Презентация на тему "Учебники"

Презентация: Учебники
Включить эффекты
1 из 185
Ваша оценка презентации
Оцените презентацию по шкале от 1 до 5 баллов
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
0.0
0 оценок

Комментарии

Нет комментариев для данной презентации

Помогите другим пользователям — будьте первым, кто поделится своим мнением об этой презентации.


Добавить свой комментарий

Аннотация к презентации

Смотреть презентацию онлайн с анимацией на тему "Учебники". Презентация состоит из 185 слайдов. Материал добавлен в 2021 году.. Возможность скчачать презентацию powerpoint бесплатно и без регистрации. Размер файла 6.13 Мб.

  • Формат
    pptx (powerpoint)
  • Количество слайдов
    185
  • Слова
    другое
  • Конспект
    Отсутствует

Содержание

  • Презентация: Учебники
    Слайд 1

    МОЛЕКУЛЯРНАЯ БИОТЕХНОЛОГИЯ С ОСНОВАМИ ГЕННОЙ ИНЖЕНЕРИИ К.б.н., доцент Гаврюшина Елена Сергеевна

  • Слайд 2

    Учебники

    М.СИНГЕР, П.БЕРГ – ГЕНЫ и ГЕНОМЫ Б.ГЛИК и Д.ПАСТЕРНАК – МОЛЕКУЛЯРНАЯ БИОТЕХНОЛОГИЯ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ КАФЕДРЫ БИОЛОГИИ, ВИРУСОЛОГИИ И ГЕНЕТИЧЕСКОЙ ИНЖЕНЕРИИ

  • Слайд 3

    СВОЙСТВА ЖИВЫХ ОРГАНИЗМОВ В ОСНОВНОМ ОПРЕДЕЛЯЮТСЯ ИХ ГЕНЕТИЧЕСКОЙ СИСТЕМОЙ ГЕНЕТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА – МОЛЕКУЛЯРНАЯ СИСТЕМА, ОПРЕДЕЛЯЮЩАЯ САМОВОСПРОИЗВЕДЕНИЕ, СВОЙСТВА, НАСЛЕДСТВЕННОСТЬ, ИЗМЕНЧИВОСТЬ И ЭВОЛЮЦИЮ ОРГАНИЗМОВ

  • Слайд 4

    СХЕМА РАБОТЫ ГЕНЕТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ

    ДНК  РНК БЕЛОК ГЕНОМ ПЕРЕДАЧА ИНФОРМАЦИИ ПОРЯДОК АМИНОКИСЛОТ В БЕЛКЕ

  • Слайд 5

    ГЕНОМ – СОВОКУПНОСТЬ ГЕНЕТИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА (ДНК) КЛЕТКИ (ОРГАНИЗМА) ДНК –ЭТО БИОПОЛИМЕР, ПОСТРОЕННЫЙ ИЗ 4 ДЕЗОКСИРИБОНУКЛЕОТИДОВ (А,Т,Г,Ц)

  • Слайд 6

    ГЕН, ГЕНОТИП, ФЕНОТИП

    ГЕН – единица наследственности, участок ДНК, кодирующий определенную РНК (и белок) ГЕНОТИП –совокупность генов организма ФЕНОТИП – совокупность свойств организма в условиях внешней среды

  • Слайд 7

    ОТКРЫТИЕ ГЕНОВ И НУКЛЕИНОВЫХ КИСЛОТ

    Г. МЕНДЕЛЬ – ОТКРЫТИЕ ГЕНОВ И ВОЗНИКНОВЕНИЕ ГЕНЕТИКИ (1865) Ф.МИШЕР – ОТКРЫТИЕ НУКЛЕИНОВЫХ КИСЛОТ («НУКЛЕИНА») (1869)

  • Слайд 8

    ЧАРГАФФ (1951) – В ДНК А=Т, Г=Ц ФРАНКЛИН и УИЛКИНС – ДНК - СПИРАЛЬ УОТСОН И КРИК (1953) – ДНК – ДВОЙНАЯ СПИРАЛЬ; А-Т, Г-Ц

  • Слайд 9

    Роль РНК в биосинтезе белка (1950-е-1960-е г.г.)

