Ответы на экзамен 2024 (6 в одном)

клетке происходит перед каждым еѐ делением в синтетический период интерфазы (S-период).

Единицей репликации является репликон – участок ДНК, способный к самостоятельной репликации. У бактерий и вирусов имеется обычно один репликон на клетку, тогда как у эукариот их содержится много. Репликация начинается в сайте инициации. Двойная спираль ДНК расплетается в точках инициации репликации и образуются репликационные глазки, состоящие из двух репликационных вилок, ведущих синтез в противоположных направлениях (двунаправленная репликация), как показано схематически на рис. 2.

В синтезе полинуклеотидных цепей ДНК участвует фермент ДНКполимераза, которая наращивает новую цепь в направлении 5' → 3'. Однако синтез дочерних цепей ДНК осуществляется неодинаково. Одна из них создается непрерывно и называется лидирующей. Другая называется отстающей, так как она собирается из отдельных коротких участков (фрагментов Оказаки), которые потом соединяются вместе ДНК-лигазами. Такой феномен наблюдается из-за антипараллельности материнских цепей ДНК.

ФЕРМЕНТЫ и другие БЕЛКИ, обеспечивающие репликацию ДНК:

Геликаза – расплетает двойную спираль ДНК, разрушая водородные связи между комплементарными азотистыми основаниями.

РНК-полимераза (или ДНК-праймаза) – инициирует синтез ДНК, образуя РНК-затравки (праймеры).

16

ДНК-полимераза – синтезирует полинуклеотидную цепь ДНК в направлении 5' → 3'.

ДНК-лигаза – сшивает вместе фрагменты Оказаки после удаления РНКпраймера и его замещения на нуклеотиды ДНК.

ДНК-топоизомераза – помогает раскручиванию ДНК и работе геликазы, снимая напряжение на спирали материнской молекулы.

Дестабилизирующие белки – негистоновые ядерные белки, связываются с разъединенными цепями ДНК, поддерживают репликационную вилку открытой.

Роль геликазы в репликации ДНК. Геликаза – один из основных ферментов репликации ДНК. Ген геликазы у человека локализован в аутосоме 8. У гомозигот (аа) по мутантному гену геликазы накапливаются мутации в клетках разных тканей и органов. В итоге развивается наследственная болезнь – синдром Вернера, ведущая к преждевременной старости. К 20 годам больные выглядят как глубокие старики.

Репарация ДНК.

Во время репликации, ДНК и рекомбинации ядерного материала в ней (сестринские хроматидные обмены, кроссинговер и др.) возможны «ошибки» в ДНК, и, как следствие этого, могут возникнуть мутации. Однако большинство «ошибок» и повреждений ДНК устраняется благодаря репарации – процессу, обеспечивающему исправление повреждений в ДНК. сходство репликации и репарации ДНК: оба процесса основаны на комплементарном спаривании азотистых оснований; при репликации и репарации ДНК работают сходные ферменты (ДНК-полимераза, лигаза). В некоторых клетках ферменты репарации отсутствуют.

17

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

Ген – структурно-функциональная единица наследственности; участок молекулы ДНК (РНК – у вирусов), в котором в виде последовательности нуклеотидов заложена информация о первичной структуре белка, тРНК, рРНК.

Известно, что у человека ~ 75% ДНК хромосом приходится на межгенные промежутки и только ~ 25% ДНК представляет собой собственно гены.

1. СТРУКТУРНЫЕ ГЕНЫ а) Гены, кодирующие белки:

– уникальные гены (единичные копии в геноме). Это гены большинства ферментов, транспортных и структурных белков.

- гены-повторы (многочисленные копии в геноме). Это протоонкогены, гены рибосомальных белков, белков-гистонов, апобелков.

б) Гены, кодирующие тРНК, рРНК (повторены в геноме 300-1600 раз). 2. РЕГУЛЯТОРНЫЕ ГЕНЫ

Гены, белковые продукты которых регулируют функции структурных генов.

18

3. МИГРИРУЮЩИЕ ГЕНЕТИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ (МГЭ)

Генетические элементы, которые перемещаются по геному, влияют на активность соседних генов

4. ПСЕВДОГЕНЫ «Молчащие» аналоги структурных генов

5. МИТОХОНДРИАЛЬНЫЕ ГЕНЫ Гены ДНК митохондрий

Вопрос 12-13. Этапы экспрессии гена эукариот в признак. Характеристика этапов.

