Таблица нуклеиновых кислот: Нуклеиновые кислоты – определение в биологии (9 класс)

Разработка урока «Нуклеиновые кислоты» (9 класс)

Тема: «Нуклеиновые кислоты»

Цели урока:

Образовательная: формирование знаний о нуклеиновых кислотах, о особенностях строения молекул ДНК и РНК.

Развивающая: продолжение обучению умениям находить необходимые сведения в тексте учебника; сравнивать строение, состав и функции ДНК и РНК в клетках; делать выводы.

Воспитательная: обеспечение условий для формирования равноправного сотрудничества учителя и учащихся в процессе педагогических технологий на основе активизации и интенсификации деятельности обучающихся.

Задача: выявить основные различия и общие элементы в строении ДНК и РНК, рассмотреть виды РНК и их значение для организма.

Тип урока: изучение нового материала.

Формы и методы: фронтальный опрос, беседа, работа в парах, частично-поисковый.

Оборудование: модель РНК и ДНК, дидактические карточки, таблица «Строение ДНК, РНК, учебник, рабочая тетрадь к учебнику.

Ход урока

  1. Организационный момент

Проверка готовности учащихся к уроку.

  1. Изучение нового материала.

1. Проблемный вопрос.

Какие вещества клетки являются носителями и передатчиками генетической наследственной информации? Где они находятся в клетке?

(высказывания учащихся)

2. Краткий рассказ учителя о происхождении названия “нуклеиновые кислоты”, их локализация в клетке.

Нуклеиновые кислоты – природные высокомолекулярные органические полимеры, обеспечивающие хранение и передачу наследственной информации в живых организмах, т.е. определяющие основные свойства живых организмов.

“Нуклеиновые” кислоты. “Нуклеус” — ядро. Впервые эти кислоты были обнаружены в ядре клетки. Они играют центральную роль в синтезе белков в клетке. Проблемы биологии о сущности процессов наследственности, изменчивости, размножения, роста связаны с нуклеиновыми кислотами.

Модель строения ДНК предложена в 1953 году американским биохимиком Джеймсом Уотсоном и английским физиком Френсисом Криком. Она полностью подтверждена экспериментально и сыграла важную роль в развитии молекулярной биологии и генетики.

3. Самостоятельная работа (в парах) с текстом учебника.

Откройте учебник и найдите информацию о составе, видах нуклеиновых кислот, их нахождении, составьте схему.

4. Особенности строения молекулы ДНК.

1) Рассказ учителя, демонстрация таблиц “Нуклеиновые кислоты”, используя рисунки учебника.

ДНК – биополимер, состоящий из двух полинуклеотидных цепей, соединенных друг с другом.

Мономеры – дезоксирибонуклеотиды.

Молекула ДНК представляет собой двойную спираль.

2) Самостоятельная работа учащихся.

Учащиеся работают с текстом учебника.

Пользуясь текстом учебника, заполните таблицу строения нуклеотида молекулы ДНК.

Проверка заполнения схемы.

Вывод: нуклеотиды, входящие в состав ДНК, содержат пятиуглеродный сахар – дезоксирибозу, одно из четырех азотистых оснований: аденин, гуанин, цитозин, тимин (А, Г, Ц, Т) и остаток фосфорной кислоты.

3) Рибонуклеиновая кислота – полимер, мономерами являются рибонуклеотиды, образующие одиночную полинуклеотидную цепочку.

Цель: познакомиться с особенностями строения и видами РНК.

Задания. Работая индивидуально с текстом учебника.

а) Запишите на схеме названия компонентов нуклеотида РНК.

б) Укажите 4 типа азотистых оснований, характерных для молекулы РНК.

в) Работая в группе с текстом учебника заполните таблицу:

Основные виды РНК

Вид РНК

Функции

1.

 

2.

 

3.

 

4.

 

  1. Закрепление

  1. Упражнение в построении двухцепочной молекулы ДНК по заданной одной цепи.

Задача. В основе строения молекул ДНК лежит принцип комплементарности. Используя его, на предложенной ниже одной цепи молекулы ДНК постройте вторую цепь.

А – А – Г – Т – Ц – Т – Г – А

Решение: участок данного фрагмента двухцепочной молекулы ДНК выглядит так

А – А – Г – Т – Ц – Т – Г – А

Т – Т – А – Ц – Г – А – Ц – Т.

2. Дан ряд химических соединений: рибоза, дезоксирибоза, остаток фосфорной кислоты, азотистое основание. Определите, какие из них входят в состав ДНК, какие в состав РНК?

Решение:

ДНК – азотистое основание, дезоксирибоза, остаток фосфорной кислоты.

РНК – азотистое основание, рибоза, остаток фосфорной кислоты.

3. Дан ряд нуклеотидов: А, Т, У, Г, Ц. Определите, какие из них входят в состав ДНК, какие – в состав РНК?

Ответ: ДНК – А, Т, Г, Ц.

РНК – А, У, Г, Ц.

4. Задача. На фрагменте одной цепи ДНК нуклеотиды расположены в последовательности А – А – Г – Т – Ц – Т – А – Ц – Г – А – Т – Г. Изобразите схему структуры двухцепочной молекулы ДНК; объясните, каким свойством ДНК при этом вы руководствовались.

Решение: участок фрагмента двухцепочной молекулы ДНК выглядит так

А – А – Г – Т – Ц – Т – А – Ц – Г – А – Т – Г

Т – Т – Ц – А – Г – А – Т – Г – Ц – Т – А – Ц

5. Самоконтроль.

Проводится тест – нумератор для проверки знаний о молекулах ДНК и РНК.

ДНК (цифры левого столбика от 1 до 8)

РНК (цифры правого столбика от 9 до 16)

1

Состоит из нуклеотидов: А, Т, Г, Ц

9

2

Состоит из нуклеотидов: А, У, Г, Ц

10

3

Углевод в составе нуклеотида – дезоксирибоза

11

4

Углевод в составе нуклеотида – рибоза

12

5

Молекула имеет вид одиночной спирали

13

6

Молекула имеет вид двойной спирали

14

7

Обеспечивает хранение и передачу наследственной информации

15

8

Участвует в биосинтезе белка

16

Ответ: ДНК – 1, 3, 6, 7, 8; РНК – 10, 12, 13, 16.

6. Диктант (проводится в парах).

Молекулы ДНК – Это сложный полимер, мономерами которого являются….

Каждый мономер, входящий в состав ДНК, содержит пятиуглеродный сахар — …, одно из четырех азотистых оснований: аденин, …, гуанин, … и остаток фосфорной кислоты. Молекула ДНК состоит из двух …, которые по всей длине соединены … связями.

IV. Беседа по вопросам проблемного содержания, по изученному материалу

1. Цитологи утверждают, что нуклеиновые кислоты – администраторы клетки, а белки ее рабочие. Подтвердите эту мысль, раскрыв взаимосвязь строения и функций белков и нуклеиновых кислот.

2. Какие особенности строения ДНК обуславливают ее удвоение?

3. Чем отличается строение молекул ДНК и РНК?

4. Чем отличаются нуклеотиды РНК и ДНК?

5. Какие виды имеются в клетке?

V. Рефлексия по итогам

Заполнение третьей графы таблицы (ЗХУ) и записывают, что узнали.

а) Что узнали нового и важного для себя?

б) Самоанализ знаний по итогам выполненных работ.

в) Определение наиболее трудных вопросов, которые показались непонятными.

г) Оценка работы учащихся учителем.

VI. Домашнее задание

Текст параграфа, записи в тетради.

Урок «Нуклеиновые кислоты» – УчМет

Сообщение плана изучения нового материала

План

1.Открытие ДНК

2.Локализация ДНК в клетке

3.Строение молекулы ДНК

4.Строение РНК

5.Практическое применение знаний о ДНК.

6.Закрепление знаний и умений

Слушают и записывают в тетрадь план изучения нового материала

  1. Открытие ДНК

Просмотр фрагмента в/фильма «Секреты ДНК»

Вопрос : «Кто впервые открыл структуру ДНК?»

  1. Локализация ДНК в клетке Демонстрация таблицы «Строение клетки»

Вопрос классу: «Можете ли вы назвать органоиды клетки, в которых находится ДНК?

  1. Строение ДНК демонстрация модели ДНК -вопрос классу: «В чем особенность структуры молекулы ДНК?» Объяснение строения молекулы ДНК -высокомолекулярное соединение; -полимер; -мономером ДНК являются нуклеотиды; -нуклеотид- это соединение, состоящее из остатков азотистого основания, углевода дезоксирибозы и фосфата; -четыре нуклеотида соединяясь между собой образуют цепочку ДНК –

    таблица «Строение ДНК» Демонстрация моделей нуклеотидов и их сравнение; В чем их сходство и отличие? -название нуклеотиды получили от азотистых оснований: аденин –А; цитозин –Ц; гуанин – Г; тимин –Т -молекула ДНК –двуцепочечная, одна цепочка около другой удерживается водородными связями, образующимися между азотистыми основаниями. Просмотр фрагмента в/фильма «Секреты ДНК» Вопрос классу: «Какая закономерность существует в образовании водородных связей между азотистыми основаниями?» -объяснение с записью схемы строения ДНК: Т-Ц-Г-А-Т-Г-Ц-А-Г-Т-Ц-А-Г А-Г-Ц-Т-А-Ц-Г-Т-Ц-А-Г-Т-Ц -Т всегда располагается напротив А, -Ц всегда располагается напротив Г . закономерность такого расположения называют принципом комплементарности. (количество нуклеотидов А=Т, а количество нуклеотидов Ц=Г –правило Э.Чаргаффа).

Узнают при просмотре в/фильма о ученых, открывших структуру ДНК и записывают фамилии ученых в тетрадь.

Рассматривают клетку и называют органоиды, где локализована ДНК (ядро, митохондрии, хлоропласты), запись в тетрадь.

Отвечают на вопрос

Записывают в тетрадь характеристику ДНК.

Сравнивают нуклеотиды, находят сходство и отличия.

Записывают название нуклеотидов в тетрадь

Отвечают на вопрос, после просмотра фрагмента в/ф.

Записывают схему двойной цепочки ДНК

Репликация или удвоение ДНК.

ДНК не только хранит наследственную информацию, но и передает её. Клетки постоянно делятся и вновь возникшие дочерние клетки являются копией материнской клетки. –Проблемный вопрос: Каким образом происходит равномерное распределение наследственной информации?

Объяснение механизма репликации ДНК по принципу комплементарности

Обсуждают проблемный вопрос

Слушают и записывают в тетрадь схему репликации ДНК.

Первичное закрепление знаний о структуре и функции ДНК.

1)Игра – соревнование: «Кто быстрее». Условие: необходимо достроит вторую цепочку ДНК. Каждый ряд – команда, получает лист с фрагментом одной цепи ДНК, который передается по цепочке.

1 команда: цепочка № 1 Т-Ц-Г-Т-А-Ц-А-Г-А-Г-Т-Ц

цепочка № 2 ?

2 команда: цепочка № 1 А-Г-Ц-А-Т-Г-Т-Ц-Т-Ц-А-Г

цепочка № 2 ?

3, 4, 5,6 команды получают аналогичные задания.

На выполнение дается 1 минута

— Подведение итогов соревнования .

2)Вопрос: Что вы узнали на уроке о ДНК?

Каждый из вас должен сказать одно предложение о ДНК, связанное со строением или функцией.

(условие: не повторяться).

3)Обобщение знаний о ДНК в форме стихотворения (называю имя и фамилию ученика, который накануне урока получил задание выучить стих)

Каждый уч-ся команды указывает один из нуклеотидов второй цепочки ДНК

Уч-ся сами проверяют правильность написания второй цепи ДНК

Уч-ся рассказывают всё, что узнали на уроке о строение, функции ДНК.

Ученик читает стих о строении ДНК:

ДНК – она двойная

И строеньем не простая.

Мономер- нуклеотид,

Из трех штучек состоит

За азотным основаньем

Как в строю – вот красота.

Углевод дезоксирибоза,

Фосфорная кислота.

Есть четыре основанья,

Мы запомним их названья:

Цитозин + гуанин,

А тимин + аденин.

4.Строение РНК

Проблемная ситуация: Информация о последовательности аминокислот в молекуле белка хранится в ДНК ядра клетки, а сборку производят рибосомы, расположенные в цитоплазме. Молекула ДНК из-за своей громадной молекулярной массы не способны покинуть ядро. Каким образом план сборки молекулы белка передается на рибосомы? Какая структура клетки осуществляет связь между ДНК и рибосомами?

О РНК нам расскажет (называю имя и фамилию уч-ся, который получил опережающее задание)

— В чем сходство и различие ДНК и РНК ? Используя таблицу «Нуклеиновые кислоты» сравните нуклеиновые кислоты.

Участвуют в решении проблемной ситуации.

Уч-ся рассказывает о РНК, особенностях строения, о видах РНК.

-Сравнивают РНК и ДНК

  1. Практическое применение знаний о ДНК. Заочная экскурсия в лабораторию генетической экспертизы

Просмотр фрагмента в/фильма «Секреты ДНК»

Вопросы к в/фильму на каждой парте.

Вопросы к в/фильму:

-Клетки, каких тканей используют для теста ДНК?

-Как проводят анализ ДНК?

-Для чего делают тест ДНК?

-Люди, какой профессии работают в лабораториях генетической экспертизы?

Смотрят в/фильм.

Отвечают на вопросы

  1. Первичное закрепление знаний – карточки с заданиями 1 и 2 варианты. Выполнение 5 минут.

Вариант № 1

Задание №1 Укажите последовательность нуклеотидов второй цепочки ДНК, если первая цепочка имеет следующую последовательность нуклеотидов: А-Г-Т-Ц-А-Г-Т-А-Ц-Ц-Г-Т-Г-Ц-Т

Задание № 2 Найдите ошибки в структуре молекулы ДНК

А-Ц-Т-Г-А-Ц-Г-А-Т-Ц-Т-Г

Т-Г-Ц-Ц-Т-Г-Ц-Т-А-Т-А-Ц

Задание № 3 Тест

1.Мономером ДНК является:

а)нуклеотид; б)аминокислота; в)глюкоза; г)глицерин.

2.В состав ДНК НЕ входит: а)дезоксирибоза; б)аденин; в)урацил; г)фосфат.

3.Модель структуры ДНК открыли в 1953 г.:

а)И.П. Павлов и И.М. Сеченов; б)Ф. Крик и Д. Уотсон; в)Ч.Дарвин и Ж. Ламарк.

4.Функции ДНК в клетке: а)является одним из источников энергии; б)принимает непосредственное участие в синтезе белков; в)участвует в синтезе углеводов и липидов; г)обеспечивает хранение и передачу наследственной информации.

5.Нуклеотиду Ц комплементарен нуклеотид: а)А; б)Г; в)Т; г)У.

*Задание № 4 Решите задачу, используя правило Э. Чаргаффа.

В молекуле ДНК адениновых нуклеотидов насчитывается 20% от общего числа нуклеотидов. Определите количество в % Т, Ц, Г нуклеотидов.

Выполняют задания

7.Домашнее задание п.22 вопросы 11,12 стр 112;

Используя интернет ресурсы, найдите ответ на вопрос: «Почему результат теста ДНК подтверждающий отцовство равен 99,9%, а не 100%?

Записывают д/з

8.Итог урока:

-Какие новые знания вы сегодня получили на уроке?

-Чему вы научились?

-Что на уроке было интересное, познавательное?

-Какие вопросы урока вызвали у вас затруднение?

-Что вы узнали о профессии генетика эксперта?

(выставление оценок, их комментирование).