    Информационная РНК Рибосомальная РНК Транспортная РНК Малые РНК

  • Слайд 10

    ГЕНЕТИЧЕСКИЙ КОД

    НИРЕНБЕРГ, ХОРАНА И ДР. (1961-1966)- РАСШИФРОВКА ГЕНЕТИЧЕСКОГО КОДА Три нуклеотида одна аминокислота Получена таблица генетического кода

  • Слайд 11

    МОЛЕКУЛЯРНАЯ БИОЛОГИЯ

    МОЛЕКУЛЯРНАЯ ПРИРОДА БИОПОЛИМЕРОВ И ИХ ФУНКЦИЙ МЕХАНИЗМ РЕАЛИЗАЦИИ ГЕНЕТИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ В КЛЕТКЕ И ОРГАНИЗМЕ МЕХАНИЗМЫ РЕГУЛЯЦИИ МОЛЕКУЛЯРНО- ГЕНЕТИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ

  • Слайд 12

    РЕСТРИКТАЗЫ

    НАТАНС, АРБЕР, СМИТ – ОТКРЫТИЕ РЕСТРИКТАЗ (1970) РЕСТРИКТАЗЫ – БАКТЕРИАЛЬНЫЕ ФЕРМЕНТЫ, РАЗРЕЗАЮЩИЕ МОЛЕКУЛУ ДНК В ОПРЕДЕЛЕННЫХ ТОЧКАХ

  • Слайд 13

    ЛИГАЗЫ

    ФЕРМЕНТЫ, СОЕДИНЯЮЩИЕ КОНЦЫ ДНК

  • Слайд 14

    ВОЗНИКНОВЕНИЕ ГЕНЕТИЧЕСКОЙИНЖЕНЕРИИ

    П. БЕРГ (1972) СОЕДИНИЛ ГЕНОМЫ ДВУХ ВИРУСОВ (БАКТЕРИОФАГАλ И ВИРУСА SV40) И ПОКАЗАЛ РАЗМНОЖЕНИЕ ЭТОЙ РЕКОМБИНАНТНОЙ МОЛЕКУЛЫ В БАКТЕРИЯХ

  • Слайд 15

    КОЕН И БОЙЕР (1973) – ИСПОЛЬЗОВАНИЕ БАКТЕРИАЛЬНЫХ ПЛАЗМИД ДЛЯ СОЗДАНИЯ РЕКОМБИНАНТНЫХ МОЛЕКУЛ ДНК; РАЗРАБОТКА УДОБНЫХ ПРИЕМОВ ПОЛУЧЕНИЯ ТАКИХ МОЛЕКУЛ

  • Слайд 16

    РЕКОМБИНАНТНАЯ ДНК

    ОБЪЕДИНЕНИЕ (РЕКОМБИНАЦИЯ) ДВУХ МОЛЕКУЛ ДНК – ВЕКТОРА И ВСТАВКИ

  • Слайд 17

    ВЕКТОР

    ЭТО МОЛЕКУЛА ДНК, СПОСОБНАЯ РАЗМНОЖАТЬСЯ В ЖИВОЙ КЛЕТКЕ (ПЛАЗМИДЫ, ВИРУСНЫЕ ДНК)

  • Слайд 18

    ВСТАВКА

    ЭТО ЛЮБОЙ ФРАГМЕНТ ДНК (НАПРИМЕР, ОПРЕДЕЛЕННЫЙ ГЕН), КОТОРЫЙ НУЖНО ВСТАВИТЬ В ВЕКТОР ДЛЯ ОЧИСТКИ И НАКОПЛЕНИЯ

  • Слайд 19

    ГЕНЕТИЧЕСКАЯ ИНЖЕНЕРИЯ

    - ЭТО КОМПЛЕКС ПРИЕМОВ, ПРЕДНАЗНАЧЕННЫЙ ДЛЯ СОЗДАНИЯ НАПРАВЛЕННО ИЗМЕНЕННЫХ ЖИВЫХ ОРГАНИЗМОВ НА ОСНОВЕ РЕКОМБИНАНТНОЙ ДНК

  • Слайд 20

    ВАЖНЕЙШИЕ МЕТОДЫ ГЕНЕТИЧЕСКОЙ ИНЖЕНЕРИИ

    МОЛЕКУЛЯРНОЕ КЛОНИРОВАНИЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ НУКЛЕОТИДНЫХ И АМИНОКИСЛОТНЫХ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЕЙ ПОЛИМЕРАЗНАЯ ЦЕПНАЯ РЕАКЦИЯ

  • Слайд 21

    ВОЗМОЖНОСТИ ГЕНЕТИЧЕСКОЙ ИНЖЕНЕРИИ

    ВЫДЕЛЕНИЕ ОТДЕЛЬНЫХ ГЕНОВ ЭКСПРЕССИЯ ЧУЖЕРОДНЫХ ГЕНОВ В РАЗЛИЧНЫХ ОРГАНИЗМАХ СОЗДАНИЕ ТРАНСГЕННЫХ ОРГАНИЗМОВ С ПРИНЦИПИАЛЬНО НОВЫМИ СВОЙСТВАМИ

