Краткая характеристика нуклеиновых кислот клеток высших организмов

Таблица 5.

Тип нуклеиновой кислоты	Молекулярная масса	Локализация в клетке	Функция
ДНК	10^11	Ядро Митохондрии	Хранение генетической информации и участие в передаче ее дочерней ДНК при делении клетки или РНК в биосинтезе белка
мРНК	4×10^4 – 1,2×10^6	Ядро Цитоплазма	Является копией участка ДНК, содержащего информацию о структуре молекулы белка. Переносит информацию от ДНК к рибосомам – месту синтеза белка
тРНК	2,5×10^4	Гиалоплазма, рибосомы, митохондрии	Участвует в активировании аминокислот, их транспорте к рибосомам и сборке из аминокислот белков
рРНК	4×10^4-1,75×10^6	Рибосомы	Образует скелет рибосом, который окутывается белками. Играет вспомогательную роль при сборке белка на рибосомах

Выделение нуклеопротеидов из биологического материала можно осуществить различными методами: экстракцией водой или слабыми и средними растворами щелочей и солей с последующим осаждением нуклеопротеидами уксусной кислотой, ультрацентрифугированием, гельфильтрацией. При применении любого из них сначала надо разрушить клеточную оболочку. Для этого материал, взятый для исследования, гомогенизируют. Все нуклеопротеиды можно подвергнуть гидролитическому распаду, при котором происходит последовательный разрыв сначала эфирных, а затем гликозидных связей. Сначала нуклеопротеиды распадаются на простые белки и нуклеиновые кислоты. Затем белки могут подвергнуться гидролизу до пептидов и аминокислот. Нуклеиновые кислоты расщепляются с образованием нуклеотидов, которые затем подвергаются гидролизу с образованием пуриновых и пиримидиновых оснований, рибозы или дезоксирибозы и фосфорной кислоты. Пи мягком гидролизе происходит сравнительно неглубокий распад белка. Пиримидиновые нуклеотиды при таком гидролизе не распадаются, а пуриновые распадаются с образованием пуриновых оснований (аденин и гуанин), рибозы и фосфорной кислоты. Проводя гидролиз при определенных условиях, можно последовательно выделить различные промежуточные продукты гидролитического распада нуклеопротеидов и определить их с помощью качественных реакций. 4. ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 4.1. Выделение рибонуклеопротеидов

Ход работы

Для получения рибонуклеопротеидов в ступку помещают 10 г дрожжей. Добавляют 4 мл водно-эфирной смеси (1:1) и перемешивают. Затем добавляют 5 г кварцевого песка и тщательно растирают, приливая небольшими порциями 50 мл 0.4% NaOH. Полученную массу растирают не менее 15 минут, после чего суспензию фильтруют через бумажный фильтр или центрифугируют. Полученный осадок выбрасывает, а фильтрат (центрифугат) собирают, помещают в стакан и понемногу добавляют 10% раствор уксусной кислоты (около 5-6 мл). После каждого прибавления проверяют лакмусовой бумажкой реакцию среды. Кислоту добавляют до тех пор, пока реакция среды не станет слабокислой. В этих условиях нуклеопротеиды выпадают в осадок. Полученную суспензию центрифугируют, фильтрат сливают и отделяют осадок нуклеопротеидов.

4.2. Гидролиз нуклеопротеидовдрожжей.

Для изучения химического состава нуклеопротеидов проводят кислотный гидролиз дрожжей, богатых нуклеопротеидами, и выявляют продукты гидролиза - полипептиды, пуриновые основания, углевод и фосфорную кислоту специфическими для каждого вещества реакциями.

Ход работы

В большую широкую пробирку (15х1,5 см) помещают 0,5 г свежих пекарских или 0,1 г сухих дрожжей и заливают 4 мл 10% раствора серной кислоты. Пробирку закрывают пробкой, холодильником в которой служит стеклянная трубка длиной 25-30 см, и ставят на асбестовую сетку.

Через 1 час после начала кипения жидкости гидролиз прекращают, дают содержимому остыть, фильтруют и в фильтрате определяют продукты гидролиза нуклеопротеидов.

4.3. Качественные реакции на продукты гидролиза нуклеопротеидов

Определение белков и пептидов

При проведении гидролиза при условиях, указанных в п.4.2, белки подвергаются ему лишь частично и расщепляются только для пептидов. Белки и пептиды в гидролизате обнаруживают с помощью биуретовой реакции.

Ход работы

Биуретовая реакция на полипептиды. К 5 каплям гидролизата добавляют 10 капель 10% раствора NаОН и одну каплю 1% раствора сернокислой меди. Жидкость окрашивается в фиолетовый цвет.