Участвуют в подведении итога урока

Нуклеиновые кислоты, их роль в жизнедеятельности клетки

Вопрос. Постройте дочернюю цепь молекулы ДНК на данной, материнской, указав количество водородных связей между нуклеотидами соседних цепей:

Стр. 46

Вопрос. Заполните таблицу «Функции ДНК».

Стр. 47

Вопрос. Вспомните, сколько видов аминокислот входит в состав белков. Как вы думаете, почему видов т-РНК больше? (устно)

20 аминокислот входит в состав белков. Некоторым аминокислотам соответствует несколько антикодонов т-РНК, поэтому одну аминокислоту могут переносить несколько т-РНК.

Стр. 48

Вопрос. Заполните таблицу.

Нуклеиновые кислоты

1. Ответьте на вопросы.

Вопрос. Что такое нуклеиновые кислоты?

Это полимерные макромолекулы, построенные из мономеров — нуклеотидов.

Вопрос. Какие их виды вы знаете?

Два вида нуклеиновых кислот — дезоксирибонуклеиновая (ДНК) и рибонуклеиновая (РНК).

Вопрос. Чем они отличаются друг от друга?

ДНК — это двухцепочечная молекула, образующая спираль. РНК — одноцепочечная молекула. В образовании их нуклеотидов принимают участие разные сахара — рибоза у РНК, дезоксирибоза — у ДНК. Азотистые основания, входящие в состав нуклеотидов, у ДНК — тимин, аденин,гуанин, цитозин. У РНК тимин заменяется урацилом.

Вопрос. В чем суть принципа комплементарности?

ДНК — это двойная цепь, построенная по принципу комплементарности, когда напротив аденина одной цепи всегда стоит тимин другой цепи, напротив гуанина — цитозин, поэтому количество аденина всегда равно количеству тимина, а количество цитозина всегда равно количеству гуанина.

Вопрос. В чем состоит принцип матричного синтеза? Почему он так называется?

При реакциях матричного синтеза образуются полимеры, строение которых полностью определяется строением матрицы. В основе реакций матричного синтеза лежит комплементарное взаимодействие между нуклеотидами.

Редупликация ДНК идет по принципу матричного синтеза. Это способ воспроизводства молекул ДНК, при котором одна нить ДНК служит матрицей (образцом) для построения дочерней молекулы.

Вопрос. Каковы функции ДНК?

Хранение наследственной информации во всех клетках; передача наследственной информации дочерним клеткам.

Вопрос. Расскажите о РНК, ее видах, строении, месте синтеза в клетке? Каковы ее функции?

Это одноцепочечная молекула. Мономерами РНК являются нуклеотиды, состоящие из рибозы, остатка фосфорной кислоты и азотистого основания (урацил, аденин, гуанин, цитозин). Различают три вида РНК: информационная РНК определяет порядок расположения аминокислот в белке, транспортная РНК подносит аминокислоты к месту синтеза белка, рибосомальная РНК определяет структуру рибосом. Функция РНК — участие в матричном синтезе белка.

Вопрос. Что закодировано в молекуле ДНК?

В ДНК любой клетки закодирована информация обо всех белках данного организма, о том какие белки, в какой последовательности и в каком количестве будут синтезироваться.

Вопрос 2. Внесите в таблицу «Органические вещества клетки» сведения о нуклеиновых кислотах.

§ 13. Нуклеиновые кислоты: функции и сотав

Глава V. НУКЛЕИНОВЫЕ КИСЛОТЫ

 

§ 13. НУКЛЕИНОВЫЕ КИСЛОТЫ:

 ФУНКЦИИ И СОСТАВ

Общие представления о нуклеиновых кислотах

Нуклеиновые кислоты – важнейшие  биополимеры с относительной молекулярной массой, достигающей 5·109. Они содержатся во всех без исключения живых организмах и являются не только хранителем и источником генетической информации, но и выполняют ряд других жизненно важных функций. Нуклеиновые кислоты – это полимеры, мономерными звеньями которых являются нуклеотиды.

Существует два различных типа нуклеиновых кислот – дезоксирибонуклеиновые кислоты (ДНК) и рибонуклеиновые кислоты (РНК). ДНК представляет собой генетический материал большинства организмов. В клетках прокариот, кроме основной хромосомной ДНК, часто встречаются внехромосомные ДНК – плазмиды. В эукариотических клетках основная масса ДНК расположена в клеточном ядре, где она связана с белками в хромосомах. Клетки эукариот содержат ДНК также в митохондриях и хлоропластах.

Интересно знать! Молекулы ДНК – самые крупные молекулы. Молекула ДНК E.coli состоит примерно из 4000000 пар нуклеотидов, ее относительная масса равна 26000000000, а длина — 1,4 мм, что в 700 раз превышает размеры ее клетки. Молекулы ДНК эукариот могут достигать еще больших размеров, их длина может составлять несколько см, а относительная масса 1010-1011. Чтобы записать нуклеотидную последовательность ДНК человека, потребуется около 1000000 страниц.

 

Что же касается РНК, то по выполняемым ими функциям  различают:

1. информационные РНК (иРНК)  — в них записана информация о первичной структуре белка;

2. рибосомные РНК (рРНК)  —  входят в состав рибосом;

3. транспортные РНК (тРНК)  — обеспечивают доставку аминокислот к месту синтеза белка.

В качестве генетического материала РНК входят в состав ряда вирусов. Например, вирусы, вызывающие такие опасные заболевания, как грипп и СПИД, являются РНК-содержащими.

Нуклеиновые кислоты могут быть линейными и кольцевыми (ковалентно замкнутыми). Они могут состоять из одной или двух цепей. Ниже приведена схема, отражающая существование в природе различных типов нуклеиновых кислот:

 

Функции нуклеиновых кислот

Нуклеиновым кислотам присущи три важнейшие функции: хранение, передача и реализация генетической информации. Кроме этих, они выполняют и другие функции, например, участвуют в катализе некоторых химических реакций, осуществляют регуляцию реализации генетической информации, выполняют структурные функции и др. Роль хранителя генетической информации у большинства организмов (эукариот, прокариот, некоторых вирусов) выполняют двухцепочечные ДНК. Только у некоторых вирусов хранителем генетической информации являются одноцепочечные ДНК или одноцепочечные, а также двухцепочечные РНК. Генетическая информация записана в генах. Ген по своей природе является участком нуклеиновой кислоты. В них закодирована первичная структура белков. Гены могут также нести информацию о структуре некоторых типов РНК, например, тРНК и рРНК.

Генетическая информация передается от родителей к потомкам. Этот процесс  связан с удвоением нуклеиновой кислоты (ДНК или РНК), выполняющей функцию  хранителя генетической информации,  и последующей передачи ее потомкам. Например, в результате деления дочерние клетки получают от материнской идентичные молекулы ДНК, а следовательно, и идентичную генетическую информацию (рис. 38). При размножении вирусы также передают дочерним вирусным частицам  точные копии нуклеиновой кислоты. При половом размножении потомки получают генетическую информацию от обоих родителей. Вот почему дети наследуют признаки обоих родителей.

Рис. 38. Распределение ДНК при делении клетки

 

В результате реализации генетической информации происходит синтез белков, закодированных в ДНК в виде генов (или для некоторых вирусов – в РНК). В этом процессе информация о первичной структуре белка  переписывается с молекулы ДНК на иРНК и затем расшифровывается на рибосомах при участии тРНК. В итоге образуется белок:

ДНК  РНК  белок.

 

Состав нуклеиновых кислот

Нуклеиновые кислоты представляют собой полимеры, построенные из нуклеотидов, соединенных между собой фосфодиэфирными связями. Каждый нуклеотид состоит из остатков азотистого основания, пентозы и фосфорной кислоты.

Различают пиримидиновые и пуриновые основания, называемые также  соответственно пиримидины и пурины.  Пиримидиновые основания являются производными пиримидина:

пуриновые основания – производными  пурина:

К пиримидинам относятся урацил, тимин и цитозин, к пуринам – аденин  и гуанин:

В состав ДНК входят тимин, цитозин, аденин и гуанин, в состав РНК – те же основания, только вместо тимина входит урацил. Кроме азотистых оснований, нуклеиновые кислоты содержат пентозы: ДНК – D-дезоксирибозу, а РНК – D-рибозу. Углеводы находятся в виде b-аномера фуранозной формы:

Азотистое основание связывается с углеводом за счет гликозидного гидроксила. Образуется нуклеозид. Схематически образование нуклеозида можно изобразить так:

В состав нуклеиновых кислот входят 8 нуклеозидов, 4 – в состав РНК и 4 – в состав ДНК (рис. 39).

Нуклеозиды, входящие в состав РНК:

Нуклеозиды, входящие в состав ДНК:

 Рис. 39. Нуклеозиды

 

Нуклеозид, связанный с остатком фосфорной кислоты, называется нуклеотидом:

 При этом остаток фосфорной кислоты может быть связан с 3’- или 5’- атомом углерода: 

Сокращенно аденозин-5’-монофосфат обозначается как АМФ. Если нуклеотид образован дезоксорибозой, аденином и одним остатком фосфорной кислоты, то он будет носить название дезоксиаденозинмонофосфат, или сокращенно дАМФ. В таблице 5 представлена номенклатура нуклеотидов.

 Таблица  5.

 Номенклатура нуклеотидов, образующих ДНК и РНК 

Азотистое

основание

Нуклеозид

Нуклеотид

полное название

сокращенное название

Аденин

Аденозин

Дезоксиаденозин

Аденозинмонофосфат

Дезоксиаденозинмонофосфат

АМФ

дАМФ

Гуанин

Гуанозин

Дезоксигуанозин

Гуанозинмонофосфат

Дезоксигуанозинмонофосфат

ГМФ

дГМФ

Цитозин

Цитидин

Дезоксицитидин

Цитидинмонофосфат

Дезоксицитидинмонофосфат

ЦМФ

дЦМФ

Урацил

Уридин

Уридинмонофосфат

УМФ

Тимин

Дезокситимидин

Дезокситимидинмонофосфат

дТМФ

 

К нуклеозидмонофосфатам (НМФ) и дезоксинуклеозидмонофосфатам (дНМФ) могут присоединиться еще 1 или 2 остатка фосфорной кислоты. При этом образуются нуклеозиддифосфаты (НДФ), дезоксинуклеозиддифосфаты (дНДФ) или нуклеозидтрифосфаты (НТФ) и дезоксинуклеозидтрифосфаты (дНТФ). 

 НТФ и дНТФ служат субстратами для синтеза РНК и ДНК соответственно.

2.3.4. Органические вещества клетки. Нуклеиновые кислоты

2.3.4. Органические вещества клетки. Нуклеиновые кислоты

Нуклеиновые кислоты были открыты в 1868 г. швейцарским ученым Ф. Мишером.
В организмах существует несколько видов нуклеиновых кислот, которые встречаются в различных органоидах клетки – ядре, митохондриях, пластидах.
К нуклеиновым кислотам относятся ДНК, и-РНК, т-РНК, р-РНК.

Дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК)

  – линейный полимер, имеющий вид двойной спирали, образованной парой антипараллельных комплементарных (соответствующих друг другу по конфигурации) цепей. Пространственная структура молекулы ДНК была смоделирована американскими учеными Джеймсом Уотсоном и Френсисом Криком в 1953 г.
Мономерами ДНК являются нуклеотиды.
Каждый нуклеотид ДНК состоит из пуринового (А – аденин или Г – гуанин) или пиримидинового (Т – тимин или Ц – цитозин) азотистого основания, пятиуглеродного сахара  – дезоксирибозы и фосфатной группы.
Нуклеотиды в молекуле ДНК обращены друг к другу азотистыми основаниями и объединены парами в соответствии с правилами комплементарности: напротив аденина расположен тимин, напротив гуанина – цитозин. Пара А – Т соединена двумя водородными связями, а пара Г – Ц – тремя. При репликации (удвоении) молекулы ДНК водородные связи рвутся и цепи расходятся и на каждой из них синтезируется новая цепь ДНК. Остов цепей ДНК образован сахарофосфатными остатками.
Последовательность нуклеотидов в молекуле ДНК определяет ее специфичность, а также специфичность белков организма, которые кодируются этой последовательностью. Эти последовательности индивидуальны и для каждого вида организмов, и для отдельных особей.
Пример:
дана последовательность нуклеотидов ДНК: ЦГА – ТТА – ЦАА.
На информационной РНК (и-РНК) будет синтезирована цепь ГЦУ – ААУ – ГУУ, в результате чего выстроится цепочка аминокислот: аланин – аспарагин – валин.
При замене нуклеотидов в одном из триплетов или их перестановке этот триплет будет кодировать другую аминокислоту, а, следовательно изменится и белок, кодируемый данным геном. Изменения в составе нуклеотидов или их последовательности называются мутацией.

Рибонуклеиновая кислота (РНК)

  – линейный полимер, состоящий из одной цепи нуклеотидов. В составе РНК тиминовый нуклеотид замещен на урациловый (У). Каждый нуклеотид РНК содержит пятиуглеродный сахар – рибозу, одно из четырех азотистых оснований и остаток фосфорной кислоты.
Синтезируются РНК в ядре. Процесс называется транскрипция — это биосинтез молекул РНК на соответствующих участках ДНК; первый этап реализации генетической информации в клетке, в процессе которого последовательность нуклеотидов ДНК «переписывается» в нуклеотидную последовательность РНК. 
Молекулы РНК формируются на матрице, которой служит одна из цепей ДНК, последовательность нуклеотидов в которой определяет порядок включения рибонуклеотидов по принципу комплементарности. РНК-полимераза, продвигаясь вдоль одной из цепей ДНК, соединяет нуклеотиды в том порядке, который определен матрицей. Образовавшиеся молекулы РНК называют транскриптами
Виды РНК.
Матричная   или информационная  РНК. Синтезируется в ядре при участии фермента РНК-полимеразы. Комплементарна участку ДНК, на котором происходит синтез. Ее функция – снятие информации с ДНК и передача ее к месту синтеза белка – на рибосомы. Составляет 5% РНК клетки.
Рибосомная РНК  – синтезируется в ядрышке и входит в состав рибосом. Составляет 85% РНК клетки.
Транспортная РНК – транспортирует аминокислоты к месту синтеза белка. Имеет форму клеверного листа и состоит из 70—90 нуклеотидов.

Аденозинтрифосфорная кислота – АТФ

– представляет собой нуклеотид, состоящий из азотистого основания аденина, углевода рибозы и трех остатков фосфорной кислоты, в двух из которых запасается большое количество энергии. При отщеплении одного остатка фосфорной кислоты освобождается 40 кДж/моль энергии.  Способность запасать такое количество энергии делает АТФ ее универсальным источником. Синтез АТФ происходит в основном в митохондриях.

Таблица. Функции нуклеотидов в клетке.

Таблица. Сравнительная характеристика ДНК и РНК.

Тематические задания.

