез ензима аминоацил-тРНК синтетаза, специфична за всеки тип тРНК. Място С съдържа антикодон, съответстващ на аминокиселината.

(рРНК)- няколко молекули РНК, които съставляват основата на рибозомата. Основната функция на рРНК е да осъществява процеса на транслация - четене на информация от иРНК с помощта на адаптерни молекули на тРНК и катализа на образуването на пептидни връзки между аминокиселини, прикрепени към тРНК.

Рибозомните РНК са не само структурен компонент на рибозомите, но също така осигуряват свързването им със специфична нуклеотидна последователност на иРНК. Това задава началото и рамката за четене за образуването на пептидната верига. В допълнение, те осигуряват взаимодействие между рибозомата и tRNA. Множество протеини, които изграждат рибозомите, заедно с рРНК, играят както структурни, така и ензимни роли.

Първото доказателство за ролята на ДНК като носител на наследствена информация в организмите привлече голямо внимание към изследването на нуклеиновите киселини. През 1869 г. Ф. Мишер изолира специално вещество от ядрата на клетките, което той нарече нуклеин. След 20 години това име е заменено с термина нуклеинова киселина.През 1924 г. Р. Фелген разработва метод за цитологично разпознаване на нуклеиновите киселини чрез тяхното специфично оцветяване и показва, че ДНК се локализира в ядрата на клетките, а РНК - в цитоплазмата. През 1936 г. A.N. Белозерски и И.И. Дубровская изолира ДНК в чист вид от ядрата на растителните клетки. До началото на 1930 г. са изяснени основните химични принципи на структурата на захарите на нуклеиновите киселини и през 1953 г. е създаден структурен модел на ДНК.

Основната структурна единица на нуклеиновите киселини е нуклеотид, който се състои от три химически различни части, свързани с ковалентни връзки (фиг. 5.2).

Ориз. 5.2. Структурни формули: а- нуклеотиди; б- ДНК; v -РНК (виж също стр. 110)

Ориз. 5.2. Краят. Структурни формули: а- нуклеотиди; 6 - ДНК; v- РНК

Първата част е захар, съдържаща пет въглеродни атома: дезоксирибозав ДНК и рибозав РНК.

Втората част на нуклеотида, пуринова или пиримидинова азотна основа, ковалентно прикрепена към първия въглероден атом на захарта, образува структура, наречена нуклеозид.ДНК съдържа пуринови бази - аденин(А) и гуанин(D) - и пиримидинови основи - тимин(Т) и цитозин(° С). Съответните нуклеозиди се наричат ​​дезоксиаденозин, дезоксигуанозин, дезокситимидин и дезоксицитидин. РНК съдържа същите пуринови бази като ДНК, пиримидинова база цитозин, а вместо тимин съдържа урацил(Y); съответните нуклеозиди се наричат ​​аденозин, гуанозин, уридин и цитидин.

Третата част на нуклеотида е фосфатна група, която свързва съседни нуклеозиди в полимерна верига чрез фосфодиестерни връзки между 5-въглеродния атом на една захар и 3" въглеродния атом на друга (фиг. 5.2, б, v). Нуклеотидисе наричат ​​нуклеозиди с една или повече фосфатни групи, прикрепени чрез естерни връзки към 3"- или 5-въглеродни атома на захарта. Синтезът на нуклеотидите предхожда синтеза на нуклеинови киселини, съответно нуклеотидите са продукти на химична или ензимна хидролиза на нуклеотиди.

Нуклеиновите киселини са много дълги полимерни вериги, съставени от мононуклеотиди, свързани с 5- и 3'-фосфодиестерни връзки. Една интактна ДНК молекула съдържа в зависимост от вида на организма от няколко хиляди до много милиони нуклеотиди, непокътната молекула РНК - от 100 до 100 хиляди или повече нуклеотиди.

