Ответы на экзамен 2024 (6 в одном)

Этапы экспрессии генов

1.Претранскрипционный

2.Транскрипция

3.Процессинг и сплайсинг в ядре

4.Транспорт иРНК через ядерную мембрану

1.Трансляция

2.Посттрансляционный этап. В цитоплазме формирования функционально активного

белка

Претранскрипционный этап - активация генов. Активаторы: рН, ионы, БАВ, метаболиты и др.

Транскрипция – синтез РНК на матрице ДНК. Направление транскрипции 3’→5’. Нуклеотидная цепь иРНК растет в направлении 5’→3’.Транскрибируются все экзоны и интроны (включая зону копирования, кодон-инициатор, зоны терминации и полиаденилирования) структурного гена. В итоге образуется про-иРНК, содержащая кодирующие и некодирующие нуклеотидные последовательности.

Процессинг про-иРНК: Кэпирование – образование КЭП на 5’-конце про-иРНК(служит для присоединения к рибосоме). Полиаденилирование на 3’-конце (присоединение поли-А или поли-У) - придает устойчивость иРНК. Процессинг – сплайсинг – «вырезание» интронов и «сшивание» (ферментами-рибозимами) экзонов.

Транспорт иРНК через ядерную мембрану - транспорт зрелой иРНК через ядерную мембрану.

Трансляция – синтез белков рибосомами на матрице иРНК. Зрелая иРНК 5’-концом (КЭП) подходит к полисомам и протягивается через них, транслируются кодон-инициатор и все нуклеотиды кодирующей зоны, кодоны-терминаторы не транслируются.

Посттрансляционный этап - образование функционально активного белка: у эукариот «отрезается» метионин или триптофан, формируется вторичная, третичная, а для многих белков и четвертичная структура, присоединяются др. группировки и т.д.

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

Геномная мутация -это приводит к изменению числа хромосом в гаплоидной клетки.

Структура гена эукариот: имеют мозаичную структуру: состоят из кодирующих (экзонов) и некодирующих (интронов) участков. Преимущества мозаичной структуры гена эукариот: повышается их информационную емкость (один ген может кодировать несколько полипептидов), увеличивается степень комбинативной изменчивости, обеспечивается более совершенная регуляция функции генов. Интроны регулируют процессинг иРНК.

Функциональная единица генома эукариот включает один структурный ген (транскрибируемая зона) и множество регуляторных участков ДНК (промотор с ТАТАблоком, энхансер, сайленсер, трейлер с кодонами – терминаторами и др.).

Экзоны – нуклеотидные последовательности, кодирующие аминокислоты. Интроны – не кодирующие нуклеотидные последовательности (их от 2 до 7 на ген). Промотор (Р) - сайт для соединения с РНК-полимеразой.

Сайленсер – ослабляет транскрипцию. Энхансер – усиливает транскрипцию.

Зона кэпирования (К) – для формирования в зрелой иРНК КЭПа - метиловой «шапочки». Зона полиаденилирования (А) – для формирования в зрелой иРНК полиаденилового «хвоста».

Зона терминации транскрипции (Т).

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.

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

12-13) Этапы экспрессии гена эукариот в признак. Характеристика претранскрипционного этапа, транскрипции и процессинга. Характеристика трансляции и посттрансляционного этапов

……10

14. Хромосомы эукариот, их химический состав. Уровни упаковки ДНК (ДНП) в хромосому (нуклеосомный, хроматиновая фибрилла, интерфазная и метафазная хромосомы). Особенности организации нуклеосом .

Химический состав хромосом: ДНК и белки, которые образуют нуклеопротеиновый комплекс—хроматин. Белки (гистоны) составляют значительную часть вещества хромосом. На их долю приходится около 65% массы этих структур. Помимо ДНК и белков в составе хромосом обнаруживаются также РНК, липиды, полисахариды, ионы металлов.

Нуклеосомный: 4 класса гистоновых белков (из групп Н3, Н4, Н2А, Н2В) формируют ядронуклеус, вокруг которого ДНК делает 1.5 оборота – около 140 нуклеотидных пар, между нуклеосомами 50–70 нуклеотидных пар). За счет нуклеосомной организации ДНК укорачивается 6–7 раз.

Фибриллярный: при образовании фибриллы нуклеосомы сближаются за счет разности зарядов «хвоста» гистона I (HI) и фосфатной группы ДНК. Гистоновый белок Н1 связывается с линкерной ДНК.

Интерфазные хромосомы: максимально деконденсированные, 1 молекула ДНК, функционально активны, не видны в световой микроскоп, видны глыбки хроматина: у жен.- тельца Барра, у мужчин: У-хромосом.

Нуклеосома - субъединица хроматина, состоящая из ДНК и набора из четырех пар гистоновых белков Н2А , Н2В , Н3 и Н4 одной молекулы гистона H1. Гистон Н1 связывается с линкерной ДНК между двумя нуклеосомами.

