- •Поток информации в клетке.
- •Значение потока информации. Доказательства генетической роли ДНК.
- •ДНК была открыта в 1869 году швейцарским биохимиком Фридрихом Мишером в ядрах лейкоцитов
- •Но наличие ДНК – это не доказательство ее генетической роли.
- •Строение, свойства и функции ДНК.
- •Пространственная структура молекулы ДНК
- •Свойства ДНК.
- •Б) полуконсервативная схема – цепи двойной спирали молекулы ДНК расходятся, не разрываясь, и
- •В) дисперсионная схема – в процессе удвоения молекулы ДНК составляющие ее цепи разрываются
- •Редупликация осуществляется при участии ряда
- •2. репарация – способность ДНК к самовосстановлению при повреждении.
- •Участок ДНК с основными повреждениями, вызываемыми УФ-светом
- •Строение молекулы и-рнк
- •Принцип генетического кодирования. Свойства генетического кода
- •1.триплетность.
- •Поток генетической информации у прокариот и уэкариот
- •1 этап. Транскрипция ДНК.
- •2 этап. Процессинг (созревание) иРНК. Синтезированная молекула иРНК (первичный транскрипт) подвергается дополнительным превращениям.
- •3 этап. Трансляция иРНК.
- •Инициация - образование пептидной связи между двумя первыми аминокислотами полипептида.
- •При объединении субъединиц образуется целостная рибосома, которая несет два активных центра (сайта):
- •После образования пептидной связи между двумя первыми аминокислотами рибосома сдвигается на один триплет.
- •Элонгация -
- •Терминация - окончание синтеза полипептидной цепи. Рибосома достигает такого кодона иРНК, которому не
- •ВОСПРОИЗВЕДЕНИЕ
- •ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГЕНОМА.
- •Функциональная единица генома – ген.
- •В 40-х годах ХХ века Бидл и Татум сформулировали гипотезу «1 ген –
- •Чейз и Херши доказали, что этим функциональным участком является ДНК, следовательно ген –
- •КЛАССИФИКАЦИЯ ГЕНОВ.
- •В зависимости от локализации генов в структурах клетки различают:
- •По своему функциональному назначению гены делятся на: А) гены, кодирующие белки
- •Б) гены, контролирующие синтез РНК.
- •По генопродуктам выделяют гены:
- •ОСОБЕННОСТИ ГЕНОМА ПРОКАРИОТ И ЭУКАРИОТ.
- •явление избыточности ДНК.
- •в геноме эукариот имеются повторяющиеся (дуплицированные) гены:
- •Уникальные и повторяющиеся последовательности (доля) в геноме некоторых эукариот (по F. Ayala, J.
- •по генному составу.
- •различия в молекулярном строении гена. У прокариот ген на всем протяжении является функциональным,
- •РЕГУЛЯЦИЯ АКТИВНОСТИ ГЕНОВ.
- •Регуляция генов дает клеткам контроль над структурой и функцией и является основой дифференцировки
- •Механизм регуляции экспрессии генов у прокариот рассматривается на уровне оперона, а у эукариот
- •Оперон включает в себя следующие гены:
- ••ген-регулятор.
- ••ген-оператор. Он управляет функционированием структурных генов оперона, т.е. включает или выключает их. Если
- •Теория генетической регуляции белкового синтеза была разработана французскими генетиками Жакобо и Моно в
- ••Структурные гены детерминируют (кодируют, контролируют) синтез ферментов, которые необходимы для одного метаболического цикла
- •Все гены оперона функционируют совместно, поэтому одновременно синтезируются все 3 фермента, или не
- •Может быть 2 состояния оперона:
- •Все гены организма можно разделить на две большие группы:
- •Конститутивные гены – это гены с постоянной экспрессией, они постоянно включены, то есть
- •Индуцибельные гены («гены роскоши»)
- •ГЕНЕТИЧЕСКИЙ АППАРАТ КЛЕТОК ЭУКАРИОТ.
- •ДОКАЗАТЕЛЬСТВА ГЛАВЕНСТВУЮЩЕЙ РОЛИ ЯДРА В НАСЛЕДСТВЕННОСТИ. ЗАКОНОМЕРНОСТИ НАСЛЕДОВАНИЯ ЧЕРЕЗ ЦИТОПЛАЗМУ.
- •Основная масса ДНК сосредоточена в ядре (более 90%). В митохондриях – 1,5%, пластидах
- •Косвенные доказательства.
- •Экспериментальные доказательства.
- •Проводились эксперименты на земноводных (лягушках и тритонах).
- •Закономерности наследования через цитоплазму.
- •Наследственный аппарат клетки.
- •РОЛЬ ХРОМОСОМ В НАСЛЕДСТВЕННОСТИ.
- •Ядру принадлежит главная роль благодаря наличию хромосом, которые являются материальным субстратом наследственности и
- •Строение метафазной хромосомы.
- •Центромерный индекс
- •Химический состав хромосом.
- •Организация ДНП в хромосоме. Организация хромосом в клеточном цикле. Уровни компактизации ДНП.
- •Нуклеосомный уровень.
- ••Нуклеомерный уровень (супернуклеосомный, сверхбусина, соленоид). Образуется за счет укладки или объединения 8-10 нуклеосом.
- ••Хромомерный
- ••Хромонемный
- ••Хромосомный
- •Функции метафазной хромосомы.
- •Понятие об эухроматине и гетерохроматине.
- •В хромосоме выделяют 2 вида участков: эухроматиновые и гетерохроматиновые.
- •В хромосоме выделяют 2 вида участков: эухроматиновые и гетерохроматиновые.
- •Функции гетерохроматина
- •Политенные хромосомы в слюнных железах комара
- •Различают гетерохроматин:
- •Половой хроматин, его морфология, природа и значение.