Резултатите от анализите на нуклеотидния състав на ДНК на различни видове, извършени от Е. Чаргаф, показаха, че молекулярното съотношение на различни азотни бази - аденин, гуанин, тимин, цитозин - варира в широки граници. Следователно беше доказано, че ДНК изобщо не е монотонен полимер, състоящ се от същите тетрануклеотиди, както се предполагаше през 40-те години на миналия век. XX век, и че притежава напълно сложността, необходима за запазване и предаване на наследствена информация под формата на специфична последователност от нуклеотидни бази.

Изследванията на E. Chargaff също разкриват особеност, присъща на всички молекули на ДНК: моларното съдържание на аденин е равно на съдържанието на тимин, а моларното съдържание на гуанин е равно на съдържанието на цитозин. Тези равенства се наричат ​​правило за еквивалентност на Чаргаф: [A] = [T], [G] = [C]; броят на пурините е равен на броя на пиримидините. В зависимост от вида се променя само съотношението ([A] + [T]) / ([G] + [C]) (Таблица 5.1).

Основната връзка е именувана нуклеотидно съотношение(вид) специфичност.При откриването на Чаргаф е формулирана важна структурна характеристика на ДНК, която по-късно е отразена в структурния модел на ДНК от Дж. Уотсън и Ф. Крик (1953), които всъщност показват, че правилата на Чаргаф не налагат никакви ограничения върху възможен брой комбинации от различни базови последователности, които могат да образуват молекули ДНК.

Разпоредбата за нуклеотидната специфичност формира основата на нов клон на биологията - геносистематика, който действа чрез сравняване на състава и структурата на нуклеиновите киселини за изграждане на естествена система от организми.

Според модела на Уотсън-Крик, молекулата на ДНК се състои от две полинуклеотидни вериги (вериги, вериги), свързани помежду си с помощта на кръстосани водородни връзки между азотни бази съгласно комплементарния принцип (аденинът на една верига е свързан с две водородни връзки с тимин от противоположната верига, а гуанинът и цитозинът от различни вериги са свързани помежду си чрез три водородни връзки). В този случай две полинуклеотидни вериги на едната молекула са антипаралелни, т.е. срещу 3 "края на едната верига е 5" края на другата верига и обратно (фиг. 5.3). Трябва обаче да се имат предвид съвременните данни, че генетичният материал на някои вируси е представен от едноверижни (едноверижни) ДНК молекули. Въз основа на данните от рентгенов структурен анализ на ДНК, Дж. Уотсън и Ф. Крик също заключиха, че нейната двуверижна молекула има вторична структура под формата на спирала, усукана в посока отляво надясно, която по-късно се превърна в известна като 5-форма (фиг. 5.4). Към днешна дата е доказано, че освен най-често срещаната 5-форма, е възможно да се намерят ДНК региони с различна конфигурация – като десни (форми А, C), и усукани от дясно на ляво (ляво или Z-образна) (фиг.5.4). Съществуват известни разлики между тези форми на вторичната структура на ДНК (Таблица 5.2). Така например разстоянието между две съседни двойки азотни бази в двуверижна спирала, изразено в нанометри (nm), за 5-формата и Z-формата се характеризира с различни стойности (0,34 и 0,38 nm, съответно). На фиг. 5.5 са показани съвременни обемни модели на "лява" и "дясна" форми на ДНК.

Ориз. 5.3. схематично представяне на първичната структура на фрагмент от двуверижна ДНК молекула: А - аденин; G - гуанин; Т е тимин; C - цитозин

Ориз. 5.4.

