Типы : 1. Дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК).2. Рибонуклеиновая кислота(рнк)

Вопрос.

Биомедици́на, также называемая теоретической медициной — раздел медицины, изучающий с теоретических позиций организм человека, его строение и функцию в норме и патологии, патологические состояния, методы их диагностики, коррекции и лечения^[1].

Биомедицина включает накопленные сведения и исследования, в большей или меньшей степени общие медицине, ветеринарии, стоматологии и фундаментальным биологическим наукам, таким, как химия, биологическая химия, биология, гистология, генетика, эмбриология, анатомия, физиология, патология, биомедицинский инжиниринг^[2], зоология, ботаника и микробиология^[3]^[4]^[5].

Как правило, биомедицина не затрагивает практику медицины в такой степени, в какой она занята теорией и исследованиями в медицине. Результаты биомедицины делают возможным появление новых лекарственных средств, индуцированных стволовых клеток для клеточной терапии, более глубокое, молекулярное понимание механизмов, лежащих в основе болезни, тем самым создавая фундамент для всех медицинских приложений, диагностики и лечения

Вопрос

Для европейской медицины непреходящее значение имеет этика древнегреческого врача Гиппократа (ок. 460 – ок. 370 гг. до н. э.), воззрения которого, изложены в книгах «Корпуса Гиппократа»: «Клятва», «Закон», «О враче», «О благоприличном поведении», «Наставления» и др. В «Клятве» Гиппократ определил фундаментальные принципы традиционной медицинской этики, многие из которых являются актуальными и на сегодняшний день. В первой части сочинения древнегреческий врач подчеркивает, что отношение ученика, который обучается искусству врачевания, должны строиться на почтении и уважении к учителю. Вторая часть «Клятвы» посвящена отношению врача к больному. В ее основе лежат следующие идеи:

- воздержание от причинения всякого вреда и несправедливости по отношению к больному («Не навреди!»);

- запрет на использование смертельного средства, даже если об этом просит больной;

- запрет на аборт;

- воздержание от всего неправедного и пагубного, от интимных отношений с больными;

- забота о пользе больного;

- запрет разглашать врачебную тайну.

Вопрос.

Белки́ (протеи́ны, полипепти́ды^[1]) — высокомолекулярные органические вещества, состоящие из альфа-аминокислот, соединённых в цепочку пептидной связью. В живых организмах аминокислотный состав белков определяется генетическим кодом, при синтезе в большинстве случаев используется 20 стандартных аминокислот. Множество их комбинаций создают молекулы белков с большим разнообразием свойств. Кроме того, аминокислотные остатки в составе белка часто подвергаются посттрансляционным модификациям, которые могут возникать и до того, как белок начинает выполнять свою функцию, и во время его «работы» в клетке. Часто в живых организмах несколько молекул разных белков образуют сложные комплексы, например, фотосинтетический комплекс.

Белки

Первичная структура белка -Представляет собой линейную цепь аминокислот, расположенных в определенной последовательности и соединенных между собой пептидными связями.

Вторичная структура белка –Низший уровень пространственной организации белка. Фрагменты пространственной структуры биополимер, имеющие периодическое строение полимерного остова.· α - спираль - остов пептидной цепи закручивается в спираль- так что радикалы аминокислот обращены кнаружи от спирали· β – спираль - остовы пептидных цепей не скручены , а имеют зигзагообразную, складчатую конфигурацию

Структура определяется первичной структурой белка. Удерживается водородными связями

Третичная структура белка – образование белковой глобулы связи между радикалами аминокислот. Полная укладка в пространстве всей полипептидной цепи, включая укладку боковых радикалов. Дисульфидные, ионные, водородные, гидрофобные связи. Приобретение белком функции активности.

Подвижность структуры- важнейший способ изменения биологической активности.

Четвертичная структура белка-состоит из нескольких субъединиц, связывание субъединиц может происходить лишь после образования третичной структуры. Пример- гемоглобин, иммуноглобулин

Вопрос.

Функции белков в клетках живых организмов более разнообразны, чем функции других биополимеров — полисахаридов и ДНК. Так, белки-ферменты катализируют протекание биохимических реакций и играют важную роль в обмене веществ. Некоторые белки выполняют структурную или механическую функцию, образуя цитоскелет, поддерживающий форму клеток. Также белки играют ключевую роль в сигнальных системах клеток, при иммунном ответе и в клеточном цикле.

Свойства белков

· Разная растворимость в воде. Растворимые белки образуют коллоидные растворы.

· Гидролиз - под действием растворов минеральных кислот или ферментов происходит разрушение первичной структуры белка и образование смеси аминокислот.

3. Денатурация - частичное или полное разрушения пространственной структуры, присущей данной белковой молекуле. Денатурация происходит под действием
высокой температуры

· - растворов кислот, щелочей и концентрированных растворов солей

- растворов солей тяжёлых металлов
- некоторых органических веществ (формальдегида, фенола)
- радиоактивного излучения

· Ренатурация-восстановление структуры белка, когда не произошло разрушение первичной структуры молекулы и восстановились нормальные условия среды.

· Лиганды–влияют на структуру белка: стабилизируют, меняют третичную структуру , обьединяет глобулы, обеспечивают подвижность субъединиц белка.

· Шапероны – обеспечивают правильный фолдинг новообразованных белков , контроль за рефолдингом , участие во внутриклеточном транспорте белков.

Вопрос.

Нуклеиновые кислоты – материальные субстрат наследственности и изменчивости , это макромолекулы, биополимеры мономеры которых являются нуклеотиды.

Типы : 1. Дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК).2. Рибонуклеиновая кислота(рнк).

Каждый нуклеотид сод.3 хим.компонентов.:азотистое основание, сахар-пентоза,(рибоза или дезоксирибоза)остаток фосфора кислоты. Разлиают нуклеотиды от азотистых оснований: Аденин,гуанин, цитозин, тимин, урацил.

Особенности .

В 1953 америк. Биофизик уотсон и анг. Биофизик и генетик ф.крик представили трехмерную модель молекулы днк.

Молекулы днк хранят наследственную информацию и структуре специфических для каждого организма белков.

Молекулы днк обеспечивают передачу наследственной информации от клетки к клетке , от организма к организму .

Молекулы днк участвуют в реализации генетической информации, т.е участвуют в процессе синтеза полептидов.

Молекула днк очень стабильна благодаря своей уникальной структуре . Стабильность позовляет максимально сохранить закодированную информацию и передавать ее следующим поколениям.

Ген – это участок цепи днк последовательность нуклеотидов , определяющая последовательность аминокислот в полипептиде. ДНК – это химическая основа генов. Гены расположены линейно на днк.

