Реакции матричного синтеза: репликация, трансляция, транскрипция. Репарация

1.

Реакции матричного синтеза:
репликация, трансляция,
транскрипция. Репарация.

2.

Полимер – вещество, молекула которых состоит из большого количества
повторяющихся фрагментов (мономеров).
Мономер – элементарный фрагмент.

3.

Нуклеиновая кислота – высокомолекулярное соединение (полимер) со строго
определенной линейной последовательностью нуклеотидов (мономеров)(РНК, ДНК).
Нуклеотид – мономер нуклеиновых кислот, состоящий из азотистого основания
(пурин или пиримидин), углевода (моносахарида пентозы - рибозы или
дезоксирибозы)
и
остатка
фосфорной
кислоты
(аденозинмонофосфат,
гуанозинмонофосфат,
цитидинмонофосфат,
уридинмонофосфат,
тимидинмонофосфат)

4.

Нуклеозид – гликозилированные азотистые основания, т. е. нуклеотиды без
фосфатной группы (аденозин, гуанозин, цитидин, уридин, тимидин).
(аденозинмонофосфат,
гуанозинмонофосфат,
уридинмонофосфат, тимидинмонофосфат)
цитидинмонофосфат,

5.

Правило Чаргафа: число пуриновых оснований равно число пиримидиновых
оснований.
ДНК: А-Т (2 водородные связи)
Ц-Г (3 водородные связи)
принцип комплементарности
РНК: А-У (2 водородные связи)
Ц-Г (3 водородные связи)

6.

Структура ДНК
первичная
АТТГЦЦТААГЦАТ
вторичная
третичная

7.

Кодирующая/смысловая цепь
(от 5` к 3`)
Матричная/антисмысловая цепь
!антипараллельность!
!комплементарность!

8.

РНК
информационная/
матричная
ГАЦУУГААЦГУАГ
рибосомальная
транспортная

9.

Аминокислоты (мономеры белков – 20 шт) - органические соединения, в молекуле
которых одновременно содержатся карбоксильные и аминные группы. Они не могут
быть синтезированы в организме. Основной источник – мясо!
Основные химические элементы аминокислот: углерод, водород, кислород, азот + др.
8 (10* – для детей) незаменимых аминокислот:
1) Лизин
2) Метионин
3) Фенилаланин
4) Триптофан
5) Треонин
6) Лейцин
7) Валин
8) Изолейцин
9) Аргинин*
10) Гистидин*
Лиза Метнула Фен в Трибуну, Трезвый Лейтенант Валялся в Изоляторе с Аргентинским Гитаристом

10.

Генетический код - система записи генетической
информации в ДНК (иРНК) в виде определенной
последовательности нуклеотидов.
Свойства:
1) триплетность (одна аминокислота - три нуклеотида,
называемые триплетом/кодоном)
2) универсальность (одинаковые кодоны кодируют одну
и ту же аминокислоту у всех живых организмов)
3) неперекрываемость (один нуклеотид может не может
входить одновременно в состав нескольких кодонов)
4) избыточность/вырожденность (одну аминокислоту
могут кодировать несколько различных триплетов)
5) отсутствие разделительных знаков внутри гена при
их наличии между генами (начало считывания
информации с иРНК определяется инициирующим
кодоном - АУГ, а конец терминирующими кодонами УАА, УАГ, УГА)

11.

Репликация/удвоение
!синтез ДНК на матрице ДНК!
полуконсервативный метод

12.

1. Инициация: образование «репликативной вилки» (локальная денатурация белка)
- ДНКтопоизомераза (раскручивание материнской ДНК)
- ДНКхеликаза (разрыв водородных связей)
- SSBбелки (поддержание ДНК в раскрученном виде)
2. Элонгация: синтез новых цепей ДНК
- РНКпраймаза (синтез РНКпраймера/«затравки»)
- ДНКзависисимаяДНКполимераза (достраивание цепей ДНК по принципу
комплиментарности)
!синтез новых цепей ДНК происходит в направлении только от 5`-конца к 3`-концу!
лидирующая цепь - направление синтеза цепи ДНК совпадает с движением
«репликативной вилки»
отстающая цепь - направление синтеза цепи ДНК не совпадает с движением
«репликативной вилки» => синтез происходит фрагментами (фрагменты Оказаки),
каждый из которых содержит праймер, которые затем сшиваются ДНКлигазой
3. Терминация: завершение синтеза новых ДНК

13.

Репарация
- процесс, позволяющий восстанавливать повреждения ДНК.
1. Спонтанные повреждения - без участия повреждающих факторов
- ошибки репликации (дочерняя цепь в каких-то участках некомплементарна
материнской)
- депуринизация (образование участка, лишенного азотистого основания)
- дезаминирование (превращение цитозина в урацил, гуанина в ксантин, аденина в
гипоксантин и т.д.)
2. Индуцируемые повреждения

14.

Теория теломеры
- концевой участок хромосомы, не несущий генетической информации. У человека
состоит из многократно повторяющейся нуклеотидной последовательности TTAGGG.
С каждым делением концы укорачиваются => механизм для контроля числа
делений в клетке (запрограммированная гибель). Фермент, способный увеличивать
длину теломерных последовательностей ДНК был назван теломеразой.

15.

Биосинтез белка
Ген – участок ДНК, несущий информацию о первичной структуре
определенного белка.

16.

Транскрипция
!синтез иРНК на матрице ДНК!

17.

Локализация: ядро
1. Инициация:
определение
промотора
(точка
старта:
некодирующая
последовательность в виде TATAбокса)
2. Элонгация: синтез иРНК
- ДНКзависисимаяРНКполимераза (разрыв водородных связей с образованием
транскрипционного пузыря и синтезом иРНК)
!синтез цепи РНК происходит в направлении от 5`-конца к 3`-концу!
3. Терминация: созревание иРНК
- процессинг (на 5`-конце образуется 5-метилгуанозиновый кэп, а на 3`-конце
образуется полиаденилат полимераза (полиадениновый хвост))
- сплайсинг (вырезание итронов - некоирующих участков, экзоны - кодирующие
участки)
Обратная транскрипция???

18.

19.

Трансляция
!синтез белка на матрице иРНК!

20.

Локализация: цитоплазма
1. Инициация: поиск старт-кодона (АУГ - Метеонин)
2. Элонгация: синтез белка с помощью тРНК
3. Терминация: поиск стоп-кодонов (УАА, УАГ, УГА)

21.

Задачи на матричные синтезы
1
тип:
Определение
смысловой
(кодирующей цепи) ДНК
2 тип: Определение кодирующей части
начала гена
3 тип: Определение кодирующей части
конца гена
4 тип: Замена аминокислоты
5 тип: Работа с вирусной РНК
6
тип:
Определение
последовательности иРНК и ДНК по
антикодонам тРНК
7
тип:
Определение
последовательности тРНК

22.

1 тип

23.

24.

2 тип

25.

26.

3 тип

27.

28.

4 тип

29.

30.

5 тип

31.

32.

6 тип

33.

34.

7 тип