Часть А


А1. Мономерами ДНК и РНК являются
1) азотистые основания
2) фосфатные группы
3) аминокислоты
4) нуклеотиды

А2. Функция информационной РНК:
1) удвоение информации                           
2) снятие информации с ДНК
3) транспорт аминокислот на рибосомы  
4) хранение информации

А3. Укажите вторую цепь ДНК, комплементарную первой: АТТ – ГЦЦ – ТТГ
1) УАА – ТГГ – ААЦ          
3) УЦЦ – ГЦЦ – АЦГ
2) ТАА – ЦГГ – ААЦ          
4) ТАА – УГГ – УУЦ

А4. Подтверждением гипотезы, предполагающей, что ДНК является генетическим материалом клетки, служит:
1) количество нуклеотидов в молекуле
2) индивидуальность ДНК
3) соотношение азотистых оснований (А = Т, Г= Ц)
4) соотношение ДНК в гаметах и соматических клетках (1:2)

А5. Молекула ДНК способна передавать информацию благодаря:
1) последовательности нуклеотидов
2) количеству нуклеотидов
3) способности к самоудвоению       
4) спирализации молекулы

А6. В каком случае правильно указан состав одного из нуклеотидов РНК
1) тимин – рибоза – фосфат  
2) урацил – дезоксирибоза – фосфат
3) урацил – рибоза – фосфат
4) аденин – дезоксирибоза – фосфат

 

Часть В

В1. Выберите признаки молекулы ДНК
1) Одноцепочная молекула 
2) Нуклеотиды – АТУЦ
3) Нуклеотиды – АТГЦ       
4) Углевод – рибоза
5) Углевод – дезоксирибоза
6) Способна к репликации

В2. Выберите функции, характерные для молекул РНК эукариотических клеток
1) распределение наследственной информации
2) передача наследственной информации к месту синтеза белков
3) транспорт аминокислот к месту синтеза белков
4) инициирование репликации ДНК
5) формирование структуры рибосом
6) хранение наследственной информации

Часть  С

С1. Установление структуры ДНК позволило решить ряд проблем. Какие, по вашему мнению, это были проблемы и как они решились в результате этого открытия?
С2. Сравните нуклеиновые кислоты по составу и свойствам.

 

Схема-таблица по химии «Нуклеиновые кислоты»

НУКЛЕИНОВЫЕ КИСЛОТЫ (полинуклеотиды) –

биополимеры, макромолекулы которых состоят из многократно повторяющихся элементарных звеньев – нуклеотидов.

Классификация

I.По составу

1.Дезоксирибонуклеиновые кислоты: в состав входит β-2-дезоксирибоза, азотистые основания (Thy, Cyt, Аde, Gua).

2.Рибонукоеиновые кислоты: в состав входит β-рибоза, азотистые основания (Ura, Cyt, Аde, Gua).

II.по выполняемым функциям

1.ДНК ответственны за генетическую информацию (конкретное строение для каждого вида живых организмов).

2.РНК принимают участие в биосинтезе белка



β-2-дезоксирибофураноза

β- рибофураноза

Пуриновые основания (Аde, Gua)

Пиримидиновые основания (Thy, Cyt, Ura)



Моносахарид и гетероциклическое основание, связанные гликозидной связью между С1΄ пентозы и атомом азота (1-го у пиримидиновых и 9-го у пуриновых) образуют нуклеозид.

Нуклеотид – сложный эфир образованный нуклеозидом (-ОН группами 3΄ и5΄ атомов С моносахарида) и ортофосфорной кислотой.

Нуклеотид – мономер НК.

9


1.Первичная структура НК – последовательность чередования нуклеотидов (линейная полинуклеотидная цепь).


2.Вторичная структура ДНК – ά-спираль, состоящая из двух полинуклеотидных (↑↓) цепей, закрученных вокруг общей оси (1953 г. Дж. Уотсон и Ф.Крик, нобелевская премия в 1962 г.). Плоскости азотистых оснований ┴ общей оси. Цепи связаны между собой водородными связями между молекулами азотистых оснований.



Связи образуются только между специфическими парами – принцип комплементарности (1951 г. Эдвин Чаргафф).

На полный виток спирали приходится около 10 нуклеотидных остатка.



Вторичная структура т-РНК имеет форму «клеверного листа» (чередование одноцепочечных и двухцепочечных участков, Р.Холли).

Химические свойства НК –

а) денатурация (потеря пространтвенной структуры НК) и б) гидролиз (разрушение с образованием нуклеотидов, а затем моносахаридов, азотистых оснований и H3PO4).

Двуспиральные структуры стабильны в физиологических условиях рН ≈ 6, t ≈ 30-40°C, в присутсвии 0,015 моль соли. Нарушение этих условий ведет к денатурации.

MrНК колеблется от 20 тыс. до 10-15 млн.


Химическое строение нуклеиновых кислот

1.Модели A, B, Z форм ДНК

Исходные файлы доступны по ссылке.

2. Сравнение различных форм ДНК с помощью Jmol Виток спирали ДНК представляют собой большую и малую бороздки (См. рис.1). Рисунок 1. Строение двойной спирали ДНК. Б.Б. — большая бороздка, М. Б. — малая [1] На рисунке 2 представлено азотистое основание аденин. Красным отмечены атомы, обращенные к малой бороздке, а синим- к большой (для В-формы ДНК). Из рисунка видно, что в сторону большой бороздки обращены: C5, C6, N6, N7, C8 атомы, а в сторону малой — C2, C4, N3, N9. Рисунок 2. Аденин.Красным отмечены атомы, обращенные к малой бороздке, а синим- к большой (для В-формы ДНК). В таблице 1 представлены данные о размерах различных форм ДНК.
Таблица 1. Сравнение трех форм ДНК
A-форма В-формаZ-форма
Тип спирали правая правая левая
Шаг спирали (Å) 28 32,4743,5
Число оснований на виток 11 1012
Ширина большой бороздки 18,5 (от цитозина) 17,76 (от тимина)18,3 (от цитозина)
Ширина малой бороздки 15,2 (от аденина) 11,7 (от тимина)9,9 (от гуанина)

3. Определение параметров структур нуклеиновых кислот с помощью программ пакета 3DNA С помощью программ find_pair и analyze были проанализированы структуры A,B,Z форм ДНК, а также тРНК (PDB ID:2cv0). В числе прочих были получены данные о значениях торсионных углов нуклеотидов (внутренние углы вращения). Положительное значение углу присваивается, если для перевода ближнего атома в заслоненное положение (когда атомы в проекции Ньюмена расположены друг за другом) поворот совершается по часовой стрелке. В таблице 2 представлены средние значения торсионных углов для различных форм ДНК и тРНК. Согласно полученным данным тРНК больше похожа на А-форму ДНК (4 из 7 углов больше схожи с А-формой, чем с какой-либо еще).

Таблица 2. Средние значение торсионных углов для различных нуклеиновых кислот
В таблице 3 представлены средние значения торсионных углов (не считая крайних нуклеоидов) для двуцепочечной ДНК (PDB ID:1dfm) и тРНК. Самыми «дефектными» нуклеотидами (наибольшое стандартное отклонение по бОльшему числу торсионных углов) у ДНК в I цепи оказался нуклеотид 4, во II -10, у тРНК -29. Числовые данные представлены в таблице 3. Расчеты в файле Excel по ссылке.

Таблица 3. Средние значение торсионных углов ДНК и тРНК

Кроме значения торсионных углов программа analyze предоставляет данные о водороных связях. На рисунке 3 представлены номер атомов тРНК, образующих стебли.

Рисунок 3. Стебли тРНК На рисунке 4 представлены номера атомов, образующих неканонические связи. Рисунок 4. Неканонические взаимодействия в тРНК Посмотрев на таблицу, можно заметить, что некоторые казалось бы канонические пары отмечены как неканонические. Это связано с тем, что водородные связи между этими снованиям нестандартные. Урацил 554 и аденин 558 связаны через O2 — N6 и N3-N7 вместо стандартных O4-N6 и N3-N1. Урацил 508 и аденин 546 связаны еще более необычно: задействованы атомы рибозы. Гуанин 515 и цитозин 548 связаны связями N1-O2 и N2-N3 вместо N2-O2, N1-N3, O6-N4. На рисунке 5 можно увидеть визуализацию этих связей. Рисунок 5. Неканонические связи в канонических парах. А U554-A558, B U508-A546, C G515-C546 Кроме того в структуре тРНК имеются связи, стабилизирующие ее структуру, но не входящие в стебли.2).

Рисунок 6. Максимальная и минимальная площади перекрывания между соседними парами оснований

3. Список литературы
[1] https://bigenc.ru/biology/text/1944381

Chem4Kids.com: Биохимия: Нуклеиновые кислоты


Нуклеиновые кислоты являются строительными блоками живых организмов. Возможно, вы слышали, что ДНК описывается таким же образом. Угадай, что? ДНК — это всего лишь один тип нуклеиновой кислоты . Некоторые другие типы представляют собой РНК, мРНК и тРНК. Все эти «NA» работают вместе, помогая клеткам воспроизводить и создавать белки. Н/Д? Подожди. Может ли это означать нуклеиновую кислоту? Это может быть.

Хотя вам, вероятно, не нужно сейчас запоминать все слова полностью, мы должны сказать вам, что ДНК означает дезоксирибонуклеиновую кислоту .РНК означает рибонуклеиновой кислоты . мРНК и тРНК представляют собой информационную РНК и транспортную РНК соответственно. Возможно, вы даже слышали о рРНК, что означает рибосомальная РНК. Их называют нуклеиновыми кислотами, потому что ученые впервые обнаружили их в ядрах клеток. Теперь, когда у нас есть лучшее оборудование, нуклеиновые кислоты были обнаружены в митохондриях, хлоропластах и ​​клетках, не имеющих ядра, таких как бактерии и вирусы.

Мы уже рассказывали вам о самых важных нуклеиновых кислотах (ДНК, мРНК, тРНК).На самом деле они состоят из цепочек пар оснований нуклеиновых кислот, насчитывающих от трех до миллионов. Когда эти пары объединяются в сверхдлинные цепи (ДНК), они образуют форму, называемую двойной спиралью . Форма двойной спирали похожа на извилистую лестницу. Базовые пары – это ступени. Здесь мы очень близки к разговору о биологии клеток. Хотя это не меняет ваших знаний о соответствующей химии, знайте, что ДНК содержит вашу генетическую информацию. Все, что есть в вашем теле, закодировано в ДНК, найденной в ваших клетках.Ученые до сих пор спорят о том, какая часть вашей личности вообще контролируется ДНК. Вернемся к химии…
Есть пять простых частей нуклеиновых кислот. Все нуклеиновые кислоты состоят из одних и тех же строительных блоков (мономеров m ). Химики называют мономеры « нуклеотидов ». Пять частей: урацил , цитозин , тимин , аденин и гуанин . Независимо от того, в каком научном классе вы находитесь, вы всегда услышите о ATCG, глядя на ДНК.Урацил содержится только в РНК. Так же, как человеку для выживания необходимо двадцать (20) аминокислот, нам также требуется пять (5) нуклеотидов.

Эти нуклеотиды состоят из трех частей:
1. Пятиуглеродный сахар
2. Основание, содержащее атомы азота (N)
3. Ион фосфорной кислоты, известный как фосфат (PO4 3-)

Chalk Talk: Полимеры (видео US-NSF)


3.6: Нуклеиновые кислоты — Медицина LibreTexts

Цели обученияS

  • Опишите общую химическую структуру нуклеиновых кислот, определите мономеры и полимеры и перечислите функции РНК и ДНК
  • Опишите структуру и функцию АТФ в клетке

Нуклеиновые кислоты содержат те же элементы, что и белки: углерод, водород, кислород, азот; плюс фосфор (C, H, O, N и P). Нуклеиновые кислоты представляют собой очень большие макромолекулы, состоящие из повторяющихся звеньев одних и тех же строительных блоков, нуклеотидов , похожие на жемчужное ожерелье, состоящее из множества жемчужин. Мы также можем определить нуклеиновые кислоты как полимеров , собранных из множества ковалентно связанных мономеров меньшего размера .

Нуклеиновые кислоты — это молекулы, которые кодируют, передают и выражают генетическую информацию в наших клетках.

Все нуклеотидов состоят из трех субъединиц: одной или нескольких фосфатных групп, пентозного сахара (пятиуглеродного сахара, дезоксирибозы или рибозы) и азотсодержащего основания (аденина, цитозина, гуанина, тимина или урацила). ).См. рисунок \(\PageIndex{1}\) ниже.

Рисунок \(\PageIndex{1}\) Справа показан короткий фрагмент нуклеиновой кислоты, состоящий из пяти нуклеотидов; один нуклеотид заключен в красный прямоугольник. Каждый нуклеотид состоит из одного из пяти азотистых оснований, пентозного сахара ( рибоза или дезоксирибоза ) и фосфатной группы. Рибонуклеиновая кислота (РНК) имеет рибозу вместо пентозы, тогда как дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) имеет дезоксирибозу.Пять азотистых оснований классифицируются как пиримидинов (цитозин, тимин и урацил), которые имеют кольцевую структуру; и пуринов (аденин и гуанин), которые имеют структуру двойного кольца. Молекулы РНК могут содержать до нескольких тысяч нуклеотидов и являются одноцепочечными, тогда как молекулы ДНК состоят из миллиардов нуклеотидов, организованных в две цепочки нуклеотидов, образующих спираль. ДНК, РНК и белки связаны друг с другом, как показано в таблице \(\PageIndex{1}\) ниже.

.
Таблица \(\PageIndex{1}\) Связь ДНК, РНК и белков
ДНК \(\стрелка вправо\) используется для синтеза РНК \(\стрелка вправо\) , который используется для синтеза Белки
Полимеры нуклеотидов Полимер нуклеотидов Полимер аминокислот
Кодирует аминокислотную последовательность белков Передает и выражает информацию в ДНК Выполняет большинство функций сотовой связи

Рисунок \(\PageIndex{2}\) ДНК и РНК имеют в своем составе три общих нуклеотида (цитозин, гуанин и аденин) и различаются урацилом (обнаружен только в РНК) и тимином (обнаружен только в ДНК) .РНК одноцепочечная, а ДНК двухцепочечная

Таблица \(\PageIndex{2}\) Типы нуклеиновых кислот и их функции
Тип нуклеиновой кислоты Функция
ДНК Кодирует и передает унаследованную генетическую информацию от одного поколения к другому
РНК Переводит информацию, закодированную в ДНК, для производства белков и помощи в их синтезе

Проверка концепций, терминов и фактов

Учебные вопросы Напишите свой ответ в форме предложения (не используйте в ответе неразборчивые слова)

1.Что такое нуклеиновая кислота?
2. Из каких элементов состоят нуклеиновые кислоты?
3. Какие мономеры составляют строительные блоки нуклеиновых кислот?
4. Из каких трех компонентов состоит нуклеотид?
5. Перечислите типы нуклеиновых кислот, описанных в модуле
6. Каковы функции нуклеиновых кислот, перечисленных в модуле?

Нуклеотиды представляют собой мономеры, из которых состоят полимеры нуклеиновых кислот. Аденозинтрифосфат (АТФ) представляет собой нуклеотид, который сам по себе выполняет важную функцию.АТФ является прямым и быстрым источником энергии для большинства клеточных функций. АТФ состоит из одного аденозина (азотсодержащего основания аденина и сахара рибозы), связанного с тремя ионами фосфата.

Рисунок \(\PageIndex{3}\) Две ковалентные связи справа от молекулы (показаны красным) представляют собой высокоэнергетические связи. Когда ферментативная реакция разрушает их, высвобождается большое количество энергии. Эта энергия готова к использованию клеткой. С другой стороны, когда молекулы (подобные тем, которые мы включаем в свой рацион) расщепляются ферментами, они высвобождают энергию.Эта энергия может временно удерживаться на молекулах АТФ в ковалентных связях, образованных между свободными фосфатными группами и аденозиндифосфатом (АДФ)

.

АТФ регулярно называют основной энергетической валютой клетки. АТФ служит молекулой-посредником между химическими реакциями, высвобождающими энергию, и химическими реакциями, требующими энергии. Он делает это, временно «удерживая» энергию, высвобождаемую ферментативной реакцией, в ковалентных связях, которые прикрепляют фосфаты к АДФ (красные на рисунке выше).Затем молекула АТФ может отдавать эту энергию там, где это необходимо.

