10. “Центральная догма” молекулярной биологии. Понятие об обратной транскрипции. Современные проблемы генной инженерии.

«Центральная догма» биологии - это поток инф-ции от ДНК через РНК на белок. Характерен для всех живых орг-в, за исключ-ем нек-ых РНК-содержащих вирусов. Матричн природа синтеза нуклеин-х к-т и белков обеспеч высок точность воспроизвед-я инф-ции. Направл-е потока инф-ции от ДНК к стр-ре белка включ 3 типа матричных синтезов: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)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. 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. Дел на 3 этапа.Инициация-сборка рибосомы на инициирующем кодоне иРНК и начало её работы.Элонгация –процесс наращив-я полип-ой цепочки.Терминация –заверш-е синтеза полипептида и диссоциация рибосомы на две субъединицы.Обратн транскрипция - синтез комплементарной ДНК, к-ая может включ-ся в геном высших организмов. Например, матрица РНК-размножающегося вируса.

Современные проблемы генной инженерииГенная инженерия - это раздел молекул-й биологии, прикладная молекул генетика, задачей к-й явл целенаправл-е конструиров-е новых, не существующих в природе сочетаний генов при помощи генетич-х и биохимич-х методов. Этич и религиозн аспекты.

11. Синтез белка в клетке. Генетический код. Функция информационной, транспортной и рибосомной рнк.

Синтез белкаосущ-ся в 2 этапа

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.

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.

Генетич код-способ записи инф-ции об аминок-тах белка при помощи нуклеотидов ДНК. Св-ва: 1-триплетность (одна а/к кодир-ся тремя нуклеот-ми, 3 нуклеотида-триплет) 2-избыточность(нек-рые а/к кодир-ся неск-ми триплетами) 3-однозначность(кажд триплету соотв одна а/к) 4-универсальность(для всех орг-в на Земле генетт код одинаков) 5-линейность (читается последоват-но)

По выполн-м ф-циям РНК делят на:тРНКсост из 80-100 нуклеотидов, содерж в цитоплазме. Ф-ция: перенос а/к к месту синтеза белка (в рибосомы). Полинуклеотидн цепь тРНК образ три петли.рРНК сост из 3-5 тыс нуклеотидов, составл-х основу рибосомы.иРНКот 300 до 30000 нуклеотидов в завис-ти от длины уч-ка ДНК, на котором синтезируется иРНК, содерж в ядре и цитоплазме. Ф-ция: перенос инф-ции о стр-ре белка от ДНК к месту синтеза белка в рибосомах