Практикум

Мета: дослідити властивості ферментів і вплив на них фізичних факторів.

Обладнання й матеріали: невеликі кубики сирої та вареної картоплі, пробірки, гідроген пероксид, який має кімнатну температуру, гідроген пероксид з холодильника, підручник.

Теоретичний мінімум

У цьому дослідженні властивості ферментів розглянуто на прикладі ферменту пероксидази, що міститься в клітинах картоплі. У випадку контакту пероксидази з гідроген пероксидом відбувається розкладання пероксиду на воду й кисень, який виділяється у вигляді невеликих бульбашок газу.

Хід дослідження

1. Візьміть три пробірки й помістіть у них невеликі кубики картоплі. У перші дві помістіть кубики сирої картоплі, а в третю — вареної.

2. Улийте в першу пробірку розчин гідроген пероксиду, який перед цим було охолоджено в холодильнику.

3. Спостерігайте, чи виділяються бульбашки газу. Відзначте інтенсивність їх виділення.

4. Улийте в другу й третю пробірки розчин гідроген пероксиду, який має кімнатну температуру.

5. Спостерігайте, чи виділяються бульбашки газу. Відзначте інтенсивність їх виділення.

6. Зробіть висновок, у якому вкажіть результати спостережень та поясніть, чи вплинули низька температура й теплова обробка на роботу ферменту пероксидази.

Практична робота

Тема. Розв’язування елементарних вправ зі структури білків та нуклеїнових кислот

Мета: удосконалити навички розв’язування елементарних вправ зі структури білків та нуклеїнових кислот.

Обладнання й матеріали: підручник, зошит.

Теоретичний мінімум

Визначення маси й довжини амінокислот

• Маси нуклеотидів, амінокислот, білків і нуклеїнових кислот вимірюють у дальтонах (Да). Середня молекулярна маса однієї амінокислоти дорівнює 110 Да. Середня молекулярна маса одного нуклеотиду ДНК дорівнює 330 Да, а одного нуклеотиду РНК — 345 Да.

• Лінійний розмір нуклеотидів, амінокислот, білків і нуклеїнових кислот вимірюють у нанометрах (нм). Середня довжина однієї амінокислоти — 0,35 нм. Середня довжина одного нуклеотиду — 0,34 нм.

Приклади розв’язання задач

Елементарна вправа зі структури білків

Маса білка — 22 000 Да. Яка довжина цієї молекули в нанометрах?

1. Спочатку визначаємо кількість амінокислот у молекулі:

22 000 Да (загальна маса молекули) / 110 Да (середня маса амінокислоти) = 200 амінокислот

2. Далі визначаємо довжину молекули:

200 амінокислот х 0,35 нм = 70 нм

Відповідь: довжина молекули білка становить 70 нм.

Елементарна вправа зі структури ДНК

До складу фрагмента ДНК входить 300 нуклеотидів (ця кількість включає нуклеотиди з обох ланцюгів подвійної спіралі). Визначте довжину й масу цього фрагмента ДНК. Враховуючи те, що з цих 300 нуклеотидів 50 є гуаніловими, визначте кількість аденілових, тимідилових і цитиділових нуклеотидів у цьому фрагменті.

1. Спочатку визначаємо довжину молекули ДНК. Молекула складається з двох ланцюгів, які з’єднані один з одним. Відповідно, довжина кожного з ланцюгів (і всієї молекули в цілому) становить 150 пар нуклеотидів. Тоді довжина молекули в нанометрах буде дорівнювати:

150 (кількість нуклеотидів в одному ланцюгу) х 0,34 нм (середня довжина одного нуклеотиду) = 51 нм

2. Далі визначаємо масу молекули.

300 нуклеотидів х 330 Да (середня маса одного нуклеотиду) = 99 000 Да

3. Потім визначаємо кількість нуклеотидів.

