рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

Более высокие уровни структурной организации ДНК: от нуклеосомы до хромосомы

Более высокие уровни структурной организации ДНК: от нуклеосомы до хромосомы - раздел Биология, Биологические макромолекулы В Зависимости От Нуклеотидного Состава И Гидратации Днк Может Принимать Больш...

В зависимости от нуклеотидного состава и гидратации ДНК может принимать большое количество разнообразных двуспиральных третичных структур, часть из которых мы обсудили выше. Однако молекула ДНК обладает способностью компактизоваться сама по себе, в присутствии солей и некоторых полимеров. В таких условиях происходит спонтанная конденсация с образованием различного рода агрегатов, в которых молекулы ДНК уложены бок о бок. Например, если в водном растворе постепенно увеличивать концентрацию ионов магния и полиаминов, то молекула ДНК компактизуется в конденсированные формы с различной морфлогией - от макроскопически плотной, называемой ψ-ДНК, до сверхспирализованных нитей или слегка изогнутых палочек. Конкретная морфология зависит от природы добавленных агентов, однако важно отметить, что во всех конденсированных структурах ДНК находится в B-форме.

В клеточном ядре ДНК компактизуется с помощью четырех видов белков, называемых гистонами. При агрегации 4 пар гистонов разного типа образуется глобулярный гистоновый октамер, на который навивается ДНК длиной 146 пар оснований, образующая 1¾ левых сверхвитка (рис. 3.11). К такой структуре, называемой нуклеосомным ядром, прикрепляется еще один белок, гистон H1. Эта структура называется нуклеосомой. Структура нуклеосомы с высоким разрешением будет обсуждаться в Лекции 36 , посвященной рентгеноструктурному анализу.

Рис. 3.11. Схематическая структура различных уровней структурной организации ДНК

 

На этом компактизация ДНК не заканчивается. Цепь ДНК с нуклеосомами, разделенными участками ДНК длиной 50-100 пар оснований образует новый виток структуры, напоминающий нитку бус (рис. 3.11). Эта структура образуется при низкой ионной силе и называется хроматином. При дальнейшем увеличении ионной силы цепь компактизируется в структуру, напоминающую соленоид с 3-6 нуклеосомами на виток. Такой соленоид диаметром около 30 нм закручивается в спиральную структуру, называемую хромосомой. Хромосомы животных содержат двухцепочечную ДНК и имеют хорошо известную Х-образную форму (рис. 3.11). Их размеры могут меняться от 0.2 до 20 мкм.

 

Рибонуклеиновые кислоты (РНК)

Молекула ДНК, несущая в себе генетическую информацию, не используется клеткой непосредственно. Рабочие копии генов состоят из другой нуклеиновой кислоты, обычно обозначаемой как мРНК. Переписывание информации от ДНК к посреднику мРНК, называется транскрипцией и осуществляется специальной молекулой, называемой РНК-полимеразой. У неe две функции: раскрыть двойную спираль и произвести РНК посредника (рис. 3.13). Описание работы РНК-полимеразы как транскрипционной машины мы дадим в Лекции 31, посвященной биологическим моторам. При транскрипции копируется только одна из нитей ДНК.

Рис. 3.13. РНК-полимераза из T.thermophiluss в процессе репликации (зеленым). РНК показана красным, ДНК – синим. PDB код 2PPB

 

Как мы видели, ДНК представляет собой линейную цепь из фосфатов, сахаров и оснований. Верно ли это для РНК? Ответ «ДА». Однако он требует уточнения, поскольку между молекулами ДНК и РНК имеются определенные различия. Эти различия проявляются в трех пунктах. Первое отличие: в ДНК углеводом является дезоксирибоза, а в РНК – рибоза (рис. 3.14, слева). Как видно из рисунка дезоксирибоза содержит на один атом кислорода меньше, чем рибоза. Второе отличие состоит в том, что в РНК основание тимин (Т) заменено на урацил (U). Как видно из рисунка 3.14 (справа) урацил не содержит СH3 группу. И, наконец, последнее: ДНК имеет двуцепочечную структуру, тогда как РНК преимущественно одноцепочечную.

 

Рис 3.14. Химическая структура рибозы и дезоксирибозы (слева), тимина и урацила (справа)

 

Фосфатные группы РНК отрицательно заряжены при физиологических pH, делая РНК заряженной молекулой (полианионом). Водородные связи образуются между C и G, А и U и G и U. Не исключены также связи между аденинами, особенно при образовании выступов. Важная структурная черта РНК, отличающая ее от ДНК, состоит в наличии гидроксильной группы в положении 2' рибозного сахара. Это приводит к тому, что А-форма спирали предпочтительна для РНК, а в самой РНК появляются гибкие области. Химическое строение полинуклеотида РНК дано на рисунке 3.15.

