РЕПЛИКАЦИЯ ДНК

72

Основные функции

•Второй поток информации реализуется в процессе жизнедеятельности клетки. В этом случае происходит «считывание», или транскрипция, генов в форме полинуклеотидных последовательностей мРНК, использование их в качестве матриц для синтеза соответствующих белков. В последнем случае осуществляется «перевод» (трансляция) информации, заключенной в мРНК, на «язык» аминокислот. Этот поток информации от ДНК через РНК на белок получил название «центральная догма биологии». Он характерен для всех живых организмов, за исключением некоторых РНК- содержащих вирусов.

73

БИОЛОГИЧЕСКАЯ РОЛЬ НУКЛЕИНОВЫХ КИСЛОТ

1. Информационная, или матричная РНК (ее обозначают мРНК) считывает и переносит генетическую информацию от ДНК, содержащейся в хромосомах, к рибосомам, где происходит синтез белка со строго определенной последовательностью аминокислот.

74

БИОЛОГИЧЕСКАЯ РОЛЬ НУКЛЕИНОВЫХ КИСЛОТ

2.Транспортная РНК (тРНК) переносит аминокислоты к рибосомам, где они соединяются пептидными связями в определенной последовательности, которую задает мРНК.

3.Рибосамная РНК (рРНК) непосредственно участвует в синтезе белков в рибосомах.

Рибосомы — это сложные надмолекулярные структуры, которые состоят из четырех рРНК и нескольких

БИОЛОГИЧЕСКАЯ РОЛЬ НУКЛЕИНОВЫХ КИСЛОТ Таблица. Генетический код

миРНК (siRNA)

малые интерферирующие РНК

миРНК получаются из протяженной двуцепочечной РНК (dsRNA), последняя возникает в клетке в результате:

1.Работа РНК-зависимых РНК-полимераз.

2.Двунаправленная транскрипция генов (транскрипция с обеих антипараллельных цепей).

3.Транскрипция регионов, содержащих инвертированные повторы.

4.РНК содержащие вирусы.

5.Искусственные генетические конструкции.

Малые интерферирующие РНК осуществляют деградацию мРНК

(запуская РНК-интерференцию) и/или модификацию хроматина.

77

микроРНК в РНК интерференции и трансляционной репрессии

78

мяРНК (snRNA) Малые ядерные РНК

Обнаруживаются в ядре, всегда связаны с белками, формируя малые ядерные рибонуклеопротеиновые частицы (snurp).

Содержат большое количество уридина (U1,U2, …U12). Размер от 90-300 нуклеотидов.

Транскрибируются РНК pol II или РНК pol III. 5’-конец имеет триметилированный кэп (по N7 и дважды по N2 гуанозина). Функции:

1.Участвуют в процессинге пре-мРНК.

2.Расщепление полицистронных мРНК.

3.Поддержание целостности теломер.

4.Регуляция транскрипции.

79

Что необходимо знать после лекции_1 и лекции_2

•Структура нуклеозидов и нуклеотидов. Гетероциклические основания. Пиримидины и пурины. Номенклатура. Сокращенные обозначения. Таутомерия. Углеводные компоненты нуклеозидов. Характер связи углеводного остатка с гетероциклическим основанием. Конфигурация гликозидного (аномерного) центра. Номенклатура, сокращенные формулы нуклеозидов. Рибо- и дезоксирибонуклеотиды. Номенклатура. Нуклеозид-5’-фосфаты. Нуклеозид-3’- и 2‘-фосфаты. Нуклеозидциклофосфаты. Нуклеозид-3’-(2‘),5’-полифосфаты. Конформация нуклеозидов и нуклеотидов. Минорные компоненты нуклеиновых кислот как продукт модификации.

•Основные типы нуклеиновых кислот (ДНК и РНК). Природа межнуклеотидных связей. Необычная (2’-5’) межнуклеотидная связь. Полярность межнуклеотидной связи и полинуклеотидной цепи. Номенклатура, сокращенные формулы и сокращенные обозначения. Первичная структура нуклеиновых кислот, как последовательность расположения мономерных звеньев в линейной полимерной цепи. Неисчерпаемость числа мыслимых первичных структур нуклеиновых кислот. Основные типы нековалентных взаимодействий в нуклеиновых кислотах: водородные связи; ван- дер-ваальсовы взаимодействия; электростатические взаимодействия. Гидрофобные и гидрофильные группы в нуклеиновых кислотах. Взаимодействия гидрофобных групп в водных растворах (гидрофобные взаимодействия). Межплоскостные взаимодействия между ароматическими структурами (стекинг-взаимодействия). Пространственная структура ДНК и РНК. Комплементарные основания в нуклеиновых кислотах. Комплементарные взаимодействия между участками одной полинуклеотидной цепи и их роль в формировании пространственной структуры однонитевых полинуклеотидов. Основные типы двойных спиралей (правозакрученные А, В и др., левозакрученная Z). Стереохимические характеристики мономеров в составе различных типов двуцепочечных ДНК (торсионные и двугранные углы, конформации углеводного кольца, конформации относительно гликозидных и 5’-4’-связей). Основные характеристики двойных спиралей – шаг спирали, углы спирального вращения, наклона, крена, пропеллер, смещение пар оснований относительно оси спирали, большая и малая бороздки, изгиб. Квадруплексы. Вторичная структура РНК, структурная консервативность РНК-РНК-спирали. Шпилечные структуры. Псевдоузлы. Третичная структура РНК. Гибридные дуплексы ДНК-РНК, их биологическая роль. Малые интерферирующие РНК.

80

Что необходимо самостоятельно вспомнить

•Матричный биосинтез биополимеров. Наследственная информация и реализация ее в клетке: репликация, транскрипция и трансляция. Основные компоненты системы матричного биосинтеза: фермент, матрица и набор мономеров. Основные стадии матричного биосинтеза: инициация, элонгация и терминация. Сигналы инициации и терминации. Основные стадии каждого цикла элонгации: отбор мономера, присоединение его к растущей цепи и перемещение программирующей матрицы на одно звено относительно активного центра фермента (транслокация). Про-мРНК и ее превращение в зрелую мРНК (сплайсинг, кепирование, полиаденилирование).

•Программирование первичной структуры белков в первичной структуре информационных РНК (мессенджер РНК или мРНК). Генетический код. Активация аминокислот: тРНК и аминоацил-тРНК-синтетазы нтра фермента (транслокация). Про-мРНК и ее превращение в зрелую мРНК (сплайсинг, кепирование, полиаденилирование).

81