Ферменты репликации молекулы днк:

Геликаза – делит двуцепочную мол. ДНК на 2 одноцепочные.

SSB-белок – связываетет одноцепочными нитями ДНК, предотвращает комплиментарное спаривание.

Топоизомераза – изменяет степень сверхспиральности, возникает при раскрученности 2 цепей ДНК.

ДНК-полимераза – синтез новой цепи ДНК по принципу комплиментарности.

Праймаза – образует РНК- праймеров, который синтезирует ДНК.

ДНК-лигаза – образует фосфодиэфирную связь между 2 полинуклеотидами.

9) РНК – биополимер, мономеры которых является нуклеотиды. Сотоит из углевода-рибозы, азотистого основания (урацил вместо тимина).

Виды РНК. Рибосомальная РНК (р-РНК) в соединении с белком входит в состав рибосом. Информационная РНК (и-РНК) синтезируется на полуцепи ДНК, несет информацию о синтезе определенного белка. Транспортная РНК (т-РНК), имеет форму трилистника (рис. 7), имеет короткую нуклеотидную последовательность. В ней выделяют четыре главные части: акцепторный стебель - одноцепочный участок, который заканчивается последовательностью нуклеотидов ЦЦА со свободной ОН группой. К этому концу присоединяется транспортируемая аминокислота, боковые петли, средняя петля антикодоновая – состоит из 5-ти нуклеотидов и содержит в центре антикодон. Антикодон - это три нуклеотида, который шифруют аминокислоту, транспортируемую к месту синтеза белка.

10) Белки - высокомолекулярные полимерные соединения мономерами, которых являются аминокислоты.

Структуры белка: первичная (линейная структура), вторичная (спиральная), третичная (глобулиновая), четвертичная (результат слияния несколько глобул).

Белки выполняют следующие функции:

*ферментативную;

* структурную;

* рецепторную;

* транспортную;

* защитную;

* двигательную;

* регуляторную;

* энергетическую.

 Строение: имеет радикал NH2 – аминогруппу, COOH – карбоксильную группу.

11) При реакциях матричного синтеза образуются полимеры, строение которых полностью определяется строением матрицы. В основе реакций матричного синтеза лежит комплементарное взаимодействие между нуклеотидами.

Транскрипция (от лат. транскрипцио — переписывание) — это биосинтез молекул иРНК на матрице ДНК.

Транскрипция подразделяется на три основных стадии – инициацию (начало синтеза мРНК), элонгацию (удлинение полинуклеотидной цепи) и терминацию (окончание процесса).

Трансляция (от лат. трансляцио — передача) — это биосинтез полипептидной цепи на матрице иРНК, при котором происходит перевод генетической информации в последовательность аминокислот полипептидной цепи:

Фаза инициации заключается в объединении двух субъединиц рибосом на определенном участке мРНК и присоединении к ней первой аминоацил тРНК. Этим задается рамка считывания информации.

Фаза элонгации – тРНК с аминокислотой подходит к аминоацильному центру рибосомы, если антикодон т-РНК комплементарен кодону и РНК, то происходит временное присоединение тРНК саминокислотой к кодону иРНК.

Фаза терминации. Связана с вхождением одного из трех известных стоп кадонов м РНК (УАА, УАГ, УГА) в А-участок рибосомы.

Перенос генетической информации осуществляется по схеме ДНК – РНК – белок – признак. Это сложившееся представление о переносе генетической информации принято называть центральной догмой молекулярной биологии.

12) Ген – единица наследственности и изменчиваости. Это участок мол. ДНК, в котором закодирована информация о синтезе определённого полипептида.

Этапы становления:

1. В 1865 году Мендель утверждал о существовании половых клетках дискретных единиц наследственных факторов, которые в 1909 году Иогансен назвал генами.

2. Томас Морган и его школа в 1908-1916 годах доказали локализацию генов в хромосомах.

3. Сложное строение гена. Серебровский и Дубинин докали, что ген делим, и внутри гена есть нуклеотиды, способные к рекомбинации (кроссинговеру) и мутации. С. Бензер: единица рекомбинации – рекон, единица мутации – мутон, цистро – соответствует фрагменту молекулы ДНК.

Основные положения теории гена:

1. Ген занимает определенный участок (локус) хромосомы.

2. Ген (цистрон) - часть молекулы ДНК, имеющей определенную последовательность нуклеотидов, представляет собой функциональную единицу наследственной информации. Число нуклеотидов, входящих в состав различных генов, неодинаково.

3. Внутри гена могут происходить рекомбинации (к ней способны частицы цистрона - реконы и мутации - мутоны).

4. Существуют структурные и функциональные гены. Структурные гены кодируют синтез белков, функциональные контролируют и направляют деятельность структурных генов и в синтезе белка непосредственно не участвуют.

К функциональным генам относятся:

А) Ген-промотор + ген-инициатор – они указывают место начала транскрипции.

Б) Ген-оператор – включает или выключает транскрипцию со структурных генов.

В) Ген-терминатор – контролирует окончание транскрипции и иРНК отделяется от РНК-полимеразы.

Г) Ген-регулятор - отвечает за синтез особых регуляторных белков.

5. Молекулы ДНК, входящие в состав гена, способны к репарации (восстановлению), поэтому не всякие повреждения гена ведут к мутациям.

