Дезоксирибонуклеин қышқылының молекуласының құрлысы. Дезоксирибонуклеин қышқылының репликация механизмі.

Сабақтың тақырыбы: Дезоксирибонуклеин қышқылының молекуласының құрлысы. Дезоксирибонуклеин қышқылының репликация механизмі.

ДНҚ құрылымы

дезоксирибонуклеин қышқылы.

ДНҚ – тірі организмдегі тұқым қуалайтын ақпараттарды сақтай отырып, оны келесі ұрпақтарға жеткізетін күрделі құрылысты молекула.

ДНҚ – ның ашылуы :

Фридрих Мишер

(1844-1895)

Швейцария биохимигі

1868 жылы жасуша ядросында ақуыздардан басқа қосылыстар болатынын анықтаған.оны ядродан (латынша «nucleus» - ядро) тапқандықтан нуклеин қышқылы деп атаған.

Чаргафф ережесі:

• 1940 жылдың аяғында америкалық биохимик Э.Чаргафф (1905 ж.т.) әр түрлі организмдердің ДНҚ молекуласына талдау жасап, оның құрамындағы А мен Т, Г мен Ц негіздерінің молярлық мөлшері тең екенін көрсетті (бұны Чаргафф ережесі деп атайды). ‎

Френсис Харри Комптон Крик

Джеймс Дьюи Уотсон

ДНҚ-ның үш сатылы құрылымының кеңістіктік моделін алғаш рет 1953 ж. америкалық ғалым  Д.Уотсон  (1928 ж.т.) мен ағылшын биологы  Фрэнсис КрикФ.Крик  (1916 ж.т.) жасады. ‎ Модель бойынша ДНҚ  молекуласы  қос тізбектен құрылған. Қос тізбек бір-бірімен азотты негіздер арасында пайда болатын сутекті байланыстар арқылы жалғасады. ‎ Бұл қос тізбекті негіздерге комплементарлық (ұқсас) принцип тән, яғни аденинге әдетте  тимин , ал гуанинге  цитозин  сәйкес келеді. ДНҚ-ның бір-біріне қарама-қарсы бағытталған екі спиральді полинуклеотидті тізбегі бір осьті айнала оралып жатады. Осы жаңалықтары үшін Уотсонға, Крикке және Уилкинске  Нобель сыйлығы  берілді (1962).

• 1952 ж. ағылшын биофизигі М.Уилкинс (1916 ж.т.) және т.б. ғалымдар рентгендік талдау арқылы ДНҚ молекуласы құрылымының спираль бойынша оң жақ оралымын (В – ДНҚ), ал 1979 ж. америкалық ғалым А.Рич (1929 ж.т.) молекула құрылымының сол жақ оралымын (Z – ДНҚ) ашты. Азотты негіздер спираль осіне перпендикуляр түрінде орналасады.

ДНҚ-ның өздігінен екі еселенуі (репликация)

• Уотсон мен Крик моделінің көмегімен ДНҚ-ның өздігінен екі еселену (репликация) қасиеті ашылды.
• Екі еселену кезінде комплементарлы орналасқан азотты негіздердің сутекті байланысы үзіліп , ДНҚ жіпшелері екіге ажырайды да , екі ұқсас спиральді ДНҚ тізбегі пайда болады.
• ДНҚ-ның екі еселенуінің мұндай процесі жартылай консервативтік деп аталады, себебі жаңа түзілген ДНҚ молекуласында бір тізбек бұрынғы болады да, екінші тізбек жаңадан түзіледі. Осының нәтижесінде организмнің барлық клеткаларындағы генетик. материал өзгеріссіз қалады.

• ДНҚ-ның негізгі құрылымдық бірлігі – үш бөліктен құралған нуклеотид.
• Бірінші бөлігі – дезоксирибоза (бескөміртекті қант);
• екіншісі – пуриндік негіздер: аденин (А) мен гуанин (Г) және пиримидиндік негіздер: тимин (Т) мен цитозин (Ц);
• үшіншісі – фосфор қышқылының қалдығы.

Нуклеотидтің құрылысы

ДНҚ-ның негізгі құрылымдық бірлігі – үш бөліктен құралған нуклеотид.

Құрамына азотты негіз, дезоксирибоза және (қантты негіз),фосфор қышқылының қалдығы кіретін қосылыс нуклеотид д.а.

Олар нуклеин қышқылының мономерлері.

Нуклеотидтің құрылысы:

Азотты негіздер:

Қантты негіздер:

Жасушадағы орны:

Ц

И

Т

О

П

Л

А

З

М

А

Хромосомалар

• Хромосома дегеніміз – ДНҚ жіпшелерінен тұратын созылыңқы тығыз денешік.
• Кез – келген өсімдік немесе жануар түрінің жасушаларында хромосомалардың нақты , тұрақты саны болады.

шимпанзе- 48

адам – 46

сазан -104

• жылқы -66
• бақа -26
• дрозофила – 8
• жүгері – 20
• бұршақ – 14

Хромосоманың құрылысы

Хромосома (гр. χρώμιο— бояу, гр. Σόμα — дене) деген мағынаны білдіреді.

Хромосома жасуша ядросында тұрақты болатын, центромерасы бар, екі хроматидтен тұратын құрылым.

Жасушаның бөлінуі кезінде бұл хромосомалар екі еселенеді және жаңа түзілген жас жасушалар осындай ата-аналық гендер жиынтығының көшірмесін алады. Соның нәтижесінде жасушаның барлық белгілері (қасиеттері) ұрпақтан ұрпаққа беріледі, яғни тұқым қуалайды.

1- хроматидтер

2- центромера

3- қысқа буыны

4 –ұзын буыны

Генетикалық код

• ДНҚ нуклеотидтерінің көмегімен нәруыздар туралы тұқымқуалау ақпараттарын жазу амалы - генетикалық код   деп аталады.
• Белок мономерлерінің - аминқышқылдарының сан алуан 20 түрлері болады. Ал ДНҚ-дағы нуклеотидтердің түрі 4-еу-ақ, олар: аденин, гуанин, тимин және цитозин нуклеотидтері.

• Нәруыздағы әр аминқышқылына ДНҚ-дағы үш нуклеотид сәйкес келеді. Ол триплет немесе кодон деп аталады.
• КОДОН(триплет) -генетикалық кодтың өлшем бірлігі.
• Кодондар арасында “үтір” болмайды, яғни олар бір-бірінен бөлінбеген.

• ДНҚ –ны құрайтын 4 түрлі нуклеотидтен үш-үштен 64 кодонның нұсқаларын алуға болады. Олардың 61-і аминқышқылдарын анықтайтын мағыналы кодондар, ал қалған үшеуі (УАГ, УАА және УГА) “нонсенс” ( мағынасыз кодондар ) делініп, тек полипептидтік тізбектер синтезделуінің аяқталуын көрсететін тыныс белгілерінің қызметін атқарады.  Олар ақуыз биосинтезінінің аяқталғанын білдіреді.