У молекулі ДНК кількість аденілових нуклеотидів дорівнює кількості тимідилових, а кількість гуанілових — кількості цитиділових, адже ці нуклеотиди утворюють тільки такі сполучення. Якщо в молекулі 50 гуанілових нуклеотидів, то цитиділових також 50.

Розраховуємо кількість тимідилових і аденілових нуклеотидів.

300 (загальна кількість нуклеотидів) – 50 (кількість гуанілових) – – 50 (кількість цитиділових) = 200 (загальна кількість аденілових і тимідилових нуклеотидів)

Кількість аденілових і тимідилових нуклеотидів однакова, тому кількість кожного з них буде дорівнювати:

Відповідь: довжина молекули ДНК становить 51 нм, маса — 99 000 Да, вона містить по 50 гуанілових і цитиділових нуклеотидів і по 100 аденілових і тимідилових.

1. Ознайомтеся з інформацією рубрики «Теоретичний мінімум».

2. Використовуючи цю інформацію, розв’яжіть задачі:

1. Маса білка — 71 500 Да. Яка довжина цієї молекули в нанометрах?

2. До складу фрагмента ДНК входить 200 нуклеотидів (ця кількість включає нуклеотиди з обох ланцюгів подвійної спіралі). Визначте довжину й масу цього фрагмента ДНК. Враховуючи те, що з цих 200 нуклеотидів 40 є гуаніловими, визначте кількість аденілових, тимідилових і цитиділових нуклеотидів у цьому фрагменті.

3. Зробіть висновок, указавши в ньому основні особливості ДНК і білків.

Лабораторна робота

Тема. Вивчення структурно-функціональної різноманітності клітин

Мета: ознайомитися зі структурно-функціональною різноманітністю клітин на прикладі клітин різних тканин тварин та рослин. Обладнання й матеріали: мікропрепарати, електронні мікрофотографії та малюнки клітин м’язової, епітеліальної й нервової тканин тварин, покривної, провідної, основної тканин рослин.

1. Розгляньте на малюнках і мікропрепаратах клітини м’язової тканини тварин. Замалюйте їх у зошиті й запишіть, які функції виконують ці клітини.

2. Розгляньте на малюнках і мікропрепаратах клітини нервової тканини тварин. Замалюйте їх у зошиті й запишіть, які функції виконують ці клітини.

3. Розгляньте на малюнках і мікропрепаратах клітини епітеліальної тканини тварин. Замалюйте їх у зошиті й запишіть, які функції виконують ці клітини.

4. Розгляньте за збільшення мікроскопа 64х препарат корінця цибулі. Знайдіть зону поділу клітин. Розгляньте за збільшення мікроскопа 160х меристематичні (твірні) клітини. Замалюйте їх у зошиті й запишіть, які функції виконують ці клітини.

5. Розгляньте за збільшення мікроскопа 64х препарат стебла липи. Замалюйте побачені провідні тканини. Позначте на малюнку ксилему і флоему. Замалюйте їх у зошиті й запишіть, які функції виконують ці клітини.

6. Розгляньте за збільшення мікроскопа 64х препарат епідерми листка соняшника. Зверніть увагу на продихи. Розгляньте за збільшення мікроскопа 160х клітини продиху та клітини, які його оточують. Замалюйте їх у зошиті й запишіть, які функції виконують ці клітини.

7. Розгляньте за збільшення мікроскопа 64х зріз листка. Знайдіть основну тканину й розгляньте її клітини за збільшення мікроскопа 160х. Замалюйте їх у зошиті й запишіть, які функції виконують ці клітини.

8. На підставі розглянутих мікропрепаратів та електронних мікрофотографій зробіть висновки щодо зв’язку особливостей будови тканин тварин і рослин з функціями, які вони виконують.

Лабораторне дослідження

Тема. Дослідження фаз мітозу (на прикладі клітин кореня цибулі)

Мета: навчитися розрізняти фази мітозу в рослинних клітинах.

Обладнання й матеріали: мікроскоп, мікропрепарат кореня цибулі, фотографії мітотичних клітин.

