Ответы | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ||||||||||||
10.14
|
|
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Посмотреть всех экспертов из раздела Учеба и наука > Биология
| Похожие вопросы |
если не сложно.
. помогите с тестами.
Опорно-двигательная система
Составьте списки извесных вам видов растений и животных . Попытайтесь сгруппировать известные вам виды по степени сходства:а)морфологического;б)экологического
Решено
фактор антропогену? а) мінливість б)память…
Пользуйтесь нашим приложением
⇐ Предыдущая123 1. В молекуле ДНК содержится 31% аденина. Определите, сколько (в %) в этой молекуле содержится других нуклеотидов. 2. В трансляции участвовало 50 молекул т-РНК. Определите количество аминокислот, входящих в состав образующегося белка, а также число триплетов и нуклеотидов в гене, который кодирует этот белок. 3. Фрагмент ДНК состоит из 72 нуклеотидов. Определите число триплетов и нуклеотидов в иРНК, а также количество аминокислот, входящих в состав образующегося белка. 4. Фрагмент одной из цепей ДНК имеет следующее строение: ГГЦТЦТАГЦТТЦ. Постройте на ней и-РНК и определите последовательность аминокислот во фрагменте молекулы белка (для этого используйте таблицу генетического кода). 5. Фрагмент и-РНК имеет следующее строение: ГЦУААУГУУЦУУУАЦ. Определите антикодоны т-РНК и последовательность аминокислот, закодированную в этом фрагменте. Также напишите фрагмент молекулы ДНК, на котором была синтезирована эта и-РНК (для этого используйте таблицу генетического кода). 6. Фрагмент ДНК имеет следующую последовательность нуклеотидов АГЦЦГАЦТТГЦЦ. Установите нуклеотидную последовательность т-РНК, которая синтезируется на данном фрагменте, и аминокислоту, которую будет переносить эта т-РНК, если третий триплет соответствует антикодону т-РНК. Для решения задания используйте таблицу генетического кода. 7. В клетке животного диплоидный набор хромосом равен 20. Определите количество молекул ДНК перед митозом, после митоза, после первого и второго деления мейоза. 8. В диссимиляцию вступило 15 молекул глюкозы. Определите количество АТФ после гликолиза, после энергетического этапа и суммарный эффект диссимиляции. 9. В цикл Кребса вступило 6 молекул ПВК. Определите количество АТФ после энергетического этапа, суммарный эффект диссимиляции и количество молекул глюкозы, вступившей в диссимиляцию. Ответы: 1. Т=31%, Г=Ц= по 19%. 2. 50 аминокислот, 50 триплетов, 150 нуклеотидов. 3. 24 триплета, 24 аминокислоты, 24 молекулы т-РНК. 4. и-РНК: ЦЦГ-АГА-УЦГ-ААГ. Аминокислотная последовательность: про-арг-сер-лиз. 5. Фрагмент ДНК: ЦГАТТАЦААГАААТГ. Антикодоны т-РНК: ЦГА, УУА, ЦАА, ГАА, АУГ. Аминокислотная последовательность: ала-асн-вал-лей-тир. 6. т-РНК: УЦГ-ГЦУ-ГАА-ЦГГ. Антикодон ГАА, кодон и-РНК — ЦУУ, переносимая аминокислота — лей. 7. 2n=20. Генетический набор: a. перед митозом 40 молекул ДНК; b. после митоза 20 молекулы ДНК; c. после первого деления мейоза 20 молекул ДНК; d. 8. Поскольку из одной молекулы глюкозы образуется 2 молекулы ПВК и 2АТФ, следовательно, синтезируется 30 АТФ. После энергетического этапа диссимиляции образуется 36 молекул АТФ (при распаде 1 молекулы глюкозы), следовательно, синтезируется 540 АТФ. Суммарный эффект диссимиляции равен 540+30=570 АТФ. 9. В цикл Кребса вступило 6 молекул ПВК, следовательно, распалось 3 молекулы глюкозы. Количество АТФ после гликолиза —6 молекул, после энергетического этапа — 108 молекул, суммарный эффект диссимиляции 114 молекул АТФ. Итак, в этой статье приведены основные типы задач по цитологии, которые могут встретиться абитуриенту в ЕГЭ по биологии. Надеемся, что варианты задач и их решение будет полезно всем при подготовке к экзамену. Удачи! Приложение I Генетический код (и-РНК)
⇐ Предыдущая123
|
после второго деления мейоза 10 молекул ДНК.
Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!
..
5.1. На вклад начисляются сложные проценты: а) ежегодно; б) ежеквартально; в) ежемесячно. Какова должна быть годовая номинальная процентная ставка…
Объяснение урока: Нуклеиновые кислоты | Nagwa
В этом объяснителе мы научимся описывать структуру нуклеотидов и нуклеиновых кислот и обрисовывать их значение в живых организмах.
Нуклеиновые кислоты представляют собой макромолекулы, приспособленные для хранения и передачи информации. Нуклеиновые кислоты получили свое название потому, что изначально
обнаруживают в ядре клетки. Существует два типа нуклеиновых кислот: ДНК, или дезоксирибонуклеиновая кислота, и РНК, или рибонуклеиновая кислота. Несмотря на то
первоначально они были обнаружены в ядре эукариотических клеток, нуклеиновые кислоты существуют во всех живых существах, в том числе и в прокариотах, которые вообще не имеют ядра.
Ключевой термин: нуклеиновая кислота
ДНК и РНК являются нуклеиновыми кислотами. Это полимеры, состоящие из нуклеотидных мономеров. Эти макромолекулы приспособлены для хранения и передачи генетической информации.
Нуклеиновые кислоты представляют собой полимеры. Это означает, что они представляют собой большие молекулы, состоящие из нескольких повторяющихся молекулярных субъединиц или мономеров. Мономеры нуклеиновых кислот называются нуклеотидами. Нуклеотид состоит из трех частей: фосфатной группы, пентозного сахара и азотсодержащего основания. Базовый структура нуклеотида показана на рис. 1.
Ключевой термин: нуклеотид
Нуклеотид представляет собой мономер полимера нуклеиновой кислоты. Нуклеотиды состоят из пентозного сахара, фосфатной группы и азотсодержащего основания.
Пример 1: Идентификация мономерных звеньев в полимерах нуклеиновых кислот
Нуклеиновые кислоты являются полимерами. Что такое мономерные звенья нуклеиновых кислот?
Ответ
Полимер представляет собой большую молекулу, состоящую из нескольких более мелких одинаковых молекул, связанных вместе.
Нуклеиновые кислоты включают ДНК и РНК, и хотя они имеют некоторые различия,
обе они представляют собой большие молекулы, образованные из нитей более мелких молекул, называемых нуклеотидами. Нуклеотид состоит из фосфатной группы, одного азотистого основания и пентозного сахара. Диаграмма
На приведенном изображении показан основной план структуры ДНК с выделенным одним из ее нуклеотидов.
Используя эту информацию и схему, мы можем заключить, что мономерными звеньями нуклеиновых кислот являются нуклеотиды.
Пентозные сахара представляют собой молекулы сахара, содержащие 5 атомов углерода («пент-» — приставка, означающая «пять»). Есть два типа сахара пентозы, обнаруженные в нуклеиновых кислотах: сахар дезоксирибозы и сахар рибозы. По названиям мы можем сказать, что сахар эоксирибозы d находится в D NA, а сахар r ибозы находится в R NA. Диаграмма сахаров дезоксирибозы и рибозы показана на рисунке 2.
Ключевой термин: пентозный сахар
Пентозный сахар представляет собой молекулу сахара, содержащую пять атомов углерода.
Сахар-пентоза в ДНК — это сахар дезоксирибоза, а сахар-пентоза в РНК — это сахар рибоза.
Существует 5 типов азотистых оснований: аденин, тимин, цитозин, гуанин и урацил. Их часто обозначают своими инициалами: A, T, C, G и U. Основание тимин встречается только в нуклеотидах ДНК, а основание урацил встречается только в нуклеотидах РНК.