  • Слайд 22

    ТРАНСГЕННЫЕ ОРГАНИЗМЫ И КЛЕТКИ

    ВИРУСЫ, БАКТЕРИИ, ЭУКАРИОТИЧЕСКИЕ КЛЕТКИ, ЖИВОТНЫЕ, РАСТЕНИЯ, СОДЕРЖАЩИЕ В СВОЕМ ГЕНОМЕ ЧУЖЕРОДНЫЙ ГЕН(Ы), ВВЕДЕННЫЙ МЕТОДАМИ ГЕНЕТИЧЕСКОЙ ИНЖЕНЕРИИ

  • Слайд 23

    ВОЗНИКНОВЕНИЕ КЛЕТОЧНОЙ ИНЖЕНЕРИИ

    В 1960-е г. БЫЛА СОЗДАНА ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ ГИБРИДНЫХ КЛЕТОК, ОБЪЕДИНЯЮЩИХ ГЕНОМЫ ДВУХ ТИПОВ КЛЕТОК ТЕХНОЛОГИЯ ПЕРЕСАДКИ КЛЕТОЧНОГО ЯДРА

  • Слайд 24

    КЕЛЕР И МИЛЬШТЕЙН (1975) ПОЛУЧИЛИ ГИБРИДЫ НОРМАЛЬНЫХ И ОПУХОЛЕВЫХ ЛИМФОЦИТОВ (ГИБРИДОМЫ), ПРОДУЦИРУЮЩИЕ МОНОКЛОНАЛЬНЫЕ АНТИТЕЛА

  • Слайд 25

    КЛЕТОЧНАЯ ИНЖЕНЕРИЯ

    - СОЗДАНИЕ ГЕНЕТИЧЕСКИ ИЗМЕНЕННЫХ КЛЕТОК НА ОСНОВЕ ИХ СЛИЯНИЯ ИЛИ ПЕРЕСАДКИ ЯДЕР

  • Слайд 26

    МОЛЕКУЛЯРНАЯ БИОТЕХНОЛОГИЯ

    - НАУКА О СОЗДАНИИ ГЕНЕТИЧЕСКИ МОДИФИЦИРОВАННЫХ КЛЕТОК И ОРГАНИЗМОВ С ПОМОЩЬЮ МЕТОДОВ ГЕНЕТИЧЕСКОЙ И КЛЕТОЧНОЙ ИНЖЕНЕРИИ ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В БИОТЕХНОЛОГИИ И В НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЯХ

  • Слайд 27

    МОЛЕКУЛЯРНАЯ БИОТЕХНОЛОГИЯ ОСНОВАНА НА:

    ГЕНЕТИКЕ И МОЛЕКУЛЯРНОЙ ГЕНЕТИКЕ МИКРОБИОЛОГИИ И ВИРУСОЛОГИИ МОЛЕКУЛЯРНОЙ БИОЛОГИИ БИОХИМИИ КЛЕТОЧНОЙ БИОЛОГИИ БИООРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ ФИЗИОЛОГИИ ЖИВОТНЫХ И РАСТЕНИЙ

  • Слайд 28

    ВОЗМОЖНОСТИМОЛЕКУЛЯРНОЙ БИОТЕХНОЛОГИИ

    ПРОДУКЦИЯ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ СОЗДАНИЕ НОВЫХ ЛЕКАРСТВ СОЗДАНИЕ ВАКЦИН И ДИАГНОСТИКУМОВ ГЕНЕТИЧЕСКАЯ ТЕРАПИЯ ГЕНОМНАЯ ДАКТИЛОСКОПИЯ УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПРОИЗВОДСТВА ПИЩИ, УЛУЧШЕНИЕ ЕЕ КАЧЕСТВА (СОЗДАНИЕ ТРАНСГЕННЫХ РАСТЕНИЙ И ЖИВОТНЫХ) БОРЬБА С ЗАГРЯЗНЕНИЕМ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ МОЩНЫЙ ИНСТРУМЕНТ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

  • Слайд 29

    ОПАСНОСТИ МОЛЕКУЛЯРНОЙ БИОТЕХНОЛОГИИ (ПРОБЛЕМА БИОБЕЗОПАСНОСТИ)

    ВОЗМОЖНОЕ НЕГАТИВНОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ ТРАНСГЕННЫХ ОРГАНИЗМОВ И ПРОДУКТОВ, ПОЛУЧЕННЫХ С ИХ ПОМОЩЬЮ, НА ПРИРОДУ И ЧЕЛОВЕКА

  • Слайд 30

    БИОПОЛИМЕРЫ КЛЕТКИ

    БЕЛКИ (ПОСТРОЕНЫ ИЗ АМИНОКИСЛОТ) НУКЛЕИНОВЫЕ КИСЛОТЫ - ДНК и РНК (ИЗ НУКЛЕОТИДОВ). Цепь соединенных между собой нуклеотидов называется олиго- или полинуклеотидом. ПОЛИСАХАРИДЫ (ИЗ МОНОСАХАРОВ)