Хід дослідження

1. За збільшення мікроскопа 64х розгляньте препарат корінця цибулі та знайдіть на ньому три зони кореня: кореневий чохлик, зону поділу клітин і зону росту.

2. За збільшення мікроскопа 160х розгляньте зону поділу клітин (у разі неможливості використання такого збільшення можна використовувати фотографії мітотичних клітин).

3. Знайдіть клітину на стадії інтерфази. Замалюйте клітину, позначте на малюнку ядро клітини й клітинну оболонку.

4. Знайдіть клітину на стадії профази. Замалюйте клітину, позначте на малюнку хромосоми.

5. Знайдіть клітину на стадії метафази. Замалюйте клітину, позначте на малюнку хромосоми й веретено поділу.

6. Знайдіть клітину на стадії анафази. Замалюйте клітину, позначте на малюнку хромосоми й полюси клітини.

7. Знайдіть клітину на стадії телофази. Замалюйте клітину, позначте на малюнку хромосоми й нову клітинну стінку, яка почала формуватися.

8. Зробіть висновки, у яких укажіть характерні ознаки фаз мітозу.

Практична робота

Тема. Розв’язування елементарних вправ з реплікації, транскрипції та трансляції

Мета: удосконалити навички розв’язування елементарних вправ з реплікації, транскрипції та трансляції.

Обладнання й матеріали: таблиця генетичного коду, підручник, зошит.

Алгоритм розв’язання вправ

За правилом комплементарності, в подвійному ланцюгу ДНК кожному гуаніловому нуклеотиду (Г) відповідає цитиділовий (Ц), а тимідиловому (Т) — аденіловий (А). Тому під час встановлення послідовності нуклеотидів у другому ланцюгу за зразком першого ланцюга в процесі реплікації слід дотримуватися правила: Г Ц, А Т.

ДНК (1-й ланцюг): АТГЦГАГТ ДНК (2-й ланцюг): ТАЦГЦТЦА

У процесі транскрипції за зразком ланцюга ДНК утворюється ланцюг РНК. У цьому випадку, за правилом комплементарності, нуклеотидам у ланцюгу ДНК будуть відповідати такі нуклеотиди РНК: гуаніловому (Г) відповідає цитиділовий (Ц), цитиділовому (Ц) — гуаніловий (Г), тимідиловому (Т) — аденіловий (А), а аденіловому (А) — уридиловий (У).

ДНК: АТГЦГАГТ РНК: УАЦГЦУЦА

1. Розгляньте послідовність нуклеотидів в одному ланцюгу фрагмента ДНК:

Виконайте вправу з реплікації, добудувавши до неї комплементарний ланцюг ДНК.

2. Розгляньте послідовність нуклеотидів в одному ланцюгу фрагмента ДНК:

Використовуючи таблицю генетичного коду, визначте продукти, які утворюються внаслідок транскрипції та подальшої трансляції ділянки ДНК.

3. Зробіть висновок, у якому вкажіть основні властивості генетичного коду, і запишіть його в зошит.

Лабораторне дослідження

Тема. Мінливість у рослин і тварин

Мета: ознайомитися з модифікаційною й мутаційною мінливістю у рослин і тварин, навчитися будувати варіаційний ряд, ознайомитися із нормальними та мутантними формами дрозофіл та зробити їх порівняння.

Обладнання і матеріали: колекції листків або хвоїнок, колекція комах, лінійка, лупи, фотографії або малюнки нормальних і мутантних (три-чотири лінії) форм дрозофіл, підручник, робочий зошит.

Хід дослідження

1. Розгляньте колекцію листків або хвоїнок, відберіть 15 листків або хвоїнок.

2. Виміряйте довжину всіх листків (хвоїнок) і запишіть її в зошиті.

3. Побудуйте варіаційну криву, розташувавши по горизонталі виміряні листки в послідовності від найменшого до найбільшого значення, а по вертикалі відклавши їхню довжину.

4. Розгляньте колекцію комах, відберіть комах одного виду.

