WWW.REFERATCENTRAL.ORG.UA - Я ТУТ НАВЧАЮСЬ

... відкритий, безкоштовний архів рефератів, курсових, дипломних робіт

ГоловнаБіологія, Зоологія, Аграрна наука → Дезоксирибонуклеїнова кислота (ДНК) (науковий реферат) - Реферат

Дезоксирибонуклеїнова кислота (ДНК) (науковий реферат) - Реферат


Науковий реферат
на тему:
Дезоксирибонуклеїнова кислота (ДНК)
Структура частини подвійної спіралі ДНК
Зміст
Вступ
" 1 Історія дослідження
" 2 Структура молекули
o 2.1 Нуклеотиди
o 2.2 Подвійна спіраль
o 2.3 Утворення зв'язків між основами
o 2.4 Альтернативні форми подвійної спіралі
o 2.5 Суперскрученість
o 2.6 Структури на кінцях хромосом
" 3 Хімічні модифікації
o 3.1 Метилювання ДНК
o 3.2 Пошкодження ДНК
" 4 Біологічна роль ДНК
o 4.1 Структура геному
o 4.2 Послідовності генома, що не кодують білок
o 4.3 Транскрипція і трансляція
o 4.4 Реплікація
" 5 Взаємодія з білками
o 5.1 Структурні і регуляторні білки
o 5.2 Ферменти, що модифікують ДНК
" 5.2.1 Топоізомерази і гелікази
" 5.2.2 Нуклеази і лігази
" 5.2.3 Полімерази
" 6 Генетична рекомбінація
" 7 Еволюція метаболізму ДНК
" 8 Використання ДНК в технології
o 8.1 Методи роботи з ДНК
o 8.2 Генна інженерія
o 8.3 Судово-медична експертиза
o 8.4 Біоінформатика
o 8.5 ДНК і комп'ютери нового покоління
o 8.6 Історія і антропологія
" 9 Дивіться також
" 10 Джерела та посилання
" 11 Зовнішні посилання
12 Рекомендована література
Вступ
Дезоксирибонуклеї?нова кислота? (ДНК) - один із двох типів природних нуклеїнових кислот, який забезпечує зберігання, передачу з покоління в покоління і реалізацію генетичної програми розвитку і функціонування живих організмів. Основна роль ДНК в клітинах - довготривале зберігання інформації про структуру РНК і білків.
У клітинах еукаріотів (наприклад, тварин, рослин або грибів) ДНК знаходиться в ядрі клітини в складі хромосом, а також в деяких клітинних органелах (мітохондріях і пластидах). У клітинах прокаріотів (бактерій і архей) кільцева або лінійна молекула ДНК, так званий нуклеоїд, знаходиться в цитоплазмі і прикріплена зсередини до клітинної мембрани. У них і у нижчих еукаріот (наприклад дріжджів) зустрічаються також невеликі автономні кільцеві молекули ДНК, так звані плазміди. Крім того, одно- або дволанцюжкові молекули ДНК можуть утворювати геном ДНК-вірусів.
З хімічної точки зору, ДНК - це довга полімерна молекула, що складається з послідовності блоків - нуклеотидів. Кожний нуклеотид складається з азотистої основи, цукру (дезоксирибози) і фосфатної групи. Зв'язки між нуклеотидами в ланцюжку утворюються за рахунок дезоксирибози і фосфатної групи. У переважній більшості випадків (окрім деяких вірусів, що містять одноланцюжкові ДНК) макромолекула ДНК складається з двох ланцюжків, орієнтованих азотистими основами один проти одного. Ця дволанцюжкова молекула утворює спіраль. В цілому структура молекули ДНК отримала назву "подвійної спіралі".
У ДНК зустрічається чотири види азотистих основ (аденін, гуанін, тимін і цитозин) (виняток становлять випадки пізніших модифікацій нуклеотидів, наприклад метилювання). Азотисті основи одного з ланцюжків сполучені з азотистими основами іншого ланцюжка водневими зв'язками згідно принципу комплементарності: аденін з'єднується тільки з тиміном, гуанін - тільки з цитозином. Послідовність нуклеотидів дозволяє "кодувати" інформацію про різні типи РНК, найбільш важливими з яких є інформаційні, або матричні (мРНК), рибосомальні (рРНК) і транспортні (тРНК). Всі ці типи РНК синтезуються на матриці ДНК (тобто за рахунок копіювання послідовності ДНК у послідовність макромолекули, що синтезується) у процесі транскрипції і беруть участь у біосинтезі білків (процесах сплайсингу і трансляції). Крім кодуючих послідовностей, ДНК клітин містить послідовності, що виконують регуляторні і структурні функції. Ділянки кодуючої послідовності разом із регуляторними ділянками називаються генами.