Химическая формула, обобщающая этот процесс,

.

\[АТФ \leftrightarrow АДФ + P_{i} \textsf{(неорганический фосфат)}\]

Поскольку реакция может идти в любом направлении (от АДФ к АТФ или от АТФ к АДФ), это пример обратимой реакции, и он представлен двойной стрелкой, указывающей в обоих направлениях.

Рисунок \(\PageIndex{4}\) Аденозинтрифосфат (АТФ) — это молекула энергии в клетке.Энергия, высвобождаемая в результате реакций разложения, может быть использована для создания высокоэнергетической ковалентной связи в АТФ, как показано на рисунке. Затем АТФ может отдать эту энергию для использования в реакциях синтеза.

Проверка концепций, терминов и фактов

Учебные вопросы Напишите свой ответ в форме предложения (не используйте в ответе неразборчивые слова)

1. Какой органической молекулой является АТФ?
2. Какова функция АТФ?

Примеры и типы нуклеиновых кислот | Что такое нуклеиновая кислота? — Видео и стенограмма урока

Обратите внимание на спиралевидную форму ДНК.Это называется двойной спиралью. Если бы его растянули, он был бы похож на лестницу.

Нуклеиновая кислота Описание

Тремя частями нуклеиновых кислот являются фосфатные группы, 5-углеродные сахара и нуклеотиды. Однако именно повторяющаяся цепь этих трех молекул составляет нуклеиновую кислоту в целом. Давайте рассмотрим каждую часть нуклеиновой кислоты более внимательно.

Здесь показаны различные молекулы, составляющие нуклеиновую кислоту.

Фосфатная группа нуклеиновой кислоты состоит из атома фосфора, который связан с четырьмя атомами кислорода. Именно фосфатная группа составляет основу или стороны нуклеиновой кислоты. Если мы вернемся к нашей аналогии с лестницей, фосфатная группа будет представлять прочные стороны лестницы.

5-углеродный сахар , также называемый пентозой , в нуклеиновых кислотах существует в двух формах.В ДНК 5-углеродный сахар — это дезоксирибоза , а в РНК — рибоза . Отсюда две молекулы получили свои названия. ДНК означает нуклеиновую кислоту дезоксирибозы, а РНК означает нуклеиновую кислоту рибозы. 5-углеродный сахар соединяет фосфатную группу и нуклеотид в молекуле нуклеиновой кислоты.

Последней частью нуклеиновой кислоты является нуклеотид . Существует пять различных нуклеотидов. Это: аденин, цитозин, гуанин, тимин и урацил.Эти нуклеотиды часто сокращают по первым буквам их названий.

  • Аденин = А
  • Цитозин = С
  • Гуанин = G
  • Тимин = Т
  • Урацил = U

ДНК составляют аденин, цитозин, гуанин и тимин . Однако в РНК тиминовый нуклеотид заменен урациловым нуклеотидом. Эта средняя РНК состоит из аденина, цитозина, гуанина и урацила. Именно порядок этих нуклеотидов как в ДНК, так и в РНК определяет черты организма и белки, которые он может производить.

Типы нуклеиновых кислот

Как упоминалось ранее, существует два основных типа нуклеиновых кислот. Это дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) и рибонуклеиновая кислота (РНК). ДНК можно найти как в эукариотах (клетки, содержащие ядро), так и в прокариотах (клетки, не содержащие ядра). Все многоклеточные организмы состоят из эукариотических клеток. РНК также обнаружена во всех типах клеток, поскольку это молекула, которую они используют в качестве инструкции для производства белков и осуществления жизненных процессов.

Основное различие между ДНК и РНК состоит в том, что ДНК состоит из двух нитей нуклеиновых кислот (называемых двойной спиралью ), тогда как РНК состоит только из одной нити. И хотя ДНК содержит генетическую информацию, используемую в качестве чертежей организма, именно РНК используется клетками в качестве инструкций для создания белков, которые затем используются для создания признаков и управления многими жизненными процессами.

Факты о нуклеиновых кислотах

Функции ДНК и РНК также различны.Оба они являются способами хранения генетической информации, но только РНК может использоваться клеткой для создания белков, необходимых для жизнедеятельности. ДНК — это нуклеиновая кислота, содержащая информацию обо всех признаках организма. Именно эта молекула реплицируется во время клеточных делений . Это когда клетка создает идентичную копию самой себя, и новая клетка имеет всю генетическую информацию, необходимую ей для выживания и выполнения своих функций.

С другой стороны, РНК используется клетками в качестве инструкций для производства специфических белков.Чтобы клетки знали, какие белки нужно производить, ген (участок ДНК, содержащий информацию для производства определенного белка) внутри ДНК должен быть превращен в РНК. Это делается с помощью процесса, называемого транскрипцией , когда ДНК распаковывается, а нуклеотиды в ДНК используются в качестве инструкций для создания молекулы РНК. После создания РНК с использованием кода, содержащегося в гене молекулы ДНК, она затем считывается органеллами, называемыми рибосомами , которые используют РНК в качестве плана для создания определенного белка.Этот процесс называется трансляцией или синтезом белка.

Как распознавать нуклеиновые кислоты

Существует несколько способов обнаружения нуклеиновых кислот и их разделения на различные части для идентификации последовательностей, содержащихся в их нуклеотидах. Один из распространенных методов, используемых для этого, называется гель-электрофорез . В этом процессе цепочка нуклеиновой кислоты помещается в гель, и электрические токи используются для разделения фрагментов молекулы на основе разной длины ее частей.Это позволяет ученым узнать, сколько нуклеотидов составляют разные участки нуклеиновых кислот.

Другой метод, используемый для наблюдения за нуклеиновыми кислотами, заключается в использовании мощных микроскопов, таких как электронные микроскопы, для просмотра нуклеиновых кислот в клетке. Однако это может дать только базовую картину нуклеиновой кислоты и не позволяет ученым наблюдать отдельные части или нуклеотиды самой нуклеиновой кислоты.

При изучении схемы нуклеиновой кислоты действительно легко определить, является ли молекула ДНК или РНК.Если молекула двухсторонняя и выглядит как лестница, это ДНК. Если молекула односторонняя и выглядит как половина лестницы, это РНК.

Примеры нуклеиновых кислот

ДНК и РНК имеют сходную структуру, но между этими нуклеиновыми кислотами есть два основных различия. Первое отличие состоит в том, что ДНК состоит из двух цепей нуклеиновых кислот, а РНК состоит только из одной цепи. Второе отличие состоит в том, что ДНК использует в своей структуре нуклеотид тимин, а РНК использует нуклеотид урацил.Для более четкого примера этих различий посмотрите на диаграммы ниже.

На этой диаграмме видно, что ДНК состоит из двух цепей нуклеиновых кислот, а РНК состоит только из одной цепи.

Краткий обзор урока

Двумя основными типами нуклеиновых кислот являются ДНК и РНК . Все клетки содержат обе эти важные молекулы, потому что без них сама клетка не может функционировать.Нуклеиновые кислоты представляют собой молекулы, состоящие из 90 242 фосфатных групп 90 243, 90 242 5-углеродных сахаров 90 243 и 90 242 нуклеотидов 90 243, которые повторяются снова и снова. Нуклеотиды ДНК являются чертежами того, как создать конкретный организм. РНК содержит информацию, необходимую клетке для производства специфических белков для формирования признаков и выполнения определенных жизненных функций. Основное различие между ДНК и РНК заключается в том, что ДНК состоит из двух цепей нуклеиновых кислот, а РНК — только из одной.Кроме того, ДНК содержит нуклеотид тимин, а РНК содержит нуклеотид урацил.

Нуклеиновые кислоты – обзор

Анализы гибридизации и амплификации для обнаружения нуклеиновых кислот ВИЧ

Использование тестирования нуклеиновых кислот (NAT) представляет собой дополнение, но не замену серологических методов обнаружения ВИЧ. Различные форматы могут обнаруживать РНК ВИЧ-1 с высокой чувствительностью, и были разработаны новые методы полимеразной цепной реакции (ПЦР) в реальном времени, способные обнаруживать одну копию РНК ВИЧ-1. 195 Клинические методы обнаружения нуклеиновых кислот ВИЧ для использования в мониторинге ВИЧ-инфекции включают амплификацию на основе последовательности нуклеиновых кислот (NASBA), разветвленной ДНК (bDNA) и ПЦР-амплификацию; Форматы NASBA обнаруживают от 22 до 31 копий/мл. 196 197 Первым из этих методов, одобренным FDA для скрининга или диагностики доноров, является система «TMA/HPA» (рис. 120.6), состоящая из амплификации, опосредованной транскрипцией (TMA), и анализа защиты от гибридизации (HPA), названная Aptima. , разработанный Gen-Probe (Сан-Диего, Калифорния). 54 Этот метод был одобрен и для скрининга и подтверждения инфекции и позволяет обнаруживать только ВИЧ-1.

Принцип анализа TMA/HPA заключается в получении большого количества копий РНК ВИЧ от ВИЧ-1 для обнаружения путем специфической гибридизации с хемилюминесцентными зондами (см. рис. 120.6). Образцы плазмы извлекают, и РНК ВИЧ-1 подвергают обратной транскрипции в комплементарную ДНК (кДНК) с использованием обратной транскриптазы экзогенного вируса мышиного лейкоза. Праймер для реакции кДНК содержит промоторную последовательность РНК-полимеразы бактериофага Т7, за которой следуют последовательности, комплементарные ВИЧ-1.Полученный продукт кДНК содержит промоторные последовательности Т7, связанные с последовательностями ВИЧ-1, которые используются в качестве матрицы для добавленной РНК-полимеразы Т7, высокоэффективного фермента, который быстро транскрибирует множество копий химерной кДНК Т7-ВИЧ. Копии РНК визуализируют путем добавления хемилюминесцентных зондов, которые гибридизуются с последовательностями ВИЧ-1; избыточный зонд гасится; и количественно определяют люминесценцию гибрида РНК-зонд (см. рис. 120.6). Анализ является только качественным и не дает конкретного числа копий; чувствительность анализа находится в диапазоне 13 копий/мл плазмы. 54 TMA/HPA одинаково хорошо обнаруживал ограниченную панель не-B подтипов ВИЧ-1. Анализ TMA/HPA был достаточно чувствителен для обнаружения РНК ВИЧ на 12 дней раньше, чем стандартный ИФА третьего поколения, и на 6 дней раньше, чем анализ p24. Таким образом, одним из основных применений TMA/HPA является диагностика ранней инфекции ВИЧ-1; Система Aptima была одобрена для скрининга и подтверждения ВИЧ-1 в 2006 году и должна заменить использование для диагностики анализов бДНК или ПЦР.

Аналогичным образом технология TMA/HPA была разработана для скрининга доноров крови.В Соединенных Штатах в ходе испытаний скрининга доноров крови с помощью NAT было проверено более 20 миллионов донаций и обнаружено семь ВИЧ-инфицированных образцов с отрицательным результатом на антитела к ВИЧ. 102 Системы NAT выявили ряд инфекций ВИЧ-1, которые были бы пропущены ранее лицензированными методами тестирования, что подтверждает повышенную чувствительность этих систем. 198 Аналогичным образом, исследования в Европе, Южной Африке и Японии 199–202 и в отчетах о клинических случаях 203–207 задокументировали либо в режиме реального времени, либо ретроспективно идентификацию пациентов в сероконверсионных окнах с использованием NAT, у которых признан отрицательным с использованием обнаружения антигена p24.Напротив, есть также сообщения о необнаруженном ВИЧ-1 при относительно низких уровнях РНК ВИЧ-1, особенно в минипулах из 16 или 24 образцов плазмы, 102 Ретроспективный анализ случая передачи через кровь (до NAT) выявил относительно низкий уровень вирусной РНК (примерно 40 копий/мл) 208 ; По оценкам, преимущество NAT по сравнению с традиционным тестированием заключается в сокращении периода окна на 2–6 дней. С использованием технологии NAT риск заражения ВИЧ при переливании крови был оценен как 1 на 1 576 000 209 ; четыре случая антиген-отрицательного компонента крови p24 были выявлены в более чем 19 000 000 проверенных единиц. 210 Как следствие, риск передачи ВИЧ-1 через компоненты крови снижается, но не устраняется полностью за счет включения NAT в процедуры скрининга; остаточный риск заражения ВИЧ в США оценивается в 1 случай на 2 135 000 человек. 210 Аналогичные или более низкие риски были оценены в других странах, представивших отчеты, 211,212 , и хотя есть опасения относительно чувствительности к подтипу и подготовки образцов, многие центры крови по всему миру включили NAT в качестве компонента скрининга на ВИЧ.Относительная рентабельность NAT остается проблемой. 199,201,213 NAT одобрен в США для скрининга доноров крови с использованием плазмы, и анализы должны обнаруживать 100 копий в 95% случаев; несколько анализов превышают этот предел. 197 Стандартные препараты вируса подтипа B были установлены в качестве количественного контроля. 214 Тестирование может проводиться на отдельных образцах или минипулах плазмы и может сочетаться с тестированием на гепатит С и В.

3.5 Нуклеиновые кислоты — биология 2e

Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете делать следующее:

  • Описать структуру нуклеиновых кислот и определить два типа нуклеиновых кислот
  • Объясните структуру и роль ДНК
  • Объясните структуру и роль РНК

Нуклеиновые кислоты являются наиболее важными макромолекулами для непрерывности жизни. Они несут генетический план клетки и инструкции по ее функционированию.

ДНК и РНК

Двумя основными типами нуклеиновых кислот являются дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) и рибонуклеиновая кислота (РНК). ДНК является генетическим материалом всех живых организмов, от одноклеточных бактерий до многоклеточных млекопитающих. Он находится в ядре эукариот и в органеллах, хлоропластах и ​​митохондриях. У прокариот ДНК не заключена в мембранную оболочку.

Все генетическое содержимое клетки — это ее геном, а изучение геномов — это геномика.В эукариотических клетках, но не у прокариот, ДНК образует комплекс с гистоновыми белками, образуя хроматин, вещество эукариотических хромосом. Хромосома может содержать десятки тысяч генов. Многие гены содержат информацию для создания белковых продуктов. Другие гены кодируют продукты РНК. ДНК контролирует всю клеточную активность, включая или выключая гены.

Другой тип нуклеиновой кислоты, РНК, в основном участвует в синтезе белка. Молекулы ДНК никогда не покидают ядро, а вместо этого используют посредника для связи с остальной частью клетки.Этим посредником является информационная РНК (мРНК). Другие типы РНК, такие как рРНК, тРНК и микроРНК, участвуют в синтезе белка и его регуляции.

ДНК и РНК состоят из мономеров, которые ученые называют нуклеотидами. Нуклеотиды объединяются друг с другом, образуя полинуклеотид, ДНК или РНК. Каждый нуклеотид состоит из трех компонентов: азотистого основания, пентозного (пятиуглеродного) сахара и фосфатной группы (рис. 3.31). Каждое азотистое основание в нуклеотиде связано с молекулой сахара, которая присоединена к одной или нескольким фосфатным группам.

Фигура 3.31 В состав нуклеотида входят три компонента: азотистое основание, пентозный сахар и одна или несколько фосфатных групп. Углеродные остатки в пентозе пронумерованы от 1′ до 5′ (штрих отличает эти остатки от остатков в основании, которые пронумерованы без использования штриха). Основание присоединено к 1′-положению рибозы, а фосфат — к 5′-положению. Когда образуется полинуклеотид, 5′-фосфат входящего нуклеотида присоединяется к 3′-гидроксильной группе на конце растущей цепи.Два типа пентозы находятся в нуклеотидах: дезоксирибоза (найдена в ДНК) и рибоза (найдена в РНК). Дезоксирибоза похожа по структуре на рибозу, но имеет Н вместо ОН во 2′-положении. Мы можем разделить основания на две категории: пурины и пиримидины. Пурины имеют структуру с двойным кольцом, а пиримидины — с одним кольцом.