Первичная структура представляет собой линейную последовательность дезоксирибонуклеотидов в одной цепочке. В такой форме в природе ДНК не существует, но именно первичная структура (последовательность нуклеотидов) определяет все ее свойства.
Вторичная структура – две полинуклеотидовые цепочки, каждая из которых закручена в спираль вправо и обе закручены вправо вокруг одной оси. Две цепочки удерживаются рядом за счет водородных связей между азотистыми основаниями разных цепочек. Азотистые основания, образующие пары по принципу Чаргаффа (а это всегда одно пуриновое и одно пиримидиновое) , называются комплементарными: А = Т; G = С. Адениновый и тимидиновый соединяются двумя Третичная структура ДНК и структуры более высокого порядка представляют собой дальнейшую спирализацию и суперспирализацию молекулы ДНК.водородными связями, а гуаниновый и цитозиновый – тремя.

Вопрос.

Митохондриальная ДНК (мтДНК) — ДНК, находящаяся (в отличие от ядерной ДНК) в митохондриях, органоидах эукариотических клеток.

Гены, закодированные в митохондриальной ДНК, относятся к группе плазмагенов, расположенных вне ядра (вне хромосомы). Совокупность этих факторов наследственности, сосредоточенных в цитоплазме клетки, составляет плазмон данного вида организмов (в отличие от генома).

Особенности.

Кодирующие последовательности (кодоны) митохондриального генома имеют некоторые отличия от кодирующих последовательностей универсальной ядерной ДНК.

Так, кодон AUA кодирует в митохондриальном геноме метионин (вместо изолейцина в ядерной ДНК), кодоны AGA и AGG — терминаторные кодоны (в ядерной ДНК кодируют аргинин), кодон UGA в митохондриальном геноме кодирует триптофан^[22].

Если говорить точнее, то речь идёт не о митохондриальной ДНК, а о мРНК, которая списывается (транскрибируется) с этой ДНК перед началом синтеза белка. Буква U в обозначении кодона обозначает уридин, который при транскрипции гена в РНК заменяет тимин.

Количество генов тРНК (22 гена) меньше, чем в ядерном геноме с его 32 генами тРНК^[22].

В человеческом митохондриальном геноме информация настолько сконцентрирована, что в последовательностях кодирующих мРНК, как правило, частично удалены нуклеотиды, соответствующие 3'-концевым терминаторным кодонам.

Вопрос.

Свойства.

ДНК обладает особыми свойствами: способностью к самоудвоению (репликации) и способностью к самовосстоновления (репарация).

Функции ДНК:

* Молекулы ДНК хранят (содержат) наследственную информацию (программу) о структуре специфических для каждого организма белков.
* Молекулы ДНК обеспечивают передачу наследственной информации от клетки к клетке, от организма к организму.
* Молекулы ДНК участвуют в реализации генетической информации, т. е. участвуют в процессе синтеза полипептидов.

Вопрос.

Матричная РНК, также её называют информационной(мРНК), является молекулой, обеспечивающей перенос генетической информации с днк к месту синтеза белка. Она является короткоживущей (от 20 мин до нескольких часов у эукариот), ее в клетке около 5 %. На 5'-конце зрелой мРНК находится «колпачок» или кэп, который защищает 5'-конец мРНК от действия ферментов разрушающих ее структуру. 5'-нетранслируемый участок необходим для связывания мPНК с рибосомой, но она не кодирует последовательность аминокислот. Вторичная структура мРНК на линейной молекуле мPНК формируются двуспиральные шпильки, которые способствуют узнаванию определенных участков рибосом. Кодирующая часть содержит информацию о последовательности аминокислот в белке. И у прокариот, и у эукариот часть зрелой мРНК лишена интронов некодирующих последовательностей. По oкончанию кодирующей части находится кодон терминации один из трех бессмысленных кодонов(УАА, УАГ, УГА). За Этим кодоном Может следовать еще 3'-нетранслируемый участок, значительно превышающий по длине 5'-нетранслируемую область. Почти все зрелые мPНК эукариот(кроме гистоновых мРНК) на 3'-конце содержит поли(A)-фрагмент из 150-200 адениловых нуклеотидов. 3'-нетранслируемый участок, и поли(А) фрагмент имеют отношение к регуляции продолжительности в жизни мРНК. В клетках молекулы мРНК практически всегда связаны с белками.

Вопрос.

Транспортная РНК(тРНК) в состав тPНК входит около 100 нуклеотидов. Для каждой из 20-ти аминокислот имеется от одного до шести видов ТРНК. Среди них большое количество модифицированных(минорных) нуклеотидов (дигидроуридин, инозин, метилyридин, метилинозин). В состав тРНК входят 4 двух цепочечных спиральных участка причем 3 из них являются «шпильками». Благодаря образованию шпилек тРНК приобретает характерную структуру «клеверного листа». 3-конец тPНК называется акцепторным. Здесь присоединяется аминокислота. В противоположной стороне от акцепторной ветви располагается антикодон. Антикодoновая петля участок из 7 нуклеотидов в середине цепи. Три из этих нуклеотидов выполняют функцию антикодона, который комплементарно взаимодействует с соответствующим кодоном в цепи тРНК. Дигидроуридиловая, и псевдоуридиловая петли способствуют формированию специфичной для данной тРНК третичной структуры. Функция тPнк осуществляет транспорт аминокислот к рибоcoме к:

Функции тРНК˸ 1) транспорт аминокислот к месту синтеза белка, к рибосомам, 2) трансляционный посредник. В клетке встречается около 40 видов тРНК, каждый из них имеет характерную только для него последовательность нуклеотидов. Однако у всех тРНК имеется несколько внутримолекулярных комплементарных участков, из-за которых тРНК приобретают конформацию, напоминающую по форме лист клевера. У любой тРНК есть петля для контакта с рибосомой (1), антикодоновая петля (2), петля для контакта с ферментом (3), акцепторный стебель (4), антикодон (5). Аминокислота присоединяется к 3'-концу акцепторного стебля. Антикодон — три нуклеотида, ʼʼопознающиеʼʼ кодон иРНК. Следует подчеркнуть, что конкретная тРНК может транспортировать строго определенную аминокислоту, соответствующую её антикодону. Специфичность соединения аминокислоты и тРНК достигается благодаря свойствам фермента аминоацил-тРНК-синтетаза.

Вопрос.

Строение и функции рРНК

Рибосомальные РНК - основа формирования субъединиц рибосом. Среди азотистых оснований больше содержания гуанина и цитозина.

Рибосома состоит из малой и большой субъединиц, в состав которых входят 60% рРНК и 40% белков. В малой субъединице- 1 молекула рРНК и 30 молекул белка, а в большой- 3 разные молекулы рРНК и 45 молекул белка.

Во вторичной структуре рРНК много двухцепочечных участков и петель.

Функция:

● структурный компонент рибосом

● обеспечивает связание их с определенной нуклеотидной последовательностью мРНК. Этим устанавливается начало и рамка считывания при образовании пептидной связи.

Вопрос.

