10. Воспроизведение на молекулярном уровне. Репликация днк. Понятие о репарации днк.

Одна из основных функций ДНК - сохранение и передача наследственной информации. В основе этой функции лежит способность ДНК к самокопированию - репликации. В результате репликации из одной материнской молекулы ДНК образуются две дочерние молекулы ДНК — копии материнской.

ФЕРМЕНТЫ и другие БЕЛКИ, обеспечивающие репликацию ДНК:

Геликаза — расплетает двойную спираль ДНК.

Дестабилизирующие белки — выпрямляют цепи ДНК.

ДНК-топоизомераза — разрывает фосфодиэфирные связи в одной из цепей ДНК, снимает напряжение спирали.

РНК-праймаза — обеспечивает синтез РНК-затравки для фрагментов Оказаки.

ДНК-полимеразы — синтез полинуклеотидной цепи в направлении 5' -> 3'.

ДНК-лигаза - сшивает фрагменты Оказаки после удаления РНК-затравки.

Синтез полинуклеотидных цепей ДНК идет при участии ДНК- полимеразы в направлении 5' -^ 3'.

На одной полинуклеотидной цепи (ДНК-матрице) синтез идет быстрее и непрерывно (лидирующая цепь), на другой - медленнее (отстающая цепь), отдельными участками (фрагменты Оказаки), которые затем «сшиваются» лигазами. Каждый из фрагментов растет в направлении 5' -> 3', а цепь в целом— в направлении 3' -> 5'.

Репарация — особая функция клеток, заключающаяся в способности исправлять химические повреждения и разрывы в молекулах ДНК, повреждённой при нормальном биосинтезе ДНК в клетке или в результате воздействия физических или химических агентов. Осуществляется специальными ферментными системами клетки.

11. Ген как функциональная единица генома эукариот. Кодирующие и регуляторные участки функциональной единицы.

Ген – это участок молекулы ДНК, определяющий возможность развития отдельного элементарного признака. Гены – это участки ДНК с определенной последовательностью нуклеотидов, кодирующие функциональную молекулу РНК (мРНК, тРНК, рРНК). В состав генов входят регуляторные участки (промоторы), а также последовательности, кодирующие синтез РНК. Гены эукариот имеют прерывистое строение и состоят из экзонов (кодирующие участки) и интронов (некодирующие участки). После транскрипции интроны вырезаются из первичного транскрипта в процессе сплайсинга.

12. Этапы экспрессии гена эукариот в признак. Характеристика претранскрипционного этапа, транскрипции и процессинга.

Этапы экспрессии генов

1. Претранскрипционный

2. Транскрипция

3. Процессинг и сплайсинг в ядре

Претранскрипционный этап - активация генов. Активаторы: рН, ионы, БАВ, метаболиты и др. Регуляторы активности генов в претранскрипционный период: внутриклеточные (pH ±, Ионы ±,Белки (гистоновые, негистоновые) ±,Метаболиты ±, Медиаторы ±, БАВ ±, «Прыгающие гены» (их локализация)). Внеклеточные (Медиаторы ±, Гормоны ±,Др. раздражители). Все вызывают изменения МП плазм. мембр. ядерная МБР хромосомы. Функции регуляторов генной активности (в зоне действия): освобождают ДНК от белков, деконденсация ДНП, Ослабляют водородные связи, активируют РНК-полимеразу, блокируют белок-репрессор – освобождают оператор от блока (у прокариот), активируют регуляторные зоны.

Транскрипция – синтез РНК на матрице ДНК, начинается с присоединения РНК-полимеразы к «своему» промотору (ТАТА-блоку); траскрипция происходит с одной полипептидной цепи ДНК (кодогенной), на которой находится промотор. Направление транскрипции 3’→5’. Нуклеотидная цепь иРНК растет в направлении 5’→3’.Транскрибируются все экзоны и интроны (включая зону копирования, кодон-инициатор, зоны терминации и полиаденилирования) структурного гена. В итоге образуется про-иРНК, содержащая кодирующие и некодирующие нуклеотидные последовательности. Фермент – РНК-полимераза.

Процессинг про-иРНК: Кэпирование – образование КЭП на 5’-конце про-иРНК(служит для присоединения к рибосоме). Полиаденилирование на 3’-конце (присоединение поли-А или поли-У) - придает устойчивость иРНК. Процессинг – сплайсинг – «вырезание» интронов и «сшивание» (ферментами-рибозимами) экзонов.