Азотистые основания, важные компоненты нуклеотидов, являются органическими молекулами и названы так потому, что они содержат углерод и азот. Они являются основаниями, потому что содержат аминогруппу, которая может связывать дополнительный водород и, таким образом, уменьшать концентрацию ионов водорода в окружающей среде, делая ее более основной.Каждый нуклеотид в ДНК содержит одно из четырех возможных азотистых оснований: аденин (А), гуанин (Г), цитозин (Ц) и тимин (Т).

Ученые относят аденин и гуанин к пуринам. Первичная структура пурина состоит из двух углеродно-азотных колец. Ученые классифицируют цитозин, тимин и урацил как пиримидины, первичная структура которых состоит из одного углеродно-азотного кольца (рис. 3.31). К каждому из этих основных углеродно-азотных колец присоединены различные функциональные группы. В молекулярной биологии мы знаем азотистые основания по их символам A, T, G, C и U.ДНК содержит A, T, G и C; тогда как РНК содержит A, U, G и C.

Сахар-пентоза в ДНК — это дезоксирибоза, а в РНК — рибоза (рис. 3.31). Разница между сахарами заключается в наличии гидроксильной группы на втором углероде рибозы и водорода на втором углероде дезоксирибозы. Атомы углерода в молекуле сахара пронумерованы как 1′, 2′, 3′, 4′ и 5′ (1′ читается как «один штрих»). Остаток фосфата присоединяется к гидроксильной группе 5′-углерода одного сахара и гидроксильной группе 3′-углерода сахара следующего нуклеотида, образуя 5′-3′-фосфодиэфирную связь.Простая реакция дегидратации, как и другие связи, соединяющие мономеры в макромолекулы, не приводит к образованию фосфодиэфирной связи. Его образование включает удаление двух фосфатных групп. Полинуклеотид может иметь тысячи таких фосфодиэфирных связей.

Структура двойной спирали ДНК

ДНК

имеет структуру двойной спирали (рис. 3.32). Сахар и фосфат лежат снаружи спирали, образуя основу ДНК. Азотистые основания уложены внутри, как пара ступеней лестницы.Водородные связи связывают пары друг с другом. Каждая пара оснований в двойной спирали отделена от следующей пары оснований на 0,34 нм. Две нити спирали идут в противоположных направлениях, а это означает, что 5′-углеродный конец одной нити будет обращен к 3′-углеродному концу соответствующей нити. (Ученые называют это антипараллельной ориентацией, и она важна для репликации ДНК и многих взаимодействий нуклеиновых кислот.)

Фигура 3,32 Нативная ДНК представляет собой антипараллельную двойную спираль. Фосфатный остов (обозначен кривыми линиями) находится снаружи, а основания — внутри.Каждое основание из одной нити взаимодействует посредством водородных связей с основанием из противоположной нити. (кредит: Джером Уокер/Деннис Митс)

Разрешены только определенные типы спаривания оснований. Например, определенный пурин может сочетаться только с определенным пиримидином. Это означает, что A может соединиться с T, а G может соединиться с C, как показано на рис. 3.33. Это основное дополнительное правило. Другими словами, нити ДНК комплементарны друг другу. Если последовательность одной цепи представляет собой AATTGGCC, комплементарная цепь будет иметь последовательность TTAACCGG.Во время репликации ДНК каждая цепь копирует себя, в результате чего образуется двойная спираль дочерней ДНК, содержащая одну родительскую цепь ДНК и вновь синтезированную цепь.

Визуальная связь

Визуальная связь

Фигура 3,33 В двухцепочечной молекуле ДНК две цепи идут антипараллельно друг другу, так что одна цепь идет от 5′ к 3′, а другая от 3′ к 5′. Фосфатный остов расположен снаружи, а основания — посередине.Аденин образует водородные связи (или пары оснований) с тимином, а гуанин — пары оснований с цитозином.

Происходит мутация, и аденин заменяет цитозин. Как вы думаете, какое влияние это окажет на структуру ДНК?

РНК

Рибонуклеиновая кислота, или РНК, в основном участвует в процессе синтеза белка под управлением ДНК. РНК обычно одноцепочечная и состоит из рибонуклеотидов, соединенных фосфодиэфирными связями. Рибонуклеотид в цепи РНК содержит рибозу (пентозный сахар), одно из четырех азотистых оснований (A, U, G и C) и фосфатную группу.

Существует четыре основных типа РНК: матричная РНК (мРНК), рибосомальная РНК (рРНК), транспортная РНК (тРНК) и микроРНК (миРНК). Первая, мРНК, несет сообщение от ДНК, которая контролирует всю клеточную активность в клетке. Если клетке требуется синтезировать определенный белок, «включается» ген этого продукта и в ядре синтезируется матричная РНК. Последовательность оснований РНК комплементарна кодирующей последовательности ДНК, с которой она была скопирована. Однако в РНК основание T отсутствует, а вместо него присутствует U.Если цепь ДНК имеет последовательность AATTGCGC, последовательность комплементарной РНК будет UUAACGCG. В цитоплазме мРНК взаимодействует с рибосомами и другими клеточными механизмами (рис. 3.34).

Фигура 3,34 Рибосома состоит из двух частей: большой субъединицы и малой субъединицы. мРНК находится между двумя субъединицами. Молекула тРНК распознает кодон на мРНК, связывается с ним путем комплементарного спаривания оснований и добавляет нужную аминокислоту к растущей пептидной цепи.

мРНК считывается наборами из трех оснований, известных как кодоны.Каждый кодон кодирует одну аминокислоту. Таким образом считывается мРНК и создается белковый продукт. Рибосомальная РНК (рРНК) является основным компонентом рибосом, на которых связывается мРНК. рРНК обеспечивает правильное выравнивание мРНК и рибосом. рРНК рибосомы также обладает ферментативной активностью (пептидилтрансфераза) и катализирует образование пептидной связи между двумя выровненными аминокислотами. Транспортная РНК (тРНК) — один из самых маленьких из четырех типов РНК, длина которого обычно составляет 70–90 нуклеотидов.Он переносит нужную аминокислоту к месту синтеза белка. Именно спаривание оснований между тРНК и мРНК позволяет правильной аминокислоте встраиваться в полипептидную цепь. МикроРНК представляют собой самые маленькие молекулы РНК, и их роль заключается в регулировании экспрессии генов путем вмешательства в экспрессию определенных сообщений мРНК. В табл. 3.2 приведены характеристики ДНК и РНК.

Особенности ДНК и РНК


4
4

Стол 3.2

Несмотря на то, что РНК является одноцепочечной, большинство типов РНК демонстрируют обширное внутримолекулярное спаривание оснований между комплементарными последовательностями, создавая предсказуемую трехмерную структуру, необходимую для их функции.

Как вы узнали, поток информации в организме происходит от ДНК к РНК и к белку. ДНК определяет структуру мРНК в процессе, который ученые называют транскрипцией, а РНК определяет структуру белка в процессе, который ученые называют трансляцией.Это Центральная Догма Жизни, которая верна для всех организмов; однако исключения из правил бывают в связи с вирусными инфекциями.

Генетический код и таблица кодонов РНК

Генетический код — это последовательность нуклеотидных оснований в нуклеиновых кислотах (ДНК и РНК), которые кодируют цепи аминокислот в белках. ДНК состоит из четырех нуклеотидных оснований: аденина (А), гуанина (Г), цитозина (Ц) и тимина (Т). РНК содержит нуклеотиды аденин, гуанин, цитозин и урацил (U).Когда три непрерывных нуклеотидных основания кодируют аминокислоту или сигнализируют о начале или конце синтеза белка, такой набор известен как кодон . Эти наборы триплетов содержат инструкции по производству аминокислот. Аминокислоты соединяются вместе, образуя белки.

Анализ генетического кода

Таблица кодонов. Дэррил Лежа, NHGRI

Кодоны

Кодоны РНК обозначают определенные аминокислоты. Порядок оснований в последовательности кодонов определяет аминокислоту, которая должна быть получена.Любой из четырех нуклеотидов в РНК может занимать одно из трех возможных положений кодона. Следовательно, существует 64 возможных комбинации кодонов. Шестьдесят один кодон определяет аминокислоты, а три (UAA, UAG, UGA) служат стоп-сигналами для обозначения окончания синтеза белка. Кодон AUG кодирует аминокислоту метионин и служит стартовым сигналом для начала трансляции.

Несколько кодонов также могут указывать на одну и ту же аминокислоту.Например, кодоны UCU, UCC, UCA, UCG, AGU и AGC определяют аминокислоту серин. В приведенной выше таблице кодонов РНК перечислены комбинации кодонов и обозначенные для них аминокислоты. Читая таблицу, если урацил (U) находится в первом положении кодона, аденин (A) во втором, а цитозин (C) в третьем, кодон UAC определяет аминокислоту тирозин.

Аминокислоты

Сокращения и названия всех 20 аминокислот перечислены ниже.

Ala: Аланин     Arg:  Аргинин   Asn:  Аспарагин   Asp: Аспарагиновая кислота

Cys: Цистеин Glu: Глутаминовая кислота Gln: Глутамин Gly: Глицин

His:  Гистидин   Ile:  Изолейцин   Leu:  Лейцин    Lys: Лизин

Met:  Метионин   Phe: Фенилаланин  Pro:  Пролин    Ser:  Серин

Thr:  Треонин    Trp:  Триптофан   Tyr:  Тирозин   Val: Валин

Производство белка

Транспортные РНК являются необходимым компонентом трансляции, биологического синтеза новых белков в соответствии с генетическим кодом.ttsz/iStock/Getty Images Plus

Белки производятся посредством процессов транскрипции и трансляции ДНК. Информация в ДНК не преобразуется напрямую в белки, а сначала должна быть скопирована в РНК. Транскрипция ДНК — это процесс синтеза белка, который включает транскрипцию генетической информации с ДНК на РНК. Определенные белки, называемые факторами транскрипции, раскручивают цепь ДНК и позволяют ферменту РНК-полимеразе транскрибировать только одну цепь ДНК в одноцепочечный полимер РНК, называемый матричной РНК (мРНК).Когда РНК-полимераза транскрибирует ДНК, гуанин соединяется с цитозином, а аденин — с урацилом.

Поскольку транскрипция происходит в ядре клетки, молекула мРНК должна пересечь ядерную мембрану, чтобы достичь цитоплазмы. Оказавшись в цитоплазме, мРНК вместе с рибосомами и другой молекулой РНК, называемой транспортной РНК , работают вместе, чтобы перевести транскрибированное сообщение в цепочки аминокислот. Во время трансляции каждый кодон РНК считывается, и соответствующая аминокислота добавляется к растущей полипептидной цепи с помощью транспортной РНК.Молекула мРНК будет продолжать транслироваться до тех пор, пока не будет достигнут терминирующий или стоп-кодон. После завершения транскрипции аминокислотная цепь модифицируется, прежде чем стать полностью функционирующим белком.

Как мутации влияют на кодоны

Три типа точечных мутаций включают молчащие, бессмысленные и миссенс-мутации. Jonsta247/Викисклад/CC BY-SA 4.0

Генная мутация — это изменение последовательности нуклеотидов в ДНК. Это изменение может затронуть одну пару нуклеотидов или более крупные сегменты хромосомы.Изменение последовательности нуклеотидов чаще всего приводит к нефункционирующим белкам. Это связано с тем, что изменения в нуклеотидной последовательности изменяют кодоны. Если кодоны изменены, аминокислоты и, следовательно, синтезированные белки не будут теми, которые закодированы в исходной последовательности генов.

Генные мутации обычно можно разделить на два типа: точечные мутации и вставки или делеции пар оснований. Точечные мутации изменяют один нуклеотид. Вставки или делеции пар оснований происходят, когда нуклеотидные основания вставляются в исходную последовательность гена или удаляются из нее.Генные мутации чаще всего являются результатом двух типов событий. Во-первых, факторы окружающей среды, такие как химические вещества, радиация и ультрафиолетовое излучение солнца, могут вызывать мутации. Во-вторых, мутации также могут быть вызваны ошибками, допущенными при делении клетки (митозе и мейозе).

Ключевые выводы: генетический код

  • Генетический код представляет собой последовательность нуклеотидных оснований в ДНК и РНК, которая кодирует образование определенных аминокислот.Аминокислоты соединяются вместе, образуя белки.
  • Код читается в триплетных наборах нуклеотидных оснований, называемых кодонами , которые обозначают определенные аминокислоты. Например, кодон UAC (урацил, аденин и цитозин) определяет аминокислоту тирозин.
  • Некоторые кодоны представляют стартовые (AUG) и стоповые (UAG) сигналы для транскрипции РНК и продукции белка.
  • Генные мутации могут изменить последовательность кодонов и негативно повлиять на синтез белка.

Источники

  • Гриффитс, Энтони Дж. Ф. и др.»Генетический код.» Введение в генетический анализ. 7-е издание. , Национальная медицинская библиотека США, 1 января 1970 г., www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK21950/.
  • «Введение в геномику». NHGRI , www.genome.gov/About-Genomics/Introduction-to-Genomics.

кристаллическая структура дуплекса нуклеиновой кислоты All Locked | Исследование нуклеиновых кислот

Аннотация

Известно, что

«закрытые нуклеиновые кислоты» (ЗНК) придают природным нуклеиновым кислотам повышенную био- и термостабильность, что делает их мощными инструментами для диагностических и терапевтических применений.Мы представляем рентгеновскую структуру 1,9 Å дуплекса «полностью LNA», содержащего исключительно модифицированные нуклеотиды β-d-2′- O -4′ C -метиленрибофуранозы. Спираль иллюстрирует новый тип геометрии нуклеиновых кислот, который способствует пониманию повышенной термостабильности дуплексов LNA. Заметное уменьшение некоторых локальных и общих параметров спирали, таких как крутка, крен и крутка винта, влияет на структуру спирали LNA и приводит к расширению основной канавки, уменьшению спиральной намотки и увеличению шага спирали.Подробное структурное сравнение с ранее решенной кристаллической структурой РНК с соответствующей последовательностью пары оснований подчеркивает различия в конформации. Окружающая водная сеть РНК и спирали LNA демонстрирует сходную картину гидратации.

ВВЕДЕНИЕ

Нуклеиновые кислоты, нацеленные на определенные молекулы клеточного метаболизма, такие как опухолевые маркеры, вирусы или генные дефекты, имеют большой потенциал для применения в разработке лекарств на основе олигонуклеотидов.Эти приложения включают диагностические подходы и клиническую терапию. Необходима стабилизация нуклеиновых кислот, так как природные молекулы РНК и ДНК очень чувствительны к расщеплению нуклеазами и часто обладают низкой термостабильностью. Большие усилия затрачиваются на разработку модифицированных олигонуклеотидов, которые сохраняют способность к спариванию оснований Уотсона-Крика и взаимодействия третичной структуры.