5. Виміряйте довжину тіла всіх комах і запишіть її в зошиті.

6. Побудуйте варіаційну криву, розташувавши по горизонталі результати вимірювань комах у послідовності від найменшого до найбільшого значення, а по вертикалі відклавши їхню довжину тіла.

7. Розгляньте зображення нормальних екземплярів дрозофіл (дика форма). Визначте й запишіть характерні ознаки: колір тіла, форму крил, колір очей.

8. Розгляньте зображення мутантних екземплярів дрозофіл (усіх наявних форм). Визначте й запишіть характерні ознаки: колір тіла, форму крил, колір очей.

9. Запишіть особливості кожної з мутантних форм, за якими вона відрізняється від нормальних особин.

10. Зробіть висновок, у якому вкажіть, з якими характерними особливостями модифікаційної та мутаційної мінливості ви ознайомилися.

Практична робота

Тема. Складання схем схрещування

Мета: удосконалити навички складання схем схрещування й розв’язування елементарних генетичних задач.

Обладнання й матеріали: таблиці із зображенням схем законів Г. Менделя, роздавальні картки із задачами, підручник, зошит.

Алгоритм складання схеми схрещування

1. Визначення й запис генотипів батьків, виходячи з умов задачі.

2. Визначення гамет, які утворюють генотипи батьків. При цьому слід ураховувати, що кількість типів гамет, які утворює особина, визначають за формулою X = 2 n , де X — кількість типів гамет, які утворює особина, а п — кількість гетерозиготних генів у генотипі цієї особини.

3. Побудова решітки Пеннета. При цьому слід ураховувати, що кількість стовпців і рядків у цій таблиці дорівнює кількості типів гамет, які утворюють материнська й батьківська особини.

4. Визначення генотипів і фенотипів нащадків, які утворяться в результаті схрещування, шляхом аналізу генотипів, що утворилися внаслідок сполучення гамет у відповідних комірках решітки Пеннета.

1. Задача на моногібриде схрещування.

Складіть схему схрещування і запишіть розв’язання задачі.

У квасолі алель чорного забарвлення насінин (А) домінує над алелем білого забарвлення (а). Визначте генотипи і фенотипи нащадків у схрещуванні Аа х Аа.

2. Задача на дигібридне схрещування.

Складіть схему схрещування і запишіть розв’язання задачі.

У рослини один ген визначає висоту рослини (домінантний алель А — висока рослина, рецесивний алель а — карликова рослина), а другий ген — забарвлення плодів (домінантний алель В — червоні плоди, рецесивний алель b — жовті плоди). В обох випадках домінування повне. Схрестили рослини з генотипами АаВb і ааВb. Визначте генотипи і фенотипи нащадків першого покоління.

3. Задача на схрещування, зчеплене зі статтю.

Складіть схему схрещування і запишіть розв’язання задачі.

У дрозофіл ген В, який визначає колір тіла, розташований у Х-хромосомі. Його домінантний алель (В) зумовлює сіре забарвлення тіла, а рецесивний алель (b) — жовте забарвлення тіла. Схрестили самку, яка має жовтий колір тіла, із самцем, тіло якого має сіре забарвлення. Які генотипи й фенотипи матимуть нащадки від цього схрещування?

4. Зробіть висновок, указавши особливості складання схем схрещування для кожного з типів задач.

Практична робота

Тема. Порівняння будови та процесу розмноження клітинних і неклітинних форм життя

Мета: порівняти особливості будови та процеси розмноження клітинних і неклітинних форм життя на прикладі вірусів і бактерій.

Обладнання й матеріали: схеми будови клітини бактерій та вірусів, схема поділу бактеріальної клітини, схема розмноження вірусів, мікрофотографії клітини бактерій і віріонів вірусів, підручник, зошит.

1. Розгляньте схему будови бактеріальної клітини на малюнку або фотографії.

2. Замалюйте схему будови клітини в зошиті. Укажіть на ній цитоплазму, бактеріальну хромосому і клітинну стінку.