6. Генотип (состоящий из отдельных генов) функционирует как единое целое. На функцию генов оказывают влияние факторы как внутренней, так и внешней среды.

13) Свойства гена:

1. Ген дискретен – развитие отдельного признака контролируется определённым геном.

2. Ген стабилен – как дискретная единица наследственной информации отличается постоянством и передается в поколенияхв неизменённом виде.

3. Ген лабилен – под действием факторов среды способен изменятся и мутировать.

4. Ген специфичен – каждый ген обеспечиает развитие определённого признака.

5. Ген способен к множественному плейотропному действию – детерминирует синтез нескольких полипептидных цепей.

Свойства генетического кода:

1. Триплетность – одна аминокислота соответсвует 3 нуклеотида.

2. Вырожденность – количество возможных триплетов 64 (61 кодирующие и 3 консенс кадона в ДНК АТТ, АЦТ, АТЦ, в иРНК УАА, УГА, УАГ).

3. Специфичность – каждый триплет кодирует 1 аминокислоту.

4. Неперекрываемость – 1 нуклеотид входит в состав только 1 триплета.

5. Универсальность – у всех живых организмов одинаковые триплеты кодируют одинаковую аминокислоту.

14) В альбоме.

15) Экспрессия генов — это процесс, в ходе которого наследственная информация от гена (последовательности нуклеотидов ДНК) преобразуется в функциональный продукт — РНК или белок. Экспрессия генов может регулироваться на всех стадиях процесса: и во время транскрипции, и во время трансляции. Регуляция экспрессии генов позволяет клеткам контролировать собственную структуру и функцию и является основой дифференцировки клеток, морфогенеза и адаптации. У прокариот и эукариот гены представляют собой последовательности нуклеотидов ДНК. На матрице ДНК происходит транскрипция — синтез комплементарной РНК. Далее на матрице мРНК происходит трансляция — синтезируются белки. На стадии транскрипции принимают участие негенетические факторы. К ним относятся в-ва небелковой породы или эффекторы.

Жакоб и Моно создали оперонную модель регуляции транскрипции.

16) При взаимодействии с белками-регуляторами они приобретают способность соединяться с геном-оператором, и если при этом транскрипция запускается, то эффекторы играют роль индукторов. Индуктор способен блокировать белок-репрессор, который не может соединяться с геном-оператором и запускается транскрипция со структурных генов. Если эффекторы препятсвуют транскрипции, их называют корепрессоры, т.к. они переводят белок-репрессор в активное состояние, он блокирует оператор и транскрипция не идёт.

Триполимеразы в транскрипции:

1. РНК-полимераза1 – нах-ся в ядрышке, отв. за транскрипцию генов рРНК.

2. РНК-полимераза2 – нах-ся в ядерном соке, отв. за синтез проиРНК.

3. РНК-полимераза3 – находятся в ядерном соке, осущ-ет синтез рРНК и тРНК.

Процессинг – созревание мРНК. Сплайсинг – сшивание кодирующих участков экзонов.

Интроны – обеспечивают струк. организацию хроматина, запасы информаиии для изменчивости, защитная роль и действие мутагенов.

Оперон – это блок тесносвязанных структурных и функциональных генов: гена-оператора, промотора, терминатора.

Экзоны – информативные участки гена.

Терминатор – прекращение цепи РНК.

17) Промотор (Р) – это небольшой участок ДНК перед оператором. Он служит местом связывания РНК-полимеразы. Место связывания репрессора (О) и участок Р слегка перекрываются, так что, когда репрессор находится на ДНК, РНК-полимераза не может связаться с промотором и транскрипция не идет.

Энхансер – усиливают транскрипцию.

18) Особенностью регуляции транскрипции у эукариот является подчиненность этих процессов регулирующим влияниям со стороны гормонов организма. Последние часто играют роль индукторов транскрипции. Примером участия гормонов в регуляции активности определенных генов может служить влияние тестостерона на развитие тканей организма при наличии специфического белка-рецептора. Ведущая роль в компактизации ДНК принадлежит гистонам, поэтому они, несомненно, участвуют и в процессах регуляции генной активности. Условием для осуществления транскрипции у эукариот является предварительная декомпактизация хроматина на соответствующем участке, где временно утрачивается связь с H1-гистонами и несколько ослабляется связь с нуклеосомными гистонами.

Возникшая в клетке потребность в каком-либо белке не может быть быстро удовлетворена путем включения транскрипции соответствующего гена. Синтезированный транскрипт должен подвергнуться процессингу, затем зрелая мРНК должна выйти из ядра в цитоплазму и, образуя комплекс с рибосомами, осуществить трансляцию информации, синтезировав пептид, который, лишь пройдя посттрансляционное изменение, формирует активный белок, необходимый клетке. В том случае, когда клетке нужно прекратить синтез какого-то продукта, после выключения транскрипции соответствующего гена в цитоплазму некоторое время будут продолжать поступать созревающие молекулы мРНК, осуществляющие там синтез пептидных цепей, пока они не деградируют под действием ферментов. Таким образом, для эффективной регуляции экспрессии генов у эукариот должны существовать механизмы, работающие не только на стадии транскрипции, но и на других этапах этого процесса.

Стадии посттрансляционных изменений. Многие белки синтезируются в неактивном виде (предшественники) и после схождения с рибосом подвергаются постсинтетическим структурным модификациям.