Рис. 3.15. Химическое строение полинуклеотида РНК

 

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

Биологические макромолекулы

I Белки как основа жизнедеятельности организма Все молекулы живых организмов представляют собой в.. F gt L I gt Y W gt V gt M gt P gt C gt A gt G gt T gt.. Любовь к воде означает что в белках гидрофильные группы будут стараться в основном располагаться на поверхности..

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Более высокие уровни структурной организации ДНК: от нуклеосомы до хромосомы

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Белки как основа жизнедеятельности организма
  Все молекулы живых организмов представляют собой, в основном, либо белки, либо продукты деятельности белков. За исключением рибозимов, образующих небольшой класс РНК-молекул, о кото

Первичная структура
Химический состав Мономером белка является аминокислота. Существует 20 разновидностей аминокислот. Все они имеют в центре углерод, называемый альфа-углеродом, окруженный четырьм

Вторичная структура в белках
Спирали в белках У белков существует две основные альтернативные вторичные структуры: α-спираль и β-лист. α-спираль – типичный элемент вторичной структуры белков, кот

Полипролиновые спирали
Остановимся еще на одном типе вторичной структуры – полипролиновой спирали. Пролин не может образовывать α- и β-структур из-за ограничений, налагаемым на его скелет пятичленным кольцом. О

Изображение белковых структур
Структура белка может быть изображена различными способами. Изображения на рисунке 2.17 базируются на одной и той же структурной модели, полученной с помощью кристаллографических данных. Каждая под

Типы нуклеиновых кислот
Нуклеиновые кислоты представляют собой полинуклеотиды – неразветвленные полимеры субъединиц определенного химического типа – нуклеотидов. Существуют два родственных вида нуклеиновых кислот – дезокс

ДНК как линейная цепь из фосфатов, сахаров и оснований
  Молекулы дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) состоят из линейной последовательности нуклеотидов. Каждый нуклеотид состоит из трех частей: фосфатной группы, сахара и азотистого осно

ДНК как двойная спираль
Пары оснований и комплементарность ДНК – в основном двухцепочечное образование, и ее вторичная и третичная структуры являются результатом спаривания оснований. В этом образовании ос

РНК как двойная спираль
В зависимости от биологической функции природные РНК представляют собой двойную спираль, либо имеют глобулярную структуру, в которой короткие двухцепочечные фрагменты образуются при сворачивании в

Типы РНК
В клетке имеется три основных типа РНК: матричная РНК или мРНК, транспортная РНК или тРНК, рибосомная РНК или рРНК. Они отличаются как способностью образовывать тяжи и петли, так и функциональной р

Циклодекстрины
Циклодекстрины относятся к макроциклическим соединениям углеводной природы, получаемыми путем воздействия на крахмал некоторых ферментов микробного происхождения (напрмер, глюкотрансферазы из Ba

Структуры высших порядков
Полисахариды являются высокомолекулярными соединениями, содержащими сотни и тысячи остатков моносахаридов. В полисахаридах остатки моносахаридов связываются за счет полуацетального гидроксила одной

Гликоконъюгаты
Гликоконъюгатами называют углеводсодержащие биополимеры, молекулы которых наряду с моносахаридами после полного гидролиза распадаются на соединения других классов — аминокислоты, жирные кислоты, сп

Функции липидов
Липиды выполняют самые разнообразные функции в клетке. Во-первых, липиды наиболее важные из всех питательных веществ источник энергии и являются основным энергетическим резервом организма. В основн

Простые липиды
Жирные кислоты В настоящее время известно более 800 природных жирных кислот. Жирные кислоты или алифатические кислоты представляют собой многочисленную группу исключительно неразвет

Фосфолипиды
Фосфолипиды относятся к сложные липидам, в которых содержатся жирные кислоты, фосфорная кислота и дополнительная группа атомов, во многих случаях содержащая азот. Фосфолипиды — амфифильные вещества

Гликолипиды
Гликолипиды – (от греч. γλυκός, glykos – сладкий и греч. λίπος, lípos – жир) сложные липиды, образующиеся в результате соединения липид

Взаимодействие пептидов и белков с липидами
Липопептиды Липопептидом принято называть молекулу липида, ковалентно связанную с пептидом. Молекулы известных липопептидов содержат от 4 до 16 аминокислотных остатков. Пептидные це

Биомембраны
Клеточные мембраны ограничивают содержимое клетки (или клеточной органеллы) от окружающей среды. Огромная роль мембран в жизненных процессах связана с их относительно большой совокупной площадью. Т

Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • Популярное
  • Облако тегов
  • Здесь
  • Временно
  • Пусто
Теги