Содержание
-
Молекулярные основы наследственности
-
-
ДНК
Макромолекула Полимер Звено полимера - нуклеотид
-
ДНК первичная структура
нуклеотид нуклеиновая кислота
-
ДНК вторичная структура
Цепи ДНК антипараллельны Цепи ДНК комплементарны
-
ДНК вторичная структура
-
РНК
РНК- полимер, состоящий из нуклеотидов, соединенных фосфодиэфирными связями РНК отличается от ДНК по составу: -содержит рибозу вместо дезоксирибозы, - содержит урацил вместо тимина Обычно это одноцепочечная молекула Существуют различные классы РНК
-
Основные классы РНК
тРНК ( транспортная РНК) рРНК (рибосомная РНК) мРНК (матричная РНК)
-
тРНК
-
рРНК
-
Перенос информации
Основные варианты ДНК-ДНК ДНК-РНК РНК-белок Возможные варианты РНК-ДНК РНК-РНК
-
Репликация ДНК
Репликация кольцевых молекул -Репликация по типу «катящегося обруча» -Тетта- репликация Репликация линейных молекул
-
-
-
У эукариот репликация начинается с нескольких сайтов Во время репликации образуется структура- «репликационная вилка»
-
Белки репликации ДНК
Хеликаза и топоизомераза Связывающие белки Праймаза ДНК-полимеразы (в клетках эукариот около 13 типов) Лигаза
-
Хеликаза связывается с ориджином репликации и разделяет цепи Связывающие белки предохраняют цепи ДНК от слипания Праймаза синтезирует короткую РНК на ДНК- матрице
-
ДНК –полимераза добавляет нуклеотиды к РНК-праймеру ДНК-полимераза проверяет правильность присоединения нуклеотидов
-
По одной из цепей синтез идет непрерывно, по другой – прерывисто ( фрагменты Оказаки)
-
РНК -праймеры удаляются, лигаза сшивает бреши в ДНК
-
Репликация ДНК
Всегда полуконсервативна Начинается с области, которая называется ориджин Синтез ДНК инициируется фрагментами РНК, которые называются праймерами Элонгация всегда проходит в направлении 5’-3’. Репликация по лидирующей цепи непрерывна, по отстающей цепи- прерывиста Синтезируемая цепь комплементарна и антипараллельна своей матрице
-
Репликация в пробирке –ПЦР.
-
Транскрипция
Синтез РНК молекул на матрице ДНК Первый этап передачи генетической информации на пути от ДНК к белку (от генотипа к фенотипу)
-
Этапы транскрипции
Инициация Элонгация Терминация
-
Инициация
Промотер – особая последовательность ДНК, сигнализирующая о начале транскрипции. С промотором связываются факторы транскрипции и РНК-полимераза
-
Элонгация
-
Терминация
-
Единица транскрипции
-
Процессинг мРНК
Метилирование и кэпирование Полиаденилирование Сплайсинг
-
Процессинг
-
Полиаденилирование
-
Сплайсинг
Гены имеют мозаичную структуру и состоят из кодирующих участков- экзонов и некодирующих участков- интронов. При сплайсинге участки пре-мРНК, соответсвующие интронам вырезаются, а синтезированные с экзонов сшиваются (сплайсинг).
-
-
Альтернативный сплайсинг
Соединение РНК участков кодирующих экзоны в разных комбинациях с образованием различных зрелых мРНК
-
-
Трансляция
Передача генетической информации с мРНК на белок Заключительный этап передачи генетической информации на пути от ДНК к белку (от генотипа к фенотипу)
-
Белки и аминокислоты
Все белки состоят из аминокислот 20 основных аминокислот в белках
-
Генетический код
Соответствие между нуклеиновой кислотой и аминокислотой
-
Триплетный, те одной аминокислоте соответствует три нуклеотида Вырожденный, те определенной аминокислоте соответствует более чем один кодон Не перекрывающийся Универсальный Число кодонов =64 Число аминокислот = 20
-
тРНК
-
-
Трансляция
Биосинтез белка происходит на рибосомах
-
Инициация трансляции
AUG - единственный инициирующий кодон природных эукариотических мРНК В качестве инициаторной тРНК , узнающей кодон инициации AUG, служит специальная тРНК , имеющая особенности строения, отличающие ее от тРНК мет в инициации принимают участие по меньшей мере 11 белковых факторов Биосинтез белка начинается с образования комплекса между малой 30S субединицей рибосом, иниц. тРНК и участком транслируемой мРНК, содержащим сайт связывания рибосом, который включает в себя инициирующий (как правило, AUG) кодон
-
Элонгация трансляции
-
Терминация трансляции
Трансляция терминируется после достижения стоп-кодона: UGA, UAG, UAA) (стоп-кодонам нет соответствующих тРНК)
-
Геном человека 3.2 биллионов пар нуклеотидов 1.5% кодирует белки 31,000 генов, кодирующих белки Клетки человека производят 100,000 до 200,000 различных белков.