Таблица 5.2

Свойства на различни форми на ДНК двойни спирали

РНК молекулите, в зависимост от техните структурни и функционални особености, се разделят на няколко вида: информационна (матрична) РНК (тРНК, или иРНК), рибозомна РНК (рРНК), транспортна РНК (тРНК), малка ядрена РНК (snRNA) и др. от ДНК, РНК молекулите винаги са едноверижни (едноверижни). Те обаче могат да образуват по-сложни (вторични) конфигурации поради взаимното свързване на отделни участъци от такава верига въз основа на взаимодействието на допълващи се азотни бази (A-U и G-C). Като пример можем да разгледаме конфигурацията под формата на "лист от детелина" за фенилаланиновата транспортна РНК молекула (фиг. 5.6).

Ориз. 5.6.

През 1953 г. Д. Уотсън и Ф. Крик предлагат модел на структурата на ДНК, който се основава на следните постулати:

• 1. ДНК е полимер, състоящ се от нуклеотиди, свързани с 3 "- и 5" -фосфодиестерни връзки.
• 2. Съставът на ДНК нуклеотидите се подчинява на правилата на Чаргаф.
• 3. ДНК молекулата има структура с двойна спирала, наподобяваща вита стълба, както се вижда от рентгеновите дифракционни модели на ДНК вериги, получени за първи път от М. Уилкинс и Р. Франклин.
• 4. Структурата на полимера, както е показано чрез киселинно-основно титруване на нативната (естествена) ДНК, се стабилизира чрез водородни връзки. Титруването и нагряването на нативната ДНК причинява забележима промяна в нейните физически свойства, по-специално вискозитета, превръщайки я в денатурирана форма и ковалентните връзки не се разрушават.

ДНК- полимер, мономерите на който са дезоксирибонуклеотиди. Моделът на пространствената структура на молекулата на ДНК под формата на двойна спирала е предложен през 1953 г. ᴦ. Дж. Уотсън и Ф. Крик (за изграждането на този модел те са използвали произведенията на М. Уилкинс, Р. Франклин, Е. Чаргаф).

ДНК молекулаобразуван от две полинуклеотидни вериги, спирално усукани една около друга и заедно около въображаема ос, ᴛ.ᴇ. представлява двойна спирала (изключение - някои ДНК вируси имат едноверижна ДНК). Диаметърът на двойната спирала на ДНК е 2 nm, разстоянието между съседните нуклеотиди е 0,34 nm и има 10 базови двойки на завъртане на спиралата. Молекулата може да бъде дълга до няколко сантиметра. Молекулно тегло - десетки и стотици милиони. Общата дължина на ДНК на ядрото на човешката клетка е около 2 м. В еукариотните клетки ДНК образува комплекси с протеини и има специфична пространствена конформация.

Мономерна ДНК - нуклеотид (дезоксирибонуклеотид)- се състои от остатъци от три вещества: 1) азотна основа, 2) петвъглероден монозахарид (пентоза) и 3) фосфорна киселина. Азотните основи на нуклеиновите киселини принадлежат към класовете пиримидини и пурини. ДНК пиримидинови бази(имат един пръстен в молекулата си) - тимин, цитозин. Пуринови основи(има два пръстена) - аденин и гуанин.

Монозахаридът на ДНК нуклеотида е представен от дезоксирибоза.

Името на нуклеотида произлиза от името на съответната база. Нуклеотидите и азотните основи са обозначени с главни букви.

Полинуклеотидната верига се образува в резултат на реакции на нуклеотидна кондензация. В този случай между 3'-въглерода на остатъка от дезоксирибоза на единия нуклеотид и остатъка от фосфорна киселина на другия, фосфоетерна връзка(принадлежи към категорията на силните ковалентни връзки). Единият край на полинуклеотидната верига завършва с 5 "въглерод (наречен 5" край), другият завършва с 3 "въглерод (3" край).

