18. Нуклеосомы
Элементарной единицей упаковки хроматина является нуклеосома . Нуклеосома состоит из двойной спирали ДНК, обмотанной вокруг специфического комплекса из восьми нуклеосомных гистонов ( гистонового октамера ).
Нуклеосома представляет собой дисковидную частицу с диаметром около 11 нм, содержащую по две копии каждого из нуклеосомных гистонов ( Н2А , Н2В , Н3 , Н4). Гистоновый октамер образует белковую сердцевину, вокруг которой дважды обмотана двуспиральная ДНК (146 нуклеотидных пар ДНК на гистоновый октамер).
Нуклеосомы, входящие в состав фибрилл, расположены более или менее равномерно вдоль молекулы ДНК на расстоянии 10-20 нм друг от друга. В состав нуклеосом входят четыре пары молекул гистонов: H2a , H2b , H3 и H4 , а также одна молекула гистона H1
19. Уровни компактизации молекулы днк («ожерелье», суперспираль, хромосома)
«Ожерелье» 1й уровень - Нить ДНК делает около двух оборотов вокруг одно го комплекса, а затем снова около двух оборотов вокруг второго комплекса и т. д. В результате образуется структура, напоминающая бусы. Отдельные бусинки в этой структуре получили название нуклеосомы. На одной нуклеосоме размещается около 200 пар нуклеотидов ДНК. Между нуклеосомами остается фрагмент ДНК размером до 60 пар оснований, называемый линкером. Этот уровень укладки позволяет уменьшить линейные размеры ДНК в 6—7 раз.
На втором уровне компактизации «бусы» укладываются в спираль, состоящую из шести нуклеосом на виток. При этом линейные размеры ДНК уменьшаются в сумме до 1 мм, т. е. в 25—30 раз.
Третий уровень компактизации молекул ДНК изучен еще плохо. Скорее всего, это петельная укладка фибрилл – образование петельных доменов, которые под углом отходят от основной оси хромосомы (уплотнение в 680 раз). Их можно видеть в обычный световой микроскоп.
На последнем уровне компактизации ДНК происходит ее уплотнение примерно в 10000 раз.
20. Информационная рнк (и-рнк) и ее биологическая роль.
Информационная рибонуклеи́новая кислота́ (иРНК, синоним — матричная РНК, мРНК) — РНК, содержащая информацию о первичной структуре (аминокислотной последовательности) белков. иРНК синтезируется на основе ДНК в ходе транскрипции, после чего, в свою очередь, используется в ходе трансляции как матрица для синтеза белков. Тем самым иРНК играет важную роль в «проявлении» (экспрессии) генов.
Длина типичной зрелой иРНК составляет от нескольких сотен до нескольких тысяч нуклеотидов. Самые длинные иРНК отмечены у (+)оц РНК-содержащих вирусов, например пикорнавирусов, однако следует помнить, что у этих вирусов мРНК образует весь их геном.
21. Рибосмная РНК (р-РНК) и ее биологическая роль. Рибосомные субъединицы.
Содержит информацию о первичной структуре( аминокислотной последовательности) белков. мРНК синтезируется на основе ДНК в ходе транскрипции, после чего, в свою очередь, используется в ходе трансляции как матрица для синтеза белков. Тем самым иРНК играет важную роль в «проявлении» (экспрессии) генов.
Рибосомы состоят из двух субъединиц, различных по размерам: большой и малой. Каждая суб-единица представляет собой единый рибонуклеопротеидний комплекс. Рибосомные субъединицы могут разъединяться между собой и сочетаться снова под действием определенной концентрации ионов кальция, некоторых биологически активных веществ. Они образуются в ядрышке: на молекуле ДНК синтезируются предшественники рРНК, которые впоследствии соединяются с рибосомного белка, поступающих из цитоплазмы. Большая и малая рибосомные субъединицы соединяются в рибосому вне ядра в местах синтеза белков.
Сначала на мембранах шероховатой эндоплазматической сети имела субъединица связывается с молекулой иРНК, а затем к ним присоединяется большая субъединица. После прекращения синтеза белковой молекулы субъединицы разъединяются. Число рибосом в клетке зависит от интенсивности процессов биосинтеза белков. Например, у позвоночных животных наибольшее количество рибосом обнаружено в клетках печени, красного костного мозга и т.д..
22. Транспортная РНК (т-РНК) и ее биологическая роль. Особенности строения т-РНК (петли, антикодон).
Основное назначение транспортной РНК (тРНК) - доставлять активированные остатки аминокислот в рибосому и обеспечивать их включение в синтезирующуюся белковую цепь в соответствии с программой, записанной генетическим кодом в матричной, или информационной, РНК (мРНК).
Молекулы транспортных РНК значительно мельче молекул информационной и рибосомной РНК. В процессе синтеза белка каждая из них действует как специфический адаптор, присоединяясь к определенной аминокислоте и играя роль «опознавательного знака», определяющего будущее положение данной аминокислоты на матрице информационной РНК. Каждая из 20 аминокислот может соединяться с одной или несколькими специфическими видами транспортных РНК. В определенном участке молекулы транспортной РНК находится антикодон — триплет, комплементарный тому кодону информационной РНК, который определяет данную аминокислоту. Транспортные РНК отличаются также тем, что они содержат, помимо четырех обычных нуклеотидов (адениловой, гуаниловой, цитидиловой и уридиловой кислот), еще небольшие количества необычных нуклеотидов, например 6-метиламиноадениловую кислоту, диметилгуаниловую кислоту и тиминриботид.
Транспортные РНК представляют собой цепочки, состоящие примерно из 70 нуклеотидов. У всех видов транспортных РНК на 3'-конце молекулы находится одна и та же последовательность нуклеотидов — ЦЦА, к которой присоединяется аминокислота, а на другом конце (5') нуклеотидной цепи — гуаниловая кислота. Цепь в некоторых участках сложена вдвое и образует три или более петель из неспаренных нуклеотидов; в промежутках между этими петлями находятся спаренные участки в виде двойных спиралей, стабилизированных водородными связями, соединяющими комплементарные основания. Петля, ближайшая к акцептору аминокислоты (ЦЦА), содержит 7 нуклеотидов, в том числе цитидин, псевдоуридин и тимидин, находящиеся в положениях 21, 22 и 23 от конца с триплетом ЦЦА. Триплет, комплементарный кодону (антикодон), расположен на средней петле, состоящей из 7 нуклеотидов; перед ним по ходу цепи находится уридин, а после него — аденозин или видоизмененный аденозин. Еще одно необычное основание — диметилгуанозин — расположено перед антикодоном на расстоянии 8 нуклеотидов от него у основания более крупной петли (из 8—12 нуклеотидов), поблизости от 5'-конца цепи. У всех изученных до сих пор транспортных РНК пространственная конфигурация цепи такова, что расстояние между антикодоном и аминокислотой всегда одинаково. В этих РНК триплеты антикодонов очень хорошо согласуются с предсказаниями, которые были сделаны на основе правил комплементарности и известных кодонов информационной РНК для соответствующих аминокислот.