Репликация – способность к самокопированию это одно из основных свойств наследственного материала. Репликация ДНК обеспечивает воспроизведение наследственной информации при образовании новых клеток. Клеточное деление бывает двух типов: митоз (количество хромосом не изменяется) и мейоз количество хромосом уменьшается в два раза. Репликация днк происходит полуконсервативным способом , когда каждая дочерная молекула ДНК содержит одну материнскую и одну синтезированную цепь. Процесс репликации осуществляется сложным ферментным комплексом (15-20 различных белков). В каждой точке репликации начинаются работать два ферментных комплекса , двигаясь в противоположные стороны – образуя две репликативные вилки. Между вилками образуется «вздутие » или глазок. Каждый комплекс реплицирует обе цепи. В зону соиденения глаза сливается вся молекула ДНК.

Вопрос.

Характеристика репликативного комплекса. В процессе репликации ДНК сложный ферментный комплекс, включающий 15-20 белков-ферментов. Выделяют белки подготавливающие родительскую ДНК к репликации, ферменты полимеризации, ферменты, завершающие репликацию ДНК. Для осуществления репликации цепи материнской ДНК должны быть отделены друг от друга, чтобы стать матрицами на которых будут синтезироваться комплементарные цепи дочерних молекул. Репликация ДНК состоит из следующих периодов: а) инициация репликации б) полимеризация; в) терминация. Репликация происходит двумя механизмами: (1) Непрерывный синтез, ДНК-полимераза добавляет нуклеотиды к 3' концу лидирующей нити. (2) Прерывистый синтез: Праймaза добавляет короткий РНК праймер впереди 5' конца отстающей цепи. Затем ДНК-полимераза добавляет нуклеотиды к праймеру пока пробел не заполняется. ДНК полимераза I заменяет праймер на нуклеотиды ДНК, и ДНК-лигаза сшивает короткие сегменты нуклеотидов к отстающей нити.

Вопрос.

Инициация репликации осуществляется в особых участках ДНК, обозначаемых ori (от англ. origin начало). Точки начала репликации на молекуле ДНК имеют специфическую последовательность основании, богатую парами А-Т.Процесс начинается с того, что с каждой такой последовательностью связывается несколько молекул yзнающих белков. Двойная спираль ДНК в этих локусах, под действием фермента геликазы, разделяется на две цепи, при этом, как правило, по обе стороны от точки начала репликации образуются области расхождения полинуклеотидных цепей- репликационные вилки, которые движутся в противоположных от локуса ori направлениях. Фермент гeликаза разделяет нити двойной цепи ДНК. Образующиеся при этом одинарные цепи ДНК связываются специальными дестабилизирующими белками(SSB-белки), которые растягивают остовы цепей, делая их азотистые основания доступными для связывания с комплементарными нуклеотидами. Разделение спирально закрученных цепей родительской ДНК ферментом геликазы вызывает появление супервитков перед репликационной вилкой. Фермент топoизомераза I разрывает одну цепь ДНК и дает возможность вращаться другой цепи, тем самым ослабляет напряжение в двойной спирали ДНК.

Вопрос.

. Элонгация рост цепи мРНК, т.е. последовательное присоединение нуклеотидов друг к другу в том порядке в котором стоят комплементарные нуклеотиды в транскрибируемой нити ДНК. Примерная скорость движения РНК-полимеразы и синтеза РНК-30 нуклеотидов в секунду.

Вопрос.

Терминация. Сигналом об окончании трансляции служит появление в рибосоме одного из«бесмысленных» (терминирующих, или стоп-кодонов) кодонов мPНК УAA, УАГ или УГА. После окончания терминации трансляции пептидная цепь, тРНК и мРНК покидают рибосому, а субъединицы рибосомы дислоциируют друг от друга и ьеперь готовы начать синтез очередной пептидной цепи.

Вопрос

Репликация ДНК состоит из следующих периодов: а) инициация репликации б) полимеризация; в) терминация. Репликация происходит двумя механизмами: (1) Непрерывный синтез, ДНК-полимераза добавляет нуклеотиды к 3' концу лидирующей нити. (2) Прерывистый синтез: Праймaза добавляет короткий РНК праймер впереди 5' конца отстающей цепи. Затем ДНК-полимераза добавляет нуклеотиды к праймеру пока пробел не заполняется. ДНК полимераза I заменяет праймер на нуклеотиды ДНК, и ДНК-лигаза сшивает короткие сегменты нуклеотидов к отстающей нити.

Вопрос.

Теломеры – концевые участки хромосом, которые не несут генетической информации и защищают ДНК от расщепления нуклеазами и предотвращают слияние молекул.

Функции:Не несут генетической информации..Каждая клетка нашего организма содержит 92 теломеры.Играют важную роль в процессе деления клетки - обеспечивают стабильность генома.Защищают хромосомы в процессе репликации от деградации и слияния.Обеспечивают структурную целостность окончаний хромосом.Защищают клетки от мутаций, старения и смерти.

Теломераза (ДНК-нуклеотидилтрансфераза) – фермент, восстанавливающий длину теломер, обеспечивает сохранность генетической информации при каждым делением клетки. Теломераза есть только в зародышевых клетках и клетках опухолей, в соматических клетках теломераза отсутствует. Состоит из белка и РНК. РНК служит матрицей для синтеза теломер.

Функции: создает матрицу, по которой достраиваются критически короткие теломеры.предотвращает укорочение теломер.защищает клетки от старения.продлевает жизнь клетки.позволяет клетке вернуться к молодому фенотипу, т.е. функционировать по сценарию молодой клетки

Вопрос

Генетический код это определённая последовательность нуклеотидов в ДНК кодирующий последовательность аминокислот в полипептидной цепи любого клеточного белка.Генетический код своеобразный словарь, переводящий текст, записанный с помощью четырех нуклеотидов, в белковый текст, записанный с помощью 20 аминокислот. Остальные аминокислоты, встречающиеся в белке, являются модификациями одной из 20 аминокислот. Элементарной структурой генетического кода является Триплет (кодон), несущий информацию об аминокислоте Триплет( кодон)-это группа, состоящая из трёх соседних нуклеотидов цепи молекулы ДНК. Из четырёх нуклеотидов ,входящих в состав ДНК, может быть составлено 64 триплета(кодона )по три нуклеотида в каждом .Один Триплет содержит информацию только об одной аминокислоте в молекуле белка.

Изучение структуры и свойств кодонов ДНК показало, что из 64 кодонов 61 являются информативными ,кодирующими различные аминокислоты ,3 кодона- бессмысленными ,не несущими информации;они получили название терминальных кодонов (нонсенс кодоны),так как служат сигналами об окончании считывания информации . Свойства генетического кода

Триплетность каждой аминокислоте соответствует три нуклеотида мРНК-кодон. Существуют 64 кодона, из них 61 является смысловыми и 3- бессмысленными(терминирую- щими, stop-кодонами, это триплеты УAА, УАГ и УГА).Непрерывность-(нет разделительных знаков между нуклеотидами)-отсутствие знаков препинания внутри гена. Колинеарность-соответствие линейной последовательности кодонов мРНК и аминокислот в белке..

