ДНҚ және РНҚ-ның биологиялық рөлі. Химия, 11 сынып, дидактикалық материал.

3-әрекет. Мұғалім оқушыларға егіздердің суретін көрсетеді.

Бұл фотосурет нені білдіреді?

Егіздер - бір-бірінің нақты көшірмелері.

Біздің денеміздегі барлық жасушалардың генетикалық материалы бірдей ме?

Иә ол сондай.

Біздің денеміздегі барлық жасушалар қалай генетикалық материал алады?

Жасушаның бөлінуі және митоз процесі кезінде.

Жасуша митоз процесіне енбей тұрып, оның генетикалық материалы екі еселенеді. ДНҚ молекуласының екі еселену процесі ДНҚ репликациясы деп аталады. Бұл біздің бүгінгі сабағымыздың тақырыбы.

4-іс-әрекет. Студенттер Чаргафтың ережелері туралы бейнероликті қарайды және мұғалім таратқан жұмыс парағындағы бос орындарды толтырады. Сыныптағы пікірталас. Мұғалім кейбір түсініспеушіліктерді түзетіп, Чаргафтың ережелерімен таныстырады.

Студенттер үлгісі жауап береді:

• 1950 жылы Эрвин Чаргаф кез-келген түрдегі ДНҚ-да аденин мен тиминнің қатынасы цитозин мен гуаниннің арақатынасына тең болатындығы туралы мақаланы жариялады.
• Бұл Chargaff коэффициенттері ретінде белгілі.
• Chargaff коэффициенттері әмбебап болып табылады. Бұл дегеніміз, өмірдің барлық түрлері осы ережелерге бағынады.
• Тек AT жұптары мен CG жұптарының арасындағы тепе-теңдік түрлер арасында өзгереді.

5-іс-әрекет. Студенттер ДНҚ-ны репликациялау процесі туралы бейнероликті қарайды және мұғалім таратқан жұмыс парағындағы бос орындарды толтырады. Сыныптағы пікірталас.

Жетекші тізбек (қалай?) 9. үздіксіз жасалады. Басқа жіп, 10. артта қалған жіп, оны үздіксіз жасауға болмайды, өйткені ол 11. қарама-қарсы бағытта жүреді. Сондықтан ДНҚ-полимераза бұл тізбекті 12 деп аталатын кішкене бөліктер қатарында жасай алады. Оказаки фрагменттері. ДНҚ репликациясы 13. жартылай консервативті ретінде сипатталады, өйткені әрбір ДНҚ молекуласы ДНҚ-ның бір ескі (консервіленген) тізбегінен және бір жаңасынан тұрады.

Мұғалім «репликация» терминін енгізеді, студенттерге процестің кейбір бөліктерін түсіну қиын болатындығын түсіндіреді.

Мұғалімге арналған оқу

ДНҚ алмастырадымұздану модельдері

ДНҚ репликациясы процесі көптеген құпияларды жасырды. Ең маңыздыларының бірі екі қыздың қалай өрілуі болатын. Біздің сайттың алдыңғы тарауларында байқағанымыздай, Dna - екі тізбектің кешені! Тұқым қуалайтын құбылысты түсіндіру үшін бұл тізбектерді дәл көшіріп, ата-аналық ұяшықтан қызына беру керек. Бұл еншілес тізбектердің нақты құрылуын сипаттайтын үш мүмкін модель:

1) жартылай консервативті репликация Осы модельге сәйкес ДНҚ репликациясы екі молекула құра алады. Олардың әрқайсысы ескі (ата-аналық және қыздық жол) кешені болар еді.

2) Консервативті репликация Осы модельге сәйкес, ДНҚ репликациясы процесінде екі қыз жолынан жасалған ДНҚ-ның қос спиральы пайда болады, ал ата-ана тізбектері бірге қалады.

3) Дисперсті репликация Осы модельге сәйкес репликация процесі екі ДНҚ-ның екі тізбегін құрады, олардың әрқайсысы ата-аналық және еншілес молекулалардың бөліктерінен тұрады.

Көріп отырғанымыздай, дұрыс модель бірінші болып табылады. ДНҚ-ның жартылай консервативті репликациясы Месельсон - Штал экспериментімен дәлелденді.

Артур Корнберг, Нобель сыйлығының иегері және басқа биохимиктер репликация қадамдарын анықтады

• Бастама. Ақуыздар ДНҚ-мен байланысып, қос спиральды ашады. Комплементарлы негізді жұптауға ДНҚ дайындаңыз.
• Ұзарту. Ақуыздар нуклеотидтердің дұрыс тізбегін ДНҚ-ның үздіксіз жаңа тізбегіне қосады.
• Тоқтату. Ақуыздар репликация кешенін шығарады.

ДНҚ репликациясының қадамдары

1) ДНҚ-ны репликациялаудың алғашқы маңызды қадамы - антипараллельді екі тізбектің негіздері арасындағы сутегі байланысының үзілуі. Екі жіптің ширатылуы бастапқы нүкте болып табылады. Бөліну AT-ға бай тізбектердің орындарында жүреді. Себебі Аденин мен Тиминнің арасында екі ғана байланыс бар (цитозин мен гуаниннің арасында үш сутегі байланысы бар). Геликаза - бұл екі тізбекті бөлетін фермент. Бөлудің басталу нүктесі «репликацияның бастауы» деп аталады. Құрылған құрылым «реплика шанышқысы» деп аталады.