Нуклеосома является элементарной единицей упаковки хроматина. Она состоит из двойной спирали ДНК, обмотанной вокруг специфического комплекса из восьми нуклеосомных гистонов Нуклеосомы, входящие в состав фибрилл, расположены более или менее равномерно вдоль молекулы ДНК на расстоянии 10-20 нм друг от друга.

Нуклеосомный: 4 класса гистоновых белков (из групп Н3, Н4, Н2А, Н2В) формируют ядронуклеус, вокруг которого ДНК делает 1.5 оборота – около 140 нуклеотидных пар, между нуклеосомами 50–70 нуклеотидных пар). За счет нуклеосомной организации ДНК укорачивается 6–7 раз.

15) Кариотип как видовая характеристика. Классификация метафазных хромосом человека по группам. Методы идентификации хромосом.

Кариотип – это хромосомный набор человека – генетический паспорт, который не меняется в течение всей жизни. В норме у человека 46 хромосом (по 23 хромосомы от каждого из родителей). Запись нормального женского кариотипа – 46,ХХ; нормального мужского –

46,XY.

Метод индефикации хромосом: Идиограмма – графическое изображение хромосом с учетом их абсолютной и относительной длины, центромерного индекса, наличия вторичной перетяжки и спутника.

16) Мейоз – основной этап гаметогенеза. Фазы мейоза, их характеристика. Биологическое значение мейоза.

………….

Мейоз – это способ деления клеток, в результате которого образуются половые клетки (гаметы). Мейоз-деление при котором происходит уменьшение числа хромосом, из диплоидной материнской образуются гаплоидные дочерние клетки. Мейоз состоит из двух последовательных делений : первое –редукционное или уменьшительное, в котором число хромосом уменьшается в 2 раза, и второеэквационное или уравнительное, в котором сохраняется число хромосом.

После мейоза 1 образуются сперматоциты 2-го порядка (n2c) и овоциты 2-го порядка (n2c) и первое полярное тельце (n2c).

17) Этапы формирования признаков пола у человека. Генетический пол .

Гаметогенез у человека регулируют гены, локализованные в Y- и X- хромосомах. А именно, гены О , Т , Tif и Rtif . Ген О отвечает за нормальный овогенез, а ген Т , за сперматогенез. при этом гены (продукты генов) взаимодействуют между собой по типу супрессивного эпистаза. В каком направлении будет протекать гаметогенез, зависит в итоге от наличия в генотипе гена Rtif ., локализованного в норме в Y-хромосоме.

При кариотипе плода 46,XY ген Rtif Y-хромосомы супрессирует (угнетает активность) гена Tif Х-хромосомы, поэтому активируется Т-ген Х-хромосомы, который и стимулирует в гонадах сперматогенез. При кариотипе плода 46,XX Tif-ген активируется (так как нет гена RTif) и супрессирует ген Т, поэтому активируется О-ген, который стимулирует в гонадах овогенез.

В норме:

• при кариотипе 46,XY ген RTif супрессирует ген Tif, поэтому активируется ген Т, который стимулирует сперматогенез в гонадах;

• при кариотипе 46, XX ген Tif активен, супрессирует ген Т, поэтому активируется ген О, который стимулирует овогенез в гонадах.

Генетический пол зародыша человека определяется набором половых хромосом при слиянии гамет: ХХ и ХY.

18) 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).

Направление развития гонад в семенники определяется наличием в хромосомном наборе зиготы Y-хромосомы. Это объясняется тем, что в Y-хромосоме имеется ген-индуктор (активатор) основного структурного гена HYAS (локализован в 6 аутосоме), продукт которого HY-антиген и определяет развитие семенников . В женском кариотипе в норме нет генаиндуктора, но есть ген, тормозящий работу структурного гена, и HY-антиген не вырабатывается, а поэтому формируются яичники.

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.

19-20-21-22) Периоды сперматогенеза, их сущность. Место мейоза в сперматогенезе и особенности сперматогенеза. Период овогенеза у человека , их сущность. Место овогенеза в онтогенезе . Характеристика овогенеза .

1.Стадия размножения. Первичные клетки на этой стадии называются сперматогониями и овогониями, из них в последующем образуются мужские и женские половые клетки. Половые клетки несколько раз делятся путем митоза, и количество их значительно возрастает. Сперматогонии размножаются у мужчины в течение всего репродуктивного периода, а размножение овогоний происходит в эмбриональном периоде и наиболее интенсивно происходит во 2 - 5 месяц внутриутробного развития.

2.Стадия роста. В этот период клетки значительно увеличиваются в размерах. Сперматогонии и овогонии превращаются в сперматоциты и овоциты I порядка. Овоциты I порядка достигают больших размеров, поскольку накапливают питательные вещества.

