Закономерности наследования на молекулярном уровне. Строение нуклеиновых кислот. Биосинтез белка. Регуляция генной

Каредина Валентина Семеновна дактивности.м.н., профессор.

План лекции:

1.Доказательства генетической роль ДНК

2.Центровая теория гена

3.Этапы биосинтеза белка: транскрипция, процессинг, трансляция

4.Виды РНК, их роль в процессе биосинтеза белка

5.Механизмы включения и выключения гена, гипотеза Жакобо и Моно

Доказательства генетической роль ДНК

1928 г английский микробиолог Гриффитс обнаружил явление трансформации у бактерий

Ледеберг и Зиндер в 1952 г – опыты по трансдукции

изотопный способ: бактериофаги помечали радиоактивной серой и фосфором, в результате вновь образованные фаги содержали только фосфор, которым была помечена ДНК.

опыты по гибридизации вирусов, когда гибриды содержали белковый футляр одного вида, а нуклеиновую кислоту другого.

конъюгационный перенос: две бактерии ешерихии коли могут конъюгировать между собой и ДНК одной переходит к другой.

клонирование клеток, метод соматической гибридизации

Центровая теория гена

1.Ген дробен, состоит из отдельных частей, расположенных в линейном порядке, которые могут меняться при мутациях

2.Ген не является единицей рекомбинации, т.к. кроссинговер может проходить внутри одного гена

3.Ген – единица функции, но действие гена обуславливается результатом интеграции, функционирования его частей

4.Ген – биологическая система, единство дробности и целостности

Цистрон – единица гена, … 50000 пар нуклеотидов

Рекон – наименьшая единица гена, способная к рекомбинации, 2 пары нуклеотидов

Мутон – наименьший участок цистрона, способный к мутации

Выделяют: 1) структурные гены – определяют последовательность аминокислот в полипептидной цепи

2) регуляторные гены – контролируют функцию других генов

Транскрипция – процесс, в котором

последовательность оснований в одном из цистронов цепи ДНК переписывается в комплементарную ей последовательность оснований и-РНК.

На одной или нескольких нитей ДНК (один или несколько

генов), в области снятия информации, гистоны отделяются от ДНК и обнажают полинуклеотидную последовательность. Разрываются слабые водородные

связи и раскручивается двойная спираль ДНК. Одна из цепей становится матрицей для построения комплементарной ей нити и-РНК. Синтез и-РНК идет с помощью .

Процессинг – созревание и-РНК

Синтезированная в процессе транскрипции и-РНК называется незрелой, так как содержит неинформативные участки (интроны) и кодирующие участки (экзоны). Созревание и-РНК предполагает модифицирование первичного транскриптата и удаление из него некодирующих интронных участков с последующим соединением (сплайсинг) экзонов и

восстановлением зрелой и-РНК. Вырезание интронов происходит с помощью ферментов рестриктаз, а сшивание экзонов – с помощью лигаз.

Трансляция – механизм, с помощью

которого последовательность триплетов оснований и-РНК переводится в специфичную последовательность аминокислот полипептидной цепи

Этапы трансляции:

1)Присоединение и-РНК к рибосоме

2)Активация аминокислоты и присоединение ее к т-РНК

3)Инициация – начало синтеза полипептидной цепи

4)Элонгация – удлинение цепи

5)Терминация – окончание синтеза цепи

6)Дальнейшее использование и-РНК или ее разрушение

Процесс трансляции происходит на рибосомах.

Рибосома состоит из двух субъединиц – элементарных частиц, диаметром 10-20 нм. Входящая в состав рибосом РНК синтезируется в ядрышке. В процессе синтеза белка рибосома перемещается вдоль нити и-РНК.

В механизме биосинтеза белка участвуют насколько видов РНК: рибосомальная, информационная (матричная), транспортная и затравочная.

Р-РНК входит в состав рибосом. И-РНК образуется в процессе транскрипции. Z-РНК имеет значение в репликации ДНК. Т-РНК приносит определенную аминокислоту к месту синтеза белка.

Т-РНК

Участки т-РНК:

1.Участок узнавания фермента, который определяет какая аминокислота будет присоединяться к т- РНК.

2.Акцепторный участок – АУЦ, у всех одинаковый, к нему присоединяется а/к

3.Антикодон – состоит из трех нуклеотидов и определяет то место в синтезе молекулы, которое должна занять данная а/к