19вопрос.

Вопрос.

Биосинтез белка-это многостадийный процесс синтеза и созревания белков , протекающий в живых организмах. в биосинтезе белка выделяют три основных этапа : транскрипция, трансляция и фолдинг. Процесс биосинтеза белка требует значительных затрат энаргии. Сигналом об окончании трансляции служит появление в рибосоме одного из«бесмысленных» (терминирующих, или стоп-кодонов) кодонов мPНК УAA, УАГ или УГА. После окончания терминации трансляции пептидная цепь, тРНК и мРНК покидают рибосому, а субъединицы рибосомы дислоциируют друг от друга и ьеперь готовы начать синтез очер.

(транскрипция прокрариот )Фермент, ведущий матричный синтез РНК называется «РНК-полимераза» (не синтезируют РНК-праймеры для репликации, РНК-праймеры синтезируют специальные РНК-полимеразы – праймазы). Он копирует информацию, «записанную» в гене. Так мы будем называть участок ДНК, направляющий комплементарный синтез молекул РНК. Одни из этих молекул кодируют далее синтез белков, а также элементов, участвующих в регулировании этого синтеза. Такие РНК условимся называть «информационными» (иРНК). Другие гены направляют (непосредственно) синтез стабильных молекул клеточных РНК. Впрочем, иногда гены нескольких функционально связанных белков располагаются на ДНК рядом, в виде «кластера» генов и «прочитываются» РНК-полимеразой за один проход. Такую группу генов именуют «опероном». Соответствующая ему иРНК направляет рибосомальный синтез всех этих белков.В клетке E.coli одна и та же РНК-полимераза (ДНК-зависимая РНК-полимераза) ведет синтез всех типов РНК (информационных — иРНК, рибосомальных — рРНК и транспортных — тРНК). Для холофермента РНК-полимеразы известны: молекулярный вес М ~ 487 тыс. дальтон и 5 субъединиц: две α, одна β, одна β΄, одна δ и одна ω (α2ββ΄δω). Альтернативная, форма фермента, называемая кор-ферментом или кором, лишена δ-субъединицы (т.е. кор-фермент + δ-субъединица = холофермент). β-субъединица участвует в связывании рибонуклеозидтрифосфатов в реакциях инициации и элонгации. Комплекс α- и β΄-субъединиц (α2β΄) участвует в неспецифическом прочном связывании с ДНК и в специфичном взаимодействии фермента с промоторами – сайтами, детерминирующими инициацию транскрипции. δ-субъединица (прозрачка 5) обеспечивает эффективное связывание холофермента с промотором, а при ее отсоединении оставшийся кор-фермент переключается на элонгацию. δ-субъединица может снова стимулировать инициацию, специфически связавшись с другой молекулой РНК-полимеразы.

Вопрос

Транскрипция это перенос генетической информации с ДНК на РНК.

Методы:

Инициация. Важнейший этап транскрипции:происходит связывание рнк полимеразы с промотором и образование первой межнуклеотидной связи.Фермент осуществляющий транскрипцию – рнк полимераза. У эукариотов существует 3 вида:рнк полимераза 1- для синтеза ррнк, рнк полимераза 2 для мрнк, рнк полимераза 3- для трнк. Фермент перемещаясь вдоль ДНК поочередно катализирует включение в растущую цепь рибонуклеотидов , комплементарных нуклеотидам матричной цепи днк. У эукариот в промотор входит участок называемый ТАТА-бокс. При инициации транскрипции у эукариот всегда требуется предварительное связывание с промотором целой совокупности белков общих факторов транскрипции, с образованием комплекса. Кроме того, инициация транскрипции гена зависит от прочих транскрипционных факторов, взаимодействующих с энхансерами этого гена.

Вопрос

Элонгация. Рост цепей мрнк, последовательное присоединения нуклеотидов к друг другу в том порядке в котором стоят комплементарные нуклеотиды в транскрибируемой нити днк. Примерная скорость движение рнк полимеразы и синтеза рнк -30 нуклеот. В секунду.

Вопрос

Терминация. Окончание транскрипции. Сигналом для этого служат специальные участки в конце генов богатые содержанием нуклеотидов гуанина и цитозина.

Вопрос.

Трансляция эукариот .Вместо комплементарного РНК-РНК узнавания, в которое вовлечена прединициирующая последовательность Шайна-Дальгарно прокариотических мРНК, эукариотические мРНК узнаются эукариотическими рибосомами по кэпированному 5'-концу с обязательным участием белка, например, eIF-4F инициаторного фактора ( Rhoads, 1988 ). Предполагается, что этот белок участвует в расплавлении вторичных структур 5'- областей мРНК, облегчая их связывание с малыми субчастицами рибосом. В отличие от прокариот, эукариотическая мРНК образует комплексы с белками ( мРНП , или мессенджер-рибонуклеопротеиды, или информосомы ), что обусловливает ее метаболическую стабильность. Вследствие этого у эукариот отсутствует постоянная интенсивная деградация и интенсивный ресинтез мРНК, которые, как правило, моноцистронны и имеют специфически модифицированный (кэпированный) 5'-конец. Все это обусловливает целый ряд особенностей инициации трансляции и ее регуляции у эукариотических организмов. Естественно, что метаболическая стабильность эукариотической мРНК делает регуляцию на уровне трансляции особенно важной в общей картине регуляции биосинтеза белка

Вопрос

Инициацияважнейший этап транскрипции: происходит связывание РНК-полимераз с промотором и образование первой межнуклеотидной связи. Фермент осуществляющий транскрипцию-РНК-полимераза. У эукариот существуют три вида этого фермента:1. РНК-полимераза I- для синтеза пре-рРНК 2. РНК-полимераза II для синтеза пре-мРНК, 3.РНК- полимераза III для синтеза пре-тРНК. Фермент перемещаясь вдоль ДНК, катализирует поочередное включение в растущую цепь рибонуклеотидов, комплементарных нуклеотидам матричной цепи ДНК. У бактерий РНК-полимераза непосредственно узнает определенную последовательность нуклеотидных пар в составе промотора, например, бокс Прибнова. У эукариот в промотор входит участок называемый ТАТА-бокс. При инициации транскрипции у эукариот всегда требуется предварительное связывание с промотором целой совокупности белков общих факторов транскрипции, с образованием комплекса. Кроме того, инициация транскрипции гена зависит от прочих транскрипционных факторов, взаимодействующих с энхансерами этого гена. Связавшись с промотором, РНК полимераза вызывает локальную денатурацию ДНК, т.е. разделение цепей ДНК На протяжении примерно 1,5 витка ДНК (15 нуклеотидных пар). Как говорят, образуется транскрипционный "глазок". ДНК разматывается, как только ДНК входит в РНК полимеразный комплекс, и ДНК перематывается снова как только покидает этот комплекс. Одна цепь ДНК функционирует как матричная цепь, и нуклеотиды как строительные блоки объединяются в РНК, основываясь на последовательность матричной цепи.