3.Стадия созревания. На этой стадии происходят два следующих друг за другом деления - мейоз I и мейоз II. После первого деления образуются сперматоциты и овоциты II порядка, а после второго деления - сперматиды и зрелые яйцеклетки с тремя полярными тельцами, которые в процессе размножения не участвуют и погибают. При созревании один сперматоцит I порядка дает четыре сперматиды, а один овоцит I порядка образует одну яйцеклетку и три полярных тельца.

Эти особенности сперматогенеза и овогенеза имеют биологический смысл, который связан с разным назначением мужских и женских гамет. Неравномерное деление клеток при овогенезе (меньше) обеспечивает формирование крупной яйцеклетки, в ней накапливается большее количество питательных веществ, так как из оплодотворенного яйца будет развиваться новый организм.

При сравнительной характеристике овогенеза и сперматогенеза можно заметить, что сперматозоидов образуется значительно больше, и это также имеет биологический смысл. Яйцеклетку достигает только один сперматозоид, проникает в нее и доставляет свой набор хромосом. Остальные же в процессе поиска яйцеклетки массово погибают.

При сравнении овогенеза и сперматогенеза становится понятным, почему сперматозоидам нет необходимости в запасании питательных веществ - их существование кратковременно, а подвижность должна быть высокой.

5)Стадия формирования. Она характерна только для сперматогенеза. Незрелая сперматида превращается в сперматозоид, приобретая свойственный ему вид. Образование сперматозоидов у мужчин начинается только в период полового созревания и происходит в течение всего года. Период развития сперматогоний в зрелые сперматозоиды составляет 74 дня.

Место сперматогенеза ……

23) Этапы гаметогенеза. Понятие о генной регуляции овогенеза и сперматогенеза. …. 22 …..17

24 - 25) Характеристика моногенного наследования. Типы моногенного наследования признаков. ( аутосоный , сцепленный с полым)

Моногенные (характеристика):

- Это дискретные (чаще – качественные) признаки.

- Степень риска рождения больных детей в семьях при типичных браках – 25%, 50% - Наследуемость МП – 100%.

- Среда на формирование МП или не влияет, или изменяет экспрессивность и пенетрантность гена.

- Наследуется МП по моногенному типу – по законам Менделя Примеры – цвет глаз и волос , группы крови , нормальное свёртываемость крови и др.

Характеристика А-Д типа наследования.

В семье с больным ребенком болен, как правило, один из родителей.

Больные встречаются в каждом поколении (по вертикали).

Одинаково часто болеют лица мужского и женского пола.

Гомозиготы (АА) по мутантному гену поражены тяжелее, чем гетерозиготы (Аа).

Типичный брак Аа х аа.

Вероятность рождения больного ребенка в типичном браке – 50%.

Позднее проявление мутантного гена, неполная пенетрантность, варьирующая экспрессивность.

Характеристика А-Р типа наследования.

Больные дети рождаются у здоровых родителей.

Больные встречаются не в каждом поколении (по горизонтали).

Одинаково часто болеют лица мужского и женского пола.

Типичный брак Аа х Аа.

Вероятность рождения больного ребенка в типичном браке – 25%.

Примеры моногенных признаков с А-Р типом наследования:

Парадонтоз молочных и постоянных зубов с последующим их выпадением.

Фенилкетонурия – слабоумие, гипопигментация кожи, светлые волосы и глаза, выступающая верхняя челюсть с широко расставленными зубами, гипоплазия эмали и ранний кариес.

Характеристика Х-Д типа наследования.

Болеют мужчины и женщины. Гетерозиготные женщины болеют легче, чем гемизиготные мужчины.

Больной мужчина передает мутантный ген только дочерям и не передает сыновьям.

Болезнь прослеживается в родословной по вертикали и горизонтали.

Примеры моногенных признаков с Х-Д типом наследования:

Рото-лице-пальцевый синдром – асимметричное укорочение пальцев, расщелина губы и неба, аномалии зубов и кариес, сверхкомплектные зубы, гипоплазия эмали.

Коричневая эмаль зубов.

Характеристика Х-Р типа наследования.

Болеют преимущественно гемизиготные мужчины (в генотипе присутствует только один ген из пары аллельных).

Женщина – гетерозиготная носительница может передать мутантный ген 50% сыновей (они заболевают) и 50% дочерей (они здоровы и становятся носительницами мутантного гена).

Больные сыновья могут родиться у здоровых родителей. Типичный брак: ХХ* х ХУ.

В родословной больного родственники мужского пола со стороны матери больны. Характеристика У-сцепленного типа наследования.

Болеют только мужчины.

Гены, расположенные в У-хромосоме и не имеющие аллелей в Х-хромосоме, передаются от отца к сыну.

Больной мужчина передает мутантный ген всем сыновьям.

В родословной больного родственники мужского пола со стороны отца больны.

Примеры признаков с У-сцепленным типом наследования.

Азоспермия – недостаточность сперматозоидов,

Гипертрихоз края ушной раковины.

Перепонки между пальцами ног.

26)Моногенное наследование , его характеристика. Наследование группы крови системы резус фактора . Развитие резус – несовместимости.

…..24-25

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