4. Транскрипция, биосинтезы м-рнк, р-рнк, т-рнк. Этапы, ферменты, субстраты, биологическое значение. Регуляция транскрипции. Биологическое значение.
I. Транскрипция – это биосинтез РНК на ДНК-матрице, образуются первичные транскрипты мРНК, тРНК, рРНК, комплиментарные матричной цепи ДНК.
Субстраты и источники энергии: нуклеозидтрифосфаты (АТФ, ГТФ, ЦТФ, УТФ).
Ферменты – РНК-полимеразы (I, II, III).
II. В транскрипции участвуют следующие сайты ДНК:
1. Промотор – сайт ДНК, в которой РНК – полимераза связывается с матрицей (ДНК) и начинает синтез РНК.
2. Сайт терминации – это участок ДНК, на котором завершается синтез РНК.
3. Транскриптон – участок ДНК, ограниченный промотором и сайтом терминации.
III. Стадии транскрипции:
1 стадия – инициация (т.е. активация промотора): сайт ДНК (промотор) связывается с РНК-полимеразой с помощью ТАТА-фактора (специфическая последовательность нуклеотидов промотра сайта ДНК для посадки РНК-полимеразы). РНК-полимераза на этом этапе обеспечивает локальное расплетение двойной спирали.
2 стадия – элонгация. По мере продвижения РНК-полимеразы по цепи ДНК в направлении 3՛ → 5՛ впереди нее происходит расхождение, а позади – восстановление двойной спирали.
3 стадия – терминация – когда РНК-полимераза достигает сайта терминации (завершение синтеза), транскрипция прекращается. Факторы терминации облегчают отделение первичного транкрипта от матрицы. Образуются пре-мРНК, претРНК, прерРНК – это образование из пре РНК – мРНК, тРНК, рРНК.
5. Генетический код и его свойства.
Синтез белка отличается от других матричных биосинтезов тем, что между матрицей (мРНК) и продуктом – белком нет комплементарного соответствия, т.к. матрица ДНК построена из 4 нуклеотидов, а полипептидная цепь из 20 аминокислот, т.е. четырех буквенный язык нуклеиновых кислот переводится на язык белков из 20 букв.
Генетический код – это способ записи информации об аминокислотной последовательности белков с помощью последовательности нуклеотидов в ДНК и РНК. Его характеризуют следующие свойства: триплетность и наличие терминирующих кодонов, специфичность, вырожденность, универсальность, однонаправленность, колинеарность.
Триплетность и наличие терминирующих кодонов – кодовое число равно 3: 3 нуклеотидных остатка (триплет) кодируют 1 аминокислоту. Терминирующие триплеты – UAA, UAG, UGA не кодируют аминокислот, а являются сигналами к прекращению синтеза белка.
Специфичность – каждый триплет кодирует только 1 аминокислоту.
Вырожденность – 1 аминокислоту могут кодировать несколько триплетов (от 2 до 6).
Универсальность – почти у всех видов организмов биологический код одинаков.
Однонаправленность– информация, записанная в зрелой мРНК в виде линейной последовательности кодонов (триплетов) считывается в направлении от 5՛- к 3՛-концу.
Колинеарность–последовательность кодонов в зрелой мРНК соответствует последовательности аминокислот в синтезированном белке.
6. Подготовка аминокислот к биосинтезу белка: характеристика и функции адаптационных молекул, синтез аминоацил-т-phk Субстратная специфичность
Аминокислоты синтезируются из промежуточных соединений, образующихся в процессах гликолиза и цикла лимонной кислоты (цикла Кребса). Предшественниками всех аминокислот в организме являются пять соединений: 3-фосфоглицерат, фосфоенолпируват, пируват, оксалоацетат и а-кетоглутарат. Эти соединения вместе с двумя моносахаридами пентозофосфатного пути служат предшественниками всех аминокислот в бактериях и растениях.
Фундаментальное значение для биосинтеза всех аминокислот во всех организмах имеет реакция образования глутаминовой кислоты (глутамата) из аммиака и а-кетоглутаровой кислоты (а-кетоглутарата) под действием фермента глутамат- дегидрогеназы:
Трансаминирование а-кетокислот с использованием глутаминовой кислоты в качестве донора аминогруппы представляет собой основной путь введения а-аминогруппы при биосинтезе большинства других аминокислот.