Вопрос

Элонгация рост цепи мРНК, т.е. последовательное присоединение нуклеотидов друг к другу в том порядке в котором стоят комплементарные нуклеотиды в транскрибируемой нити ДНК. Примерная скорость движения РНК-полимеразы и синтеза РНК-30 нуклеотидов в секунду.

Вопрос.

Терминация транскрипции-это окончание транскрипции . сигналом для этого служат специальные участки в конце генов богатые содержанием нуклеотидов гуанина и цитозина (ГЦ-участки) в конце генов. Поскольку сила взаимодействия пар ГЦ довольно велика, локальная денатурация таких участков в ДНК происходит трудней, это замедляет продвижение РНК-полимеразы и может служить для нее сигналом прекращения транскрипции. Но еще до окончания процесса в конце новосинтезированный РНК тоже успевает появиться ГЦ-богатый участок. Благодаря взаимодействию между своими нуклеотидами , он образует «шпильку». Т.е. взаимодействия с нуклеотидами матричной цепи ДНК заменяются на «внутрешпилечные» взаимодействия. Это облегчает отсоединение РНК от ДНК.

Вопрос.

Транскрипция у эукариот.. В основном, механизмы транскрипции у эукариот сходны с хорошо исследованной транскрипцией прокариот. Однако, имеются и значительные различия. Главными из них являются: 1. Транскрипция у эукариот происходит в ядре с участием трех разных РНК-полимераз. В отличие от прокариот, РНК-транскрипты у эукариот не соединяются с рибосомами до завершения транскрипции. Трансляция (синтез белка) на иРНК происходит после ее выхода из ядра в цитоплазму клетки. 2. Ни одна из полимераз эукариот не способна самостоятельно связываться с промоторами транскрибируемых ими генов. Для присоединения к транскриптонам эукариот служат специфичные для каждой РНК-полимеразы белковые факторы транскрипции (TF-факторы). РНК-полимеразы I, II и III требуют участия факторов транскрипции, называемых TFI, TFII, TFIII соответственно. 3. Первичный РНК-транскрипт подвергается процессингу или созреванию: обычно к 5׳-концу добавляется кэп (шапочка), а к 3׳-концу – хвост (поли (А)-фрагмент), внутренняя последовательность РНК подвергается сплайсингу. Первичные транскрипты (пре-мРНК) намного длиннее зрелых мРНК и локализованы в ядре клетки, образуя группу гетерогенных ядерных РНК (гя РНК). Укорочение происходит за счет вырезания, не кодирующих белка последовательностей и сшивания смысловых последовательностей (сплайсинг). Процесс транскрипции состоит из трех этапов: инициации, элонгации и терминации.

Вопрос.

Вопрос

Вопрос.

Трансля́ция у прокарио́т — процесс синтеза белка на матрице мРНК, происходящий в клетках прокариотических организмов. В отличие от аналогичного процесса у эукариот, в трансляции у прокариот принимает участие рибосома 70S, а первой (инициаторной) аминокислотой выступает формилметионин, а не метионин.

Вопрос.

Инициация трансляции катализируется особыми белками факторами инициации, которые подвижно связаны с малой субъединицей рибосомы. По завершении инициации эти факторы отделяются от рибосомы. При образовании очередной пептидной связи, пептидил удлиняется на одну аминокислоту. В итоге инициации трансляции в П-центре собранной рибосомы оказывается инициирующий кодон мРНК(АУГ) и связанная с ним инициирующая аа-ТPНК. Инициация начинается с связывания мРНК(своим нетранслируемым участком) с малой субьединицей рибосомы. При этом инициирующий кодон(АУГ) оказывается на уровне П-центра будущей рибосомы. Далее за счет комплементарного взаимодействия с этим кодоном происходит связывание инициирующий аа-тPнк, т.е. Мет-тРНК. А последним взаимодействует с П-центром большой субъединицы вызывает связывание и этой субъединицы. Таким образом формируется своеобразный «бутерброд» из четырех основных компонентов.

Вопрос.

Элонгация включает в себя все реакции от момента образования первой пептидной связи до присоединения последней аминокислоты. Она представляет собой циклически повторяющийся события. В цикле элонгации различают 3 стадии: a) Связывание аa-тРНК. На первой стадии цикла со свободным А-центром рибосомы cвязывается очередная аа-тРНК-та, чей актикодон комплементарен кодону MPHК, находящемуся в А-центре. б) Замыкание пептидной связи. В рибосоме же после первой стадии цикла оказывается друг возле друга пептидил-тРНК(в П-центре) и аа тРНК (в A-центре). Причем их акцепторные петли и связанные с ними аминокислотные

остатки располагаются в каталитическом центре(ПТФ -центре) в) Транслокация. Завершающая стадия цикла перемещение(транслокация) мPНК вместе вновь образованной пептидил-тРНК относительно рибосомы на длину одного кодона. Или можно сказать, что рибосома перемещается относительно мРНК- в направлении ее 3' конца.

Вопрос.

Сигналом об окончании трансляции служит появление в рибосоме одного из«бесмысленных» (терминирующих, или стоп-кодонов) кодонов мPНК УAA, УАГ или УГА. После окончания терминации трансляции пептидная цепь, тРНК и мРНК покидают рибосому, а субъединицы рибосомы дислоцируют друг от друга и теперь готовы начать синтез очередной пептидной цепи.

Вопрос.

Мембранный транспорт — транспорт веществ сквозь клеточную мембрану в клетку или из клетки, осуществляемый с помощью различных механизмов — простой диффузии, облегченной диффузии и активного транспорта.

Эндоцито́з — процесс захвата внешнего материала клеткой, осуществляемый путём образования мембранных везикул. В результате эндоцитоза клетка получает для своей жизнедеятельности гидрофильный материал, который иначе не проникает через липидный бислой клеточной мембраны. Различают фагоцитоз, пиноцитоз и рецептор-опосредованный эндоцитоз.

Типы::::1)Фагоцитоз (поедание клеткой) — процесс поглощения клеткой твёрдых объектов, таких как клетки эукариот, бактерии, вирусы, остатки мёртвых клеток и т. п. Вокруг поглощаемого объекта образуется большая внутриклеточная вакуоль (фагосома).2)Пиноцитоз (питьё клеткой) — процесс поглощения клеткой жидкой фазы из окружающей среды, содержащей растворимые вещества, включая крупные молекулы (белки, полисахариды и др.).3)Рецептор-опосредованный эндоцитоз — активный специфический процесс, при котором клеточная мембрана выпучивается внутрь клетки, формируя окаймлённые ямки. Внутриклеточная сторона окаймлённой ямки содержит набор адаптивных белков (адаптин, клатрин, обуславливающий необходимую кривизну выпучивания, и др. белки).

