Задание к занятию №15 Тема: Нуклеиновые кислоты. Цель

Задание к занятию №15
Тема: Нуклеиновые кислоты.
Цель: Сформировать знания о строении и химических свойствах нуклеиновых кислот и их
мономерных единиц – мононуклеотидов как химической основы для усвоения различных
уровней структурной организации макромолекул нуклеиновых кислот и действия
нуклеотидных коферментов.
Сделайте запись в рабочей тетради по плану:
•
•
•
•
•
Дата
Номер занятия
Тема занятия
Основные вопросы темы – это учебные вопросы занятия
Краткое описание порядка выполнения лабораторных работ
Учебные вопросы занятия:
1.Нуклеиновые кислоты (НК): рибонуклеиновая (РНК) и дезоксирибонуклеиновая (ДНК)
кислоты; общая характеристика и биологическая роль.
2.Пиримидиновые (урацил, тимин, цитозин) и пуриновые (аденин, гуанин) основания,
входящие в состав мононуклеотидов НК, их химическая структура. Ароматические свойства.
Лактим-лактамная и прототропная таутомерия.
3.Нуклеотиды и нуклеозиды. Строение нуклеиновых кислот.
3.1.Строение мононуклеотидов, образующих нуклеиновые кислоты: АМФ (д-АМФ), ГМФ(дГМФ), УМФ, ТМФ, ЦМФ (д-ЦМФ); связи между входящими компонентами: N-гликозидная,
сложноэфирная.
3.2. Гидролиз мононуклеотидов (полный и неполный). Нуклеозиды.
3.3. Первичная структура нуклеиновых кислот. 3’, 5’-фосфодиэфирная связь между
мононуклеотидами ДНК и РНК, их нуклеотидный состав; сходство и различия. Гидролиз
нуклеиновых кислот.
3.4.Понятие о вторичной структуре ДНК (модель Д. Уотсона и Ф. Крика). Роль водородных
связей в формировании вторичной структуры. Комплементарность нуклеиновых оснований:
(А-Т; Г-Ц). Правила Чаргаффа.
Другие возможные варианты вторичной структуры ДНК; изменение структуры под действием
химических факторов. Мутации.
3.5.Рибонуклеиновые кислоты: рибосомальная, матричная (информационная), транспортная
(адапторная), участие их в процессе биосинтеза белка. Вторичная и третичная структура РНК.
3.6.Понятия: триплет (кодоноген, кодон, антикодон); редупликация (репликация);
транскрипция; мутация.
4.Нуклеозидмоно – и полифосфаты: АМФ, АДФ, АТФ. Никотинамиднуклеотидные
коферменты: строение НАД+ и его фосфата НАДФ+. Работы системы НАД+ - НАДН+Н+ как
коферментов дегидрогеназ, обратимость их действия.
5.Понятие о нуклеопротеинах – сложных белках, содержащих в качестве простетической
группы нуклеиновые кислоты. Схема ступенчатого гидролиза нуклеопротеинов.
Лабораторные работы:
Опыт №1. Кислотный гидролиз сложных белков-нуклеопротеинов.
1 грамм дрожжей помещают в колбу на 100 мл., добавляют 20 мл. 10% Н2О дист. и делают
карандашом по стеклу отметку исходного объема смеси. Колбу закрывают пробкой с длинной
стеклянной трубкой (обратный холодильник) и кипятят в течение 40 минут на асбестовой сетке
при слабом нагревании. После окончания гидролиза содержимое охлаждают, доводят Н2О дист.
до первоначального объема и фильтруют. С полученным фильтратом проделывают
качественные реакции на составные части нуклеопротеинов.
Опыт №2. Качественные реакции на открытие составных частей нуклеопортеинов.
а) Биуретовая проба на пептиды.
К 5 каплям гидролизата приливают 10 капель 10% раствора NaOH и 1 каплю 1% раствора
CuSO4. Жидкость окрашивается в розово-сиреневый цвет.
б) Серебряная проба на пуриновые основания.