В последние годы особый интерес был сосредоточен на аналогах нуклеотидов, которые проявляют сморщивание сахара N-типа и обладают общей конформацией типа А-РНК.Примерами являются 2′-алкилированные РНК, такие как 2′- O -метил-РНК (1), 2′-F-РНК (2), фосфорамидатные РНК (1) и семейство «запертых» нуклеиновых кислот (3). Значительное увеличение термостабильности может быть продемонстрировано для нуклеиновых кислот, которые были заменены блокированными нуклеотидными строительными блоками, содержащими 2′- O -4′ C -метилен-β-d-рибофуранозу (3). Температура плавления увеличивается на +2-+10°C на мономер LNA в олигорибонуклеотиде, гибридизованном с РНК (3).Сравнительное исследование с использованием различных модификаций нуклеиновой кислоты может быть продемонстрировано путем замены аптамера тенасцин-С ТТА-1 несколькими распространенными модификациями. Термостабильность in vitro была описана в следующем порядке: 2′-F/2′-OMe < РНК/РНК ≤ 2'-OMe/2'-OMe < 2'-F/LNA < РНК/LNA < 2'-OMe/LNA < LNA/LNA (4).

LNA широко используются в области исследования нуклеиновых кислот, охватывая широкий спектр приложений. Например, строительные блоки закрытых нуклеиновых кислот (LNA) используются для улучшения нацеливания, специфичности и стабильности аптамеров (4, 5), используются в ДНКзимах для увеличения нацеливания и эффективности расщепления (6, 7), используются для молчания микроРНК в прямом антагонисте. (8) и подходы LNAzyme (9), функционирующие как молекулярные маяки (10), применяемые для усиления гибридизации РНК in situ (11, 12), используемые для независимой от трансфектанта доставки олигонуклеотидов (13) и используемые в антисмысловых (7 , 14) и подходы siRNA (15, 16).

Было проведено множество структурных исследований для анализа структуры и конформации нуклеиновых кислот, которые были заменены строительными блоками LNA. Кроме того, гетеродуплексы LNA/ДНК или LNA/РНК были исследованы в отношении их трехмерной структуры, поведения при гибридизации и критериев термостабильности. Исследования могут предоставить подробную информацию о локальных геометрических параметрах миксмерных спиралей и гетеродуплексов. Структурные исследования с использованием миксмеров 2′- O -4′ C -метилен-β-d-рибофуранозы LNA–РНК, гибридизованных с РНК, показали, что введение одиночных нуклеотидов LNA в двухцепочечном состоянии сохраняет нуклеиновую кислоту РНК А-типа. конформации, тогда как использование смеси α-l-2′- O -4′ C рибофуранозы LNA-DNA, гибридизованных со спиралями ДНК, приводит к геометрии B-типа (17, 18).

В соответствии с этими результатами исследования гетеродуплексов, состоящих из полностью модифицированных нитей LNA, гибридизованных либо с РНК, либо с ДНК, показали, что РНК принимает конформацию типа A-РНК, тогда как связывание с ДНК вызывает смешанное сморщивание сахара N- и S-типа (19). Соответственно, LNA 2′- O -4′ C -метилен-α-1-рибофуранозы связывается с ДНК в конформации типа B-ДНК (20).Все структурные исследования показывают, что 2′- O -4′ C -метилен-β-d-рибофураноза «запирает» LNA в C3′-эндо-конформации, которая, как обсуждается, влияет на геометрию фосфатного остова. и сориентировать дуплекс таким образом, чтобы обеспечить более эффективную базовую укладку (3). Моделирование молекулярной динамики дало первое представление о дуплексной структуре «полностью LNA» на основе этих данных (21). Наша работа, представленная здесь, способствует пониманию этого широко используемого класса молекул, предоставляя недостающую часть информации в серии исследований структуры РНК / РНК, РНК / LNA, LNA / LNA и компьютерного моделирования.

Что касается окружающей сети воды-растворителя в нуклеиновых кислотах, общепризнано, что экстенсивная сольватация малой бороздки в молекулах РНК регулируется специфической гидратацией 2′-ОН группы рибозы (22). В настоящее время также известно, что гидратация РНК играет важную роль в РНК-белковых взаимодействиях и что значительное содержание растворителя в малой бороздке выполняет особую функцию для соответствующей РНК (23). Для LNA предполагается, что 2′-атом кислорода 2′- O -4′ C -метилен-β-d-рибофуранозы участвует в гидратации малой бороздки (19).Моделирование молекулярной динамики дало первое представление о структуре воды и динамике дуплекса LNA (21).

Здесь мы представляем кристаллическую структуру спирали «полностью LNA» с разрешением 1,9 Å. Поскольку мы намеревались провести сравнительные кристаллографические исследования между LNA и РНК, последовательность была получена из микроспирали акцепторного ствола тРНК Ser , структура которой была недавно решена с разрешением 1,2 Å (24). Локальные и общие геометрические параметры спирали LNA обнаруживают новую конформацию нуклеиновой кислоты с геометрическими параметрами, отличными от известных для РНК или ДНК.Кроме того, представлены модели гидратации для сопоставимых кристаллических структур LNA и РНК.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Кристаллизация и получение данных рентгеновской дифракции

7-членная спираль LNA была получена из микроспирали аминоацильного ствола Escherichia coli Ser , которая была кристаллизована ранее (24) и произошла из изоакцептора тРНК Ser с идентификатором базы данных: RS 1661 (25).Для сравнительного структурного анализа LNA был сконструирован так, чтобы содержать исключительно строительные блоки LNA, сохраняя последовательность оснований РНК, за исключением замены U на T и C на m 5 C в стандартном синтезе LNA. Последовательность LNA 5′-(m 5 Cm 5 CTm 5 CAm 5 Cm 5 C) L -3′, 5′-(GGTGAGG) — 3′ L последовательность природной РНК: 5′-(CCUCACC)-3′, 5′-(GGUGAGG)-3′.

Подготовку образцов, гибридизацию LNA и скрининг кристаллизации проводили, как описано ранее (26). Лучшие кристаллы LNA появлялись через 3–4 дня при следующей процедуре и условиях: использовали 1 мкл 0,5 мМ водного раствора LNA и смешивали с 1 мкл 40 мМ какодилата натрия, pH 5,5, 20 мМ гексамина кобальта, 80 мМ хлорида натрия. , 20 мМ хлорида магния, 10% (об./об.) 2-метил-2,4-пентандиола (MPD) на предметном стекле и уравновешивали 1 мл 35% (об./об.) MPD в планшетах Linbro (ICN Biomedicals Inc. ., Огайо, США) с использованием метода диффузии паров висячей капли при 294 К ( 26 ). Данные рентгеновской дифракции регистрировали на синхротроне Elettra (Триест, Италия) на линии пучка XRD1 при длине волны 1000 Å. Мы записывали данные с разрешением от 80 до 1,9 Å, которые обрабатывались и масштабировались с помощью программ DENZO и SCALEPACK из пакета HKL-2000 (27).

Рентгеноструктурное определение и уточнение

Поскольку в кристаллах коротких олигонуклеотидов может возникать кристаллический беспорядок (28, 29), мы проанализировали данные, применяя алгоритм Падиллы и Йейтса (30).Расчеты показали кривую теоретически нескрученного кристалла, поэтому у нас не было указаний на мероэдрическое двойникование. Расчеты молекулярного замещения проводились с использованием программы PHASER (31) в составе пакета программ CCP4i (32). В качестве модели поиска мы сконструировали искусственный дуплекс LNA, сохранив базовую последовательность РНК, но заменив природные рибонуклеотиды стандартными строительными блоками LNA (рис. 1). Уточнение структуры рассчитывали с помощью программы REFMAC (33), а расчет карт электронной плотности выполняли с помощью БПФ (34).Обе программы использовались в том виде, в каком они реализованы в пакете CCP4i (32). X3DNA применялся для расчета локальных и общих геометрических параметров. Графические изображения были сделаны с помощью программ PYMOL (www.pymol.org) и RASMOL (35).

Рисунок 1.

Гуанозиновый нуклеотид представлен в виде LNA с 2′- O -4′ C -метилен-β-d-рибофуранозной сахарной частью ( A ) и в виде РНК с встречающейся в природе рибозой ( B ) Стрелка указывает на 2′- O -4′ C -метиленовую группу (окрашена оранжевым цветом) в нуклеотидах LNA.

Рисунок 1.

Гуанозиновый нуклеотид представлен в виде LNA с 2′- O -4′ C -метилен-β-d-рибофуранозной частью сахара ( A ) и в виде РНК с встречающейся в природе рибозой ( B ) Стрелка указывает на 2′- O -4′ C -метиленовую группу (окрашена оранжевым цветом) в нуклеотидах LNA.

Кривые плавления

Кривые плавления микроспирали тРНК Ser и соответствующего дуплекса «полностью LNA» записывали на спектрофотометре Hewlett Packard Diode Array 8452A в следующем буфере: 1.73 мМ гидрофосфата динатрия, 1 мМ дигидрофосфата калия, pH 7,2, 100 мМ хлорида натрия и 0,1 мМ ЭДТА при концентрации РНК или LNA 5,0 мкМ. Поглощение при 260 нм измеряли в зависимости от температуры в диапазоне 10–90°С с шагом увеличения 1°С в минуту. Значения T m получены из максимумов первых производных кривых плавления.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Кристаллографические данные и упаковка кристаллов

Ранее сообщалось о кристаллизации дуплекса LNA (26).В расчетах молекулярного замещения функция вращения дала Z -балл 9,6, а функция трансляции — Z -балл 18,5. Как и ожидалось, согласно рассчитанному коэффициенту Мэтьюза и содержанию растворителя (таблица 1), мы обнаружили два дуплекса LNA на асимметричное звено. Никаких столкновений между молекулами, связанными с симметрией, обнаружить не удалось. Уточняющие расчеты и добавление молекул растворителя, одного иона магния, одного гексамина кобальта и одной молекулы какодилата снизили исходный R / R свободный из 37.6/37,0% к конечным значениям R / R свободно 22,4/26,4% (таблица 1). Мы обнаружили 314 атомов LNA на одну спираль и всего 100 молекул растворяющей воды в асимметричном звене. Поскольку геометрические параметры всех нуклеотидов демонстрируют высокое сходство (дополнительные данные), мы делаем вывод об отсутствии искажений на концах исследованных спиралей. Общая структура ранее решенной спирали РНК с соответствующей последовательностью и структурами дуплекса LNA представлена ​​на рисунке 2A.Репрезентативная 1,9 Å 2 F o F c карта электронной плотности структуры LNA проиллюстрирована областью пары оснований (T 3 –A 70 ) L 3 фрагмент β-d-2′- O -4′ C -метиленрибофуранозы и несколько связанных молекул растворителя (рис. 2 B).

Рисунок 2.

( A ) Общая кристаллическая структура спирали РНК ( 24 ) (3gvn.pdb, слева) и спираль LNA (2x2q.pdb, справа) ( B ) Представитель 2 F o F c карта электронной плотности «все заблокированного» LNA дуплекса с разрешением 1,9 Å с изображением пары оснований (T3-A70) L . Молекулы воды представлены синими точками, а расстояния указаны в Å.

Рисунок 2.

( A ) Общая кристаллическая структура спирали РНК ( 24 ) (3gvn.pdb, слева) и спирали LNA (2x2q.pdb, справа) ( B ) Представитель 2 F o F c карта электронной плотности «все заблокированного» дуплекса LNA в 1.Разрешение 9 Å, показывающее пару оснований (T3-A70) L . Молекулы воды представлены синими точками, а расстояния указаны в Å.

Таблица 1.

Статистика сбора и уточнения данных

ДНК РНК
Функция носит генетическая информация участвует в белке синтез
Местоположение Осталось в ядре Оставает ядро ​​
Структура Двойной спираль Обычно однократный
Сахар
Sugar Deloxribose
Cytosine Cytosine, тимин Cytosine, Урацил
Пурина Adnine, Guanine Adenine, Guanine

4

4
9.3 (21.7) I (1.0)
4

4
3.371
. Дуплексный кристалл МШУ .
C C 2
Размеры ячейки
A , B , C (Å) 77.91, 40.74, 30.06
α, β, γ (°) , 91.02,
Разрешение (Å) 80.00-1.90 (1.93-1.90)
R Merge 7.3 (21.7)
I / Σ I 19.7 (1.0)
Комплектность (%) 98,0 (97.2)
Избыточности 4,8 (3.8)
Доработка
Разрешение (Å)
Количество отражений 7382
R работа / R бесплатно 22.4 (26,4) 
Число атомов/а.е.
Нуклеиновые кислоты 628
Магний 1
Cobalthexamine 1
какодилатном 1
Вода 100 
B -факторы    
МШУ   3 0,009
Магний 18,4
Cobalthexamine 28,2
какодилате 86,1
Вода 38,2
RMSD

4

4

4

4

4
3.371 
. Дуплексный кристалл МШУ .
C C 2
Размеры ячейки
A , B , C (Å) 77,91, 40,74, 30,06
α, β, γ (°)   90.00, 91.02, 90,00
Разрешение (Å) 80.00-1.90 (1.93-1.90)
R R 8 Merge 7.3 (21.7)
I / Σ I 19.7 (1.0)
Комплектность (%) 98,0 (97.2)
(3.8) 4,8 (3.8)
Уточнение 7
Разрешение (Å)
Количество отражений 7382 7382
R R R / R 8 БЕСПЛАТНО 22.4 (26,4) 
Число атомов/а.е.
Нуклеиновые кислоты 628
Магний 1
Cobalthexamine 1
какодилатном 1
Вода 100 
B -факторы    
МШУ   3 0,009
Магний 18,4
Cobalthexamine 28,2
какодилате 86,1
Вода 38,2
RMSD
Таблица 1.

Статистика сбора и уточнения данных


4

4
9.3 (21.7) I (1.0)
4

4
3.371
. Дуплексный кристалл МШУ .
C C 2
Размеры ячейки
A , B , C (Å) 77.91, 40.74, 30.06
α, β, γ (°) , 91.02,
Разрешение (Å) 80.00-1.90 (1.93-1.90)
R Merge 7.3 (21.7)
I / Σ I 19.7 (1.0)
Комплектность (%) 98,0 (97.2)
Избыточности 4,8 (3.8)
Доработка
Разрешение (Å)
Количество отражений 7382
R работа / R бесплатно 22.4 (26,4) 
Число атомов/а.е.
Нуклеиновые кислоты 628
Магний 1
Cobalthexamine 1
какодилатном 1
Вода 100 
B -факторы    
МШУ   3 0,009
Магний 18,4
Cobalthexamine 28,2
какодилате 86,1
Вода 38,2
RMSD

4

4

4

4

4
3.371
. Дуплексный кристалл МШУ .
C C 2
Размеры ячейки
A , B , C (Å) 77,91, 40,74, 30,06
α, β, γ (°)   90.00, 91.02, 90,00
Разрешение (Å) 80.00-1.90 (1.93-1.90)
R R 8 Merge 7.3 (21.7)
I / Σ I 19.7 (1.0)
Комплектность (%) 98,0 (97.2)
(3.8) 4,8 (3.8)
Уточнение 7
Разрешение (Å)
Количество отражений 7382 7382
R R R / R 8 БЕСПЛАТНО 22.4 (26,4) 
Число атомов/а.е.
Нуклеиновые кислоты 628
Магний 1
Cobalthexamine 1
какодилатном 1
Вода 100 
B -факторы    
МШУ   3 0,009
Магний 18,4
Cobalthexamine 28,2
какодилате 86,1
Вода 38,2
RMSD

На укладку двух спиралей LNA влияет гексамин кобальта (рис. 3 A), который находится на границе раздела двух дуплексов. Две спирали LNA в асимметричном блоке накладываются друг на друга, образуя так называемые бесконечные ряды спиралей. Поведение стопки представляет собой «хвост к хвосту», поскольку 3′-(G 7 – m 5 C 66 ) L -5 ‘пары оснований, которые представляют нижние концы спирали обращены друг к другу.Гексамин кобальта координируется с основаниями (G 7 ) L и (G 6 ) L каждого дуплекса в определенной сети контактов. Четыре аминогруппы гексамина непосредственно координируются с экзоциклическим атомом кислорода O6 и эндоциклическим атомом азота N7 (G 7 ) L обеих спиралей LNA. Две аминогруппы гексамина кобальта связываются с (G 6 ) L нуклеотидами обеих цепей либо через мостиковую молекулу воды, либо непосредственно с экзоциклическим кислородом O6 и эндоциклическим азотом N7.Таким образом, кристаллической упаковке дуплексов LNA способствуют гидрофобные взаимодействия гуанозиновой укладки «хвост к хвосту», а также взаимодействие с гексамином кобальта, который действует как мостик между двумя спиралями. Сравнение кристаллографических параметров между ранее решенной структурой РНК (24) и представленной здесь структурой LNA демонстрирует значительные различия в кристаллической упаковке, хотя РНК и LNA кристаллизуются в идентичных условиях (24, 26).Микроспираль тРНК Ser кристаллизуется с одной спиралью РНК на асимметричную единицу, тогда как упаковка молекул состоит из двух молекул на асимметричную единицу для дуплекса LNA. Дифракционный предел для кристаллов РНК показал разрешение 1,2 Å по сравнению с 1,9 Å для данных LNA. Кроме того, структура связывания металлов различается, так как РНК обнаруживает два сайта связывания магния, тогда как LNA образует комплексы с одним гексамином кобальта, одним ионом магния и молекулой какодилата.

