Курс лекций Дисциплина «Б иохимия» Специальности 240902 «Пищевая биотехнология»



страница67/75
Дата28.12.2019
Размер3.88 Mb.
ТипКурс лекций
1   ...   63   64   65   66   67   68   69   70   ...   75
2.Синтез ДНК. Химические анализы показывают, что количество ДНК в течение жизненного цикла клетки постоянно. Но в период клеточного деления количество ДНК резко возрастает, и ее концентрация увеличивается ровно в два раза. Таким образом, после деления клетки содержание ДНК в дочерних клетках остается таким же, каким оно было в материнской клетке.

Молекула ДНК представляет собой две комплементарные полинуклеотидные цепи, скрученные вокруг общей оси, причем в цепях аденин соответствует тимину, а гуанин – цитозину, соединенным водородными связями. Таким образом, каждая цепь ДНК служит специфической структурой, которая может соединяться только с комплементарной структурной цепью и точно определять структуру вновь создаваемой цепи. В процессе удвоения молекул ДНК в период клеточного деления прежде всего разрываются водородные связи между цепями, цепи раскручиваются и расходятся. После этого под действием соответствующих ферментов к каждой из одиночных цепей присоединяются новые нуклеотиды. Но так как сочетание должно быть строго определенным, то на каждой образовавшейся цепи строится вторая комплементарная цепь прежнего состава.

Этот процесс удвоения ДНК представлен на схеме:

–А–Ц–Т–Т–Г–

–А–Ц–Т–Т–Г– –А–Ц–Т–Т–Г–

–Т–Г–А–А–Ц–

–Т–Г–А–А–Ц–

–Т–Г–А–А–Ц– –Т–Г–А–А–Ц–

–А–Ц–Т–Т–Г–

Таким образом, благодаря принципу комплиментарности в строении молекулы из одной молекулы ДНК образуются две совершенно одинаковые молекулы. Способность ДНК давать строго определенные, подобные себе новые молекулы играет определяющую роль в явлениях наследственности и в передаче генетической информации. ДНК определяет синтез специфических белков в клетке, и изменения в ее структуре будут вести к синтезу неспецифических для данной клетки и организма белков, что в конечном итоге вызывает изменения в обмене веществ и свойствах организма. Поэтому сама ДНК должна сохранять постоянство строения, не изменять его даже при делении клеток, что и достигается в результате специфического механизма самоудвоения ее молекулы. В периоды между делениями клеток молекула ДНК остается очень инертной, стабильной, что резко отличает ее от всех других веществ – белков, углеводов, липидов, которые подвергаются непрерывному обмену и обновлению. Одним из наиболее крупных достижений биохимии явилось выделение и очистка ферментов, катализирующих синтез нуклеиновых кислот. Эти работы позволили воспроизвести синтез ДНК и РНК вне живой клетки. В 1956 году А. Корнберг выделил и очистил из экстрактов кишечной палочки фермент, катализирующий синтез ДНК из ее простых предшественников. Фермент был назван ДНК-полимеразой, а впоследствии получил название – ДНК-нуклеотидилтрансфераза. Позднее этот фермент был выделен из других объектов. Он катализирует синтез ДНК только из соответствующих трифосфатов, при замене трифосфатов на дифосфаты или монофосфаты синтеза ДНК не было. Необходимым условием для выявления максимальной активности ДНК-нуклеотидилтрансферазы является одновременное присутствие в среде трифосфатов всех четырех дезоксирибонуклеозидов (дезокситимидина, дезоксицитидина, дезоксигуанозина, дезоксиаденозина), а также ионов магния и небольшого количества ДНК (так называемой затравки). Суммарную реакцию синтеза ДНК можно представить следующим образом:

ng АТФ

+ g АФ


ng ЦТФ полимераза

+ + ДНК ДНК – g ЦФ + 4 n ФФ ,

ng ГТФ g ГФ

+

ng ТТФ g ТФ n



где g АТФ, g ЦТФ, g ГТФ, g ТТФ – соответственно дезоксиаденозинтрифосфат, дезоксицитидинтрифосфат, дезоксигуанозинтрифосфат и дезокситимидинтрифосфат, g АФ, g ЦФ, g ГФ, g ТФ – соответствующие нуклеотиды, соединенные в цепь, ФФ – неорганический пирофосфат. Эта реакция обратима, и процесс идет в сторону синтеза при условии выделения из среды неорганического пирофосфата. Состав ДНК в процессе ее биосинтеза обычно не меняется, однако в некоторых случаях изменения все же происходят. Например, в силу каких-то причин имеющиеся основания могут быть заменены их аналогами или вовсе выпасть из молекулы. Такие изменения состава ДНК носят название «случайных ошибок» биосинтеза ДНК. Совершенно очевидно, что если в результате «случайных ошибок» образуется ДНК не характерная для данного вида, то она после самоудвоения дает начало таким же не характерным молекулам, что приводит к спонтанным мутациям организма. Но такие «случайные ошибки» встречаются исключительно редко. Однако часто мутации можно увеличить искусственно, если подвергнуть организм действию ионизирующей радиации, ультрафиолетовых лучей или химических веществ под названием мутагены. К мутагенам относят некоторые аналоги пуриновых и пиримидиновых оснований, алкирующие агенты – иприт, некоторые антибиотики, алкалоиды, азотистую кислоту.


Каталог: file -> chair -> chemistry -> study
chair -> Учебное пособие Орел-2013 удк ббк м
chair -> Разработка технологии вкусоароматических добавок с применением сенсорных технологий
chair -> Курсантов вузов мвд россии, обучающихся по профилю гиббд
chair -> «Теория и методика культурно-досуговой деятельности»
study -> Лекция №1. Микробиология в пищевой промышленности. Проблемы систематики в микробиологии. Вопросы
chair -> История физической культуры и спорта
chair -> Секция Методологические и учебно-методические проблемы повышения квалификации, подготовки и переподготовки специалистов в сфере физической культуры, спорта и туризма
chair -> Т. В. Матвеева С. Я. Корячкина


Поделитесь с Вашими друзьями:
1   ...   63   64   65   66   67   68   69   70   ...   75


База данных защищена авторским правом ©zodorov.ru 2017
обратиться к администрации

    Главная страница