К 5 каплям гидролизата приливают 5 капель 2% аммиачного раствора азотнокислого
серебра. При стоянии через 3-5 минут выпадает бурый осадок серебряных соединений
пуриновых оснований.
в) Качественная реакция Молиша на пентозную группировку.
К 10 каплям гидролизата прибавляют 2-3 капли 1% спиртового раствора тимола,
перемешивают и по стенке пробирки осторожно приливают равный объем концентрированной
серной кислоты. На дне пробирки образуется розовое окрашивание вследствие образования
продукта конденсации фурфурола с тимолом.
г) Молибденовая проба на фосфорную кислоту.
К 5 каплям гидролизата приливают 5 капель молибденового реактива (раствор
молибденовокислого аммония в азотной кислоте) и кипятят на спиртовке несколько минут.
Жидкость окрашивается в лимонно-желтый цвет. При охлаждении образуется желтый
кристаллический осадок комплексного соединения фосфорно-молибденового аммония
((NH4)3PO4·12MoO3).
Схема полного гидролиза нуклеопротеинов
Нуклеопротеины
↓
Простой белок (протамин или гистон)
↓
Полипептиды
↓
Пептиды
↓
Дипептиды
↓
Аминокислоты
Простетическая группа –
– нуклеиновая кислота
↓
Полинуклеотиды
↓
Мононуклеотиды
Фосфорная кислота
Пуриновые
Нуклеозиды
Пентозы
Вопросы по лабораторной работе:
1. Какой вид гидролиза использовали для разложения нуклеопротеинов на составляющие
компоненты в данной экспериментальной работе?
2. К какой группе белков (простым или сложным) относятся нуклеопротеины? Как
практически можно обосновать свой ответ?
3. Дадут ли конечные продукты полного гидролиза простых белков положительную
биуретовую реакцию? Ответ обоснуйте.
4. Нуклеиновые кислоты – простетическая группа нуклеопротеинов, являются
биополимерами. Что является их мономерами? Каким образом мономеры связаны
между собой?
5. Можно ли считать мономеры нуклеиновых кислот гомогенными компонентами?
Каким образом это можно доказать или исключить?
6. Какие внешние проявления имеет серебряная проба? Какие компоненты
мононуклеотидов ею открываются?
7. Пентозы, входящие в состав нуклеиновых кислот являются альдозами. Предложите
известные вам качественные реакции для доказательства этого утверждения.
8. Какой компонент из триады мононуклеотидов открывают с помощью реакции
Молиша? Какие внешние проявления имеет эта качественная реакция?
9. Каким образом соединяются между собой азотистые основания и пентозы в молекулах
мононуклеотидов? Дайте название этой связи.
10. Какие внешние проявления имеет молибденовая проба на фосфорную кислоту? К
каким атомам углерода пентоз может присоединяться остаток фосфорной кислоты?
Назовите связь, возникающую между этими двумя компонентами.
Литература
1. Попков В. А. Общая химия: учеб. – М.: ГЭОТАР-Медиа, 2009. – 976 с.
2. Попков В.А.Общая химия [Электронный ресурс]: учеб. / Попков В.А., Пузаков С.А. 2010. 976 с.: ил. – Режим доступа: www.studentlibrary.ru (ЭБС «Консультант студента»)
3. Тюкавкина Н. А. Биоорганическая химия. – М.: Дрофа, 2008. – 542 с.
4. Тюкавкина, Н. А. Биоорганическая химия [Электронный ресурс]: учеб. / Н. А. Тюкавкина,
Ю. И. Бауков, С. Э. Зурабян. - М. : ГЭОТАР-Медиа, 2014. - 416 с. : ил. – Режим доступа:
www.studentlibrary.ru (ЭБС «Консультант студента»)
5. Биоорганическая химия : рук. к практ. занятиям [Текст] : учеб. пособие / под ред. проф. Н. А.
Тюкавкиной. - М. : ГЭОТАР-Медиа, 2009. - 168 с.
6. Братцева И. А. Биоорганическая химия: учеб.пособие. – Ставрополь: Изд-во СтГМА, 2008. –
196 с.