В связи, которая существует между азотистым основанием и пентозным сахаром, будь то рибозный сахар или дезоксирибозный сахар, азотистое основание связано с углеродом номер 1. Фосфатная группа связана с углеродом номер 5. Диаграмма 5 азотистых оснований показано на рис. 3.
Полимеризация нуклеотидов объединяет их в нуклеиновую кислоту. Соседние нуклеотиды соединяются в результате химической реакции, называемой реакцией конденсации.
также называется реакцией синтеза дегидратации. Ковалентная связь образуется между фосфатной группой одного нуклеотида и пентозным сахаром другого.
при этом выделяется молекула воды. Ковалентная связь, которая образуется между фосфатной группой и двумя сахарами, называется фосфодиэфирной связью.
Эти прочные связи образуют стабильную структурную цепь, называемую сахаро-фосфатным остовом. Схема, иллюстрирующая этот процесс, показана на рис. 4.9.0003
Ключевой термин: сахарно-фосфатный остов
Сахаро-фосфатный остов описывает цепь чередующихся связанных пентозных сахаров и фосфатных групп, которые составляют структурную основу нуклеиновой кислоты.
Определение: фосфодиэфирная связь
Фосфодиэфирная связь представляет собой химическую связь, которая образуется между фосфатной группой и двумя молекулами сахара.
Нуклеиновые кислоты отвечают за хранение и передачу генетической информации. Поскольку сахаро-фосфатный остов нуклеиновой кислоты всегда одинаков, генетическая информация находится в последовательности или порядке различных азотсодержащих оснований.
ДНК специально приспособлена для хранения информации и передачи информации потомству клеток или организмов. Фактически одна хромосома может нести почти
250 МБ данных. Это может показаться не таким уж большим, но именно данные в ДНК делают вас тем, кто вы есть.
Это означает, что данные, хранящиеся в ДНК, должны быть стабильными, точными и легко копируемыми.
ДНК состоит из двух нитей нуклеотидов, связанных вместе своими азотсодержащими основаниями. Основания удерживаются вместе водородными связями. Из-за структуры из нуклеотидов ДНК образует скрученную лестницу, называемую двойной спиралью. Сахаро-фосфатные скелеты составляют боковые стороны лестницы, а два основания с водородными связями составляют каждую ступеньку. Схема структуры двойной спирали показана на рис. 5.9.0003
Ключевой термин: двойная спираль
Двойная спираль представляет собой форму «скрученной лестницы», в частности форму молекулы ДНК.
Определение: ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота)
ДНК – это молекула, несущая генетические инструкции для жизни. Он состоит из двух нитей дезоксирибонуклеотидов, которые закручиваются вокруг друг друга, образуя двойную спираль.
Последовательность оснований — это генетическая информация, хранящаяся в молекуле ДНК.
Поскольку последовательность очень важна, она должна поддерживаться в правильном порядке. Мы читаем основания вдоль цепи ДНК от 5′ (пять штрихов) к 3′ (три штриха) в направлении. Это направление
определяется расположением третьего и пятого атомов углерода в пентозном сахаре внутри каждого нуклеотида, что вы можете видеть на рисунках 2 и 4. Комплементарная нить обращена в противоположном направлении, от 3′ к 5′. Мы называем это расположение
«антипараллельно». Мы можем видеть антипараллельные нити ДНК на рис. 5 и рис. 6.
Основания следуют определенным правилам при соединении друг с другом. В ДНК аденин связывается только с тимином, а цитозин только с гуанином. Мы называем это
«правила базового спаривания». Если мы посмотрим на рисунок 5 и рисунок 6, то увидим, что в молекуле ДНК А всегда находится в паре с Т, а С всегда
в паре с G. Две нити парных оснований нуклеотидов называются «комплементарными», потому что они соединяются вместе, как две части головоломки.
