Виды нуклеиновых кислот

Признаки	ДНК	РНК
I. Химическое строение
а) производные пурина	А, Г	А, Г
б) производные пиридина	Ц, Т	Ц, У
в) углеводы	Дезоксирибоза-5-фосфат	Рибоза-5-фосфат
г) Фн	Н3РО4	Н3РО4
д) минорные основания	+	+ + +
II. Локализация	Ядро, митохондрии	Ядро, цитоплазма
III. Содержание	Неизменно	Изменяется
IV. Метаболизм	Инертен	Активный
V. Функция	Хранитель информации	Передача информации

Виды РНК: информационная (матричная)

Рибосомальная

Транспортная

Функции: И-РНК – передача информации

Р-РНК – основа рибосом. Способствует передвижению и-РНК по рибосоме.

Т-РНК – перенос аминокислот.

Структура нуклеопротеидов.

1. Первичная структура – это последовательность нуклеотидов, соединенных сложноэфирной связью. При изучении структуры Чаргафом установлены закономерности:

а. Количество А=Т, Ц=Г

б. Количество пуриновых оснований = количеству пиримидиновых А+Г=Ц+Т

в.

2. Вторичная структура – трехмерная, пространственная структура, состоящая из антипараллельных противозакрученных спиралей. Шаг спирали содержит 10 нуклеотидов. Внутри цепочки находятся азотистые основания, соединенные по принципу комплиментарности.

Образуют вторичную структуру водородные связи, вандер-вальсовы связи, гидрофобные. ДНК имеет двуцепочную вторичную структуру, РНК – одноцепочную.

Изучена в Работах Уотсона и Крика.

3. Третичная структура – определенная укладка спирализованной структуры. М-ДНК имеет форму восьмерки. РНК – изучена мало.

4. Четверичная структура – фонкционально активная, соединена с белком.

В состав нуклеопротеидов входят белки гистонового ряда, которые соединяются с НК слабой электростатической связью.

Функции гистонов:

1. Участвуют в пространственном построении НК;

2. Регулируют активность генома – репрессия гена, с которым соединен гистон и ген будет молчать.

Гистоновые белки содержат лиз, арг, мало цис.

Негистоновые белки образуют с ДНК легко разрушаемые связи и это обеспечивает регуляцию активности генома.

В процессе жизни ДНК может подвергаться под действием химических соединений (кофеин) или радиоактивного излучения изменениям, т.е. мутациям.

Виды мутаций:

1. Транзиция – замена пуринового основания на другое пуриновое.

2. Трансверсия – замена пуринового основания на пиримидиновое.

3. Делеция – вставка пары нуклеотидов.

4. Вставка пары нуклеотидов.

Тяжелые последствия наблюдаются при вставке или выпадении нуклеотидов.

В случае делеции одного мономера изменяется считывание всех последующих кодонов – это мутация со «сдвигом рамки». В результате синтезируется белок с «бессмысленной» последовательностью аминокислот. При делеции двух мономеров также происходит сдвиг рамки. При утрате трех мономеров (или число, кратное трем) сдвига рамки нет и синтезируется белок, укороченный на 1 аминокислоту.

Нуклеиновые кислоты.

Хромосомы – очерченный материал 46 пар.

Если клетка находится в покое, то хромосомы называют хроматином.

Хроматин – 60% белка, 35 ДНК, остальное РНК. Представлен в виде нитей с узелками и утолщениями (нуклеосома).

У человека в спейсере – 50 пар нуклеотидов. Нуклеосома – 90%, спейсер – 10%.

Спейсер – это активный хроматин, списывание информации (транскрипция) идет с этих участков.

Нуклеосома – это белковый + нуклеотидный компонент. Сюда входят гистоны, имеют основной характер (арг, лиз), нет цис, мало три, много гли. Молекулярная масса – 25 – 30 тысяч дальтон.

Взаимодействуют гистоны с НК за счет электрохимических взаимодействий (гистон (+), НК (-)).

5 классов гистонов:

Н₁– лизин

Н₂b– лиз

Н₂а – лиз = арг

Н₃– арг, есть лиз,цис!!

Н₄– арг, гли

Молекулярная масса всех классов одинакова.

Н₁– находится в спектре. При взаимодействии образуется октамер.

Функциональные участки ДНК – это гены.

1. Структурные гены – ответственны за последовательность АМК и за последовательность нуклеотидов.

2. Регуляторные участки – промотор

3. Интроны – неинформативные участки – нетранскрибируемые участки.

Билет 68.

1. Виды переноса генетической информации.

   1. Перенос генетической информации в пределах одного класса нуклеиновых кислот, т.е. от ДНК к ДНК или у некоторых вирусов от РНК к РНК, называется репликацией или самоудвоением.

   2. Перенос информации между разными классами нуклеиновых кислот: ДНК-РНК, называется транскрипцией или переписыванием.

Транскрипция бывает прямая от ДНК к РНК и обратная от РНК к ДНК. Обратная транскрипция выявлена у РНКовых опухолеродных вирусов.

3. Перенос генетической информации от м-РНК к белку, называется трансляцией или переводом.

Перенос генетической информации от ДНК через РНК к белку называется центральным постулатом генетики. Этот постулат был сформулирован Криком.

Репликация.