3. Розгляньте схему будови віріона на малюнку або фотографії.

4. Замалюйте схему будови віріона в зошиті. Укажіть на ній білкову оболонку й нуклеїнову кислоту.

5. Розгляньте схему поділу бактеріальної клітини та схему розмноження вірусу.

6. Укажіть риси подібності й відмінності між поділом бактеріальної клітини та схемою розмноження вірусу.

7. Зробіть висновок, у якому вкажіть, які особливості будови й розмноження притаманні клітинним і неклітинним формам життя.

§ 12. Будова, властивості та функції ДНК

Пригадайте: які речовини відносять до моносахаридів, біополімерів? Де в клітинах зберігається спадкова інформація? Які організми називають еукаріотами та прокаріотами? Які процеси називають денатурацією, ренатурацією та деструкцією? Що ви знаєте про антитіла та антигени?

• Будова ДНК. Молекули ДНК у клітинах еукаріотів містяться в ядрі, пластидах і мітохондріях, а прокаріотів – в особливих ділянках цитоплазми. Розшифрування структури ДНК має свою історію. 1950 року американський учений українського походження Ервін Чаргафф (1905-2002) та його колеги виявили певні закономірності кількісного вмісту нітратних основ у молекулі ДНК:

по-перше, кількість нуклеотидів, що містять аденін у будь-якій молекулі ДНК, дорівнює числу нуклеотидів, які містять тимін (А = Т), а число нуклеотидів з гуаніном – числу нуклеотидів з цитозином (Г = Ц);

по-друге, сума нуклеотидів з аденіном і гуаніном дорівнює сумі нуклеотидів з тиміном і цитозином (А + Г = Т + Ц). Як ви же знаєте, це відкриття сприяло встановленню в 50-х роках XX ст. просторової структури молекули ДНК (мал. 12.1).

Мал. 12.1. Молекула ДНК: 1 – схема будови; 2 – просторова модель; зверніть увагу: між комплементарними нуклеотидами Г-Ц утворюються три водневі зв’язки, а між А-Т – лише два. Обидва ланцюги ДНК закручені навколо спільної осі, а також один навколо іншого

Молекула ДНК складається з двох ланцюгів нуклеотидів, які сполучаються між собою за допомогою водневих зв’язків. Ці зв’язки виникають між двома нуклеотидами, які ніби доповнюють один одного за розмірами. Встановлено, що залишок аденіну (А) нуклеотиду одного ланцюга молекули ДНК завжди сполучається із залишком тиміну (Т) нуклеотиду іншого ланцюга (між ними виникає два водневі зв’язки), а гуаніну (Г) – з цитозином (Ц) (між ними виникає три водневі зв’язки).

Чітка відповідність нуклеотидів у двох ланцюгах ДНК має назву комплементарність (від лат. комплементум – доповнення). При цьому два ланцюги нуклеотидів обвивають один одного, створюючи закручену вправо спіраль діаметром приблизно 2 нм [1 нм (нанометр) дорівнює 1 • 10 -6 мм]. Так виникає вторинна структура молекули ДНК, тоді як первинна – це певна послідовність залишків нуклеотидів, розташованих у вигляді подвійного ланцюга. При цьому окремі нуклеотиди сполучаються між собою в ланцюжок за рахунок особливого різновиду міцних ковалентних зв’язків, які виникають між залишком вуглевода одного нуклеотиду та залишком ортофосфатної кислоти іншого.

Молекули ДНК у клітині становлять компактні структури. Наприклад, довжина ДНК найбільшої хромосоми людини дорівнює 8 см, але вона скручена таким чином, що вміщується в хромосомі завдовжки 5 мкм. Це відбувається завдяки тому, що дволанцюгова спіраль ДНК зазнає подальшого просторового ущільнення, формуючи третинну структуру – суперспіраль. Така будова характерна для ДНК хромосом еукаріотів і зумовлена взаємодією між ДНК та ядерними білками. У ядерній зоні клітин прокаріотів молекула ДНК має кільцеву будову.