Вопрос.

Экзоцитоз - у эукариот клеточный процесс, при котором внутриклеточные везикулы (мембранные пузырьки) сливаются с внешней клеточной мембраной. При экзоцитозе содержимое секреторных везикул (экзоцитозных пузырьков) выделяется наружу, а их мембрана сливается с клеточной мембраной. Практически все макромолекулярные соединения (белки, пептидные гормоны и др.) выделяются из клетки этим способом.

У прокариот везикулярный механизм экзоцитоза не встречается, у них экзоцитозом называют встраивание белков в клеточную мембрану (или в наружную мембрану у грамотрицательных бактерий), выделение белков из клетки во внешнюю среду или в периплазматическое пространство.

Экзоцитоз может выполнять три основные задачи:

· доставка на клеточную мембрану липидов, необходимых для роста клетки;

· высвобождение различных соединений из клетки, например, токсичных продуктов метаболизма или сигнальных молекул (гормонов или нейромедиаторов);

· доставка на клеточную мембрану функциональных мембранных белков, таких как рецепторы или белки-транспортёры. При этом часть белка, которая была направлена внутрь секреторной везикулы, оказывается выступающей на наружной поверхности клетки.

Вопрос.

Посттранскрипционные модификации РНК особенно характерны для эукариот, у которых в силу мозаичной интрон-экзонной структуры их генов первичные транскрипты представлены гигантскими предшественниками, включающими в себя последовательности как экзонов, так и интронов. 5'-Конец предшественника мРНК чаще всего подвергается котранскрипционным модификациям, в результате которых к его 5'-концевому нуклеотиду особым образом присоединяется остаток гуанозина с образованием "шапочки" - кэпа. Эта котранскрипционная модификация создает условия для прохождения следующего этапа процессинга мРНК - сплайсинга, сопровождающегося вырезанием последовательностей интронов и объединением экзонов с образованием непрерывной кодирующей последовательности мРНК. Одновременно от 3'-конца путем эндонуклеазного расщепления отделяется избыточный фрагмент РНК, и к оставшейся части присоединяется поли(А)-последовательность.

Процессинг или созревание РНК совокупность процессов в клетках эукариот, которые приводят к превращению первичного транскрипта в зрелую РНК. В результате транскрипции образуется пре-мРНК(«незрелая» мРНК). В составе генов эукариот на молекуле ДНК есть некодирующие последовательности нуклеотидов, поэтому пре-мPНК так же содержит эти некодирующие последовательности называемые интронами. Кодирующие последовательности называются экзонами. Процессинг включает в себя процессы: 1. Сплайсинг 2. Модификация нуклеотидов.

Сплайсинг состоит из двух этапов: вырезание интронов и сшивание экзонов. Интроны вырезаются с помощью ферментов-рестриктаз,а экзоны сшиваются с помощью лигаз. Зрелые молекулы РНК, имеют меньшие размеры, чем их структурные гены. Количество интронов в генах колеблется от 1 до 50. Сплайсинг очень точный процесс. Его нарушения изменяет рамку считывания при трансляции, приводит к синтезу другого пептида.

Вопрос.

Фолдинг- процесс сворачивания полипептидной цепи в определенную пространственную структуру; в результате фолдинга в водных растворах у водорастворимого полипептида уменьшается свободная энергия, гидрофобные остатки аминокислот упаковываются преимущественно внутрь молекулы, а гидрофильные остатки располагаются на поверхности белковой глобулы. К факторам, стабилизирующим конформацию белка, относятся водородные связи, дисульфидные мостики, электростатическое взаимодействие и комплексообразование с ионами металлов. Правильный фолдинг полипептидных цепей может происходить как самопроизвольно, так и с участием белков-помощников фолдаз и шаперонов, которые необходимы для эффективного формирования третичной структуры полипептидных цепей других белков, но не входят в состав конечной белковой структуры.

Шаперо́ны (англ. chaperones) — класс белков, главная функция которых состоит в восстановлении правильной нативной третичной или четвертичной структуры белков, а также образование и диссоциация белковых комплексов.

Шапероны кроме своей основной функции, укладки белков также осуществляют много других важных функций связанных с изменением конформации белков, а именно:

1. Транспорт многих белков из одного компартмента в другой, например, перенос субъеденицы фермента Rubisco из цитоплазмы в хлоропласт происходит при участии шаперона Hsp70, который находится с ним в комплексе .

2.Участие в сигнальных путях , например, присутствие необходимо для активации фосфатазы, которая путем дефосфорилирования ингибирует протеин киназу JNK , компонент сигнала стресс-индуцированного апоптоза , т.е. Hsp70 является частью антиапоптозного сигнального пути .

3. Регуляция функции различных молекул, например, стероидный рецептор, находящийся в цитоплазме, связан с Hsp90, лиганд, попадающий в цитоплазму, присоединяется к рецептору и вытесняет шаперон из комплекса. После этого комплекс рецептор-лиганд приобретает способность связываться с ДНК, мигрирует в ядро и осуществляет функцию транскрипционного фактора

Вопрос.

Геном – вся совокупность наследственного материала, заключенного в гаплоидном наборе хромосом данного вида организма. Геном видоспецифичен. При половом размножении в процессе оплодотворения объединяются геномы двух родительских половых клеток, образуя генотип нового организма. Генотип – это генетическая конституция организма, представляет собой совокупность всех наследственных задатков его клеток, заклченных в их хромосомном наборе – кариотипе.

К прокариотам относят организмы, геном которых не заключен в ядро, ограниченное ядерной мембраной, и его редупликация не сопровождается митозом. В отличие от эукариот геном прокариот построен очень компактно. Количество некодирующих последовательностей нуклеотидов минимально. Для кодирования белков часто используются всего две или все три рамки считывания одной и той же последовательности нуклеотидов гена, что повышает кодирующий потенциал их генома без увеличения его размера. Простота строения генома прокариот объясняется их упрощенным жизненным циклом.

Геном митохондрий. Митохондрии представляют собой окруженные двойной мембраной органеллы , специализирующиеся на синтезе АТФ. Митохондрии имеют собственную ДНК и аппарат белкового синтеза. Секвенирование генома митохондрий человека в 1981 году. Митохондриальный геном содержит 16 569 пар оснований и кодирует две рибосомные РНК, 29 транспортной РНК и 13 полипептидов.Строение митохондриальной ДНК. Кольцевая двухцепочная ДНК. Высокая «плотность генов». В кольцевой мтДНК содержится 13 генов и 22 гена тРНК.Количество мтДНК. В каждой соматической клетке содержится около 1000 митохондрий.Наследуется по материнскому типу.Геном непрерывен не содержит интронов, нет гистонов и системы репарации ДНК. Траскрибируется мтДНК обе цепи. Общим свойством всех митохондриальных геномов является максимальная структурная компактность при максимальной информационной нагруженности. Это достигалось за счет изменений генетического кода, которые позволили сократить необходимый для считывания набор тРНК. Митохондриальные генетические коды различных организмов не только отличаются от универсального генетического кода, но и различаются между собой.