Возможны 3 типа репликации:

1. Консервативная – дочерняя двойная спираль ДНК образуется без разделения цепей родительской ДНК.

2. Полу консервативная – цепи родительской ДНК расходятся, и на каждой из родительских цепей образуются комплиментарные цепи дочерней ДНК.

3. Дисперсивная – происходит расщепление в нескольких местах цепей родительской ДНК и образование на ней новых цепей ДНК.

У высших организмов репликация ДНК происходит полуконсервативным путем.

Этапы биосинтеза ДНК.

Условно механизм синтеза делят на 3 этапа: инициацию, т.е. начало, элонгацию, т.е. продолжение, и терминацию, т.е. прекращение синтеза.

Первый этап – инициация – начало синтеза нуклеотидных цепей на матрице ДНК затравочного олигорибонуклеотида (праймера) со свободной гидроксильной группой у С-3’рибозы.

Второй этап – элонгация синтеза ДНК состоит из 2 стадий. На первой стадии идет репликация обеих материнских цепей ДНК, синтез одной идет непрерывно, а другой фрагментарно при помощи ДНК-полимеразы III. Вторая стадия включает связывание фрагментов друг с другом, здесь происходит отделение олигорибонуклеотидных праймеров. Процесс идет при помощи ДНК-лигаз.

Третий этап терминация синтеза ДНК наступает тогда, когда исчерпана ДНК-матрица.

Репарация ДНК - исправление поврежденных участков одной из цепей ДНК. Сначала такой участок удаляется ДНКазами. Затем при участии фрагмента ДНК-полимеразыIзаполняется фрагмента ДНК-полимеразыIзаполняется пробел путем синтеза участка в направлении 5’3’. Затем концы сшиваются ДНК-лигазой.

Основные этапы репликации ДНК (схема).

Билет 73

По химической структуре гормоны можно разделить не 3 группы:

1. Стероиды.

2. Производные аминокислот.

3. Белково-пептидные гормоны. Внутри каждой группы выделяют еще группы гормонов.

Гормоны

Стероидные

Производные аминокислот

Белковопептидные гормоны

Кортикостероиды

Половые

Трипто-фана мела-тонин (гормон эпифиза)

Тирозина

1.Нейрогипофи-зарные 2.Гипоталамичес-кие релизингфакторы 3.Пептиды поджелудочной железы (инсулин, глюкагон) 4.Гипофизарные (пептиды типа АКТГ) 5.Белки паращи-товидных желез (паратгормон, кальцитонин)

Глюко-корти-коиды

Минера-локорти-коиды

Ан-дро-гены

Эс-тро-гены

Катехол-амины

Тиреоид-ные гормоны

Классификация гормонов.

В составе белково-пептидных гормонов можно выделить 3 фрагмента, имеющих разное функциональное значение:

1. Адресный фрагмент – гаптомер – обеспечивает поиск мест специфического действия, но не вызывает биологических эффектов.

2. Актон – эффектомер - обеспечивает включение гормональных эффектов.

3. Вспомогательный (дополнительный) фрагмент стабилизирующий гормон, регулируя его активность, но не оказывает прямого влияния на реализацию гормонального эффекта.

Отличительная черта адресных фрагментов – способность в физиологических концентрациях конкурировать с цельной молекулой гормона за связывание с определенными рецепторами и неспособность в любых концентрациях воспроизводить гормональный эффект. Вместе с тем актоны практически не конкурируют в физиологических концентрациях с цельной молекулой гормона за связывание с реагирующей клеткой, но могут в сверхфизиологических концентрациях вызывать специфические гормональные эффекты.

Химической модификацией структуры гормональной молекулы можно получить производное гормона, которое будет связываться рецепторами, но не будет вызывать эффекта. Такие модифицированные соединения могут обратимо конкурировать с нативными гормонами за связи рецепторов, блокируя гормональный эффект. На этом принципе основано действие антигормонов конкурентного типа.

1. Синтез белково-пептидных гормонов.

Синтез полипептидного гормона складывается из 2 этапов:

1. Рибосомального синтеза неактивного предшественника на матрице мРНК.

2. Посттрансляционное образование активного гормона.

Посттрансляционная активация гормональных предшественников может происходить 2 путями:

1. Многоступенчатая ферментативная деградация молекул крупномолекулярных предшественников с уменьшением размера молекул.

2. Неферментативная ассоциация прогормональных субъединиц с укрупнением молекулы активируемого гормона.

Первая форма активации предшественников пептидных гормонов характерна для инсулина, паратгормона, ангиотензина.

Рассмотрим этот процесс на примере инсулина. На первом этапе на полисомах -клеток синтезируется короткоживущий одноцепочечный пептид, состоящий из 104 – 110 аминокислотных остатков. Этот пептид назван препроинсулином и не обладает биологической активностью:

Сигнальный и вставочный фрагменты вариабельны у различных видов животных. В цистернах шероховатого ретикулума препроинсулин подвергается протеолизу с N-конца, в результате отщепляется сигнальный 23-членный пептид, «протаскивающий» прогормон через мембрану. Препроинсулин превращается в проинсулин, обладающий очень низкой биологической активностью. Затем происходит ферментативное выщепление вставочного фрагмента и проинсулин, А и В цепи соединяются дисульфидными связями.

Схема синтеза:

Ген мРНКпрепрогормон прогормон

гормон А