Тема 4 Центральная догма молекулярной биологии

1. Сущность центральной догмы молекулярной биологии и биосинтез белка

Вспомнить об уникальности первичной структуры белков. Подойти к понятию наследственной информации. О чем она? В чем заключается принцип ее хранения и реализации? Сформулировать центральную догму молекулярной биологии, объяснить в общих чертах роль нуклеиновых кислот – ДНК и РНК – в хранении и реализации наследственной информации о структуре белков.

2. Строение ДНК

2.1. Нуклеотиды

Обратить внимание на полимерную организацию нуклеиновых кислот. Что является мономером нуклеиновых кислот? Разобрать состав и строение нуклеотидов, уметь схематично изобразить их структурные формулы. Различать два типа нуклеотидов – пурины и пиримидины. Привести названия и структурные формулы тех и других. Какие из этих нуклеотидов входят в состав ДНК?

2.2. Полинуклеотидная цепь

Уметь показать, каким образом нуклеотиды соединяются в одноцепочечную полинуклеотидную молекулу. Выделить в составе этой цепи неизменную часть (сахаро-фосфатный остов) и вариабельную (азотистые основания). В какой из этих частей может храниться информация?

2.3. Двойная спираль

Взаимодействие двух полинуклеотидных цепей по принципу комплементарности. Объясните, почему пурины реагируют с пиримидинами. Какое значение имеет количество водородных связей, образуемое разными азотистыми основаниями? Объясните, почему в двухцепочечной структуре ДНК используются не ковалентные, а водородные связи? Схематично изобразите фрагмент двойной цепочки ДНК.

2.4. Репликация ДНК

Почему (зачем) ДНК имеет структуру двойной спирали? Свяжите это с необходимостью воспроизведения генетической информации. Рассмотрите молекулярный механизм репликации ДНК. Объясните: почему этот процесс называется синтезом, почему этот синтез называют матричным, откуда берутся новые нуклеотиды, по какому принципу нуклеотиды соединятся с материнскими цепями ДНК, какой фермент обеспечивает репликацию (полимеризацию) ДНК?

3. Строение РНК

3.1. Структурные особенности РНК

Чем отличается нуклеотидный состав молекулы РНК от ДНК? Чем отличается рибоза от дезоксирибозы? Почему РНК одноцепочечная, тогда как ДНК двухцепочечная?

3.2. Функциональные варианты РНК

Рассмотреть разные виды РНК: иРНК, тРНК, рРНК. В чем особенности их строения? Каковы их функции? Объясните, какие силы заставляют молекулу тРНК сворачиваться в «клеверный лист»?

4. Генетический код

Генетический код как способ записи информации о первичной структуре белка. Каким способом информация зашифрована в молекуле ДНК? Объяснить основные свойства генетического кода: триплетность, избыточность (вырожденность), универсальность, неперекрываемость. Работа фермента аминоацил-тРНКсинтетазы как ключевой момент в расшифровке генетического кода. Вспомнить принцип работы ферментов.

5. Транскрипция

Объяснить сущность транскрипции как реакции матричного синтеза. В какой части клетки она происходит? Изобразить схему синтеза РНК. Какой фермент принимает участие в этом процессе? В чем заключается его функция? Почему необходимо расплести двойную спираль ДНК? Откуда берутся свободные нуклеотиды для синтеза новой цепочки? По какому принципу происходит подбор нуклеотидов? Вспомнить назначение разных видов РНК. Синтез какого вида РНК можно назвать истинной транскрипцией? Почему? Какие виды РНК являются вспомогательными?

6. Трансляция

Дать понятие трансляции как биосинтетического процесса. Роль тРНК, кодон-антикодонное взаимодействие. Какие органоиды клетки задействованы в трансляции? Объяснить строение рибосомы. Изобразить схему построения полипептидной цепочки. Вспомнить формулу аминокислоты и механизм образования пептидной связи.

7. Центральная догма молекулярной биологии

Подытожить пройденный материал двух семинаров и дать осмысленную формулировку центральной догмы молекулярной биологии. Какую роль в реализации наследственной информации играют разные виды РНК?