Втора верига е разположена срещу една нуклеотидна верига. Подреждането на нуклеотидите в тези две вериги не е произволно, а строго дефинирано: тиминът винаги е разположен срещу аденина на едната верига в другата верига, а цитозинът винаги е разположен срещу гуанина, възникват две водородни връзки между аденин и тимин, между гуанин и цитозин - три водородни връзки. Редовността, според която нуклеотидите на различни ДНК вериги са строго подредени (аденин - тимин, гуанин - цитозин) и селективно се свързват един с друг, е обичайно да се нарича принципа на допълване... Трябва да се отбележи, че Дж. Уотсън и Ф. Крик стигнаха до разбирането на принципа на допълване след като прочетоха трудовете на Е. Чаргаф. Е. Чаргаф, след като проучи огромен брой проби от тъкани и органи на различни организми, установи, че във всеки ДНК фрагмент съдържанието на гуанинови остатъци винаги точно съответства на съдържанието на цитозин, а аденин - на тимин ( ʼʼПравило на Чаргафʼʼ), но той не може да обясни този факт.

От принципа на комплементарността следва, че нуклеотидната последователност на едната верига определя нуклеотидната последователност на другата.

ДНК вериги са антипаралелни (многопосочни), ᴛ.ᴇ. нуклеотидите на различни вериги са разположени в противоположни посоки и следователно срещу 3 "края на една верига е 5" край на другата. Молекулата на ДНК понякога се сравнява с вита стълба. „Оградата“ на това стълбище е захарно-фосфатният гръбнак (редуващи се остатъци от дезоксирибоза и фосфорна киселина); "Стъпки" - допълващи се азотни бази.

Функция на ДНК- съхранение и предаване на наследствена информация.

Структурата и функцията на ДНК – понятие и видове. Класификация и особености на категорията "Структура и функция на ДНК" 2017, 2018.

Дезоксирибонуклеинова киселина- полимер, се състои от нуклеотиди.

НуклеотидДНК се състои от

• азотна основа (4 вида ДНК: аденин, тимин, цитозин, гуанин)
• монозахар дезоксирибоза
• фосфорна киселина

Нуклеотидите са свързани помежду си чрез силна ковалентна връзка чрез захарта на един нуклеотид и фосфорната киселина на друг. Оказва се полинуклеотидна верига.

Две полинуклеотидни вериги са свързани една с друга чрез слаби водородни връзки между азотни бази съгласно правилото допълване: срещу аденина винаги има тимин, срещу цитозин - гуанин (съвпадат по форма и брой водородни връзки - има две връзки между А и Т, между С и G - 3). Оказва се двойна верига ДНК, в която се усуква двойна спирала.

Функция на ДНК

ДНК е част от хромозомите, съхранява наследствена информация (за характеристиките на организма, за първичната структура на протеините).

ДНК е способна на самоудвояване (репликация, репликация).Самоудвояването се случва в интерфазата преди разделянето. След удвояване всяка хромозома се състои от две хроматиди, които при бъдещо делене ще се превърнат в дъщерни хромозоми. Благодарение на самоудвояването всяка от бъдещите дъщерни клетки ще получи същата наследствена информация.

Структурни разлики между РНК и ДНК

• рибоза вместо дезоксирибоза
• без тимин, вместо него урацил
• едноверижни

Типове РНК

• информационна (матрична) РНК
  • пренася информация за структурата на протеина от ядрото (от ДНК) към цитоплазмата (към рибозомата);
  • най-малко в клетката;
• транспортна РНК
  • пренася аминокиселини в рибозомата;
  • най-малкият, има формата на лист от детелина;
• рибозомна РНК
  • е част от рибозомите;
  • най-големият по размер и количество

Задачи за правилото за допълване

В ДНК има същото количество тимин като аденина, останалата част (до 100%) се пада на цитозин и гуанин, те също са разделени по равно. Например: ако гуанинът е 15%, тогава цитозинът също е 15%, общо 30%, тогава аденинът и тиминът представляват 100-30 = 70%, следователно аденинът 70/2 = 35% и тиминът също е 35%

Изберете този, който е най-правилен. Поради кой процес по време на митозата се образуват дъщерни клетки с набор от хромозоми, равен на майчините
1) образуване на хроматиди
2) спирализиране на хромозомите
3) разтваряне на ядрената обвивка
4) разделяне на цитоплазмата

