4. Механизмы сохранения нуклеотидной последовательности днк. Химическая стабильность. Репарация.

Репарация - исправл-е поврежд-ний в мол-ле ДНК.

Фотореактивация(светов репарация)-этот вид репарации позвол устранять димеры,возник между двумя соседними пиримидин-ми основ-ями под дей-ем УФ-излуч-я. Происх под дей-ем фотолиазы, к-рый активир квантами видимого света. Ферм-т соедин с поврежд-й ДНК, разъедин возникшие в димерах связи и восстанавлив водор связи между комплемент нуклеотидами.

Эксцизионная репарация (темнов репарация). Эксцизия-вырез-е. Устран поврежд-я, появившиеся под влиянием ионизирующей радиации, хим в-в. Поврежд уч-к нити вырез-ся, и синтезир-ся норм посл-ть нуклеотидов. Этапы: 1-ферм-т эндонуклеаза «узнаёт» поврежд уч-к ДНК; 2-эндонуклеаза разрезает одну нить мол-лы ДНК вблизи поврежд-я; 3-экзонуклеаза вырез поврежд уч-книти ДНК; 4-ДНК-полимераза провод матричн синтез нов цепи; 5-лигаза соедин новообразов уч-к с нитью ДНК.

Пострепликативн репарациячасть поврежд-й ДНК не успев репариров-ся путём фотореактивации или эксцизии до репликации. При репликации поврежд уч-к не может использ в кач-ве матрицы. Репликация вынужд пропуст этот уч-к, оставляя брешь в дочерней нити.Т.о. образующ-ся дочерн мол-лы ДНК различны по природе. Одна из них содерж неповрежд родит цепь и норм дочерн комплемент-ую цепь. Др имеет родит цепь, несущую поврежд-е, и дочерн цепь с брешью. Пострепликативн репарация происх путём рекомбинации между дочерней, имеющей брешь, нитью и соотв-щей ей норм-й матер-й нитью др мол-лы. Образовавш-ся в матер-й цепи пробел может быть застроен обычным путём репаративного синтеза на комплемент-ой ей норм-й дочерней цепи. Поврежд уч-к может быть исправлен путём фотореактивации или эксцизионной репарации.

5. Способ записи генетической информации в молекуле днк. Биологический код и его свойства.

Генетич код - способ записи инф-ции об аминок-тах белка при помощи нуклеотидов ДНК.

Свойства:

1-триплетность (одна а/к кодируетсяся тремя нуклеотидамими, 3 нуклеотида-триплет)

2-избыточность (нек-рые а/к кодируются несколькими триплетами)

3-однозначность (каждому триплету соответствует одна а/к)

4-универсальность (для всех орг-в на Земле генетический код одинаков)

5-линейность (читается последовательноно)

6. Уникальные свойства днк: самоудвоение, самовосстановление структур.

Смотри 3 и 4 вопросы

7. Матричный синтез как специфическое свойство живого.

Матричный синтез3 типа:

Синтез ДНК - репликация- самоудв-е мол-л ДНК,к-ое обычно происх перед дел-ем кл-ки. Во время репликацииматер мол-ла раскручив, и комплемент нити её разъедин(образ репликативн вилка) Формир-е репликат вилки происх под дей-ем ферментов геликазы и топоизомеразы. Геликаза разрыв водор связи между комплемент-ными нуклеотидами и разъедин нити, топоизомераза сним напряж-е, возникающее при этом в мол-ле. Одиночн нити матер мол-лы служат матрицами для синтеза дочерних комплемент-х нитей. С одиночн нитями связыв SSB-белки(дестабилизирующие белки),к-ые не дают им соедин в двойн спираль. В рез-те репликации образ две одинак мол-лы ДНК,полностью повторяющие матер мол-лу. При этом кажд нов мол-ла сост из одной нов и одной стар цепи. Комплемент нити мол-лы ДНК антипараллельны. Наращив-е полинуклеотидной цепи всегда происх в направл от 5' конца к 3' концу. Вследствие этого одна нить лидирующ (3' конец в основании репликативной вилки), а др-запаздывающ (5' конец в основ вилки) и поэтому строится из фрагменьов Оказаки, растущих от 5' к 3' концу. Фрагменты Оказаки – это участки ДНК, которые у эукариот имеют длину 100-200 нуклеотидов, у прокариот – 1000-2000 нуклеотидов.

Синтез цепи ДНК осуществляет фермент ДНК-полимераза. Она наращив дочерн цепь, присоединяя к её 3' концу нуклеотиды, комплементарные нуклеотидам материнской цепи. Особ-ть ДНК-полимеразы сост в том, что она не может начать работу на «пустом месте», не имея 3' конца дочерней нити. Поэтому синтез лидирующей нити и синтез каждого фрагмента Оказаки начинает фермент праймаза. Это разновидность РНК-полимеразы. Праймаза способна начать синтез новой полинуклеотидной цепи с соедин-я двух нуклеотидов. Праймаза синтезирует из РНК-нуклеотидов короткие затравки - праймеры. Их длина около 10 нуклеотидов. К 3' концу праймера ДНК полимераза начин присоединять ДНК-нуклеотиды.