Пример 2. Вызов типа связи, образующейся между комплементарными парами оснований в ДНК
Какой тип связи образуется между комплементарными парами оснований в ДНК?
Ответ
ДНК — это генетический материал человека, который невероятно важен для определения наших характеристик. Одна молекула ДНК состоит из двух комплементарных
нити, которые скручиваются в отчетливую форму, называемую двойной спиралью. Нити образуются в результате полимеризации нуклеотидов. Мономеры нуклеотидов присоединяются к
образуют полимеры нуклеиновых кислот посредством реакций конденсации, которые образуют фосфодиэфирные связи между фосфатными группами и пентозными сахарами. Это создает стабильную
структура, которую мы называем «сахарно-фосфатным остовом». Две комплементарные цепи удерживаются вместе химическими связями между азотистыми основаниями.
и только определенные пары оснований могут связываться друг с другом. В ДНК азотистое основание аденин связывается с тимином, а цитозин связывается
с гуанином — это «комплементарные пары оснований».
Азотистые основания, способные связываться друг с другом, образуют водородные связи,
соедините две нити вместе и дайте им скрутиться в двойную спираль.
Итак, тип связи, которая образуется между комплементарными парами оснований в ДНК, — это водородная связь.
Пример 3: Составление последовательности, комплементарной цепи ДНК
В молекуле ДНК аденин связывается с тимином, тогда как гуанин связывается с цитозином. Если одна цепь ДНК имеет последовательность 5′3′-ATTATTGCGC-, чтение от 3′ до 5′ на комплементарная цепь, какой должна быть последовательность оснований ДНК?
Ответ
Комплементарные нити ДНК антипараллельны, то есть обращены в противоположных направлениях. Итак, если слева направо от 5′
до 3′ на одной цепи, то слева направо будет от 3′ до 5′ на комплементарной цепи. Последовательности ДНК основаны на порядке азотистых оснований в цепи нуклеотидов. Каждое азотистое основание связывается только со своей комплементарной парой.
В ДНК аденин (А) связан только с тимином (Т), а цитозин (С) только с гуанином (Г). Итак, для каждого «А» в последовательности, указанной в вопросе,
мы должны поставить «Т» на дополнительной цепи. Для каждого «C» нам нужно разместить «G», для каждого «T»
«А», а для каждой «Г» — «С».
Следовательно, используя эти правила спаривания оснований, мы можем определить, что последовательность ДНК на комплементарной цепи должна быть TAATAACGCG.
Водородные связи между двумя нитями нуклеотидов относительно легко разорвать, а основания нуклеотидов будут связываться только при комплементарном совпадении. Именно эти свойства ДНК позволяют ей нести большие объемы информации и быстро и точно копироваться. ДНК также является особенно стабильной молекулой. Именно это делает ДНК хорошо адаптированной к своей функции хранения наследственной информации.
Правила спаривания оснований, которые мы описали, часто называют «правилами Чаргаффа» в честь ученого, который их разработал.
Химик по имени Эрвин Чаргафф
открыли в 1940-х годах, что в образце ДНК любого вида концентрация адениновых оснований будет равна
концентрация тимина. Точно так же концентрация цитозина будет равна концентрации гуанина. Это открытие привело к спариванию оснований
правила, которые мы уже описали.
Эта информация также может быть использована для расчета процентного состава различных оснований образца ДНК. При указании общего количества нуклеотидов в образце и количество только одного типа оснований, мы можем использовать правила Чаргаффа, чтобы определить состав всех четырех различных разновидности азотистых оснований.
Практическое руководство: расчет процентного состава азотистых оснований с использованием правил Чаргаффа (правила спаривания оснований)
Правила спаривания оснований для ДНК гласят, что между двумя комплементарными цепями аденин всегда соединяется с тимином, а цитозин всегда соединяется с гуанином. Это показано на диаграмме ниже.
Соответственно, мы можем заключить, что в любом образце ДНК количество адениновых оснований будет равно количеству тиминовых оснований, а количество цитозиновых оснований будет равно количеству гуаниновых оснований.