Вопрос.

Ген— структурная и функциональная единица наследственности живых организмов. Ген представляет собой участок ДНК, задающий последовательность определённого полипептида либо функциональной РНК. Гены (точнее, аллели генов) определяют наследственные признаки организмов, передающиеся от родителей потомству при размножении. Среди некоторых организмов, в основном одноклеточных, встречается горизонтальный перенос генов, не связанный с размножением. Совокупность всех генов организма называется генотип, совокупность признаков – фенотип.

Организация генома прокариот: Геном прокариот может состоять из одной или нескольких крупных молекул ДНК, называемых хромосомами, и небольших

молекул ДНК – плазмид. В хромосомах представлены практически все гены, необходимые для жизнедеятельности бактерии. Плазмиды же несут гены, необязательные для бактерии, без них клетка может обойтись, хотя в некоторых условиях они способствуют ее выживанию.Хромосомы и плазмиды могут представлять собой как кольцевые, так и линейные двухцепочечные молекулы ДНК. Геном бактерий может состоять из одной или нескольких хромосом и плазмид.Хромосома(ы) в бактериальной клетке представлена(ы) в виде одной копии, т.е. бактерии гаплоидны. Плазмиды же могут присутствовать в клетке как в виде одной копии, так и в нескольких.

Хромосома уложена в компактную структуру – нуклеоид, который имеет овальную или сходную с ней форму. Его структура поддерживается ДНК-связывающими гистоноподобными белками и молекулами РНК. С нуклеоидом также ассоциированы молекулы РНК-полимеразы и ДНК-топоизомеразыI. По периферии нуклеоидарасполагаются петли хромосомной ДНК, которые находятся в транскрипцио в активном состоянии. При подавлении транскрипции эти петли втягиваются внутрь. Нуклеоид не является стабильным образованием и во время различных фаз роста бактериальных клеток изменяет свою форму. Изменение его пространствеой организациисопряжено с изменением транскрипционной активностью определенных генов бактерий.

В состав хромосомы могут входить геномы умеренных фагов. Включение их геномов в клеточный может происходить после заражения фагами бактерий. При этом одни фаговые геномы интегрируют в строго определенные участки хромосомы, другие – в участки различной локализации.

Размер геномов прокариот колеблется от нескольких сотен тысяч до десятка миллионов пар нуклетидов. Геномы прокариот отличаются друг от друга по содержание ГЦ-пар, их доля в их составе колеблется от 23 до 72 %. Нужно отметить, что в белках термофильных бактерий повышено также и содержание полярных аминокислот, что делает их более устойчивыми к денатурации при повышенных температурах. В составе белковхеликобактерий (обитающих вкислой среде) больше аминокислотных остатков аргинина и лизина. Остатки этих аминокислот способны связывать ионы водорода, тем самым, оказывая влияние на кислотность среды, и способствуя выживанию бактерий в сложных экологических условиях.О числе генов в геноме судят по наличию в их составе открытых рамок считывания (ОРС). ОРС представляет собой полинуклеотидную последовательность, потенциально способную кодировать полипептид. О существовании ОРС на тех или иных участках ДНК судят на основании расшифрованной первичной структуры ДНК. Основным критерием принадлежности участка полинуклеотидной цепи к ОРС служит отсутствие стоп-кодонов на достаточно протяженном участке после стартовогокодона. В то же время наличие ОРС является недостаточным условием для утверждения о наличии на да ом участке ДНК гена. Гены, прокариот, как правило, имеют оперонную организацию. В одном опероне обычно представлены гены, ответственные за осуществление одного и того же метаболического процесса.

Вопрос

Организация генома эукариот:Хранителем генетической информации у эукариот так же как и у прокариот, является двухцепочечная молекула ДНК. Основная часть генетической информации у них сосредоточена в клеточном ядре в составе хромосом, значительно меньшая часть представлена в составе ДНК митохондрий, хлоропластов и других пластид. Геномная ДНК эукариот представляет собой совокупность ДНК гаплоидного набора хромосом и внехромосомной ДНК. Общее содержание ДНК, приходящиеся на один гаплоидный набор, носит название величина С. Ее выражают в пг ДНК, дальтонах или в парах нуклеотидов (1 пг = 6,1 • 10¹¹Да = 0,965 • 10 п.н.). Значение величины С, как правило, возрастает с увеличением организации живых организмов. Однако,у некоторых родственных видов величины С могут значительно отличаться, в то время как морфология и физиология этих видов отличаются друг от друга несущественно. Значение негенной ДНК: существуют несколько гипотез, объясняющих ее роль: некодирующие последовательности генома эукариот способствуют защите генов от химических мутагенов. Ядерная ДНК эукариот состоит из уникальных и повторяющихся последовательностей. Повторяющаяся ДНК в свою очередь может быть разделена на две фракции: умеренно повторяющаяся и часто повторяющаяся ДНК: К часто повторяющейся принадлежит ДНК, представленная в геноме более 105 копий. К этой фракции относится сателлитная ДНК. Содержание сателлитной ДНК составляет в геноме эукариот от 5 до 50 % от всей ДНК. Эта ДНК преимуществео обнаруживается вцентромерных и теломерныхрайонах хромосом, где она выполняет структурные функции. Сателитная ДНК состоит из тандемных повторов длиной от 1 до 20 и более п.н. Благодаря простоте организации и многочисленным копиям эта ДНК обладает способностью к быстрой ренатурации. В геноме эукариот различают микросателлиты, минисателлиты и макросателлиты. Микросателлиты образованы многократно повторяющимися мономерными звеньями (1 – 4 п.н) и имеют размер до нескольких сотен пар нуклеотидов. Они разбросаны по геному, их длина и общее количество копий коррелирует с размером генома. Количество копий микросателлитов в геноме может достигать десятков и сотен тысяч.Макросателлиты обладают в сравнении с микросателлитами и минисателлитами большим размером повторяющегося звена до 1000 и более пар нуклеотидов. Они обнаружены в геномах птиц, кошек и человека. Умеренно повторяющиеся последовательности в геноме представлены до 104 копий. К ним относятся генные семейства и МГЭ.Генные семейства образуют гены, обладающие гомологичной (или идентичной) нуклеотидной последовательностью, и выполняющие одну и ту же или сходные функции. Они могут быть организованы в виде кластеров или же разбросаны по геному. Существование генов в большом числе копий обеспечивает повышенное образование продуктов их экспрессии. МГЭ эукариот составляют в среднем около 10 – 30 % генома. Они могут концентрироваться в определенных участках хромосомы или быть рассеянными по геному. К уникальной ДНК относятся неповторяющиеся нуклеотидные последовательности. Ее содержание у различных видов варьирует от 15 до 98 %. К уникальной ДНК относятся как кодирующие, так и не кодирующие последовательности. При этом большая часть уникальной ДНК не несет функции кодирования. К некодирующей уникальной ДНК относятся интроны, к кодирующей –экзоны.