Отже, запам’ятайте: у клітинах прокаріотів та еукаріотів молекули ДНК завжди складаються з двох ланцюгів.

• Властивості ДНК. Так само як і молекули білків, молекули ДНК здатні до денатурації та ренатурації, а також деструкції. За певних умов (дія кислот, лугів, високої температури тощо) водневі зв’язки між комплементарними нітратними основами різних ланцюгів молекули ДНК розриваються. При цьому молекула ДНК повністю або частково розпадається на окремі ланцюги й відповідно втрачає свою біологічну активність. Після припинення дії негативних чинників структура молекули може відновлюватися завдяки поновленню водневих зв’язків між комплементарними нуклеотидами.

Мал. 12.2. Процес самоподвоєння молекули ДНК: за участі ферменту розшиваються водневі зв’язки (1) і на кожному материнському ланцюзі за принципом комплементарності добудовується дочірній (2)

Важлива властивість молекул ДНК – їхня здатність до самоподвоєння. Це явище ще називають реплікацією. Воно ґрунтується на принципі комплементарності: послідовність нуклеотидів у новоствореному ланцюзі визначається їхнім розташуванням у ланцюзі материнської молекули ДНК. При цьому ланцюг материнської молекули ДНК слугує матрицею.

Реплікація ДНК – напівконсервативний процес, тобто дві дочірні молекули ДНК містять по одному ланцюгу, успадкованому від материнської молекули, і по одному – синтезованому заново (мал. 12.2). Завдяки цьому дочірні молекули ДНК є точною копією материнської. Це явище забезпечує точну передачу спадкової інформації від материнської молекули ДНК дочірнім.

• Функції ДНК. Основні функції ДНК – це кодування, збереження та реалізація спадкової інформації, передача її дочірнім клітинам при розмноженні. Зокрема, окремі ланцюги молекули ДНК слугують матрицею для синтезу різних типів молекул РНК (мал. 12.3). Цей процес називається транскрипцією.

Одиницею спадковості всіх організмів є ген – ділянка молекули ДНК (у деяких вірусів – РНК), який несе спадкову інформацію про структуру певного білка або нуклеїнової кислоти. Отже, саме ДНК кодує і зберігає спадкову інформацію в організмі і забезпечує її передачу дочірнім клітинам під час поділу материнської. Функціонально ген – цілісна одиниця спадковості, бо будь-які порушення його будови змінюють закодовану в ньому інформацію або призводять до її втрати.

Гени поділяють на структурні, які кодують структуру білків і рибонуклеїнових кислот, та регуляторні, що слугують місцем приєднання ферментів та інших біологічно активних речовин. Ці речовини впливають на активність структурних генів і беруть участь у процесах подвоєння ДНК та переписування спадкової інформації на молекули РНК.

Мал. 12.3. Синтез молекули РНК (1) на одному з ланцюгів молекули ДНК (2). Ці процеси забезпечує специфічний фермент – РНК-полімераза (3)

Сукупність генетичної інформації, закодованої в генах певної клітини або цілісного організму, має назву геном. Це цілісна інтегрована система, де окремі гени взаємодіють між собою.

Кількість генів у різних організмів значно коливається. Найпростіше організований геном вірусів, у якому від одного до кількох сотень структурних генів. Геном прокаріотів має складнішу будову і включає як структурні, так і регуляторні гени. З’ясовано, що в бактерії кишкової палички молекула ДНК складається з 3 800 000 пар нуклеотидів, а структурних генів у неї – близько тисячі. Встановлено також, що майже половина довжини молекули ДНК кишкової палички зовсім не несе генетичної інформації.

Геном еукаріотів має ще складнішу структуру: кількість ДНК у їхньому ядрі більша, а отже, більша й кількість структурних і регуляторних генів.