4.4. Открытие пуриновых основанийСеребряная проба на пуриновые основания. 10 капель гидролизата нейтрализуют одной каплей аммиака и добавляют 5 капель 1% раствора азотнокислого серебра. Через 3-5 минут выпадает рыхлый бурый осадок серебряных соединений пуриновых оснований (аденина, гуанина).4.5. Открытие пентоз Обнаружение пентоз основано на их дегидратации концентрированными кислотами с образованием фурфурола, который дает с тимолом (реакция Молиша), α-нафтолом и орцином окрашенные соединения. Внимание! Эти реакции проводят только с сухих пробирках.Рибозу и дезоксирибозу можно открыть реакцией с дифениламином, который с рибозой дает зеленой окрашивание, а с дезоксирибозой – синее.4.5.1. Реакция Молиша

Ход работы

Качественная реакция Молиша на рибозу и дезоксирибозу. К 10 каплям гидролизата дрожжей добавляют 2-3 капли 1% спиртового раствора тимола или a-нафтола, перемешивают и по стенке пробирки осторожно приливают 20 капель концентрированной серной кислоты. При встряхивании на дне пробирки появляется красное окрашивание вследствие образования продуктов конденсации фурфурола с тимолом или a-нафтолом.

4.5.1.1. В пробирку наливают 10 капель гидролизата, добавляют 1-2 капли 0.1%-ного раствора α-нафтола и хорошо перемешивают. Затем осторожно, по стенке пробирки, приливают 10-15 капель концентрированной серной кислоты. При стоянии на границе раздела двух фаз появляется фиолетовое окрашивание.4.5.1.2. В пробирку наливают 10 капель гидролизата, добавляют 10-15 капель орцина и 10-15 капель концентрированной серной кислоты. Смесь нагревают до кипения и наблюдают появление окрашивания (зеленого или розово-красного).4.5.2. Открытие рибозы и дезоксирибозы

Ход работы

Проба Троммера на рибозу и дезоксирибозу. К 5 каплям гидролизата добавляют 10 капель 30% раствора едкого натра и 1-3 капли 7% раствора сернокислой меди до появления стойкого осадка гидроокиси меди. Жидкость перемешивают и нагревают до кипения. В результате выпадает красный осадок закиси меди или желтый осадок гидрата окиси меди вследствие окисления рибозы и восстановления гидрата окиси меди в гидрат закиси меди.4.6. Обнаружение фосфорной кислоты

Ход работы

4.6.1. Молибденовая проба. К 20 каплям молибденового реактива (раствор молибденовокислого аммония в азотной кислоте) добавляют 2-3 капли гидролизата и кипятят несколько минут на огне. В присутствии фосфорной кислоты жидкость окрашивается в лимонно-желтый цвет. При охлаждении выпадает желтый кристаллический осадок комплексного соединения фосфорно-молибденовокислого аммония (NH₄)₃PO₄ x 12MoO₃.

Результаты работы заносят в таблицу 6:

Результаты опыта Таблица 6.

Название сложного белка	Простетическая группа	Наименование реакции, обнаруживающей компоненты протеида	Употребляемые реактивы, условия проведения реакции	Чем обусловлена реакция

4.6.2. В пробирку наливают 10 капель гидролизата и постепенно добавляют концентрированный раствор аммиака до появления резкого запаха, а затем 10 капель магнезиальной смеси. Образуется кристаллический осадок фосфата магний-аммония MgNH₄PO₄. 5. СОСТАВЛЕНИЕ ОТЧЕТА Отчет составляется с указанием цели, задания, включает уравнения протекания реакций, экспериментальные данные и выводы. 6. ВОПРОСЫ ДЛЯ КОНТРОЛЯ

6.1. Какие виды нуклеопротеидов Вы знаете? Чем представлена их простетическая группа? Как связаны между собой белковая и небелковая части нуклеопротеидов?

6.2.Дайте определение нуклеозида, нуклеотида, нуклеиновой кислоты. В чем отличие перечисленных соединений друг от друга?

6.3.Какие типы нуклеиновых кислот Вам известны? В чем их отличие друг от друга?

6.4.Что представляет собой вторичная структура ДНК и РНК? Имеются ли отличия между этими молекулами по вторичной структуре? В чем они заключаются?

6.5. Какие способы выделения нуклеопротеидов существуют и на чем они основаны?

6.6.Напишите схему гидролитического распада нуклеопротеидов. Назовите конечные продукты этого процесса.

6.7. Где в клетке локализуется ДНК?

6.8. При помощи каких связей соединены в нуклеотиде друг с другом основание и сахар, сахар и фосфорная кислота?6.9.Какие ткани наиболее богаты дезоксирибонуклеопротеидами? Какие физико-химические свойства лежат в основе выделения ДНП из тканей?

6.10. Какие качественные реакции характерны для составных частей нуклеопротеидов? Какие компоненты нуклеопротеидов они обнаруживают?

6.11. Какие виды РНК Вам известны? В чем биологическое значение их существования? Где локализуются эти молекулы в клетке? Какие вещества называют нуклеопротеидами?

Тема: ГЛИКОПРОТЕИДЫ 1. ЦЕЛЬ Изучить состав и строение гликопротеидов. 2. ЗАДАЧИ

2.1. Выделить муцин из слюны и мукоидов из ткани аорты и обнаружить углеводный компонент в их составе.

2.2. Провести реакции, доказывающие присутствие углеводного компонента в муцине.2.3. Провести реакции, доказывающие присутствие белкового компонента в муцине.

Дата добавления: 2015-07-08