9. Правила Чаргаффа. Комплементарность: понятие, значение.

Правило Чаргофа. В 1949г.

1. сумма пуриновых оснований всегда равна сумме пиримидиновых.

2. количество аденина = количество тимина. (А=Т)

3. количество гуанина = количество цитозина. (Г=Ц)

4. А+Ц= Г+Т

5. Если А+Т > Г+Ц, то это АТ–тип ДНК и характерен для всех высших эукариот. Если Г+Ц > А+Т, то это ГЦ–тип ДНК и характерен для большинства прокариот.

Комплементарность – избирательные взаимодействия строго определенных пар азотистых оснований, с образованием водородных связей. Между аденином и тимином – двойные связи, между гуанином и цитозином – тройные.

Значение комплементарности:

1. Это свойство лежит в основе синтеза ДНК и всех синтезов РНК.

2. Создается стабильность вторичной структуры. На 1 виток - 10 пар нуклеотидов, размер витка – 3,4 нм, высота каждого нуклеотида 0,34 нм, молекулярная масса среднего нуклеотида 345моль/л

10. Процесс транскрипции матричной рнк: условия, стадии, биологическое значение.

Транскрипция – процесс матричного синтеза молекулы мРНК на одной из цепей ДНК. (процесс переноса информации с ДНК на РНК). Смысл транскрипции заключается в переносе генетической информации с ДНК на РНК. Транскрипции подвергается только определенный участок ДНК- единица транскрипции. Цепь, на которой происходит транскрипция, называется матричной. Вторая, комплементарная ей цепь называется кодирующей.

Промотор -участок связывания с ферментом - ДНК-зависимой-РНК- полимеразой. В зоне промотора располагается ТАТА-бокс, в которой происходит разрушение водородных связей между цепями ДНК.

Место, где происходит биосинтез белка: оперон у прокаориот/транскриптон у эукариот.

Сайт- терминации – место обрыва синтеза белка. Состоит из палиндромных последовательностей, при считывании которых на мРНК образуется двухцепочечный участок — шпилька.

Условия для транскрипции:

1. Участок ДНК, в котором транскрибируется только одна цепь, называемая матричной и имеет направление 3' -5'

2. Субстраты -рибонуклеотиды (АТФ, ГТФ, ЦТФ и УТФ)

3. Источники энергии – субстраты, т. к. цепь они включены виде монофосфатов (энергия для реакции высвобождается при отщеплении пирофосфата).

4. Ферменты - ДНК-зависимая РНК-полимераза; хеликаза, топоизомеразы

5. Белковые факторы транскрипции

Выделяют три стадии транскрипции: инициация, элонгация и терминация.

1. Инициация – первый этап, включающий связывание РНК-полимеразы с промотором и образование первой межнуклеотидной связи. Этот процесс начинается с активации промотора ТАТА-фактором, взаимодействующим со специфической последовательностью нуклеотидов. Вследствие этого происходит изменение конформации фермента, обеспечивающее раскручивание одного витка ДНК и локальное плавление, формируя транскрипционную вилку.

2. Элонгация – это процесс последовательного удлинения растущей цепи РНК, происходящий со скоростью около 50 нуклеотидов в секунду. На участке примерно в 40 пар нуклеотидов РНК-полимераза, следуя принципу комплементарности, образует фосфоэфирные связи между нуклеотидами, синтезируя полинуклеотидную цепь молекулы мРНК от 5'- к 3'-концу.

3. Терминация. Транскрипция завершается после достижения РНК- полимеразой сайта терминации, который имеет особую структуру в виде палиндрома. Палиндром — это слова или фраза, которые одинаково читаются слева направо. В результате синтеза палиндрома формируется структура матричной РНК, которая называется «шпилькой» и РНК- полимераза отсоединяется от цепи ДНК.

У эукариот продуктом транскрипции является прематричная РНК, которая подвергается созреванию – процессингу.

Процессинг у эукариот (в ядре)

1. Кэпирование – присоединение к 5’ концу мРНК метилированного гуанозина при помощи 5’-фосфодиэфир связи. Эта связь (5’-5’) обеспечивает большую прочность и способствует распознаванию первого кодона при синтезе белка.

2. Полиаденилирование – присоединение к 3’ пре-мРНК от 30 до 300 адениловых нуклеотидов с помощью фермента аденилатциклазы

3. Сплайсинг – вырезание из первичной молекулы мРНК интронов (некодирующие последовательности нуклеотидов) и сшивание экзонов.