Вопрос

Геном человека состоит из 23 пар хромосом (в сумме 46 хромосом), где каждая хромосома содержит сотни генов разделённых межгенным пространством. Межгенное пространство содержит регуляторные участки и ничего не кодирующую ДНК.

В геноме присутствует 23 пары различных хромосом: 22 из них не влияют на пол, а две хромосомы (X и Y) задают пол. Хромосомы с 1-й по 22-ю пронумерованы в порядке уменьшения их размера. Соматические клетки обычно имеют 23 хромосомных пары: по одной копии хромосом с 1-й по 22-ю от каждого родителя соответственно, а также X хромосому от матери и Y или X хромосому от отца. В общей сложности получается, что в соматической клетке содержится 46 хромосом.

По результатам проекта Геном человека, количество генов в геноме человека составляет около 28000 генов. Начальная оценка была более чем 100 тысяч генов. В связи с усовершенствованием методов поиска генов (предсказание генов) предполагается дальнейшее уменьшение числа генов.

Интересно,что число генов человека не намного превосходит число генов у более простых модельных организмов, например, круглого червя Caenorhabditiselegans или мухи Drosophilamelanogaster. Так происходит из-за того, что в человеческом геноме широко представлен альтернативный сплайсинг. Альтернативный сплайсинг позволяет получить несколько различных белковых цепочек с одного гена. В результате человеческийпротеом оказывается значительно больше протеома рассмотренных организмов. Большинство человеческих генов имеют множественныеэкзоны, и интроны часто оказываются значительно более длинными, чем граничные экзоны в гене.

Гены неравномерно распределены по хромосомам. Каждая хромосома содержит богатые и бедные генами участки. Эти участки коррелируют с хромосомными бандами (полосы поперёк хромосомы, которые видно в микроскоп) и с CG-богатыми участками. В настоящий момент значимость такого неравномерного распределения генов не вполне изучена.

Кроме кодирующих белок генов человеческий геном содержит тысячи РНК-генов, включая транспортную РНК (tRNA), рибосомную РНК, микро РНК (microRNA) и прочие не кодирующие белок РНК последовательности

Вопрос

В природе, носителем генетической информации являются нуклеиновые кислоты. Известно два основных типа нуклеиновых кислот: ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота) и РНК (рибонуклеиновая кислота). У большинства живых организмов нуклеиновые кислоты содержатся в ядре и цитоплазме (клеточном соке). Вирусы, хоть и являются неклеточными структурами, но также содержат нуклеиновые кислоты. По типу содержащейся нуклеиновой кислоты вирусы разделяют на два класса: ДНК-содержащие и РНК-содержащие. К ДНК-содержащим вирусам относятся вирусы гепатита В, герпес и др. РНК-содержащие микроорганизмы представлены гриппом и парагриппом, вирусом иммунодефицита человека (ВИЧ), гепатитом А и пр. У данных микроорганизмов, как и у прочих живых организмов, нуклеиновые кислоты играют роль носителя генетической информации. Информация о структуре различных белков (генетическая информация) закодирована в структуре нуклеиновых кислот в виде специфических последовательностей нуклеотидов (составных частей ДНК и РНК). Гены вирусных нуклеиновых кислот кодируют разнообразные ферменты и структурные белки. ДНК и РНК вирусов являются материальным субстратом наследственности и изменчивости этих микроорганизмов – двух основных составляющих в эволюции вирусов в частности и всей живой природы в целом. У всех живых организмов, кроме вирусов, генетический аппарат состоит из двунитевой молекулы дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК), а рибонуклеиновая кислота (РНК), выполняющая в клетках роль переносчика информации, всегда однонитевая. У вирусов же существуют все возможные варианты устройства генетического аппарата: одно- и двунитевая РНК, одно- и двунитевая ДНК. При этом и вирусная РНК, и вирусная ДНК могут быть либо линейными, либо замкнутымивкольцо.

Вопрос-46 Хромосомы. Уровни структурной организации хромосом. Эухроматин и гетерохроматин.

Хромосоммы— нуклеопротеидные структуры в ядре эукариотической клетки которые становятся легко заметными в определённых фазах клеточного цикла. Хромосомы представляют собой высокую степень конденсации хроматина, постоянно присутствующего в клеточном ядре.

1 уровень укладки молекулы ДНК - нуклеосомная нить. Наиболее типичными структурами хроматина, выявляемыми в электронном микроскопе, являются нити диаметром 10-30 нм. Эти нити состоят из ДНК и гистонов ), формируя нуклеогистон. Гистоны образуют белковые тела - коры состоящие из 8 молекул. Молекула ДНК образует комплекс с белковыми корами, спирально накручиваясь на них. На 1 кор приходится 200 пар нуклеотидов.

2 уровень укладки - нуклеомерный «соленоид».Обеспечивается гистоном Н1, который сближает белковые коры. В результате образуется более компактная фигура, возможно, построенная по типу «соленоида» - элементарная хромосомная фибрилла.

3 уровеньукладки - петлевой - хромомерный.Обусловлен укладкой элементарной хроматиновой фибриллы в петли..В образовании петлевых структур, принимают участие негистоновые белки, которые способны узнавать специфические участки молекулы ДНК, отдаленные друг от друга на расстояние в несколько тысяч нуклеотидов, и сближать их с образованием петель из расположенных между ними фрагментов хроматиновой фибриллы. 1 петля соответствует 20-80 тысячам пар нуклеотидов.

4 уровень укладки - хромонемный. Наиболее простым и приемлемым является признание спиральной укладки каждой хроматиды. У самых крупных хромосом человека - 14 -15 таких витков. У мелких хромосом - 2-4 витка. Эухроматин— участки хроматина, сохраняющие деспирализованное состояние элементарных дезоксирибонуклеопротеидных нитей (ДНП) в покоящемся ядре, т. е. в интерфазе. Эухроматин отличается от гетерохроматина также способностью к интенсивному синтезу рибонуклеиновой кислоты (РНК) и бомльшим содержанием негистоновых белков. В нём, помимо ДНП, имеются рибонуклеопротеидные частицы (РНП-гранулы) диаметром 200—500, которые служат для завершения созревания РНК и переноса её в цитоплазму. Эухроматин содержит большинство структурных генов организма. Гетерохроматимн — участки хроматина, находящиеся в течение клеточного цикла в конденсированном (компактном) состоянии. Особенностью гетерохроматиновой ДНК является крайне низкая транскрибируемость.

Дата добавления: 2018-02-28; просмотров: 586; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

12 3 4 5 6 7 8 9 10 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!