7 Билет

1Современное представление о гене. Доказательство генетической роли днк. Структура днк и механизмы репликации.

Ген-элементарная структурная и функциональная единица наследственности.Ген рассм-ся как отдельная сист в пределах молекулы ДНК и как часть целого генотипа.Откр-я 40-50хг доказали сложное стр-е гена.1)явл-е множественного аллелизма-гены,кроме 2 альтернативных сост(А=а),дом-го и рецес-го,могут иметь более чем 2 сос. 1928гСеребровский,Дубинин,Аголом откр.яв-ие ступенчатого аллелизма,результатом стала центральная теория гена-«ген дробим,представ.собой сложн.комплексное образ-е,содержащее элементар-е единицы,к-е расп-ны внутри гена в линейном порядке.Участки гена спос.самомт.муировать. Оливер,Льюис,Грин откр.яв-епсевдоаллелизма,к-й свидет-ет о слож.строен. гена.Бензер предлож.комплементационный критерий аллелизма-цистранс тест-позвол.устан-ть аллельность или неаллельность 2-х рецессив.мут-й,эти мутации у диплоид.орган-в нах.в 2-х сос1)цис-пол-е-в 1гомологе нах.оба мутационных гена.2)транс-полож-фенотип д.б. разным:норма и мутант.Т.о. ген имеет сложное строение,представляет собой единицу,далее делимую при кроссенговере,и не представляет собой единицы мутирования.

Генетическая роль ДНК Косвенные док-ва: 1. ДНК локализована в хромосомах или же в способных к самовоспроизведению клеточных органоидах(пластиды, клеточный центр, митохондрии)2.в гаплоидных клетках кол-во ДНК≈в 2 раза меньше, чем в диплоидных, т.е. перед каждый кол-во ДНК в клетке удваивается и поровну распределяется в дочерние клетки.3. в неделящихся клетках ДНК не редуплицируется 4. состав ДНК имеет видовую специфичность, т.е. содержание А+Т/Г+Ц явл-ся видовой характ-кой 5. общее кол-во ДНК на один хромосомный набор растет по мере усложнения организации. Прямые док-ва: в 1928 Гриффитс обнаружил явление трансформации. При совместном введении в мышей вирулентных пневмоккоков штамма S(с полисахаридной капсулой), убитых нагреванием и живых бескапсульных бактерий штамма R, часть мышей погибла от пневмонии.из тела погибших мышей выделили живые вирулентные клетки, обладающие капсулой. Когда мышам вводили только убитые нагреванием вирулентные пневмококки или же живые бескапсульные клетки, то мыши не заболевали. Гриффитс считал, что при совместном введении пневмококков S и R от убитого нагреванием штамма S какой-то агент передается штамму R.этот агент назвали –трансформирующим агентом, а явление передачи свойств от одного организма к другому-трансформацией.в 1944 Эйвери, Мак-Леод, Мак-Карти док-ли что трансформирующим агентом явл-ся ДНК. Позже такие же рез-ты были получены в опытах Херши и Чейза 1952г. Бактериофаг состоит из белка и ДНК, к-я заключена в белковую оболочку. в этих экспериментах белок Бактериофага метили изотопом серы, ДНК метили изотопом фосфора. Мечеными Бактериофагами заражали клетки кишечной палочки, не содержащие S и P. Это приводило к возникновению большого числа новых вирусных частиц, к-е содержали в своем составе Р, но никогда S.это означало, что информация для вирусных частиц содержится в ДНКовом компоненте фага, а белковая оболочка не попадает в бактериальную клетку.

Структура ДНК и мех-мы репликации ДНК- полимерная молекула, в состав к-й входят 4 основания: пуриновые – аденин, гуанин, пиримидиновые – Тимин, цитозин. каждый из них соединен с одной молекулой сахара – дезоксирибозой и с остатком фосфорной кислоты в виде дезоксирибонуклеотидов, и представляют собой мономеры входящие в состав ДНК и образующие полинуклеотиды.как показал Чаргафф кол-во А=Т, а кол-во Г=Ц(правило Чаргаффа). Уотсон и Крик так описали черты этой молекулы: 1. число полинуклеотидных цепей = двум. 2. цепи обр-т правозакрученные спирали по 10 оснований в каждом витке. 3. цепи закручены одна вокруг другой и вокруг общей оси. 4. последовательность атомов одной цепи противоположна таковой в др.цепи, т.е. цепи антипараллельны 5. фосфатные группировки нах-ся снаружи спиралей, а основания – внутри6. 6. цепи удерживаются за счет водородных связей между основаниями.7. пары образуемые основаниями А-Т, Г-Ц специфичны, т.о. полинуклеотидные цепи комплиментарны друг другу. Репликация. Расплетение нитей ДНК происходит при воздействии белка-геликазы. Имеется особая единица репликации-репликон. У кишечной палочки вся хромосома представлена одним репликоном, у эукариот каждая хромосома содержит много репликонов. После разъединения нитей ДНК с определенной точки инициации (инициатором начала сборки дочерней цепи ДНК явл-ся РНК-затравка, состоит из 10 нуклеотидов, обеспечивает освобождение 3'-ОН конца для последующей элонгации-роста, новой цепи при помощи фермента ДНК-полимеразы по направлению 5'-3' ) образуется репликационная вилка, где на обеих нитях ДНК начинается разнонаправленная сборка новых цепей, в сборке новых нитей участвуют неск-ко типов ДНК-полимераз как у прокариот(ДНК-полимераза I, II, III), так и у эукариот(ДНК-полимераза α, β,γ) ДНК-полимераза I участвует в залечивании повреждений (репарации), ДНК-полимераза II может осущ-ть элонгацию в направлении 5'→3', или выступать 3'→5' экзонуклеазой, т.е. ферментом, разрывающим связи 3'→5'. ДНК-полимеразаIII- сложный белок, состоит из многих субъединиц, вып-т функции репликазы, т.е. осущ-т репликацию новых нитей ДНК. При движении репликационной вилки дочерние цепи должны синтезироваться на обеих родительских цепях. Вилка перемещается по направлению 5'→3' на одной цепи и в обратном направлении 3'→5' на другой. Но рост нитей идет в направлении 5'→3', приращивая на свободный конец 3'-ОН новый нуклеотид. Это противоречие решается так, что на одной цепи (с направленностью 5' → 3')репликация идет непрерывно, а на другой цепи (3'→5') новая цепь обр-ся в виде коротких фрагментов с 5'→3' полярностью-фрагменты Оказаки. Их последующее объединение с помощью фермента ДНК-лигазы приводит к росту цепи в направлении 3'→5'. Непрерывно синтезирующаяся нить ДНК называют лидирующей(ведущей) цепью, а прерывисто синтезирующуюся нить- отстающей(запаздывающей) цепью. Т.о. синтез ДНК оказался полуконсервативным и полунепрерывным.