У геномах еукаріотів містяться також довгі послідовності без очевидної функції (некодуючі послідовності, інтрони). Також у складі геному досить поширені генетичні паразити - транспозони і вірусні або схожі на них послідовності.
Розшифровка структури ДНК (виконана в 1953 році) стала одним з поворотних моментів в історії біології. За видатний внесок у це відкриття Френсісу Кріку, Джеймсу Ватсону і Морісу Вілкінсу була присуджена Нобелівська премія з фізіології і медицини 1962 року.
Історія дослідження
Іоганн Фрідріх Мішер
НК була відкрита Іоганном Фрідріхом Мішером у 1869 році. Спочатку нова речовина отримала назву нуклєїн, а пізніше, коли Мішер визначив, що ця речовина володіє кислотними властивостями, речовина отримала назву нуклеїнова кислота[1]. Біологічна функція нововідкритої речовини була неясна, і довгий час ДНК вважалася запасником фосфору в організмі. Більш того, навіть на початку 20 століття багато біологів вважали, що ДНК не має ніякого відношення до передачі інформації, оскільки будова молекули, на їх думку, була дуже одноманітною і не могла містити закодовану інформацію.
Поступово було доведено, що саме ДНК, а не білки, як вважалося раніше, є носієм генетичної інформації. Одними з перших вирішальних доказів стали експерименти О. Евері, Коліна Мак-Леода і Маклін Мак-Карті (1944 рік) з трансформації бактерій. Їм вдалося показати, що за так звану трансформацію (придбання хвороботворних властивостей нешкідливою культурою у результаті додавання до неї мертвих хвороботворних бактерій) відповідає виділена з пневмококів ДНК. Експеримент американських учених Алфреда Хершу і Марти Чейз (1952 рік) з міченими радіоактивними ізотопами білками і ДНК бактеріофагів показали, що в заражену клітку передається тільки нуклеїнова кислота фага, а нове покоління фага містить такі ж білки і нуклеїнову кислоту, як і початковий фаг[2].
До 50-х років 20 століття точна будова ДНК, як і спосіб передачі спадкової інформації, залишалася невідомою. Хоч і було напевно відомо, що ДНК складається з кількох ланцюжків, що у свою чергу складаються з нуклеотидів, ніхто не знав точно, скільки цих ланцюжків і як вони сполучені.
Структура подвійної спіралі ДНК була запропонована Френсісом Кріком і Джеймсом Ватсоном у 1953 році на основі рентгеноструктурних даних, отриманих Морісом Вілкінсом і Розаліндою Франклін, і "правил Чаргаффа", згідно з якими в кожній молекулі ДНК дотримуються строгі співвідношення, що зв'язують між собою кількість азотистих основ різних типів[3]. Пізніше запропонована Ватсоном і Кріком модель будови ДНК була доведена, а їх робота відмічена Нобелівською премією з фізіології і медицини 1962 року. Серед одержувачів не було Розалінди Франклін, що померла на той час, оскільки премія не присуджується посмертно[4].
У відомій доповіді 1957 року, Крік окреслив основи так званої "Центральної догми" молекулярної біології, яка передбачає взаємовідношення між ДНК, РНК і білками, та сформулював "адаптерну гіпотезу"[5]. Остаточне підтвердження механізму
Loading...

 
 

Цікаве