11. Транскрипция, биосинтезы м-рнк, р-рнк, т-рнк. Этапы, ферменты, субстраты, биологическое значение. Регуляция транскрипции. Биологическое значение.
терминации облегчают отделение первичного транкрипта от матрицы. Образуются пре-мРНК, претРНК, прерРНК – это образование из пре РНК – мРНК, тРНК, рРНК. Посттранскрипционные модификации мРНК – матричные РНК. I. В ядре каждый первичный транскрипт путём сплайсинга превращается в зрелую молекулу РНК. Первичный транскрипт – это пре-мРНК, комплементарен ДНК; содержит экзоны и интроны. Экзоны – это последовательности, кодирующие определенные участки молекулы белка. Интроны – некодирующие последовательности. Зрелая мРНК–интроны вырезаются из первичного транскрипта, концы экзонов соединяются друг с другом – эту реакцию называют сплайсингом РНК. После завершения сплайсинга «зрелая» мРНК становится примерно в 4 раза короче первичного транскрипта. После сплайсинга зрелая РНК переходит изх ядра в цитоплазму. II. Транспортные РНК – тРНК 1. Модифицируются азотистые основания 2. На 3՛-конце формируется акцепторный участок (ССА) для присоединения аминокислот. 3. В цитоплазму выходят зрелые тРНК. III. Рибосомальные РНК (рРНК) Посттранскрипционные модификации пре рРНК сопровождаются образованием из высокомолекулярных предшественников 28 S, 18 S, 5, 8 S «зрелых» рРНК, входящих в рибосому, участвующую в синтезе белка. В состав рибосом входят рРНК и белки. Рибосома эукариот (80 S) состоит из 2 (большой и малой) субъединиц – 60 S и 40 S. S – это скорость оседания (седиментации) рибосом при ультрацентрифугировании. Рибосома прокариот 70 S состоит из 50 S и 30 S, далее эти субъединицы прокариот можно диссоциировать на составляющие их белки и РНК. 30 S содержит 21 белок и одну молекулу 16 S – РНК. Существует метод секвенирования 16 S РНК для определения видовой принадлежности бактерий, т.к. она очень специфична (16 S РНК из дрожжей не может заменить 16 S РНК E.Coli). У эукариот диссоциация 80 S проходит до 18 S – РНК. Т.о. последовательность аминокислот в белках определяется последовательностью кодонов в мРНК, считываемых тРНК, на рибосомах, состоящих из рРНК
12. Генетический код и его свойства.
Генетический код — система хранения наследственной информации (аминокислотной последовательности белков) в виде нуклеотидной последовательности в нуклеиновой кислоте.
Свойства генетического кода: триплетность (каждой аминокислоте соответствует сочетание из трех нуклеотидов), однозначность, или специфичность (каждый триплет (кодон) кодирует только одну аминокислоту), вырожденность, или избыточность (аминокислота может кодироваться несколькими кодонами), универсальность (одинаков у всем организмов), непрерывность (нет промежутков между кодонами), неперекрываемость (один и тот же нуклеотид не может принадлежать разным триплетам).
13. Подготовка аминокислот к биосинтезу белка: характеристика и функции адаптационных молекул, синтез аминоацил-т-рнк. Субстратная специфичность.
Основными компонентами синтеза белка являются: аминокислоты, тРНК, аминоацил-тРНК-синтетазы, мРНК, рибосомы, источники энергии, белки – факторы инициации, элонгации и терминации и кофакторы. Аминокислоты – субстраты для синтеза белков. тРНК – выполняют функцию адапторов – приспособителей аминокислот к кодонам мРНК. Акцепторным концом (ССА) они взаимодействуют с аминокислотами, а антикодоном – с кодоном мРНК. Аминоацил-тРНК-синтетазы – каждый фермент катализирует реакцию специфического связывания 1 из 20 аминокислот с соответствующей тРНК. мРНК – матрица содержит линейную последовательность кодонов, определяющих первичную структуру белков. Рибосомы – рибонуклеопротеиновые клеточные структуры, являющиеся местом синтеза белков. АТФ, ГТФ – источники энергии. Белковые факторы инициации (IF), элонгации (EF), терминации (RF) – специфические внерибосомные белки, необходимые для процесса трансляции. Ионы магния – кофактор, стабилизирующий структуру рибосом. Синтез белка проходит в три основных этапа: 1. Инициация, 2. Элонгация, 3. Терминация.
14. Этапы трансляции (биосинтеза белка): инициация, элонгация, терминация. Субстраты, ферменты, факторы, энергия.
1 этап – инициация – характеризуется тем, что 40 S рибосома связывается с 60 S рибосомой, образуя 80 S рибосому – рибосому эукариот с 2 активными центрами: Р – пептидильный, в котором находится мет-тРНК (метионин-тРНК) и А – аминоацильный центр, в область которого поступает первый смысловой кодон (мРНК).
2 этап – элонгация – включает три стадии: 1 стадия – это связывание аминоацил-тРНК (аатРНК) с другим участком связывания аа-тРНКна рибосоме, называемом А-участком (aminoacyl - аминоацильный) при участии фактора элонгации EF1. 2 стадия – это пептидилтрансферазная реакция. Образуется дипептидил-тРНК. Метионин тРНК (мет-тРНК) переносится на α- аминогруппу аминокислоты (валина), находящейся в А-центре в составе аминоацил-тРНК (аа-тРНК), образуется дипептидил-тРНК. Пептидилтрансферазную активность проявляет рРНК большой субъединицы рибосомы.
3 стадия – перемещение рибосомы по мРНК. Пептидил тРНК перемещается из А участка в Р-участок, и одновременно рибосома перемещается к следующему аа-тРНК. Затем новая аминоацил-тРНК связывается со свободным А участком и начинается новый цикл реакции (используется энергия ГТФ), используется фактор элонгации EF2. Иными словами – дипептидил тРНК (мет-вал-тРНК) из А центра попадает в Р-центр, а в А центре оказывается следующий кодон. 3 этап - терминация– заключительный этап синтеза белка. Включение в А-центр стоп кодона (UAG, UGA, UAA) – это сигналы терминации, которые в молекуле тРНК считываются фактором освобождения.
15. Посттрансляционные изменения белков. Образование функционально активных белков – происходит в результате посттрансляционных модификаций полипептидных цепей. Они включают: 1. Частичный протеолиз 2. Фолдинг – образование пространственной структуры, в котором принимают участие белки-шапероны, обеспечивающие образование функционально-активной конформации полипептидной цепи. 3. Модификация ак – карбоксилирование, фосфорилирование, йодирование, гидроксилирование, ацилирование, гликозилирование. 4. Образование дисульфидных связей. 5. Присоединение простетических групп. 6. Образование олигомерных белков.