Конспект2

Докази генетичної ролі нуклеїнових кислот

1) трансформація; 2) трансдукція; 3) кон’югація

Трансформація (перетворення) - включення чужорідної ДНК у геном клітини-хазяїна, що призводить до зміни її структурних і функціональних властивостей. Перенесення спадкової інформації від однієї клітини до іншої здійснюється за допомогою ДНК клітини-донора. Явище трансформації було виявлено в дослідах англійського мікробіолога Гріффітса (1928)

Трансдукція (переміщення) полягає в тому, що віруси, залишивши бактеріальні клітини, в яких вони паразитували, можуть захоплювати частину їх ДНК і, потрапивши в нові клітини, передають новим хазяїнам властивості попередніх. Це явище вперше було відкрито в дослідженнях по зараженню бактерій вірусами.

Кон'югація (з'єднання) - це перенесення генетичного матеріалу від однієї бактерії до іншої шляхом утворення цитоплазматичного містка, переміщення частини ДНК та її інтеграція з геномом клітини-реципієнта.

Нуклеїнові кислоти

1) види; 2) будова; 3) функції

Будова молекули ДНК. Макромолекула ДНК - це два довгі полімерні ланцюги, що складаються з мономерів дезоксирибонуклеотидів, тісно з'єднаних між собою. Нитки ДНК з'єднуються водневими зв'язками між азотистими основами двох ланцюгів і утворюють подвійну спіраль ДНК, що закручена навколо центральної осі. Два полінуклеотидні ланцюги ДНК антипаралельні. Тобто, 5'-кінець одного ланцюга з'єднаний із 3'-кінцем іншого, і навпаки. Генетична інформація записана послідовністю нуклеотидів у напрямку від 5'-кінця до 3'-кінця. Така нитка називається "змістовною", саме тут розташовані гени (матричний ланцюг). Другий ланцюг у напрямку 3'-5' вважається "антизмістовним". Він необхідний як "еталон" збереження генетичної інформації і набуває значення у процесах реплікації та репарації. Діаметр подвійної спіралі складає 2 нм, відстань між двома завершеними витками - 3,4 нм. У кожний виток входить 10 пар нуклеотидів. Відстань між сусідніми основами складає 0,34 нм. Скелет ланцюга складається з молекул фосфату і пентоз, що чергуються. Два ланцюги ДНК комплементарні один одному. В молекулі ДНК можна виділити первинну структуру - послідовність нуклеотидів у ланцюгу, вторинну структуру - два комплементарні антипаралельні ланцюги, з'єднані водневими зв'язками, і третинну структуру - тривимірну спіраль. Зазначимо, що: а) геометрія спіралі ДНК залежить від послідовності нуклеотидів; б) значна частина ДНК не кодує білків або РНК; в) кожний ген - це складна функціонально-активна одиниця, призначена для регульованого синтезу РНК.

Реплікація ДНК

1) шлях реплікації; 2) механізм реплікації; 3) етапи реплікації

Реплікація - унікальна властивість молекули ДНК подвоюватися перед поділом клітини. Основне функціональне значення реплікації забезпечення нащадка стабільною генетичною інформацією розвитку, функціонування і поведінки.

Шлях реплікації напівконсервативний - кожен з двох ланцюгів материнської молекули ДНК використовується як матриця для синтезу нових комплементарних ланцюгів. Кожна дочірня молекула складається з однієї старої (материнської) нитки й однієї нової нитки. Точність реплікації забезпечується комплементарною взаємодією азотистих основ матричного ланцюга і ланцюга, що будується. Крім цього, весь процес контролюється ДНК-полімеразою, що самокорегує та усуває помилки синтезу.

Механізм реплікації. Ініціаторні білки утворюють реплікаційну вилку, ДНК-топоізомерази розкручують ланцюги, ДНК-геліказа і дестабілізуючий білок розщеплюють ДНК на два окремих ланцюги, ДНК-полімераза і ДНК-праймаза каталізують полімеризацію нуклеотидтрифосфатів і утворення нового ланцюга, ДНК-лігази руйнують РНК-затравки на відстаючих ланцюгах ДНК.

Основні етапи реплікації:

1. Ініціація - активація дезоксирибонуклеотидів. Моно-фосфати дезоксирибонуклеотидів (АМФ, ГМФ, ЦМФ, ТМФ) знаходяться у стані "вільного плавання" в ядрі і є "сировиною" для синтезу ДНК. Для включення в ДНК вони активуються в результаті взаємодії з АТФ. Ця реакція називається фосфорилуванням і каталізується ферментом фосфорилазою.

2. Елонгація - це додавання дезоксирибонуклеотиду до 3'-кінця ланцюга, що росте. Процес каталізується ДНК-полімеразою.

3.Термінація - скручування дочірньої нитки ДНК разом з материнською в подвійну спіраль після завершення процесу реплікації.

Репарація ДНК

1) за часом здійснення - дореплікативний - реплікативний - постреплікативний 2) за механізмом розвитку - ексцизійна - неексцизійна - рекомбінативна

Репарація - здатність клітин до виправлення пошкоджень у молекулах ДНК

За часом здійснення у клітинному циклі розрізняють:

• Дореплікативна репарація - процес відновлення пошкодженої ДНК до її подвоєння.

• реплікативна репарація - сукупність процесів відновлення ДНК у ході реплікації. При цьому ушкоджена ділянка видаляється впродовж реплікації у зоні росту ланцюга.

• постреплікативна репарація - відбувається вирізання пошкодженої ділянки і зшивання кінців. При цьому клітина може зберігати життєздатність і передавати дефектну ДНК дочірнім клітинам.

За механізмами розвитку репарації розрізняють:

• ексцизійна репарація - усунення пошкоджень, які з'явилися під впливом іонізуючої радіації, хімічних речовин та інших чинників.

• неексцизійна репарація (фоторепарація). В результаті опромінення цілісність молекул ДНК порушується, тому що в них виникають димери, тобто зчеплені між собою сусідні піримідинові основи. ДНК-фотолігазою, яка активується квантами видимого світла. Фермент з'єднується з пошкодженою ДНК, роз'єднує зв'язки в димерах і відновлює цілісність нитки ДНК

• рекомбінативна репарація - усунення димеру відбувається вже після реплікації.