Дослідження геному різноманітних еукаріотів показало, що кількість ДНК в їхньому ядрі перевищує необхідну для кодування всіх структурних генів у багато разів. Причини цього явища різні. По-перше, ДНК містить чимало послідовностей, кожна з яких повторюється до сотень тисяч разів. По-друге, значна частина ДНК взагалі не несе генетичної інформації. По-третє, присутня велика кількість регуляторних генів.

У деяких випадках неінформаційні (некодуючі) ділянки молекули ДНК можуть становити 80-90 %, тоді як ті, що кодують структуру білків чи РНК, – тільки 10-20 %. Ділянки некодуючої ДНК виявлено у складі структурних генів. Було доведено, що ген складається з окремих блоків (частин). Одні з них копіюються в іРНК і несуть інформацію про структуру певних сполук, а інші – ні.

Отже, запам’ятайте, гени еукаріотів мають мозаїчну будову. ділянки генів, які кодують спадкову інформацію, називають екзонами, ті, що не кодують, – інтронами. Окремі інтрони можуть уміщувати від 100 до 1 000 000 нуклеотидних пар і більше. Кількість інтронів усередині генів різна: у гені гемоглобіну – 2, яєчного білка – 7, білка-колагену курки – 51. Кількість і розташування інтронів специфічні для кожного гена.

Раніше вважали, що гени мають чітко визначене місце в складі молекули нуклеїнової кислоти. Але в 60-х роках XX ст. було виявлене переміщення фрагментів ДНК з однієї ділянки до іншої. Якщо такий фрагмент опиняється в кодуючій послідовності нуклеотидів певного гена, то цей ген втрачає свою функцію. Якщо ж такий стрибаючий ген опиняється поруч з іншим, то його функції можуть змінитися. Вважають, що існують генетичні програми, які зумовлюють перебудову окремих ділянок молекули ДНК.

У певних випадках самочинна перебудова молекул ДНК може мати для організму важливе значення. Наприклад, молекулярний аналіз показав, що різноманітність антитіл у ссавців і людини може бути зумовлена саме цим явищем.

Утім, ушкоджені молекули ДНК здатні відновлюватися. При цьому за участі специфічних ферментів ушкоджені ділянки ДНК вирізаються, а на їхньому місці за допомогою іншого ферменту (ДНК-полімерази) відновлюється відповідна послідовність нуклеотидів. Ще один фермент допомагає вбудувати відновлений фрагмент у ланцюг ДНК. Цей процес дістав назву репарація (від лат. репаратіон – відновлення).

Ключові терміни та поняття. Дезоксирибонуклеїнова кислота (ДНК), принцип комплементарності, гени структурні та регуляторні, екзони та інтрони.

Коротко про головне

• Молекула ДНК складається з двох ланцюгів нуклеотидів, які сполучаються між собою за допомогою водневих зв’язків. Чітка відповідність нуклеотидів у ланцюгах ДНК, між якими виникають водневі зв’язки, має назву комплементарність.
• Молекули ДНК здатні до денатурації та ренатурації, а також деструкції. Вони також здатні до реплікації – самоподвоєння.
• Основні функції ДНК – це кодування, збереження та реалізація спадкової інформації, передача її дочірнім клітинам при розмноженні.
• Гени поділяють на структурні, які кодують структуру білків і рибонуклеїнових кислот, та регуляторні, що слугують місцем приєднання ферментів та інших біологічно активних речовин.

Запитання для самоконтролю

1. Які особливості будови ДНК? 2. Що спільного й відмінного в будові молекул ДНК і РНК? 3. Яка просторова структура молекули ДНК? Хто її запропонував? 4. У чому полягають функції ДНК у клітині? 5. Що таке ген і геном? Які є різновиди генів? 6. Яка будова структурних генів?

Які зв’язки будуть насамперед руйнуватися при дії на молекулу ДНК різних чинників: між сусідніми нуклеотидами, що входять до складу одного ланцюга, або між комплементарними нуклеотидами різних ланцюгів? Відповідь обґрунтуйте.