Отговор

Помислете за чертеж, показващ фрагмент от биополимерна молекула. Определете (A) какво служи като негов мономер, (B) в резултат на кой процес се увеличава броят на тези молекули в клетката, (C) какъв е принципът, който стои в основата на нейното копиране. За всяка буква изберете подходящия термин от предоставения списък.
1) допълване
2) репликация
3) нуклеотид
4) денатурация
5) въглехидрати
6) излъчване
7) транскрипция

Отговор

Всички, освен две от изброените по-долу характеристики, се използват за описание на органичната молекула, показана на фигурата. Идентифицирайте два знака, които "изпадат" от общия списък, и запишете числата, под които са посочени.
1) изпълнява ензимна функция
2) съхранява и предава наследствена информация
3) се състои от две нуклеотидни вериги
4) в комбинация с протеини образува хромозоми
5) участва в процеса на излъчване

Отговор

Установете съответствие между характеристиките на молекулата на нуклеинова киселина и нейния тип: 1) тРНК, 2) ДНК. Запишете числата 1 и 2 в правилния ред.
А) се състои от една полинуклеотидна верига
Б) транспортира аминокиселината до рибозомата
Б) се състои от 70-80 нуклеотидни остатъци
Г) съхранява наследствена информация
Д) способни за репликация
E) е спирала

Отговор

НУКЛЕОТИД ОТ ДРУГА ДВОЙКА
1. В ДНК делът на нуклеотидите с тимин е 23%. Определете процента на нуклеотидите с гуанин, които съставляват молекулата. Запишете съответното число в отговора си.

Отговор

2. В ДНК нуклеотидите с цитозин представляват 13%. Определете процента на нуклеотидите с аденин, които съставляват молекулата. В отговора запишете само съответното число.

Отговор

3. В ДНК нуклеотидите с аденин представляват 18%. Определете процента на нуклеотидите с цитозин, които съставляват молекулата. В отговора запишете само съответното число.

Отговор

4. В ДНК нуклеотидите с тимин представляват 36%. Определете процента на нуклеотидите с гуанин, които съставляват молекулата. В отговора запишете само съответното число.

Отговор

5. В ДНК делът на нуклеотидите с тимин е 28%. Определете процента на нуклеотидите с гуанин, които съставляват молекулата. В отговора запишете само съответното число.

Отговор

НУКЛЕОТИД ОТ СЪЩАТА ДВОЙКА
1. Фрагмент от ДНК молекула съдържа 15% аденин. Колко тимин има в това парче ДНК? В отговор запишете само числото (броя на процентите на тимин).

Отговор

2. В някои молекули ДНК делът на нуклеотидите с гуанин възлиза на 28%. Определете процента нуклеотиди, съдържащи цитозин, които изграждат тази молекула. В отговора запишете само съответното число.

Отговор

3. В определена ДНК молекула нуклеотидите с аденин представляват 37%. Определете процента на тиминовите нуклеотиди, които изграждат тази молекула. В отговора запишете само съответното число.

Отговор

НУКЛЕОТИД - СУМА ОТ ЕДНА ДВОЙКА
1. Какъв е процентът на нуклеотидите с аденин и тимин в общото количество на една ДНК молекула, ако съотношението на нейните нуклеотиди с цитозин е 26% от общия? В отговора запишете само съответното число.

Отговор

2. В ДНК нуклеотидите с цитозин представляват 15%. Определете процента на нуклеотидите с тимин и аденин в сумата, която изгражда молекулата. В отговора запишете само съответното число.

Отговор

СУМА ОТ ЕДНА ДВОЙКА - НУКЛЕОТИД
1. Какъв процент са нуклеотидите с аденин в молекулата на ДНК, ако нуклеотидите с гуанин и цитозин заедно съставляват 18%? В отговора запишете само съответното число.