- •В 1961 году Лайон установила, что это не случайное явление, а в этом
- •Значение теста полового хроматина:
- •Понятие о кариотипе.
- •Свойства кариотипа (правила хромосом)
- •правило постоянства числа хромосом. В клетках организма данного вида число хромосом постоянно, причем
- •правило индивидуальности хромосом. Каждая пара хромосом имеет свои индивидуальные особенности, отличающие их от
- •Функциональная характеристика хромосом.
- •Хромосомное определение пола.
- •Этапы дифференцировки пола у человека в онтогенезе.
- •Образование яйцеклеток и сперматозоидов – гаметный пол. В это же время определяется морфологический
- •Методы изучения кариотипа человека
- •Этапы кариологического анализа
- •культивирование отобранного материала на питательной среде в присутствии ФГА (фитогемагглютинин) в течение 3
- •нанесение взвеси культуры на предметные стекла и подвергают гипотоническому шоку, происходит рассосредоточение хромосом.
- •фотографирование и вырезка.
- •Денверская классификация хромосом предложена в 1960 году. По этой классификации все хромосомы делят
- •Leland H.
Поток информации в клетке.
Кодирование и реализация генетической информации.
Значение потока информации. Доказательства генетической роли ДНК.
Благодаря потоку информации клетки сохраняют и передают потомкам многовековой опыт своих предшественниц, а именно сохраняют индивидуальную и видовую специфичность, воссоздают свою структурную организацию и сохраняют способность к выполнению своих функций в организме.
ДНК была открыта в 1869 году швейцарским биохимиком Фридрихом Мишером в ядрах лейкоцитов (клетках гноя), но изучать ее строение начали в 20-е годы ХХ столетия.
В1924 году немецкий биохимик Хельген обнаружил, что в состав хромосом кроме гистоновых белков (55%) входит ДНК (до 40%).
В1933 году Коссель и Левин разложили молекулу ДНК и установили, что в ее состав входит 3 компонента: азотистое основание, углевод дезоксирибоза и остаток фосфорной кислоты.
Но наличие ДНК – это не доказательство ее генетической роли.
Первые доказательства роли ДНК в передаче наследственной информации были получены в 1928 году английским бактериологом Ф. Гриффитсом, изучившим явление трансформации. Трансформация – это способность одного штамма бактерий встраивать участки молекулы ДНК другого
штамма и приобретать при этом свойства последнего.
Строение, свойства и функции ДНК.
Биополимер, мономер – нуклеотид. 2 полинуклеотидных цепи, которые закручены вокруг общей оси. Нуклеотид состоит из 3 компонентов. Гетероциклические основания- это производные пурина (аденин и гуанин) и пиримидина (цитозин и тимин). Связь межу нуклеотидами сахарофосфатная, а между азотистыми основаниями слабые водородные связи (между Г и Ц -3, между А и Т -2).
Пространственная структура молекулы ДНК
расшифрована в 1953 году Дж. Уотсоном, Ф. Криком и М. Уилкинсоном. Этому предшествовали эксперименты Э. Чаргаффа, получившие названия «правил Чаргаффа»:
молярная масса пуриновых оснований (А+Г) равна массе пиримидиновых оснований (Ц+Т).
молярное содержание А равно Т, а Г равно Ц.
Соотношение оснований более изменчиво у микроорганизмов и растений, чем у животных.
Уотсоном и Криком было определено, что молекула ДНК – две спирально закрученные антипараллельные полинуклеотидные цепи (напротив конца 3' одной цепи располагается 5' конец другой). Строгое соответствие нуклеотидов друг другу в парных цепочках ДНК (А-Т, Г-Ц) называется комплементарностью. Расстояние между плоскостями пар оснований вдоль оси молекулы постоянно и составляет 3,4 ангстрем. Один виток включает 10 пар оснований и имеет длину по оси 34 ангстрема.
Свойства ДНК.
Редупликация (образование 2-х дочерних идентичных цепей). В 1957 году М. Дельбрук и Дж. Стент предложили 3 схемы удвоения молекул ДНК.
А) консервативная схема – исходная двойная спираль ДНК остается неизменной и целостной в процессе синтеза и строит новую двухцепочечную молекулу.
Б) полуконсервативная схема – цепи двойной спирали молекулы ДНК расходятся, не разрываясь, и каждая из одиночных цепей ДНК служит матрицей для образования комплементарной цепи. При этом в каждой дочерней молекуле ДНК одна цепочка материнская, а другая – вновь синтезированная.
В) дисперсионная схема – в процессе удвоения молекулы ДНК составляющие ее цепи разрываются или разрушаются, так что после синтеза дочерних молекул последние включают в свой состав случайным образом перекомбинированные фрагменты исходящих молекул.
Наиболее аргументированной является полуконсервативная модель.
Редупликация осуществляется при участии ряда
ферментов. Хеликаза раскручивает и разделяет материнскую спираль ДНК на 2 нити, на которых по принципу комплементарности при участии фермента ДНК-полимеразы собираются дочерние цепи. Топоизомераза скручивает дочерние молекулы. Матричный синтез ДНК идет одновременно на обеих цепях материнской молекулы антипараллельно. Антипараллельность обеспечивает специфичность направления движения фермента ДНК-полимеразы, т.е. она может двигаться только в направлении 5'-3'. Цепочки собираются с разной скоростью. На лидирующей нити по мере раскручивания репликона постепенно и непрерывно наращивается дочерняя цепь. На отстающей нити дочерняя тепь синтезируется также в направлении 5'-3', но отдельными фрагментами (Оказаки) по мере раскручивания репликона. Фермент лигаза сшивает в единую нить фрагменты.