2) ДНҚ репликациясының маңызды сатыларының бірі - 3'-5 'ата тізбегінің басталу нүктесінде РНҚ-примазаның байланысуы. РНҚ Примаза негіздер арасындағы сутектік байланыстардың арқасында 3'-5 'тізбегінің ДНҚ нуклеотидтерімен байланысатын РНҚ нуклеотидтерін тарта алады. РНҚ нуклеотидтері - ДНҚ нуклеотидтерінің байланысуына арналған бастапқы заттар (стартерлер).

3) 5'-3 'және 3'-5' шаблоны үшін созылу процесі әртүрлі. а) 5'-3 'шаблон: 5'-3' шаблонды қолданатын 3'-5 'қыздың тізбегі жетекші тізбек деп аталады, себебі ДНҚ Полимераза шаблоны «оқи» алады және үздіксіз нуклеотидтер қосады ( шаблонның нуклеотидтері, мысалы, Аденин Тиминге қарама-қарсы).

б) 3'-5'Үлгі: 3'-5 'шаблонын ДНҚ-полимераза арқылы «оқуға» болмайды. Бұл шаблонның көшірмесі күрделі және жаңа тізбек артта қалған тізбек деп аталады. Артта қалған РНҚ-примаза РНҚ-ның праймерін көбірек қосады. ДНҚ-полимераза шаблонды оқып, жарылысты ұзартады. Екі РНҚ праймерінің арасындағы алшақтық «Оказаки фрагменттері» деп аталады.

РНҚ праймерлері ДНҚ-полимераза үшін нуклеотидтерді 3 'ұшымен байланыстыру үшін қажет. Қыздың тізбегі көбірек ДНҚ нуклеотидтерінің байланысымен созылған.

4) артта қалған экзонуклеазада - фрагменттерді оқып, РНҚ праймерлерін алып тастайды. Саңылаулар ДНҚ-полимеразаның (саңылауларға комплементарлы нуклеотидтерді қосады) және ДНҚ Лигазаның (фосфаттың қалған саңылауларына фосфат қосады - қант омыртқасы) әсерінен жабылады. Әрбір жаңа қос спираль бір ескі және бір жаңа тізбектен тұрады. Мұны біз жартылай консервативті репликация деп атаймыз.

5) ДНҚ репликациясының соңғы сатысы - бұл тоқтату. Бұл процесс ДНҚ Полимераза жіптердің соңына жеткенде болады. Біз артта қалған тізбектің соңғы бөлімінде РНҚ праймерін алып тастағанда, ДНҚ Полимеразаның саңылауды бітеп тастауы мүмкін еместігін оңай түсінеміз (өйткені праймер жоқ). Сонымен, соңғы праймер байланыстыратын ата-аналық жіптің соңы қайталанбайды. Сызықтық (хромосомалық) ДНҚ-ның бұл ұштары қайталанатын тізбектерді қамтитын және теломерлер деп аталатын кодталмаған ДНҚ-дан тұрады. Нәтижесінде ДНҚ репликациясының әр циклінде теломердің бір бөлігі жойылады.6) ДНҚ репликациясы репликация кезінде туындаған мүмкін қателерді жөндейтін механизм аяқталғанға дейін аяқталмаған. Нуклеаздар сияқты ферменттер қате нуклеотидтерді жояды, ал ДНҚ полимераза олқылықтардың орнын толтырады, прокариоттардың ДНҚ репликациясы кезеңдерінде де ұқсас процестер жүреді, бірақ олардың айырмашылықтары бар.

Репликацияның барлық қадамдары қысқаша:

Қадам 1. ДНҚ репликациясы репликацияның пайда болуынан басталады.

2-қадам. Геликаза сутегі байланыстарын үзіп, ДНҚ-ны екіге бөледі.

3-қадам. Бір тізбекті байланыстыратын ақуыздар жартысына жабысып, ДНҚ молекулаларын бір-бірінен бөліп тұрады (бұлар қажет, өйткені олар бір-біріне тартылады және бір тізбекті байланыстыратын ақуыздардан кейін олар бірге қозғалады).

4-қадам. Репликациялық шанышқы - бұл жетекші және артта қалған жіптерден тұратын формалар.

5-қадам. Жетекші тізбекте РНҚ-примаза нуклеотидтер мен қабаттар бойымен РНҚ-праймерімен қозғалады, ол ДНҚ-полимеразаның тірі шамы ретінде қолданылады.

6-қадам. ДНҚ-полимераза пост-празаны ДНК-ның нуклеотидтеріне қосады және 5 қарапайым - 3 қарапайым бағытта репликация шанышқысына қарай жылжиды. Ол ДНҚ молекулаларының жартысына нуклеотидтер қосады.

7-қадам. Полимеразаның тағы бір түрі праймерді ДНҚ нуклеотидтерімен алмастырады, сондықтан барлық ДНҚ бар.

Қадам 8. Лигаза аралықтарды тігеді.

Әрекет 6. Оқушылар сабақ тақырыбы бойынша викторинаны орындайды.

Кілт:

1. 14% C, 36% T, 36% A

2. Б

3. ДНҚ репликациясы жартылай консервативті, әр тізбек комплементарлы тізбекті синтездеуге шаблон ретінде қызмет етеді.

4. Б

5. A

6. Д.

7. Б

8. 3 'тен 5', 3 ', 5' ден 3 'дейін

9. A

10. A

11. C

12. A

13. A

Мұғалім әлсіз оқушыларға арналған тест тапсырмасында сұрақтар санын қысқартуы мүмкін.

Үйге тапсырма: Жұмыс парағын толтыру.

Жауаптар