1) В ДНК содержится информация о первичной структуре молекул белка.
2) Эта информация переписывается на молекулу и-РНК, которая переносит ее из ядра к рибосоме, т. е. и-РНК служит матрицей для сборки молекул белка.
3) т-РНК присоединяют аминокислоты и доставляют их к месту синтеза белка — к рибосоме.
Принципы строения ДНК:
1. ДНК – это полимер, состоящий из мономеров - нуклеотидов. Основная функция ДНК – хранение наследственной информации и кодирование аминокислот.
2. Состав нуклеотидов ДНК подчиняется правилу Чаргаффа: в ДНК число остатков А всегда равно числу остатков Т, число остатков Г – числу остатков Ц.
3. Структура ДНК стабилизируется водородными связями между А и Т, Г и Ц. Такие пары называются комплементарными. В паре А и Т – 2 водородные связи, в паре Ц и Г – 3водородные связи. В связи с этим последовательность оснований в одной цепи определяет последовательность оснований в другой цепи. Это ключевое свойство ДНК.
В 1953 г. Уотсон и Крик предложили пространственную модель структуры ДНК, которая представляет собой правовинтовую спираль, образованную 2-мя полинуклеотидными цепями, закрученными друг относительно друга и вокруг общей оси.
Установление структуры ДНК позволило решить ряд проблем.
1) Проблема хранения наследственной информации. Решение: ДНК состоит из нуклеотидов, последовательность которых хранит и кодирует наследственную информацию.
2) Проблема передачи информации. Решение: ДНК состоит из двух комплементарных цепей и способна к самоудвоению с последующим расхождением по клетке. Решение – сначала наследственная информация удваивается, а затем передается потомству в первоначальном виде.
3) Проблема разнообразия наследственной информации. Каким образом всего 4 нуклеотида определяют различия между организмами? Решение: Количество нуклеотидов в ДНК насчитывает сотни тысяч. Они могут чередоваться в различной последовательности. Новая последовательность нуклеотидов определяет новый набор генетических признаков организма.
ДНК может находиться в линейной и кольцевой формах. Все одноцепочечные молекулы – кольцевые (хромосомы некоторых бактерий, геномы вирусов, большинство митохондриальных и хлоропластных ДНК). У прокариот ДНК расположена в цитоплазме.
Двухцепочечные молекулы ДНК – линейные, составляют основу хромосом эукариот. Содержание ДНК в клетке строго постоянно. У эукариот ДНК в основном находится в ядрев виде плотно упакованных, скрученных структурах – хромосомах.
Функции РНК: играет роль в трансляции (считывании) генетической информации с образованием белков. РНК предст. собой линейные полинуклеотиды с тем же принципом организации, что и ДНК. РНК в отличие от ДНК молекулы лабильные, то есть неустойчивые, подвижные, способные к образованию петель. Свою функцию РНК способна выполнять только в одноцепочечном состоянии.
Виды РНК: матричная или информационная, рибосомальная, транспортная.
1) иРНК (матричная или информационная) синтезируется с ДНК в ядре и выходит в цитоплазму, она содержит информацию о составе полипептидной цепи белка. Она имеет несколько областей с различной функцией: 1 ) инициирующий кодон АУГ с него начинается биосинтез белка; 2) кодирующая часть – содержит информацию о последовательности аминокислот в белке; 3) стоп кодон, на нем заканчивается биосинтез; Зрелые мРНК находятся в цитоплазме.
2) тРНК (транспортная) в основном содержится в цитоплазме клетки, и переносит аминокислоты к месту синтеза белка. тРНК имеет структуру «клеверного листа». тРНК содержит участок под названием акцепторный – присоединяет аминокислоту, на противоположном участке находятся – 3 нуклеотида, этот участок называется антикодон, он взаимодействует с кодоном иРНК. Это самые маленькие РНК.
Примечание: на рисунке Д – это акцепторный конец, Е - антикодон
3) рРНК (рибосомальная) – синтезируется в ядрышках и вместе с белками составляют большую и малую субъединицы рибосом. Это самая крупная РНК.
АТФ
Аденозинтрифосфорная кислота (АТФ) – это основной источник энергии для клеток живых организмов. АТФ состоит из аденина, сахара рибоза и трёх остатков фосфорной кислоты, которые соединены друг с другом высокоэнергетическими или, по-другому, макроэргическими (богатыми энергией) связями.
При отщеплении одного остатка фосфорной кислоты образуется АДФ (аденозиндифосфорная кислота), а если отщепляется два остатка фосфорной кислоты, то образуется АМФ (аденозинмонофосфорная кислота). Реакция отщепления каждого остатка фосфорной кислоты сопровождается выделением 40 кДЖ энергии. АТФ имеет 2 макроэргические связи (на схеме показаны красным цветом).
АТФ образуется в митохондриях в ходе кислородного этапа энергетического обмена. АТФ расходуется на различные процессы в клетке, например биосинтез белка, деление клетки, функционирование, движении и т.д.
Таким образом, АТФ является универсальным аккумулятором энергии в живых организмах.