16. Антимутационные свойства генетического материала и механизмы его репарации

1. Механизм самокоррекции

Осущ. ДНК полимеразой или эндонуклеазой. Отщипление ошибочно включенного в цепь ДНК нуклеотида, не спаренного с матрицей

2. Мех. репарации (молекулярное восстановление)

Мех. основан на наличии в мол.ДНК 2х комплиментарных цепей. Искажение последовательности нукл. в из них обнаруживается специальными ферментами.

а) эксцизионная (дорепликативная, с вырезанием)

осущ. до очередного цикла репликации. Обнаруженная ошибка вырезается и замещается новым участком, синтезированным на 2ой комплиментарной цепи.

б) пострепликативная репарация

в том случае, когда система эксцизионной репарации не исправляет изменения, происходит фиксация этого изменения и оно становится достоянием обеих цепей ДНК. Это приводит к замене одной пары нуклеотидов на другую или появлению брешей во вновь синтезированной цепи против измененных участков. Восстановление обеспечивается благодаря рекомбинации с соответствующей ей нормальной материнской цепью другой дочерней ДНК. Образовавшийся в матер. Цепи пробел заполняется затем путем синтеза на комплиментарной ей цепи.

в) SOS-система (система индуцируемых (побуждаемых) ферментов)

Эти ферменты заполняют бреши, восстанавливая целостность цепей без точного соблюдения комплиментарности

17. Этапы реализации наследственной информации у прокариот и эукариот

I Транскрипция

Происходит синтез РНК на основе молекулы ДНК. Ключевой фермент - РНК-полимераза:

а) РНК-полимераза распознает промотор(особый участок гена, располагается перед кодирующей частью гена. Распознование промотора необходимо для активации РНК-полимеразы) и взаимодействует с ним.

б) РНК-полимераза после активации обеспечивает разрушение водородных связей между цепями ДНК на определенном участке молекулы. РНК-полимераза на основе кодогенной(определенной) цепи ДНК обеспчивает синтез молекулы РНК в соответствии с принципами комплементарности и антипараллельности. Кодогенной цепью является та цепь ДНК, на которой промотор располлагается ближе к 3' концу.

в) Когда РНК-полимераза достигает стоп-триплета, поступает сигнал о прекращении синтеза РНК.

г) Рнк-полимераза отделяется от ДНК, освобождается молекула РНК и восстанавливается структура ДНК.

NB!Синтезированная молекулв РНК является про-РНК(первичный траскрипт).

II Процессинг

Происходит созревание первичного транскрипта и формируется зрелая молекула матричной РНК.

а) на 5' конце молекулы РНК присоединяется особый участок - кэп(шапока). Кэп обеспечивает распознавание малой субъеденицы рибосомы.

б) на 3' конце молекулы РНК присоединяется в среднем от 100 до 200 нуклеотидов, содержащих аденин(полиА). При каждлм синтезе белка происходит отщепление нескольких нуклеотидов из этого участка. Когда полиА полностью разрушается , начинатеся расрщепление молекулы РНК.

в) происходит метилирование отдельных нуклеотидов. Это увеличивает резистентность РНК к дйствию ферментов в цитоплазме.

г) Сплайсинг - происходит вырезание интронов и сшивание между собой экзонов. Процесс сложный, в нем участвуют разные молекулы.

!!!Альтернативный сплайсинг!!!

У чел-ка имеется около 25 тысяч генов и 100 тысяч белков. В соматических клетках организма гены одинаковые, на них образуются одинаковые проРНК. Однако, в клетках разных тканей по-разному определяются границы и кол-во экзонов и интронов, поэтому, в разных типах клеток образуются разные матричные РНК и синтезируются разные белки.

Строение зрелой матричной РНК:

5-----/-------/------------------/--------------------/---------------/--------3

кэп/лидер/страт. кодон/кодир. участок/стоп-кодон/поли-А

Лидер обеспечивает формирование связи с р-РНК малой субхеденицы рибосомы

Стартовый кодон - одинаковый у всех матричных ДНК, кодирует аминокислоты метионин

Из всех синтезированных про-РНК созревают выходят в цитоплазму 5-10 % молекул