19

Вопрос 14. Мейоз – основной этап гаметогенеза. Фазы мейоза, их характеристика. Биологическое значение мейоза.

Мейозом называется тип деления эукариотических клеток, при котором происходит редукция числа хромосом, т.е. из диплоидной клетки образуются гаплоидные.

20

Вопрос 15. Генетический и гонадный пол. Понятие о генной регуляции гонадогенеза у человека. Роль генов HYAS, HYAI, HYARS.

Гонадный пол определяется только генотипом (группой взаимодействующих генов, расположенных как в половых хромосомах, так и в аутосомах) и не зависит от гормонов и факторов среды.

Генетический пол предопределяется набором половых хромосом. При нарушении числа половых хромосом или дефекта их структуры возникает патология формирования гонад (агенезия и дисгенезия гонад).

Норма:

при кариотипе 46,XY из первичных гонад формируются семенники, т.к. ген-индуктор Y-хромосомы активирует структурный ген, продуцирующий НYантиген;

при кариотипе 46,ХХ из первичных гонад формируются яичники, т.к. нет гена-индуктора, но есть ген-супрессор в X-хромосоме, который подавляет работу структурного гена, продуцирующего НY-антиген.

Патология:

Установлено, что присутствие одного лишь гена-индуктора (HYAI) Y- хромосомы, который определяет дифференциацию половых желез по мужскому типу и далее синтез в них гормона тестостерона, не всегда способно обеспечить развитие мужского пола. Для этого необходим также белокрецептор, обеспечивающий проникновение гормона в клетки тканимишени. Мутация гена белка-рецептора тестостерона делает ткани-мишени

22

невосприимчивыми к тестостерону и развитие соматического пола по женскому типу (тестикулярная феминизация или синдром Морриса).

Вопрос 16-17. Периоды овогенеза и сперматогенеза у человека, их сущность. Место овогенеза и сперматогенеза в онтогенезе человека. Характеристика овогенеза и сперматогенеза.

23

Вопрос 18. Моногенное наследование. Характеристика А-Д и А-Р типов. Понятие о пенетрантности и экспрессивности генов.

Пенетрантность – частота проявления гена в фенотипе. Экспрессивность – степень выраженности гена в признаке.

24

Вопрос 19. Моногенное наследование. Виды взаимодействия аллельных генов (полное и неполное доминирование, кодоминирование). Наследование групп крови системы АВ0.

1. Доминантно-рецессивные отношения (полное и неполное доминирование). В фенотипе гетерозиготных организмов на уровне конечного признака продукт одного гена проявляется сильнее (доминирует), чем продукт другого гена (рецессивный признак). Степень доминирования может быть различна (полное и неполное доминирование). У человека большинство доминантных патологических наследственных признаков не полностью доминируют над нормальными признаками. Если патологический признак – рецессивный, то у гетерозигот доминирует нормальный признак, т.е. человек практически здоров, но продукт мутантного гена у него образуется, хотя в фенотипе на уровне конечного признака он практически не проявляется (для его обнаружения используют специальные методы, например, биохимические, иммунологические, рентгенологические и др.).

2. Кодоминирование.

Кодомини́рование — тип взаимодействия аллелей, при котором оба аллеля в полной мере проявляют своё действие. В результате, так как проявляются оба родительских признака, фенотипически гибрид получает не усреднённый вариант двух родительских признаков, а новый вариант, отличающийся от признаков обеих гомозигот.

На уровне конечного признака в фенотипе проявляются продукты обоих генов.

Пример: Аутосома 9 три аллельных гена IA, IB, i0

Формирование признака IV(АВ) группы крови у человека.

Наследование групп крови системы АВ0:

I. Группа крови (0) – I0I0 – наследуется по А-Р типу

II. Группа крови (А) – IAI0, IAIA – наследуется по А-Д типу III. Группа крови (В) - IBI0, IBIB - наследуется по А-Д типу IV. Группа крови (АВ) – IAIB - кодоминирование

25