Эта информация может быть использована для расчета количества оснований и процентного состава каждого типа оснований в образце ДНК с очень небольшим количеством исходных данных.
Обозначим общее количество баз Btotal.
Будем называть количество оснований для каждого типа нуклеотида BA, BT, BC и BG для количества оснований аденина, тимина, цитозина и гуанина соответственно.
Используя правило Чаргаффа, мы знаем, что ББАТ=, а также ББГ=, и, наконец, это BBBBBtotalATCG=+++.
Давайте применим это знание к примеру.
На приведенной выше диаграмме расширенный сегмент содержит 12 пар оснований.
Поскольку пар 12, всего оснований 24: Вобщ = 24.
Допустим, нам сказали, что 4 из этих оснований являются цитозинами:
БК=4.
Так как BBCG=, БГ=4.
Далее мы можем вычислить количество оснований, оставшихся после того, как мы исключили те, которые являются цитозином и гуанином: BBBBBtotalATCG=++++ или 24=++4+424=++824−8=++8−816=+.BBBBBBBBATATATAT
Этот набор вычислений говорит нам, что количество оснований, оставшихся после того, как мы исключили цитозин и гуанин, равно 16.
Поскольку, согласно правилу Чаргаффа, ББАТ=, можно сделать вывод, что половина из оставшихся 16 оснований — аденин, а половина — тимин: 16=+=+=216=2162=228=.BBBBBBBBATAAAAAAA
И, поскольку BBAT=, БТ=8.
Мы можем проверить эти значения, сравнив их с тем, что мы видим на диаграмме. Мы считаем количество A, T, C и G, чтобы проверить нашу работу.
Теперь мы знаем количество оснований каждого типа, присутствующих в нашей выборке из 24 полных оснований; рассчитаем процентный состав каждого.
Чтобы рассчитать процент, мы разделим номер конкретной базы на общее количество баз и умножим это значение на 100%.
Например, %=×100%.BBBAAВСЕГО
Если мы завершим этот расчет для каждой из баз, мы получим информацию в таблице ниже.
| Base | Number | Percent |
|---|---|---|
| Adenine | 8 | 33.3% |
| Thymine | 8 | 33.3% |
| Cytosine | 4 | 16.7% |
| Гуанин | 4 | 16,7% |
Если мы начнем с общего количества нуклеотидов и количества только одного типа основания, мы можем вычислить количество и процентный состав каждого из 4 оснований в образце ДНК.
Пример 4: Расчет процентного состава нуклеотидных оснований в ДНК
Молекула ДНК содержит 180 оснований. 18 из этих оснований представляют собой аденин.
- Какой процент оснований составляет тимин?
- Какой процент оснований составляет гуанин?
Ответ
Часть 1
Этот вопрос дает нам некоторую информацию об участке молекулы ДНК.
Сначала нам говорят, что молекула содержит 180 оснований. Нам также сообщили, что из этих 180 баз,
18 — аденин.
Молекула ДНК состоит из двух комплементарных цепей. Комплементарность означает, что две нити подходят друг к другу согласно к шаблону. В данном случае этот паттерн известен как «правила базового спаривания». Правила спаривания оснований гласят, что где цепь ДНК содержит основание аденин, комплементарная цепь будет иметь основание тимин. Аналогичным образом, там, где есть гуанина на одной цепи, комплементарная цепь будет иметь цитозин. Иллюстрация ДНК, показанная ниже, показывает пример этих базовых правил спаривания в действии.
Зная это, мы можем заключить, что если в участке ДНК 18 адениновых оснований, то будет также 18 тиминовых оснований, поскольку каждый аденин будет соединен с тимином. Вопрос касается процентного содержания тиминовых оснований.
Чтобы перевести число в проценты, мы должны взять число определенного основания, разделить его на общее количество оснований,
а затем умножьте это значение на 100%:
18180×100%=10%.