Отговор

2. В ДНК нуклеотидите с гуанин и цитозин представляват 36%. Определете процента на нуклеотидите с аденин, които съставляват молекулата. В отговора запишете само съответното число.

Отговор

3. В определена ДНК молекула делът на нуклеотидите с аденин и тимин в общия брой възлиза на 26%. Определете процента на гуаниновите нуклеотиди, които изграждат тази молекула. В отговора запишете само съответното число.

Отговор

4. В определена ДНК молекула делът на нуклеотидите с цитозин и гуанин в общия брой възлиза на 42%. Определете процента на нуклеотидите с аденин, които изграждат тази молекула. В отговора запишете само съответното число.

Отговор

5. В определена ДНК молекула делът на нуклеотидите с аденин и тимин в общия брой възлиза на 54%. Определете процента нуклеотиди, съдържащи цитозин, които изграждат тази молекула. В отговора запишете само съответното число.

Отговор

СУМА ОТ РАЗЛИЧНИ ДВОЙКИ
1. Фрагмент от ДНК молекула съдържа 10% тимин. Колко аденин и гуанин има в това парче ДНК? В отговор запишете само количеството аденин и гуанин в сумата.

Отговор

2. В ДНК делът на нуклеотидите с тимин е 35%. Определете процента на нуклеотидите с цитозин и аденин в сумата, която изгражда молекулата. В отговора запишете само съответното число.

Отговор

Изберете три опции. Как една молекула ДНК се различава от молекулата на иРНК?
1) е способен да се самоудвоява
2) не може да се самоудвоява
3) участва в реакции от матричен тип
4) не може да служи като матрица за синтеза на други молекули
5) се състои от две полинуклеотидни нишки, усукани в спирала
6) е неразделна част от хромозомите

Отговор

1. Анализирайте таблицата. Попълнете празните клетки на таблицата, като използвате понятията и термините, дадени в списъка. За всяка буквена клетка изберете подходящия термин от предоставения списък.
1) урацил
2) изграждане на тялото на рибозомата
3) пренос на информация за първичната структура на протеина
4) рРНК

Отговор

2. Анализирайте таблицата. За всяка буквена клетка изберете подходящия термин от предоставения списък.
1) рРНК
2) образуване на рибозома в комплекс с телесни протеини
3) съхранение и предаване на наследствена информация
4) урацил
5) тРНК
6) аминокиселина

8) синтез на иРНК

Отговор

3. Анализирайте таблицата "Видове РНК". За всяка буквена клетка изберете подходящия термин от предоставения списък.
1) иРНК
2) тРНК
3) допълваща част от ДНК молекулата, която носи информация за първичната структура на един протеин
4) съдържа тимин и дезоксирибоза
5) способни за репликация
6) е част от рибозомите, участва в протеиновия синтез
7) се състои от две нишки, спираловидни една около друга

Отговор

Изберете този, който е най-правилен. Биологичните полимери включват молекула
1) рибоза
2) глюкоза
3) аминокиселини

Отговор

Изберете този, който е най-правилен. Връзката, възникваща между азотните бази на две комплементарни ДНК вериги
1) йонна
2) пептид
3) водород
4) ковалентен полярен

Отговор

Изберете този, който е най-правилен. Връзката на две вериги в молекулата на ДНК възниква поради
1) хидрофобни взаимодействия на нуклеотиди
2) пептидни връзки между азотни основи
3) взаимодействия на комплементарни азотни бази
4) йонни взаимодействия на нуклеотиди

Отговор

Колко нуклеотида с цитозин съдържа една ДНК молекула, ако броят на нуклеотидите с тимин е 120, което е 15% от общия брой? Запишете съответното число в отговора си.

Отговор

В РНК нуклеотидите с урацил и аденин представляват по 10% всеки. Определете процента на нуклеотидите с тимин, включени в комплементарната, двуверижна ДНК верига. В отговора запишете само съответното число.

