Матричные биосинтезы

1. Матричные биосинтезы

Репликация
Транскрипция
Трансляция

2. Репликация – это удвоение ДНК, (от поздлатин. replicatio - повторение)

Репликация обеспечивает точное
копирование генетической информации,
заключенной в молекулах ДНК
Биологическое значение – передача
генетической информации от поколения
к поколению
Репликация происходит в S фазе в клетке,
готовящейся к делению

3. Для человека характерен только ПОЛУКОНСЕРВАТИВНЫЙ путь РЕПЛИКАЦИИ ДНК.

При полуконсервативной репликации
полученные молекулы состоят из
родительской («старой») и вновь
синтезированной («новой») цепей.
Синтез новой цепи ДНК осуществляется всегда
в направлении 5'-3'
По одной матричной цепи идет непрерывный
синтез – это «лидирующая» цепь
По комплементарной цепи - это
«запаздывающая» цепь, синтез осуществляется
участками. Эти участки называют
фрагментами Оказаки.

4. Инициация

ДНК-топоизомераза I разрывает фосфоэфирную связь
в одной из цепей ДНК
Образуются репликативные вилки (пузыри)
одновременно в нескольких сайтах, которые
называются
ГЕЛИКАЗЫ расплетают цепи ДНК, они используют
энергию АТФ в процессе разрыва водородных связей.
биосинтез ПРАЙМЕРА – коротких
последовательностей РНК, их называют
ЗАТРАВКАМИ осуществляет фермент РНКполимераза или ПРАЙМАЗА

5. Элонгация

Элонгация – удлинение цепи ДНК
Фермент – ДНК-полимераза α
Необходимым условием функционирования
ДНК-полимераз является наличие затравки
Субстраты – dАТФ, dГТФ, dЦТФ, dТТФ

6.

7. Терминация

Завершение репликации
Теломеразы – ферменты, участвующие в
биосинтезе теломер – синтез цепи ДНК от
31 к 51
Теломера – специфическая нуклеотидная
последовательность с многочисленными
повторами -GGGTTA- называются

8. Репарация ДНК

Частота возникновения ошибок при репликации и
транскрипции НЕ ПРЕВЫШАЕТ 10-8-10-9, то есть
возможна лишь одна ошибка на сотни миллионов
нуклеотидов.
Белки mut S, mut L, mut H распознают и
разрывают фосфоэфирную связь
Экзонуклеаза удаляет некомплементарные
нуклеотиды
ДНК-полимераза β восстанавливает цепь
ДНК-лигаза соединяет вновь ситезированный
фрагмент

9.

10. ТРАНСКРИПЦИЯ

Транскрипция- синтез молекул РНК на основании
информации, записанной в ДНК
Транскриптон – участок на кодирующей цепи ДНК,
ограниченный промотором и сайтом терминации
Осуществляется в ядрах при участии ДНК-зависимых
РНК-полимераз I, II и III.
РНК-полимеразы I синтезируют рибосомальные РНК
РНК-полимеразы II синтезируют матричные и
вирусные РНК.
РНК-полимеразы III синтезируют транспортные РНК.

11.

12. Инициация транскрипции у эукариот

•Инициация – присоединение ТАТА-фактора к
промотору
•Белок ТАТА-фактор облегчает взаимодействие
промотора с РНК-полимеразой
•Образование транскрипционной вилки
•Для любого гена, кодирующего белок, есть
энхансеры (усилители) и сайленсеры.

13. Кепирование

"Сар" представляет собой метилированный ГТФ,
присоединенный в необычной позиции 5'-5' и две
метилированные рибозы в первых двух нуклеотидах
mРНК. По мере образования про-mРНК (еще до 30-ого
нуклеотида), к 5'-концу, несущему пуринтрифосфат,
присоединяется
гуанин,
после
чего
происходит
метилирование.

14. Элонгация транскрипции

Фермент РНК-полимераза осуществляет
синтез мРНК от 51 к 31
Факторы элонгации

15. Терминация

Синтез м РНК завершается в сайтах
терминации
Фактор терминации облегчает отделение
пре-мРНК

16. Полиаденилирование

Когда синтез пре-mРНК завершен, то на расстоянии
примерно 20 нуклеотидов в направлении к 3' - концу от
последовательности 5'-AAУAA-3' происходит разрезание
специфической эндонуклеазой и к новому 3'-концу
присоединяется от 30 до 300 остатков АМФ
(безматричный синтез).
Каждый вид mРНК имеет "поли-А хвост" определенной
длины. Он защищает 3'-конец от гидролиза, т.к. покрыт
полиА-связывающими белками.

17. Процессинг или созревание пре-мРНК

Сплайсинг - вырезание копий интронов из премРНК и сшивание копий экзонов с образованием
мРНК. При этом образуются сплайсомы –
рибонуклепротеидные комплексы
Сплайсинг
от англ. to splace - сшивать без узлов).

18.

19.

20. Генетический код - это система записи информации о последовательности расположения аминокислот в белках с помощью

последовательности расположения
нуклеотидов в ДНК
Ген- это участок ДНК, кодирующий белок
(одну полипептидную цепь) или одну
молекулу tРНК, rРНК или sРНК.

21. Свойства генетического кода

Универсальный
Линейный
Однонаправленный
Непрерывный
Триплетный
Вырожденный

22. ТРАНСЛЯЦИЯ – синтез белка

Синтез любого полипептида у прокариот
начинается с формилметионина, у эукариот – с
метионина.
Подготовительная стадия - активация
аминокислоты - присоединение аминокислоты к
тРНК
Инициация – образование инициаторного
комплекса
Элонгация – «чтение» мРНК от 5’ к 3’ – удлинение
полипептидной цепи
Терминация – «стоп-кодон»
Сворачивание белка с помощью шаперонов

23. Присоединение аминокислоты к тРНК – аминоацилирование – подготовительный этап трансляции

Фермент аминоацил-тРНК-синтетаза

24. В процессе трансляции участвуют белки – факторы трансляции Инициация – фактор инициации присоединяет малую субъединицу к мРНК.

К малой субъединице, на которой уже находится
mРНК, подходит формилметиониновая тРНК,
соединенная с формилметионином и ГТФ. В результате
образуется инициаторный комплекс. Расщепление ГТФ
приводит к присоединению большой субъединицы.

25. При элонгации рибосома «передвигается» на 1 кодон, при участии фермента транслоказы и белкового фактора элонгации, А-центр

превращается в Р-центр
Терминация. Когда рибосома достигает терминирующего кодона (УАА,
УАГ или УГА), к ней присоединяется фактор терминации и блокируется
дальнейшая элонгация цепи. Полипептидная цепь отделяется от тРНК и
рибосомы. Заключительный этап «созревание» белка с участием белковшаперонов