тиминобщее количество оснований
Часть 2
Теперь у нас есть общее количество оснований, количество адениновых оснований и количество тиминовых оснований. Используя эти числа, мы можем вычислить количество оснований гуанина и цитозина: 180−(18+18)=144.общее количество основанийденинтиминцитозинигуанин
К основаниям цитозину и гуанину применимы те же правила, что и к аденину и тимину. Из 144 оставшихся баз, поскольку цитозин и гуанин являются комплементарными парами, ровно половина будет цитозином, а половина — гуанином: 1442=72.цитозинигуанинцитозиноргуанин
Используя приведенные выше расчеты, мы можем определить, что 72 основания будут цитозином, а 72 — гуанином.
Опять вопрос о процентном содержании гуанина, а не о его количестве. Чтобы получить это значение, мы должны разделить
количество оснований гуанина на общее количество оснований, затем полученное значение умножить на 100%:
72180×100%=40%.
guaninetotalоснования
Молекулы ДНК и РНК выполняют различные функции в живых клетках. ДНК хранит генетическую информацию, а РНК копирует эту информацию, чтобы переносить ее с места на место. РНК специфически переносит генетический код от ДНК в ядре к частям клетки, ответственным за синтез белка.
Чтобы это произошло, две нити ДНК разделяются, а нуклеотиды РНК спариваются с открытыми основаниями ДНК, образуя единую информационную цепочку. которые можно перевести в другое место. Это показано на рисунке 7.
Когда РНК копирует информацию с ДНК, она следует аналогичному набору правил спаривания оснований. Цитозин и гуанин в паре, как обычно. Везде, где в ДНК есть тимин, он будет соединяться с аденином в основании РНК, но там, где в ДНК есть аденин, он будет соединяться с урацилом в основании РНК вместо тимина. Это показано на рисунке 8 и в таблице 1.
Ключевой термин: РНК (рибонуклеиновая кислота)
РНК представляет собой одноцепочечный полинуклеотид, специально приспособленный для передачи генетической информации с места на место.
Таблица 1 : Правила спаривания оснований для ДНК и РНК.
| DNA Base (Template) | Complementary DNA Base | Complementary RNA Base |
|---|---|---|
| Adenine | Thymine | Uracil |
| Thymine | Adenine | Adenine |
| Cytosine | Guanine | Guanine |
| Guanine | Cytosine | Cytosine |
Example 5: Contrasting the Types of Nitrogenous Bases in ДНК и РНК
Какое азотистое основание в ДНК заменяется урацилом в РНК?
Ответ
И ДНК, и РНК являются нуклеиновыми кислотами. Нуклеиновые кислоты представляют собой полимеры, состоящие из мономеров нуклеотидов. Нуклеотид представляет собой молекулу, состоящую из фосфатной группы,
пентозный сахар и азотсодержащее основание. Существует 5 видов азотистых оснований: аденин, тимин, цитозин, гуанин и урацил.
Нуклеотиды ДНК и РНК содержат адениновые, цитозиновые или гуаниновые основания. Только ДНК имеет основание тимин, и только РНК имеет основание урацил. Это означает, что во время спаривания адениновое основание будет иметь комплементарную пару тимин в молекуле ДНК, но спарится с урацилом в РНК.
Таким образом, мы можем определить, что азотистое основание в ДНК, замещенное урацилом в РНК, представляет собой тимин.
Нуклеиновые кислоты — это молекулы, которые сообщают клеткам, что они из себя представляют, какие клеточные механизмы нужно строить и как их строить. Адаптации нуклеиновых кислот делают они особенно подходят для их функции в хранении и передаче информации.
Давайте подытожим то, что мы узнали из этого объяснения.
Ключевые моменты
- Нуклеиновые кислоты представляют собой биологические макромолекулы, приспособленные для хранения и передачи информации.
- Нуклеиновые кислоты представляют собой полимеры, состоящие из мономеров, называемых нуклеотидами.
- Нуклеотид представляет собой молекулу, состоящую из фосфатной группы, пентозного сахара и одного из 5 азотистых оснований.
- Азотистые основания, присутствующие в ДНК, представляют собой аденин, тимин, цитозин и гуанин, тогда как в РНК вместо тимина используется основание урацил.