Рис. 3.

Сайты связывания ионов металлов в дуплексе LNA. ( A ) Гексамин кобальта действует как «якорь» между двумя дуплексами в асимметричной единице. Аминогруппы гексамина кобальта контактируют с гуанозиновыми нуклеотидами либо напрямую, либо через молекулы воды. ( B ) Шестикоординированный ион магния связан с молекулами воды и мостиковым 2′-кислородом двух симметричных эквивалентов 2′- O -4′ C -метилен-β-d-рибофуранозных сахаров.

Рис. 3.

Места связывания ионов металлов в дуплексе LNA. ( A ) Гексамин кобальта действует как «якорь» между двумя дуплексами в асимметричной единице. Аминогруппы гексамина кобальта контактируют с гуанозиновыми нуклеотидами либо напрямую, либо через молекулы воды. ( B ) Шестикоординированный ион магния связан с молекулами воды и мостиковым 2′-кислородом двух симметричных эквивалентов 2′- O -4′ C -метилен-β-d-рибофуранозных сахаров.

Структура и конформация дуплекса LNA

Кристаллическая структура 7-мерной спирали «полностью LNA» представляет собой геометрию нуклеиновой кислоты, которую нельзя сравнивать с каноническими конформациями нуклеиновой кислоты типа A и B. Геометрию дуплекса LNA скорее можно приблизить к структурам гликолевых нуклеиновых кислот (36), пептидных нуклеиновых кислот (ПНК) (37) или гомо-ДНК (38). Мы можем описать дуплекс LNA как правостороннюю антипараллельную спираль, поддерживающую спаривание оснований Уотсона-Крика и 2′-экзо-конформацию для всех нуклеотидов.Тем не менее, LNA обладает общими спиральными параметрами, которые вызывают нестандартную геометрию нуклеиновой кислоты. Преобладающими чертами геометрии спирали МША являются отклонения локальных и общих параметров спирали (табл. 2). По сравнению со спиралями РНК мы обнаружили уменьшение спиральной закрутки, вращения и пропеллерной закрутки. Спиральный поворот LNA показывает средние значения 26 °, а не 32 °, как известно для РНК. Крен уменьшается с 7–8° до ∼4°, а крутка винта уменьшается с 10–12° до ∼7°.Эти параметры способствуют расширению большой бороздки, которая имеет диаметр 24–25 Å по сравнению с 16 Å, наблюдаемым для стандартного дуплекса А-РНК. С другой стороны, малая бороздка LNA имеет диаметр 15 Å по сравнению с 19 Å для РНК. Все значения скольжения и подъема немного увеличены в структуре LNA. Измененные геометрические параметры вызывают большую полую пещеру в середине дуплекса, если смотреть вниз по оси спирали. В LNA при повороте на 26° мы наблюдали 14 п.н. на виток по сравнению с 11 п.н. на виток в РНК.Из-за увеличенного подъема спирали на 3,2 Å и раскручивания спирали в результате уменьшения углов закручивания LNA имеет шаг 39 Å вместо 29 Å для РНК (таблица 3).

Таблица 2. Общие геометрические параметры выбранных спиралей

(i) микроспираль тРНК Phe , полученная из тРНК дрожжей Phe (1ehz.pdb) ( 40 ), (ii) микроспираль тРНК Ser (3gvn.pdb) ( 24), (iii) гибрид РНК-LNA (1h0q.pdb) (19), (iv) дуплекс «полностью LNA», представленный двумя дуплексами на асимметричную единицу (2x2q.пдб)

±
4
. Поворот (°) . Рост (Å) . Направляющая (°) . Рулон (Å) . χ-Disp (Å) . Поворот (°) .
Сгенерированная TRNA PHE Microhelix 32,54 ± 7.23 2,67 ± 0.24 -1,47 ± 0,24 8.42 ± 1,46 -3,97 ± 1,05 -12,17 ± 6,73
тРНК Ser microhelix 32,46 ± 3,76 2,64 ± 0,27 -1,68 ± 0,34 6,61 ± 1,80 -4,25 ± 1.25 -10,46 ± 4,95
1H0Q МШУ-РНК гибрид 28,98 ± 4,06 2,72 ± 0,11 -2,24 ± 0,24 6,07 ± 6,03 -5,40 ± 0,88 -12,84 ± 3,64
LNA 1 тРНК Ser микроспираль   25.97 ± 1,49 2,81 ± 0,04 0,24 -2,49 ± 4,08 1,67 -6,60 ± 0,43 -6,65 ± 3,91
МШУ 2 тРНК сер microhelix 26,13 ± 1,53 2,84 ± 0.05 -2.47 ± 0.21 4.15 ± 2.23 -6,47 ± 0,43 -7.45 ± 2.84
9002
. Поворот (°) . Рост (Å) . Направляющая (°) . Рулон (Å) . χ-Disp (Å) . Поворот (°) .
Сгенерированный тРНК Phe microhelix 32,54 ± 7,23 2,67 ± 0,24 -1,47 ± 0,24 8,42 ± 1,46 -3,97 ± 1,05 -12,17 ± 6,73
тРНК Ser микроспираль   32.46 ± 3.76 2,64 ± 0,27 -1,68 ± 0.34 6,61 ± 1,80 -4.25 ± 1,25 -4-4,25 ± 1,25 -4998 -10,46 ± 4,95 -10 46 ± 4,95
1H0Q LNA-РНК Гибрид 28.98 ± 4,06 2,72 ± 0.11 -2,24 ± 0,24 6,07 ± 6,03 -5,40 ± 0,88 -12,84 ± 3,64
МШУ 1 тРНК сер microhelix 25,97 ± 1,49 2,81 ± 0,04 -2,49 ± 0,24 4.08 ± 1,67 -6,60 ± 0,43 -6,65 ± 3,91
МШУ 2 тРНК сер microhelix 26,13 ± 1,53 2,84 ± 0,05 -2,47 ± 0,21 4,15 ± 2,23 — 6,47 ± 0,43 -7,45 ± 2,84
ii) микроспираль тРНК Ser (3gvn.pdb) (24), (iii) гибрид РНК-LNA (1h0q.pdb) (19), (iv) дуплекс «полностью LNA», представленный двумя дуплексами на асимметричную единицу (2x2q.pdb)

±
. Поворот (°) . Рост (Å) . Направляющая (°) . Рулон (Å) . χ-Disp (Å) . Поворот (°) .
Сгенерированная тРНК Phe микроспираль   32.54 ± 7,23 2,67 ± 0,24 -1,47 ± 0,24 8,42 ± 1,46 -3,97 ± 1,05 -12,17 ± 6,73
тРНК Ser microhelix 32,46 ± 3,76 2,64 ± 0,27 -1,68 ± 0,34 6,61 ± 1,80 -4,25 ± 1,25 -10,46 ± 4,95
1H0Q МШУ-РНК гибрид 28,98 ± 4,06 2,72 ± 0,11 0,24 -2,24 ± 6.07 ± 6,03 -5,40 ± 0,88 -12,84 ± 3,64
МШУ 1 тРНК сер microhelix 25,97 ± 1,49 2,81 ± 0,04 0,24 -2,49 ± 4,08 1,67 — 6,60 ± 0,43 -6,65 ± 3,91
МШУ 2 тРНК сер microhelix 26,13 ± 1,53 2,84 ± 0,05 -2,47 ± 0,21 4,15 ± 2,23 -6,47 ± 0,43 — 7.45 ± 2,84
± 26.13 ± 1.53 Таблица 3.

Средние спиральные параметры для искусственно сконструированной РНК по сравнению с дуплексом РНК/LNA (1h0q.pdb) (19) и дуплексом «полностью LNA» (2x2q.pdb)

. Поворот (°) . Рост (Å) . Направляющая (°) . Рулон (Å) . χ-Disp (Å) . Поворот (°) .
Сгенерированная тРНК Phe микроспираль 32,54 ± 7,23 2,67 ± 0,24 −1.47 ± 0,24 8,42 ± 1,46 -3,97 ± 1,05 -12,17 ± 6,73
тРНК Ser microhelix 32,46 ± 3,76 2,64 ± 0,27 -1,68 ± 0,34 6,61 ± 1,80 -4,25 ± 1,25 -10,46 ± 4,95
1H0Q МШУ-РНК гибрид 28,98 ± 4,06 2,72 ± 0,11 -2,24 ± 0,24 6,07 ± 6,03 -5,40 ± 0,88 −12.84 ± 3,64
МШУ 1 тРНК сер microhelix 25,97 ± 1,49 2,81 ± 0,04 0,24 -2,49 ± 4,08 1,67 -6,60 ± 0,43 -6,65 ± 3,91
LNA 2 TRNA SER Microhevilix 2.84 ± 0,05 -2.47 ± 0.21 4.15 ± 2.23 -6,47 ± 0,43 -7,45 ± 2.84

4

4

4
. БП/оборот . Поворот (°) . Рост (Å) . Шаг (Å) .
RNA 11 32 2.6 29 29
RNA / LNA 12 29 2.7 32 32
LNA 14 26 2,8 39

4
4
. БП/оборот . Поворот (°) . Рост (Å) . Шаг (Å) .
RNA 11 32 2.6 29 29
RNA / LNA 12 29 2.7 32 32 32
LNA 14 26 2.8 39 39 39 39 39
Таблица 3.

Средние спиральные параметры для искусственного построенного РНК по сравнению с Дуплексом РНК / ЛНК (1H0Q.PDB) 19 ) и дуплекс «все LNA» (2x2q.pdb)

. БП/оборот . Поворот (°) . Рост (Å) . Шаг (Å) .
РНК 11 32 2,6 29
РНК / LNA 12 29 2,7 32
МШУ 14 26 2,8 39

4
. БП/оборот . Поворот (°) . Рост (Å) . Шаг (Å) .
РНК 11 32 2,6 29
РНК / LNA 12 29 2,7 32
МШУ 14 26 2.8 39 39 39

Углы оздоровления Backbone of Lna Dupplex напоминают значения нуклеиновых кислот РНК и падают в SC , AP + , SC + , SC + конформация ap и sc (для углов α, β, γ, δ, ε, ζ).Значения χ вокруг гликозидной связи показывают высокое соответствие и имеют конформацию ap + . Как и ожидалось, все остатки сахаров в кристаллической структуре LNA распределены в 2′-экзо-конформации. Стабильность остова в спирали LNA является следствием химических свойств фрагмента 2′- O -4′ C -метилен-β-d-рибофуранозы, так как известно, что этот сахар «запирает» молекула в 2′-экзо-конформации (3). Изменение геометрических параметров спирали LNA, по-видимому, вызывает более эффективную укладку оснований, поскольку некоторые значения, такие как крутка, крен и крутка пропеллера, уменьшаются и приводят к более эффективному гидрофобному взаимодействию между основаниями.Такое геометрическое расположение приводит к преимущественному увеличению большой канавки в соответствии с уменьшением малой канавки и увеличенным шагом, сохраняя каноническую пару оснований Уотсона-Крика.

Гидратация дуплекса LNA

Обширной гидратации малой бороздки РНК способствует специфическая гидратация 2′-ОН группы рибозы (22). Мы исследовали расположение молекул воды в дуплексе LNA, при этом особый интерес был сосредоточен на окружении 2′- O -4′ C -метилен-β-d-рибофуранозы.Мы представляем снимок гидратированных нуклеотидов в LNA по сравнению с соответствующей РНК (рис. 4). Первая пара оснований (G1-m 5 C72) L демонстрирует такую ​​же гидратацию малой бороздки LNA, как и для РНК (рис. 4А). Атомы кислорода воды контактируют с экзоциклическим O2 цитидина и N3 и N4 гуанозина путем одновременного построения сети с молекулой растворителя. Контакты облегчаются 2′-кислородом гуанозинового LNA-сахара. Аналогично, другая молекула растворителя, участвующая в водной сети, находится в контакте с 2′-кислородом цитидина.Распределение молекул воды в малой бороздке дуплекса LNA следует общему типу гидратации РНК, что также можно продемонстрировать для пар оснований (G4-m 5 C69) L (рис. 4 A) и (G2 -m 5 C71) L ( рис. 4 B). Молекулы растворителя РНК-подобно взаимодействуют с 2′-кислородом 2′- O -4′ C -метилен-β-d-рибофуранозы, который служит акцептором водорода подобно 2′ -ОН группа в РНК.Присутствие 2′-кислорода в 2′- O -4′ C -метилен-β-d-рибофуранозных сахарах в спиралях LNA обеспечивает специфическое расположение водных сетей и делает возможным экстенсивную гидратацию LNA, как обычно. описано для молекул РНК (22). Прямое сравнение между гидратацией LNA и РНК продемонстрировано на рисунке 4 B, где мы в качестве примера представляем гидратацию LNA (m 5 C2-G71) L пары оснований и соответствующей области в структуре РНК, C2-G71. .

Рисунок 4.

Гидратация LNA, демонстрируемая парами оснований ( A ) (G1-m 5 C72) L (вверху) и (G4-m 5 C69) L ( Нижний). ( B ) Сравнение гидратации в дуплексе LNA и РНК, показывая пару оснований LNA (G2-m 5 C71) L (вверху) и соответствующую пару оснований РНК G2-C71 (внизу). Атомы кислорода воды представлены синими точками, а расстояния указаны в Å.Для лучшей сопоставимости нумерация оснований LNA была выбрана идентичной последовательности РНК, полученной из тРНК.

Рисунок 4.

Гидратация LNA, продемонстрированная парами оснований ( A ) (G1-m 5 C72) L (вверху) и (G4-m 5 C69) L (Нижний). ( B ) Сравнение гидратации в дуплексе LNA и РНК, показывая пару оснований LNA (G2-m 5 C71) L (вверху) и соответствующую пару оснований РНК G2-C71 (внизу).Атомы кислорода воды представлены синими точками, а расстояния указаны в Å. Для лучшей сопоставимости нумерация оснований LNA была выбрана идентичной последовательности РНК, полученной из тРНК.

Распределение молекул воды в большой бороздке LNA также соответствует общей схеме гидратации РНК. Поскольку мы сосредоточили наш интерес на гидратации 2′-атомов кислорода, мы представляем изображения пар оснований с полным насыщением растворителя внутри малой бороздки. Однако мы также наблюдаем аналогичную картину гидратации между большими бороздками LNA и РНК в других парах оснований (данные не показаны), которые демонстрируют более полное распределение атомов кислорода воды для этой области.

