- •2. Характеристика процесса репликации
- •3. Гипотетические механизмы репликации.
- •4. Ферменты и белки, принимающие участие в репликации
- •Головні білки реплікації
- •5. Стадии репликации: инициация, элонгация, терминация (на примере e.Coli).
- •6.Отличия репликации у эукариот и прокариот
- •Типы репликации
- •8. Проблема репликации линейных концов днк. Теломераза.
- •Тема 2. Геномы организмов
- •Геном прокариот
- •Уcтройство генов прокариотов
- •Обозначения к схеме и пояснения
- •Тема 3: геномы эукариот
- •Тема 4: Репарация
- •Классификация систем репарации
- •Типы рестриктаз
- •Іі. Репликационная система репарации
- •1. Репарация по ходу репликации
- •2. Репликационная репарация после метилирования дочерней цепи
- •3. Прямая репарация
- •4. Эксцизионная репарация
- •Индуцированная sos-репарация
- •III. Пострепликативная репарация (рекомбинационная)
- •Тема 5: мобильные генетические элементы (мгэ)
- •Плазмиды
- •Свойства плазмид
- •Характеристика некоторых видов плазмид
- •Транспозоны
- •Мобильные генетические элементы прокариот
- •Мобильные генетические элементы эукариот
- •Тема 6: регуляция метаболизма
- •Регуляция на уровне транскрипции
- •Регуляция экспрессии генов на уровне трансляции
- •Тема 7. Конструирование рекомбинантных днк (основы генной инженерии)
- •I этап. Получение генов или фрагментов днк для последующего встраивания в хромосому реципиента
- •Синтез гена химическим путем
- •Использование обратной транскриптазы
- •Метод дробовика (дробового ружья)
- •Іі этап. Конструирование рекомбинантных молекул с помощью векторов. Векторы и принципы их конструирования
- •III этап. Введение рекомбинантного вектора в клетку реципиента
- •IV этап. Клонирование рек-днк и идентификация рекомбинантных клеток
III. Пострепликативная репарация (рекомбинационная)
Этот тип репарации включается в том случае, если другие репаративные системы (MR-система, прямая, эксцизионная,SOS-система) полностью не смогли выправить все мутации и повреждения. Например, если в материнской матричной цепи имелся тиминовый димер, то при репликации ДНК-полимеразаIIIперед ним останавливается (на 10 сек), а далее синтез продолжается на расстоянии 1000 нуклеотидов за счет формирования новой реплисомы. В результате этого в дочерней цепи образуется брешь. Застраивание ее производится путем рекомбинации с участием белковRecABCD, а именно: полифункциональный ферментRecBCD (имеет топоизомеразную, экзо- и эндонуклеазную активности) вырезает из второй матричной цепи недостающий фрагмент и с помощьюRecA-белкавстраивает его в брешь дочерней цепи. А брешь, появившаяся в матричной цепи восстанавливается путем репликации с использованием в качестве матрицы дочерней цепи.
Подобный механизм существует не только у прокариот, но и у эукариот. У людей с наследственным нарушением пострепликативной репарации возникает заболевание пигментная ксеродерма, обычно заканчивающееся развитием рака в раннем возрасте.
Тема 5: мобильные генетические элементы (мгэ)
Мобильными генетическими элементами (МГЄ) называют все те элементы генома, которые способны существовать автономно, интегрироваться в другие элементы генома и самостоятельно перемещаться между разными элементами генома. К МГЭ относят: плазмиды, IS-элементы, транспозоны и вирусные ДНК. МГЭ, наряду с мутациями, играют колоссальную роль в изменчивости всех живых организмов, так как приводят к рекомбинациям ДНК. Их перемещение сопровождается делециями (выпадениями фрагментов ДНК) и инсерциями (вставками геномных фрагментов), а также возможны дупликации элементов генома и другие перестройки ДНК. Охарактеризуем разные виды мобильных генетических элементов.
Плазмиды
Плазмиды - это кольцевые двухцепочечные молекулы ДНК, которые могут существовать автономно либо интегрироваться в другие элементы генома. Молекулярная масса плазмид достигает 1-300 Мега Да, количество пар нуклеотидов - 2-600 тыс.. Одна плазмида с её идентичными копиями может составлять от 0,01 до 8% генома. Путём амплификации (увеличения числа копий) количество плазмидной ДНК в клетке может быть увеличено до 50% и более, а число копий может достигать нескольких сотен и даже 3 тысяч на клетку. Приём амплификации используется в генной инженерии, если плазмида является вектором, несущим встроенный ген, и ее необходимо размножить. Для этого используют обработку плазмидосодержащих клеток хлорамфениколом или же выращивают клетки при повышенной температуре (42ОС).
Плазмиды обнаруживаются в основном у бактерий, но встречаются также у дрожжей, некоторых растений и животных. В клетках они могут существовать в 3 формах:
ССС-форма – (от англ. covalently closed cirkle) – ковалентно замкнутое кольцо. Это суперскрученная плазмида с 8-10 супервитками.
Форма релаксированого кольца. Для этой формы плазмид характерно наличие разрыва в одной из цепей ДНК. Очевидно, плазмиды переходят в такую форму перед началом собственной репликации (удвоения), так как в суперскрученном состоянии продвижение репликативной вилки невозможно.
Линейная форма плазмиды – образуется в результате двухцепочечного разрыва ДНК. Переход в такую форму может предшествовать интеграции плазмиды в хромосому или другой элемент генома.