
- •Модель синтеза ДНК включает несколько этапов:
- •Раскручивание
- •Белки геликазы DnaB и
- •Инициация синтеза ДНК
- •Инициация синтеза ДНК начинается, когда праймаза строит короткий РНК праймер в направлении 5'
- •Прерывистый и непрерывный синтез ДНК
- •Поскольку полимеризация с участием ДНК полимеразы III происходит только в
- •Конкурентный синтез ведущей и отстающей цепей ДНК
- •Полимеризация происходит одновременно на обеих цепях одним холоферментом ДНК-полимеразы III. Отстающая матричная цепь
- •Проверка и коррекция ошибок в процессе репликации ДНК
- •ДНК-полимераза исправляет ошибки
- •Основные этапы синтеза ДНК в бактериях.
- •Синтез ДНК у эукариот
- •Эукариотические ДНК-полимеразы
- •Полимеразы и особенно важны для синтеза ядерной ДНК. Две из 4 субъединиц -полимеразы
- •Множество репликонов у эукариот – больше молекул ДНК- полимераз. У E coli 15
- •Три эукариотических ДНК полимеразы катализируют реакцию репликации ДНК,
- •Репликация ДНК, теломеры и теломераза
- •Полуконсервативный синтез лидирующей цепи в линейной
- •Теломерная ДНК на концах линейных хромосом эукариот состоит из коротких тандемных повторов: последовательность
- •В дальнейшем показано, что теломераза добавляет TTGGGG даже к концам хромосом, не несущим
- •При старении клеток происходит укорачивание теломер. В 1961 г. Л. Хейфлик обнаружил, что
- •Теломераза
- ••Теломераза активна в клетках
- •Рекомбинация ДНК
- •Гомологичная рекомбинация в течение мейоза.
- •Гомологичная рекомбинация.
- •После разделения дуплексов и поворота их по отношению друг к
- •Генная конверсия
- •Генная конверсия – следствие рекомбинации, в процессе которой основания спариваются ошибочно. Неправильно спаренные
- •Несоответствие пар оснований происходит в одном из двух гомологов во время образования гетеродуплекса
- •Если пара Г-С на одном из гомологов относится к мутантному аллелю, а пара
- •Генетический код
- •Центральная догма
- •Центральная догма
- •Генетический код
- •Первые представления о генетическом коде
- •Обоснование триплетности кода Гамовым
- •Мутация одиночной нуклеотидной вставки в ген фага T4 вызывает сдвиг рамки считывания всех
- •Расшифровка кода
- •Неклеточный синтез белков
- •В качестве первого шага в расшифровке генетического кода были использованы короткие искусственные последовательности
- •Смесь кополимеров
- •Расчет частоты возможных кодонов, полученных с использованием
- •Метод связывания триплетов
- •Инкубация меченой аминоацил-тРНК с синтезированными триплетами РНК и рибосомами на фильтре, задерживающем только
- •Анализ связывания триплетов.
- •Около 50 из 64 кодонов были установлены с использованием анализа связывания триплетов.
- •Повторяющиеся кополимеры
- •Корана (Nobel 1968) разработал методику для синтеза длинных молекул РНК, состоящих из коротких
- •Повторяющиеся кополимеры дают предсказуемые триплеты кодонов.
- •Почти универсальный генетический код служит словарем для перевода с языка мРНК на язык
- •Во многих случаях первые две буквы генетического кода более критичны для определения аминокислоты.
- •Гипотеза качания предполагает, что для кодирования аминокислот 61 триплетом требуется не менее 30
- •Инициация и терминация синтеза белка
- •Универсальность генетического кода
- •Отклонения от универсального кода в митохондриях разных организмов
- •1985 г. – у бактерий Mycoplasma и некоторых простейших жгутиковых – еще несколько
- •Некоторые исключения из генетического кода находятся в митохондриальной ДНК (mtDNA), а также в
- •Свойства кода
- •Свойства кода
- •Свойства кода
- •Свойства кода
- •Следствие отсутствия знаков препинания между кодонами – мутации сдвига рамки считывания
- •Свойства кода
- •Свойства кода
- •5. Однозначность
- •Следствие вырожденности кода – синонимические мутации
- •Свойства кода
- •Свойства кода
- •Свойства кода
- •Свойства кода

Свойства кода
1.Триплетность
•Триплет = кодон – тройка нуклеотидов, кодирующая одну а.к.
5' ЦУГ 3‘
Направление чтения
•Число триплетов – 64
•Записываются в символах РНК и ДНК

Свойства кода
2. Неперекрываемость
А Г У У А Ц Г Ц А
Неперекрывающийся
код
А Г У У А Ц Г Ц А |
Перекрывающийся |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
код |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ограничения: следующая а.к. может быть не любой, а только с кодоном, начинающимся на У

Свойства кода
3. Отсутствие межкодонных знаков препинания
А Г У У А Ц Г Ц А Ц А Текст считывается подряд по 3 буквы
Сер Тир Ала
Его можно прочесть тремя рамками считывания
А Г У У А Ц Г Ц А Ц А
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рамка считывания 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Вал |
|
|
|
Тре |
|
|
|
|
Гис |
|
|||||||||||||
А Г У У А Ц Г Ц А Ц А |
Рамка считывания 3 |
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
Лей |
|
|
|
|
|
Арг |
|
|
|
|
|
|
Тре |
|
Следствие отсутствия знаков препинания между кодонами – мутации сдвига рамки считывания
•К чему приведут вставки/выпадения нуклеотидов?
•Если число нуклеотидов не кратно 3 → сдвиг
рамки считывания.
вот лес |
вяз |
дуб |
бук |
ивы |
вот лес |
а↓ |
зду |
ббу |
кив |
авя |
Такие мутации портят весь белок после места вставки / выпадения

Свойства кода
4.Наличие межгенных знаков препинания
Знак начала гена – лидерная
последовательность + СТАРТ-кодон АУГ
АУГ
Лидерная посл-тьКодирующая часть гена
•С кодона АУГ начинается синтез любого белка. В начале гена он кодирует особую а.к. формил-метионин.
•Поскольку АУГ может встречаться и в середине генов, то
для начала синтеза требуется еще стоящая перед ним
лидерная последовательность ~ 10 нуклеотидов
Свойства кода
4.Наличие межгенных знаков препинания
•Знак окончания гена – три СТОП-кодона
•СТОП-кодоны не кодируют никакую а.к. и синтез белка на них прекращается.
УГА УАА УАГ

5. Однозначность
1 кодон |
1 а.к. |
6. Избыточность (вырожденность)
|
Кодонов – 61 |
кодон 1 |
Аминокислот – 20 |
кодон 2 |
1 а.к. |
кодон 3
Следствие вырожденности кода – синонимические мутации
•Рассмотрим мутацию замены одного нуклеотида на другой.
•Если это замена по третьей букве, то очень часто новый кодон кодирует ту же а.к., а значит – состав белка не меняется.
•Такие мутации называют
синонимическими или нейтральными
Свойства кода
7. Помехоустойчивость
X Y ٭
12 3
Третья позиция – или «что угодно», или замены в ней не меняют класса а.к.
Это значит, что не все мутации в ДНК
приведут к изменению аминокислот в белке –
синонимические (нейтральные) замены
нуклеотидов.
Фактически код – между дуплетным и триплетным
Свойства кода
8.Универсальность
•Генетический код един у всех живущих на Земле организмов.
•Это самое мощное свидетельство
единства происхождения
всего живого.