НК
.pdfМинистерство здравоохранения РФ Иркутский государственный медицинский университет
Кафедра биохимии
В.И.Кулинский
Лекционные таблицы по биохимии
Издание 8
Выпуск 4
Нуклеиновые кислоты Молекулярная биология Молекулярная медицина
Иркутск 2006 г.
“Лекционные таблицы” предназначены не только для демонстрации на лекциях, но и для самостоятельной работы студентов как учебный материал, помогающий закрепить и логически организовать знания по биохимии. В “Таблицах” отражены особенности преподавания для студентов-медиков. В них почти не включены формулы и реакции,- их лучше писать мелом на доске.“Таблицы”будут полезны и студентам старших курсов и интернам - для обновления знаний по биохимии.
Автор выражает искреннюю благодарность доц. канд.биол.наук А.И.Сусловой за большую помощь.
“Лекционныетаблицы”рецензированызав.кафедрой биохимии Сибирского медицинского университета (Томск) проф.В.Ю.Серебровым.
Кулинский В.И.,2006 г.
Печатается по решению Центрального координационно-методического Совета ИГМУ.
Оглавление |
|
9.ДНК,геном............................................................................................... |
4 |
10.РНКисинтезбелка............................................................................. |
26 |
11. Регуляция ............................................................................................ |
48 |
12. Молекулярная медицина .................................................................. |
60 |
Список дополнительных сокращений
АА-тРНК |
— аминоацил-тРНК |
ПК |
— протеинкиназа |
БФ |
— белковый фактор |
ППЦ |
— полипептидная цепь |
ДНП |
— дезоксирибоНП |
РНП |
— рибонуклеопротеид |
И |
— интрон |
СТС |
— сигнал-трансдук- |
|
|
|
торная система |
ИМФ |
— инозинмонофосфат |
ТФ |
— фактор транскрипции |
ИФ |
— факторы |
ФРК |
— фактор роста клеток |
|
инициации |
|
|
кДНК |
— комплементарная |
Э |
— экзон |
|
ДНК |
|
|
мя |
— малая ядерная |
ЭФ |
— фактор элонгации |
|
|
||
НП |
— нуклеопротеиды |
G-белок |
— белок, |
|
активируемый ГТФ |
||
|
|
|
|
НТФ |
— нуклеозидтрифосфат |
v |
— вирус |
3
Отличия ДНК и РНК по структуре и функциям
|
No п/п |
Признак |
ДНК |
РНК |
|
|
|
|
|
|
1. |
Азотистые основания |
Тимин |
Урацил |
|
|
|
|
|
|
2. |
Пентоза |
Дезоксирибоза |
Рибоза |
|
|
|
|
|
4 |
3. |
Вторичная структура |
Двойная спираль |
Одиночная или |
|
удвоенная спираль |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4. |
М |
1011 |
104-106 |
|
|
|
|
|
|
5. |
Локализация в клетке |
Ядро |
Гиалоплазма, |
|
рибосомы |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Основная биологическая |
Сохранение и передача |
|
|
6. |
наследственности, |
Биосинтез белка |
|
|
роль |
|||
|
|
деление клетки |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Сравнение ДНК (фак.)
5
|
Показатель |
|
Вирусы |
Бактерии |
Клетки |
|
|
|
человека |
||||
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
1. |
М,Да |
|
106 - 108 |
109 |
1011 |
|
|
(1 хромосома) |
|||||
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
2. |
Количество |
5 |
÷ 250х103 |
0,6 - 4,6 х 106 |
≈ 3х109 |
|
нуклеотидов |
||||||
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
3. |
Количество |
|
3 - 240 |
400 - 4300 |
≈ 20 - 25 тыс. |
|
генов |
|
|||||
|
|
|
|
|||
В эволюции 2 дупликации генома: у одноклеточных эукариот и у позвоночных.У человека 15 тыс. генов создано дупликацией.У беспозвоночных - 10-20 т.генов.У позвоночных добавляются гены иммунитета и головного мозга.Эволюцию определяют не только количество нуклеотидов и даже генов,но и развитие регуляции экспрессии и функциональные взаимодействия.
Геном митохондрий
1.М ДНК
2.Количество нуклеотидов
3.Количество генов
4.Структура
5.Наследование
6.Принцип репликации
7.Принцип биогенеза МХ
8.Функция
5х106 |
0,01 % размера ДНК |
|
}ДНКхромосомклетки,~0,15 % |
||
1,7х104 |
||
37 |
|
кольцо
только от матери
автономность от ядра
каждая МХ от МХ
кодирование рРНК,тРНК и некоторых белков внутренней мембраны (5 % белков МХ)
9.Прикладные аспекты |
наличие предка всех |
|
современных женщин |
|
(«митохондриальной» Евы) |
|
~ 150 тыс.лет |
(Предок мужчин - «Y - хромосомный Адам»)
Геном МХ повреждается больше ядерного из-за избытка АФК и отсутствия репарации.
Дефекты МХ приводят
к бесплодию,- добавление in vitro,кроме спермы,и МХ
-донора помогает зачатию (“три родителя”)
6
Свойства генома эукариот
1.Большая М ДНК - 1011 и много генов
2.Гены - малая часть ДНК ~ 1,2 % («острова в океане»)
3.Разорванность генов: экзоны разделены интронами1
4.Наличие транспозонов - мобильных («прыгающих») генов2
5.Наличие теломеров
6.<50% ДНК уникально (гены и регуляторные участки),>50% - повторы
7.Компактная третичная структура - суперспирализация
8.Комплексирование с белками в ДНП (хроматин)
9.Сложная регуляция генов («умные гены»)
10.Много хромосом в клетке
11.Преобладание«молчащих»генов(92%)-основа дифференцировки клеток
12.Наличие ядра - разделение транскрипции и трансляции
13.Наличие альтернативного сплайсинга: 1 ген → несколько белков (протеом > генома)
Нобелевские премии 1 - 1993 г.,2 - 1983 г.
7
Структура ДНК и хромосом
Первичная - мононуклеотиды, связанные фосфодиэфирными связями
(Нобелевская премия 1980 г. - определение последовательности оснований в НК)
Вторичная - двойная спираль (дуплекс)
Третичная:нуклеосомы-фибриллы - петли (домены) - хромосомы
(суперспирализация → конденсация в
10000 раз)
8
Третичная структура ДНК
(Granner,Weil,2003)
(фак.)
Дуплекс ДНК
9
10
Нуклеопротеидные частицы
|
|
|
Рибосома |
|
|
Показатель |
Хромосома |
Субъединицы |
|
|
|
|
Большая |
Малая |
|
|
|
|
|
1. |
Вид нуклеопротеида |
ДНП |
РНП |
РНП |
|
|
|
|
|
2. |
Доля белка,%% в НП |
~ 65 |
45 |
55 |
|
|
|
|
|
3. |
Количество белков |
очень большое |
49 |
33 |
|
|
|
|
|
4. |
Доля белков,%% к их сумме |
|
|
|
а) Нейтральные и кислые |
≈ 33 |
100 |
100 |
|
б) Гистоны |
≈ 67 |
0 |
0 |
|
|
|
|
|
|
5. |
Виды и локализация |
Н2А,Н2В,Н3,Н4 |
|
|
- в нуклеосомах,Н1 - |
|
|
||
гистонов |
|
|
||
снаружи на линкерах |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
(фак.) |
|
|
|
|
|
|
|