Данные по термостабильности

Как уже отмечалось, повышение температуры от +2 до +10°C может наблюдаться в расчете на один строительный блок LNA, добавленный в нити РНК, гибридизованные с РНК (3). Мы исследовали термостабильность дуплекса «полностью LNA» и соответствующего дуплекса РНК путем измерения кривых плавления. 7-мерный гомодуплекс РНК с последовательностью 5′-(CCUCACC)-3’/5′-(GGUGAGG)-3′ показывает T m при 45°C, тогда как LNA с соответствующей последовательностью оснований 5′ — (M 5 см 5 CTM 5 CTM 5 CAM 5 CM 5 C) L -3 ‘/ 5’ — (GGTGAGGG) L -3 ‘обладает T м >90°C, что выше допустимого диапазона измерений.Это согласуется с ранее опубликованными и проанализированными наблюдениями (3), поскольку исследованный здесь дуплекс LNA показал увеличение температуры плавления более чем на 4°C на строительный блок LNA.

ВЫВОДЫ

Суммарное повышение температуры плавления дуплексов РНК за счет последующего введения строительных блоков LNA и сохранения свойств спаривания оснований Уотсона-Крика дуплексов LNA/RNA выдвигает на первый план LNA как мощные инструменты в терапевтических и диагностических приложениях (39).

Кристаллическая структура дуплекса LNA, представленная здесь, демонстрирует конформацию нуклеиновой кислоты, которая значительно отличается от канонической геометрии нуклеиновых кислот типов A и B. Чтобы прояснить спиральные различия между РНК, гетеродуплексом РНК/LNA и дуплексом LNA, мы удлинили спирали максимум до 28 п.н., воспользовавшись регулярной спиральной структурой нуклеиновых кислот, как это было сделано ранее (36, 37). . Мы представляем общую геометрию в виде сбоку и сверху на графике Калладина-Дрю (рис. 5А).Кроме того, модели заполнения пространства были удлинены до длины 46 п.н. (рис. 5В). Дуплексную структуру LNA можно охарактеризовать как «вытянутую спираль» с расширенной большой бороздкой, которая сочетается с уменьшением размеров малой бороздки и увеличенным шагом спирали. Дуплекс LNA имеет примерно 14 п.н. на спиральный виток, в отличие от 11 п.н. на виток в РНК (Таблица 3). Уменьшение спиральных параметров, таких как скручивание, скручивание, пропеллерное скручивание и частично наблюдаемая укладка между цепями в дуплексе LNA, приводят к улучшению гидрофобных взаимодействий между основаниями и, таким образом, увеличивают энергию укладки нуклеотидов.Поскольку азотистые основания обладают сопряженными двойными связями, мы интерпретируем это так, что раскручивание спирали LNA по сравнению с РНК увеличивает сумму всех п–п взаимодействий внутри уложенных друг на друга нуклеотидов за счет одновременного сохранения прочных ван-дер-ваальсовых связей между поверхностями оснований. Все остатки сахара в дуплексе LNA находятся в 2′-экзоконформации, что является свойством геометрии нуклеиновой кислоты А-типа. Кроме того, расположение фосфатов и основной цепи в спирали LNA напоминает структуру А-типа.Это согласуется с ранее опубликованными результатами, поскольку известно, что химические свойства фрагмента 2′- O -4′ C -метилен-β-d-рибофуранозы «запирают» структуры в 2′-экзогруппе. конформация (3, 39). Кроме того, мы можем подтвердить и расширить результаты ранее опубликованного молекулярно-динамического моделирования LNA (21). Параметры спирали LNA одинаковы как в компьютерных, так и в кристаллографических исследованиях, что приводит к уникальной конформации LNA.

Рисунок 5.

График Калладина-Дрю ( A ) идеализированной РНК, гибрида РНК/LNA (полученного из 1h0q.pdb) и LNA (2x2q.pdb) с двумя спиральными витками каждый. Слева: РНК (22 п.н.), в центре: РНК/ЗНК (25 п.н.) и справа: ЗНК (28 п.н.). Пары оснований представлены в виде серо-голубых прямоугольников, а спиральная обмотка обозначена изогнутой красной линией. Вид сбоку (сверху) и вид сверху (снизу). Модели заполнения пространства теми же спиралями ( B ) с 46 п.н. на дуплекс.Подробности описаны в тексте.

Рисунок 5.

График Калладина-Дрю ( A ) идеализированной РНК, гибрида РНК/LNA (полученного из 1h0q.pdb) и LNA (2x2q.pdb) с двумя спиральными витками каждый. Слева: РНК (22 п.н.), в центре: РНК/ЗНК (25 п.н.) и справа: ЗНК (28 п.н.). Пары оснований представлены в виде серо-голубых прямоугольников, а спиральная обмотка обозначена изогнутой красной линией. Вид сбоку (сверху) и вид сверху (снизу). Модели заполнения пространства теми же спиралями ( B ) с 46 п.н. на дуплекс.Подробности описаны в тексте.

Интересно, что структура гетеродуплекса РНК/LNA (17) является геометрическим промежуточным звеном между РНК и конформацией «полностью LNA» (таблицы 2 и 3; рисунок 5). Существует последовательный порядок в структурных изменениях от геометрии дуплекса РНК через конформацию гетеродуплекса РНК/LNA до складки дуплекса «полностью LNA».

АРТИКУЛЫ

Банк данных белков: координаты и структурные факторы для дуплекса LNA, полученного из микроспирали тРНК Ser , были депонированы с кодом доступа 2X2Q.ПДБ.

ФИНАНСИРОВАНИЕ

Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt; Bundesministerium für Bildung und Forschung (в сеть BiGRUDI Института Роберта Коха, Берлин). Friedrich-Ebert-Stiftung, Германия (к А.Э.). Финансирование платы за открытый доступ: сеть BiGRUDI Института Роберта Коха и ЕС через сеть OptiCryst, LSHG-CT-2006-037793 (Контракт № 037793).

Заявление о конфликте интересов . Ни один не заявил.

БЛАГОДАРНОСТИ

Мы благодарим синхротронную установку ELETTRA, Триест, Италия, за предоставление времени луча.AE является членом Исследовательской школы Далема Свободного университета Берлина.

ССЫЛКИ

1.

Модификации 2′-углеводов в терапии антисмысловыми олигонуклеотидами: важность конформации, конфигурации и конъюгации

,

Biochim. Биофиз. Acta

,

1999

, том.

1489

 (стр. 

117

130

)2,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  .

Однородно модифицированные 2′-дезокси-2′-фторфосфотиоатные олигонуклеотиды в качестве устойчивых к нуклеазам антисмысловых соединений с высокой аффинностью и специфичностью в отношении РНК-мишеней

,

J.Мед. хим.

,

1993

, том.

36

 (стр. 

831

841

)3,  .

LNA: универсальный инструмент для терапии и геномики

,

Trends Biotechnol.

,

2003

, том.

21

 (стр. 

74

81

)4,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  .

Применение закрытых нуклеиновых кислот для улучшения стабильности аптамера in vivo и функции нацеливания

,

Nucleic Acids Res.

,

2004

, том.

32

 (стр.

5757

5765

)5,  ,  ,  ,  ,  .

Аптамеры, нацеленные на шпильку РНК, демонстрируют улучшенную специфичность по сравнению со специфичностью комплементарных олигонуклеотидов

45

 (стр. 

12076

12082

)6,  ,  ,  ,  ,  .

LNAzymes: включение мономеров LNA-типа в ДНКзимы заметно увеличивает расщепление РНК

,

J. Am. хим. соц.

,

2002

, том.

124

 (стр.

13682

13683

)7,  ,  ,  ,  .

Эффективное ингибирование экспрессии ВИЧ-1 с помощью LNA-модифицированных антисмысловых олигонуклеотидов и ДНКзимов, нацеленных на функционально выбранные сайты связывания

4

стр.

29

 8,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  , и др.

LNA-опосредованное молчание микроРНК у приматов, отличных от человека

,

Nature

,

2008

, vol.

452

 (стр. 

896

899

)9,  ,  .

Антагомирзимы: олигонуклеотидные ферменты, которые специфически подавляют функцию микроРНК

,

Angew. хим. Междунар. Эд. англ.

,

2009

, том.

48

 (стр. 

2557

2560

)10,  ,  ,  ,  .

Закрытые молекулярные маяки нуклеиновой кислоты

,

J. Am. хим. соц.

,

2005

, том.

127

 (стр. 

15664

15665

)11,  ,  .

Значительно улучшенные сигналы гибридизации РНК in situ с использованием LNA-модифицированных зондов

11

 (стр. 

1745

1748

)12,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  .

Экспрессия микроРНК в эмбриональном развитии рыбок данио

,

Science

,

2005

, vol.

309

 (стр. 

310

311

)13,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  , и др.

Эффективное замалчивание генов путем доставки заблокированных антисмысловых олигонуклеотидов нуклеиновых кислот без использования реагентов для трансфекции

,

Nucleic Acids Res.

,

2010

, том.

38

стр.

e3

 14,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  , и др.

Сильнодействующие и нетоксичные антисмысловые олигонуклеотиды, содержащие закрытые нуклеиновые кислоты

,

Proc. Натл акад. науч. США

,

2000

, том.

97

 (стр. 

5633

5638

)15,  ,  ,  ,  ,  ,  .

РНК-интерференция в клетках млекопитающих с помощью химически модифицированной РНК

,

Биохимия

,

2003

, том.

42

 (стр. 

7967

7975

)16,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  , и др.

Закрытые нуклеиновые кислоты (LNA), опосредованные улучшением стабильности и функциональности siRNA

,

Nucleic Acids Res.

,

2005

, том.

33

 (стр. 

439

447

)17,  ,  ,  .

Распознавание закрытой нуклеиновой кислоты (LNA) РНК: ЯМР растворы гибридов LNA:RNA

,

J. Am. хим. соц.

,

2002

, том.

124

 (стр. 

5974

5982

)18,  .

LNA (замкнутая нуклеиновая кислота): высокоаффинное нацеливание на комплементарные РНК и ДНК

,

Биохимия

,

2004

, том.

43

 (стр. 

13233

13241

)19,  ,  ,  ,  ,  .

ЯМР-исследования полностью модифицированных гибридов закрытых нуклеиновых кислот (ЗНК): структура раствора гибрида ЗНК:РНК и характеристика гибрида ЗНК:ДНК

,

Bioconjug. хим.

,

2004

, том.

15

 (стр. 

449

457

)20,  ,  ,  ,  .

альфа-L-LNA (заблокированная нуклеиновая кислота с альфа-L-рибоконфигурацией) распознавание ДНК: спектроскопическое исследование ЯМР

8

 (стр. 

3001

3009

)21,  .

Информация о структуре, динамике и гидратации дуплексов на основе заблокированных цепей нуклеиновых кислот (LNA) из моделирования молекулярной динамики

Nucleic Acids Res.

,

2008

, том.

36

 (стр. 

1508

1516

)22,  .

Гидратация пар оснований РНК

,

J. Biomol. Структура Дин.

,

1998

, том.

16

 (стр. 

693

707

)23.

Темы распознавания РНК-белков

,

J. Mol. биол.

,

1999

, том.

293

 (стр. 

255

270

)24,  ,  ,  ,  ,  ,  .

Кристаллическая структура 1.2A микроспирали акцепторной ножки тРНК E. coli Ser обнаруживает два сайта связывания магния

,

Biochem. Биофиз. Рез. коммун.

,

2009

, том.

386

 (стр. 

368

373

)25,  .

Компиляция последовательностей тРНК и последовательностей генов тРНК

,

Nucleic Acids Res.

,

2005

, том.

33

 (стр. 

D139

D140

)26,  ,  ,  ,  ,  .

Кристаллизация и рентгеноструктурный анализ полностью закрытого дуплекса нуклеиновой кислоты, полученного из микроспирали тРНК Ser

,

Acta Crystallogr. Разд. F Структура. биол. Кристалл. коммун.

,

2009

, том.

65

 (стр. 

809

812

)27,  .

Обработка данных рентгеноструктурного анализа, полученных в режиме колебаний

,

Методы энзимологии, макромолекулярная кристаллография, часть А

,

1997

, том.

276

 (стр. 

307

326

)28,  ,  ,  ,  .

Нарушение и уточнение двойников двойных спиралей гептамера РНК

,

Acta Crystallogr. Д биол. Кристаллогр.

,

1999

, том.

55

 (стр. 

1405

1413

)29,  ,  ,  ,  ,  ,  .

Первая кристаллическая структура рацемата РНК

,

Acta Crystallogr. Д биол. Кристаллогр.

,

2006

, том.

62

 (стр. 

659

664

)30,  .

Статистика для локальных различий интенсивности: устойчивость к анизотропии и псевдоцентрированию и полезность для обнаружения двойникования

,

Acta Crystallogr. Д

,

2003

, том.

59

 (стр. 

1124

1130

)31,  ,  ,  ,  ,  .

Кристаллографическое программное обеспечение Phaser

,

J. Appl. Кристаллогр.

,

2007

, том.

40

(стр.

658

658

674

) 32

Сотрудник совместной работы и номер 4

«CCP4 Suite: программы для белковой кристаллографии»

,

acta Crystallogrogrogrum

,

1994

, Vol.

D50

 (стр. 

760

763

)33,  ,  .

Уточнение макромолекулярных структур методом максимального правдоподобия

,

Acta Crystallogr. Д биол. Кристаллогр.

,

1997

, том.

53

 (стр. 

240

255

)34,  .

Функция поэтапного перевода

,

J. Appl. Кристалл.

,

1988

, том.

21

 (стр. 

490

495

)35,  .

RASMOL: биомолекулярная графика для всех

,

Trends Biochem.науч.

,

1995

, том.

20

стр.

374

 36,  ,  .

Дуплексная структура минимальной нуклеиновой кислоты

,

J. Am. хим. соц.

,

2008

, том.

130

 (стр. 

8158

8159

)37,  ,  ,  ,  .

Кристаллическая структура дуплекса пептидной нуклеиновой кислоты (ПНК) с разрешением 1,7 A

,

Nat. Структура биол.

,

1997

, том.

4

 (стр. 

98

101

)38,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  .

Кристаллическая структура гомо-ДНК и природный выбор пентозы вместо гексозы в генетической системе

,

J. Am. хим. соц.

,

2006

, том.

128

 (стр. 

10847

10856

)39,  ,  .

Перспективы химии и терапевтического применения заблокированной нуклеиновой кислоты (LNA)

,

Chem. Ред.

,

, 2007,

, том.

107

 (стр. 

4672

4697

)40,  .

Кристаллическая структура тРНК фенилаланина дрожжей в позиции 1.93 Резолюция: пересмотр классической структуры

,

РНК

,

2000

, vol.

6

 (стр. 

1091

1105

)41,  .

3DNA: пакет программного обеспечения для анализа, реконструкции и визуализации трехмерных структур нуклеиновых кислот

,

Nucleic Acids Res.

,

2003

, том.

31

 (стр. 

5108

5121

)

© Автор(ы), 2010. Опубликовано Oxford University Press.

Это статья в открытом доступе, распространяемая в соответствии с условиями некоммерческой лицензии Creative Commons Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by-nc/2.5), которая разрешает неограниченное некоммерческое использование, распространение и воспроизведение на любом носителе при условии надлежащего цитирования оригинальной работы.

.

0 comments on “Таблица нуклеиновых кислот: Нуклеиновые кислоты – определение в биологии (9 класс)

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.