Отговор

Секция от ДНК веригата на ламбда бактериофага съдържа 23 нуклеотида с тимин, колко нуклеотида с цитозин в този участък, ако дължината му е 100 нуклеотида? В отговор запишете само броя на нуклеотидите.

Отговор

Молекулата i-RNA съдържа 200 нуклеотида с урацил, което е 10% от общия брой нуклеотиди. Колко нуклеотида (в%) с аденин съдържа една от веригите на молекулата на ДНК? Запишете съответното число в отговора си.

Отговор

Фрагмент от ДНК молекула съдържа 60 нуклеотида. От тях 12 нуклеотида се намират в тимина. Колко гуанинови нуклеотиди има в този фрагмент? В отговора запишете само числото.

Отговор

Установете съответствие между характеристиката на нуклеинова киселина и нейния тип: 1) i-RNA, 2) t-RNA. Запишете числата 1 и 2 в реда, съответстващ на буквите.
А) има формата на лист от детелина
Б) доставя аминокиселини в рибозомата
Б) има най-малкия размер на нуклеиновите киселини
D) служи като матрица за протеинов синтез
Г) прехвърля наследствена информация от ядрото към рибозомата

Отговор

Установете съответствие между характеристиките и органичните вещества на клетката: 1) иРНК, 2) тРНК, 3) рРНК. Запишете числата 1-3 в реда, съответстващ на буквите.
А) доставя аминокиселини за транслация
Б) съдържа информация за първичната структура на полипептида
В) е част от рибозомите
Г) служи като матрица за излъчване
E) активира аминокиселината

Отговор

1. Всички с изключение на две от характеристиките, изброени по-долу, могат да се използват за описание на РНК молекула. Идентифицирайте два знака, които "изпадат" от общия списък, и запишете числата, под които са посочени.
1) се състои от две полинуклеотидни вериги, усукани в спирала
2) се състои от една ненавита полинуклеотидна верига
3) прехвърля наследствена информация от ядрото към рибозомата
4) има най-голям размер на нуклеинови киселини
5) се състои от AUGC нуклеотиди

Отговор

2. Всички с изключение на две от характеристиките, изброени по-долу, могат да се използват за описание на РНК молекула. Идентифицирайте два знака, които "изпадат" от общия списък, и запишете числата, под които са посочени.
1) се състои от две полинуклеотидни вериги, усукани в спирала
2) прехвърля информация към мястото на протеиновия синтез
3) в комбинация с протеини изгражда тялото на рибозомата
4) е способен да се самоудвоява
5) пренася аминокиселини до мястото на синтеза на протеин

Отговор

Изберете този, който е най-правилен. Копие на един или група гени, които носят информация за структурата на протеини, които изпълняват една функция, е молекула

2) тРНК
3) АТФ
4) иРНК

Отговор

Част от една от двете вериги на ДНК молекулата съдържа 300 нуклеотида с аденин (А), 100 нуклеотида с тимин (Т), 150 нуклеотида с гуанин (G) и 200 нуклеотида с цитозин (С). Колко нуклеотида има в две ДНК вериги? Запишете отговора си като число.

Отговор

1. Колко нуклеотида са включени в фрагмент от двуверижна ДНК молекула, съдържащ 14 нуклеотида с аденин и 20 нуклеотида с гуанин? В отговора запишете само съответното число.

Отговор

2. Колко нуклеотида включва фрагмент от двуверижна ДНК молекула, ако съдържа 16 нуклеотида с тимин и 16 нуклеотида с цитозин? В отговора запишете само съответното число.

Отговор

Всички изброени по-долу знаци, с изключение на два, се използват за описване на диаграмата на структурата на молекулата на органичното вещество, показана на фигурата. Идентифицирайте два знака, които "изпадат" от общия списък, и запишете числата, под които са посочени.