-
Ген
Один ген- один фермент Один ген- одна полипептидная цепь Один ген- одна мРНК Ген-участок ДНК или РНК ( у некоторых вирусов), определяющий линейную последовательность полипептидной цепи или одной молекулы РНК
-
Ген (эукариоты)
Первый и последний экзоны содержат не транслируемую последовательности ( соответственно 5’ -UTR) и 3’-UTR) Кодирующие участки- экзоны Не кодирующие участки - интроны
-
Структура гена
Каждый ген характеризуется рядом специфических регуляторных последовательностей ДНК, которые принимают участие в регулировании проявлений гена. Регуляторные последовательности могут находиться как в непосредственной близости от гена, (промоторы) так и на расстоянии многих миллионов пар оснований, (энхансеры и супрессоры) Таким образом, понятие гена не ограничено только кодирующим участком ДНК, а представляет собой более широкую концепцию, включающую в себя и регуляторные последовательности.
-
Регуляция активности генов
-
Уровни регуляции активности генов
На уровне транскрипции На уровне РНК (процессинг РНК, стабильность мРНК) На уровне трансляции
-
Гены
Структурные гены кодируют белки, необходимые для катаболизма или биосинтеза или играют роль структурных белков ( например ферменты и белки экстраклеточного матрикса). Регуляторные гены – гены чьи продукты являются как РНК так и белками, которые взаимодействуют с другими последовательностями и влияют на транскрипцию или трансляцию. В большинстве случаев продуктами регуляторных генов являются ДНК-связывающие белки.
-
Регуляторные элементы
Также в геноме существует большое число последовательностей, которые не транскрибируются, но которые необходимы для регуляции других последовательностей – регуляторные элементы. Эти элементы в большинстве случаев являются местами взаимодействия с регуляторными белками, кодируемыми регуляторными генами
-
ДНК-связывающие белки
Эти белки как правило имеют определенные функциональные участки, которые называютдоменами состоящими из 60-90 аминокислот, которые ответственны за связывание с ДНК. Внутри домена только несколько аминокислот контактирующих с ДНК. Эти аминоксилоты (аргинин, лизин, аспарагин) формируют водородные связи с основаниями в ДНК или взаимодействуют с остатком сахара. Другие домены этих белков могут взаимодействовать с другими молекулами и другими регуляторными белками. В зависимости от особенностей структуры ДНК-связующего домена (его внутреннего мотива) регуляторные белки разделяют на различные группы (цинковые пальцы, стероидный рецептор,лейциновая застежка-молния и тд. ).
-
Аутоиммунный полиграндулярный синдром 1 типа
Тип наследования- аутосомно-рецессивный тип Мутантный ген AIRE, регулирующий аутоиммунитет картирован на хромосоме 21q22.3. Дебют заболевания –детский возраст Гипопаратиреоз Гипертиреоз Первичная хроническая надпочечниковая недостаточность и первичный гипогонадизм Инсулинзависимый сахарный диабет Кандидоз кожи и слизистых, витилиго Аутоиммунный гепатит Гнездная алопеция
-
Белок AIRE
-
Белок AIRE (аутоиммуный регулятор)
Аутоиммунный регулятор связывается с ДНК-последовательностями и регулирует экспрессию генов , необходимых для обучения Т-клеток тимуса (элиминирование аутореактивных Т-клеток) При мутациях в этом гене, контроль нарушается и возникают множественные аутоиммунные нарушения в эндокринной системе, печени, ЖКТ.
-
Оперон
-
Оперон
Функционально-связанные структурные гены, расположенные в виде кластера Промотор для структурных генов Оператор – область ДНК, с которой связывается продукт регуляторного гена
-
Модель оперона генетического контроля метаболизма лактозы
-
Модель оперона генетического контроля метаболизма лактозы
Нет комментариев для данной презентации
Помогите другим пользователям — будьте первым, кто поделится своим мнением об этой презентации.