- ДНК приспособлена для хранения информации, представляет собой двухцепочечную молекулу и содержит сахар дезоксирибозу.
- РНК приспособлена для передачи информации, представляет собой одноцепочечную молекулу и содержит сахар рибозу.
Полимеразная цепная реакция | Определение и шаги
полимеразная цепная реакция
Посмотреть все СМИ
- Ключевые люди:
- Кэри Маллис
- Похожие темы:
- генетика генетическое тестирование преимплантационная генетическая диагностика ДНК-дактилоскопия ДНК
Просмотреть весь связанный контент →
Узнайте, как термоциклер ДНК использует полимеразную цепную реакцию для копирования цепей ДНК
Посмотреть все видео к этой статье полимеразная цепная реакция (ПЦР) , метод, используемый для быстрого и точного создания многочисленных копий определенного сегмента ДНК.
Полимеразная цепная реакция позволяет исследователям получать большие количества ДНК, необходимые для различных экспериментов и процедур в области молекулярной биологии, судебно-медицинской экспертизы, эволюционной биологии и медицинской диагностики.
ПЦР был разработан в 1983 году Кэри Б. Маллисом, американским биохимиком, получившим Нобелевскую премию по химии в 1993 году за свое изобретение. До разработки ПЦР методы, используемые для амплификации или создания копий фрагментов рекомбинантной ДНК, были трудоемкими и занимали много времени. Напротив, машина, предназначенная для проведения реакций ПЦР, может выполнить множество циклов репликации, производя миллиарды копий фрагмента ДНК всего за несколько часов.
Викторина по Британике
Викторина по генетике
Метод ПЦР основан на естественных процессах, которые клетка использует для репликации новой цепи ДНК. Для ПЦР требуется всего несколько биологических ингредиентов. Неотъемлемым компонентом является матричная ДНК, т.
е. ДНК, содержащая копируемую область, например ген. Всего одна молекула ДНК может служить шаблоном. Единственная информация, необходимая для репликации этого фрагмента, — это последовательность двух коротких участков нуклеотидов (субъединиц ДНК) на обоих концах интересующего участка. Эти две короткие матричные последовательности должны быть известны, чтобы можно было синтезировать два праймера — короткие участки нуклеотидов, соответствующие матричным последовательностям. Праймеры связываются или отжигаются с матрицей в своих комплементарных сайтах и служат отправной точкой для копирования. Синтез ДНК на одном праймере направлен на другой, что приводит к репликации желаемой промежуточной последовательности. Также необходимы свободные нуклеотиды, используемые для построения новых цепей ДНК, и ДНК-полимераза, фермент, который выполняет построение путем последовательного добавления свободных нуклеотидов в соответствии с инструкциями матрицы.
ПЦР представляет собой трехэтапный процесс, который проводится в виде повторяющихся циклов.
Начальным шагом является денатурация или разделение двух цепей молекулы ДНК. Это достигается путем нагревания исходного материала до температуры около 95 ° C (203 ° F). Каждая нить — это шаблон, по которому строится новая нить. На втором этапе температура снижается примерно до 55 ° C (131 ° F), чтобы праймеры могли отжигаться на шаблоне. На третьем этапе температура повышается примерно до 72 ° C (162 ° F), и ДНК-полимераза начинает добавлять нуклеотиды на концы отожженных праймеров. В конце цикла, который длится около пяти минут, температура повышается, и процесс начинается снова. Количество копий удваивается после каждого цикла. Обычно от 25 до 30 циклов производят достаточное количество ДНК.
В оригинальной методике ПЦР одной из проблем было то, что ДНК-полимераза должна была пополняться после каждого цикла, поскольку она нестабильна при высоких температурах, необходимых для денатурации. Эта проблема была решена в 1987 году с открытием термостабильной ДНК-полимеразы под названием Taq, фермента, выделенного из термофильной бактерии Thermus aquaticus , обитающей в горячих источниках.
Leave A Comment