Фермент экзонуклеаза удал праймеры. ДНК-полимераза достраивает фрагменты Оказаки, фермент лигаза сшивает их.

Синтез РНК - транскрипция - синтез РНК на матрице ДНК (у эукариот в ядре, у прокариот-в цитоплазме). В процессе транскрипции строится комплемент копия одной из нитей ДНК. В рез-те транскрипции синтезир-ся иРНК, рРНК и тРНК. Транскр-ю осущ РНК-полимераза. У эукариот транскрипцию оскществл три разные РНК-полимеразы:

- РНК-полимераза I синтезир рРНК

- РНК-полимераза IIсинтезир иРНК

- РНК-полимераза IIIсинтезир тРНК

РНК-полимераза связыв-ся с молекулой ДНК в области промотора. Промотор – это участок ДНК, отмечающий начало транскрипции. Он расположен перед структурным геном. Присоединившись к промотору, РНК-полимераза раскручивает участок двойной спирали ДНК и раздел комплемент-ые цепи. Одна из двух цепей – смысловая – служит матрицей для синтеза РНК. Нуклеотиды РНК комплементарны нуклеотидам смысловой цепи ДНК. Транскрипция идёт от 5' конца к её 3' концу. РНК-полимераза отдел синтезиров-ый уч-к РНК от матрицы и восстанавливает двойную спираль ДНК. Транскрипция продолжается до тех пор, пока РНК-полимераза не доёдет до терминатора. Терминатор – это уч-к ДНК, обозначающий конец транскрипции. Достигнув терминатора, РНК-полимераза отделяется и от матричной ДНК и от новосинтезированной молекулы РНК.

Транскр-я дел на 3 этапа:

Инициация– присоед-е РНК-полимеразы и помогающих ей белков-факторов транскрипции к ДНК и начало их работы.

Элонгация-наращив- полинуклеот-ой цепи РНК.

Терминация-оконч-е синтеза мол-лы РНК.

Синтез белка - трансляция- процесс синтеза полипепт-ной цепи, проходящей на рибосоме. Происх в цитоплазме. Рибосома сост из двух субъединиц: большой и малой. Субъединицы построены из рРНК и белков. Неакт рибосома находится в цитоплазме в диссоциированном виде. Активная рибосома собирается из двух субъединиц, приэтом в ней образ-ся активные центры, в том числе – аминоацильный и пептидильный. В аминоацильном центре происход образ-е пептидной связи. Транспортные РНК специфичны, т.е. одна тРНК может перенос только одну определ-ую а/к. Эта а/к зашифрована кодоном, которому комплементарен антикодон тРНК. В процессе трансляции рибосома переводит последоват-ть нуклеотидов иРНК в последоват-ть а/к полипептидной цепи.

Трансляция дел на 3 этапа.

Инициация-сборка рибосомы на инициирующем кодоне иРНК и начало её работы. Инициация начинается с того, что с иРНК соедин-ся малая субъединица рибосомы и тРНК, несущая метионин, к-рый соответствует инициирующему кодону АУГ. Затем к этому комплексу присоедин-ся большая субъединица. В рез-те инициирующий кодон оказыв-ся в пептидильном центре рибосомы, а в аминоацильном центре наход-ся первый значащий кодон. К нему подходят различные тРНК, а останется в рибосоме только та, антикодон к-рой комплементарен кодону. Между комплемент-ми нуклеотидами кодона и антикодона образ-ся водородные связи. В итоге в рибосоме с иРНК оказыв-ся временно связаны две тРНК. Кажд тРНК принесла в рибосому а/к, зашифрованную кодоном иРНК. Между этими а/к образ-ся пептидная связь. После этого тРНК, принесшая метионин, отдел-ся от своей а/к и от иРНК и уходит из рибосомы. Рибосома перемещ-ся на один триплет от 5' конца к 3' концу иРНК.

Элонгация – процесс наращив-я полип-ой цепочки. В аминоацильный центр рибосомы будут подходить различн тРНК. Процесс узнавания тРНК и поцесс формирования пептидной связи будет повтор-ся до тех пор, пока в аминоацильном центре рибосомы не окажется стоп-кодон.

Терминация – заверш-е синтеза полипептида и диссоциация рибосомы на две субъединицы. Существ три стоп-кодона: УАА, УАГ и УГА. Когда один из них оказыв-ся в аминоацильном центре рибосомы, с ним связыв-ся белок – фактор терминации трансляции. Это вызывает распад всего комплекса.