А. В. Сиволоб Молекулярна біологія
Підручник
Київ-2007
УДК 577.2
Сиволоб А.В. Молекулярна біологія.
Підручник знайомить із сучасними уявленнями про молекулярні механізми найбільш загальних біологічних процесів. Викладено принципи структурної організації білків та нуклеїнових кислот, а також взаємодій між біологічними макромолекулами. Описано молекулярні механізми транскрипції, процесингу РНК, білкового синтезу, реплікації, репарації та рекомбінації ДНК. Основна увага приділяється структурним та динамічним властивостям макромолекул та макромолекулярних комплексів, які забезпечують здійснення біологічних функцій.
Для студентів біологічних факультетів університетів, медичних та аграрних вищих учбових закладів, а також для аспірантів та науковців, які цікавляться молекулярною біологією.
Рецензенти:
Sivolob A.V. Molecular biology.
Handbook gives an introduction into modern concepts on the molecular mechanisms of the most general biological processes. The principles of the structural organization of proteins and nucleic acids, as well as of the interactions between the biological macromolecules, are discussed. The molecular mechanisms of transcription, RNA processing, protein synthesis, DNA replication, repair, and recombination are described. The main attention is focused on the structural and dynamic properties of macromolecules and macromolecular complexes, which provide the biological functions.
For university students, which are trained in biology, medicine and agriculture, as well as for post-graduate students and scientists interested in molecular biology.
Сиволоб А.В. Молекулярная биология.
Учебник знакомит с современными представлениями о молекулярных механизмах наиболее общих биологических процессов. Изложены принципы структурной организации белков и нуклеиновых кислот, а также взаимодействий между биологическими макромолекулами. Описаны молекулярные механизмы транскрипции, процессинга РНК, белкового синтеза, репликации, репарации и рекомбинации ДНК. Основное внимание уделяется структурным и динамическим свойствам макромолекул и макромолекулярных комплексов, которые обеспечивают выполнение биологических функций.
Для студентов биологических факультетов университетов, медицинских и аграрных высших учебных заведений, а также для аспирантов и научных работников, интересующихся молекулярной биологией.
ЗМІСТ
Передмова
Вступ
Розділ 1. Фізико-хімічні основи молекулярної біології
Енергетика взаємодії між атомами та молекулами
Вільна енергія
Рівновага утворення комплексів молекул у розчині
Ковалентний зв'язок між атомами в молекулах
Властивості ковалентного зв'язку
Механізм гнучкості полімерного ланцюга
Перебудови системи ковалентних зв’язків у хімічних реакціях
Нековалентні взаємодії між атомами та молекулами
Вандерваальсові взаємодії
Електростатичні (іонні) взаємодії
Водневий зв’язок
Гідрофобні взаємодії
Розділ 2. Білки
Хімічна будова білків
Амінокислоти
Пептидний зв’язок та поліпептидний ланцюг
Вторинна структура
α-Спіраль
β-Структура
Спіраль 310
β-Поворот
Глобулярна структура
Роль вторинної структури в утворенні глобули
Стабілізація глобули
Структурна класифікація глобулярних білків
Структура мембранних білків
Конформаційна рухливість білків
Принципи функціонування білків
Механізм ферментативного каталізу
Механізми використання енергії гідролізу АТР
Розділ 3. ДНК
Хімічна будова нуклеїнових кислот
Нуклеотиди
Полінуклеотидний ланцюг
Нуклеази
Подвійна спіраль
Стабілізація подвійної спіралі
Конформаційні параметри подвійної спіралі
Структурні форми ДНК
Конформація В-ДНК
Білково-нуклеїнові взаємодії
Структурна класифікація білків, що взаємодіють з ДНК
Принципи білково-нуклеїнового впізнання
Циркулярна ДНК
Розділ 4. Організація ДНК у клітинах: геноми і структура хроматину
Організація геномів
Генетичний код
Гени
Геноми
Молекулярна організація хроматину
Нуклеосома
Посттрансляційні модифікації гістонових хвостів
Гістон Н1
Наднуклеосомна упаковка хроматинової фібрили
Петлеві домени хроматину та ядерний матрикс
Розділ 5. Транскрипція: прокаріоти
РНК-полімераза
Загальний сценарій транскрипції у бактерій
Структура РНК-полімерази
Ініціація транскрипції
Елонгація транскрипції
Термінація транскрипції
Регуляція транскрипції
Лактозний оперон
Антитермінація
Атенюація
Регуляція транскрипції бактеріофага λ
Неспецифічна регуляція загального рівня транскрипції
Розділ 6. Транскрипція: еукаріоти
РНК-полімераза II
Структура РНК-полімерази ІІ
Промотор РНК-полімерази ІІ
Базальні фактори транскрипції
Ініціація транскрипції РНК-полімеразою ІІ
РНК-полімерази І та ІІІ
Ініціація транскрипції генів рибосомної РНК
Ініціація транскрипції РНК-полімеразою ІІІ
Механізми активації транскрипції
Транскрипційні фактори
Зовнішня регуляція активності транскрипційних факторів
Ацетилювання гістонів
Доступність промоторів
Комплекси ремоделювання хроматину
Роль білків HMG в активації транскрипції
Елонгація РНК-полімерази через хроматин
Конститутивна репресія транскрипції: гетерохроматин
Деацетилювання гістонів
НР1-залежна система репресії
Метилювання ДНК
РНК-інтерференція
Розділ 7. Процесинг мРНК
Кепування
Сплайсинг
Сплайсосома: механізм сплайсингу
Поліаденилування мРНК і термінація транскрипції
Альтернативний сплайсинг
Редагування мРНК
Розділ 8. Синтез білків
Транспортні РНК
Структура тРНК
Аміноацилювання тРНК
Рибосома
Склад рибосоми
Структура рибосоми
Елонгаційний цикл
Елонгаційний фактор EF-Tu
Зв'язування аа-тРНК з А-сайтом рибосоми
Транспептидація
Транслокація
Ініціація трансляції
Ініціація трансляції у прокаріотів
Ініціація трансляції в еукаріотів
Термінація трансляції
Регуляція трансляції
Формування просторової структури білка
Закономірності укладки білкової глобули
Шаперони hsp70
Шапероніни
Розділ 9. Реплікація ДНК
Реплікон
ДНК-полімераза
Структура ДНК-полімерази та полімеразна реакція
Редагування помилок
Особливості ДНК-полімерази у порівнянні з РНК-полімеразою
Реплісома та інші елементи системи реплікації
Геліказа та білки SSB
Синтез ланцюга, що запізнюється
Голофермент ДНК-полімерази
Топологічні проблеми, пов'язані з реплікацією
Ініціація реплікації у бактерій
Особливості еукаріотичної системи реплікації
Еукаріотичні ДНК-полімерази
Ініціація реплікації в еукаріотів
Структурні зміни хроматину під час реплікації
Подовження кінців еукаріотичної хромосоми
Репарація ДНК
Пряма репарація
Ексцизійна репарація
Репарація некомплементарних пар основ – місметчів
Репарація без репарації
Репарація дволанцюгових розривів
Розділ 10. Рекомбінація ДНК
Гомологічна рекомбінація
Сайт-специфічна рекомбінація
Незаконна рекомбінація