  • Слайд 31

    Фридрих Мишер открыл НК (1869)

  • Слайд 32

    Фебиус Ливин выявил химическую структуру нуклеотидов и полинуклеотидов

  • Слайд 33

    НУКЛЕОТИДЫ

    АЗОТИСТОЕ ОСНОВАНИЕ САХАР (ДЕЗОКСИРИБОЗА В ДНК, РИБОЗА В РНК) ФОСФАТ

  • Слайд 34
  • Слайд 35

    Азотистые основания

    Азотистые основания (АО)– это гетероциклические структуры, содержащие углерод (С) и азот (N). Пиримидиновые (Py) и пуриновые (Pu) АО

  • Слайд 36

    АЗОТИСТЫЕ ОСНОВАНИЯ

    ДНК СОДЕРЖИТ 4 АЗОТИСТЫХ ОСНОВАНИЯ (T, C, A, G): ДВА ПИРИМИДИНОВЫХ ОСНОВАНИЯ (ТИМИН-Т И ЦИТОЗИН-C) И ДВА ПУРИНОВЫХ ОСНОВАНИЯ (АДЕНИН- A И ГУАНИН-G) РНК ТАКЖЕ СОДЕРЖИТ 4 АЗОТИСТЫХ ОСНОВАНИЯ (U, C, A, G): ДВА ПИРИМИДИНА – УРАЦИЛ – U (ВМЕСТО ТИМИНА) И ЦИТОЗИН-С, ДВА ПУРИНА – АДЕНИН-А И ГУАНИН –G)

  • Слайд 37

    Тимин (в ДНК)

    1 2 3 4 5 6

  • Слайд 38
  • Слайд 39

    Цитозин

  • Слайд 40

    Аденин

    1 3 2 4 5 6 7 8 9

  • Слайд 41

    Гуанин

  • Слайд 42

    Сахара нуклеиновых кислот

    В состав нуклеотидов входят правовращающие (D) пятичленные сахара (пентозы), находящиеся в циклической форме: D-дезоксирибоза (в ДНК) D-рибоза (в РНК)

  • Слайд 43

    Дезоксирибоза

    он О н HО 1’ 2’ 3’ 4’ 5’

  • Слайд 44

    Рибоза

    он О он 1’ 2’ 3’ 4’ 5’ HO

  • Слайд 45

    ФОСФАТ И ДИФОСФАТ (ПИРОФОСФАТ)

    O Фосфат O P O(PO4) O O O Дифосфат O P O P O (P2O7) O O (пирофосфат)

  • Слайд 46

    ТРИФОСФАТ

    O O O װװװ O ─ P ─ O ─ P ─ O ─ P ─ O ׀׀׀ O O O

  • Слайд 47

    Нуклеозиды

    Нуклеозид – азотистое основание + сахар Рибонуклеозиды содержат рибозу Дезоксирибонуклеозиды содержат дезоксирибозу

  • Слайд 48

    Рибонуклеозиды Дезоксирибонуклеозиды Уридин (d)Тимидин Цитидин dЦитидин Аденозин dАденозин Гуанозин dГуанозин

  • Слайд 49

    Нуклеотиды

    Нуклеотид – АО + сахар + фосфат Другое название - нуклеозидмонофосфат Название нуклеотида зависит от природы основания, сахара(рибо-или дезокси- рибонуклеотиды) и от числа фосфатных групп (нуклеозидмоно-, ди- и трифосфаты)

  • Слайд 50

    Рибонуклеотиды

    Уридиловый (или уридинмоно-, ди-, трифосфат) - UMP, UDP, UTP Цитидиловый (или цитидинмоно-, ди-, трифосфат) – CMP, CDP, CTP Адениловый (или аденозинмоно-, ди-, трифосфат) - AMP, ADP, ATP Гуаниловый (или гуанозинмоно-, ди-, трифосфат)

  • Слайд 51

    Дезоксирибонуклеотиды

    Дезокситимидиловый - dTMP, dTDP, dTTP Дезоксицитидиловый - dCMP, dCDP, dCTP Дезоксигуаниловый - dGMP, dGDP, dGTP Дезоксиадениловый - dAMP, dADP, dATP

  • Слайд 52

    Структура нуклеозидтрифосфата

  • Слайд 53

    Фосфодиэфирная связь

    Соседние нуклеотиды в полинуклеотиде связаны фосфодиэфирной связьюмежду 3’-гидроксилом предыдущего и 5’-гидроксилом последующего нуклеотида O װ 3’C – O – P – O – C5’ ׀ O-

  • Слайд 54
  • Слайд 55

    Полярность полинуклеотида

    Полинуклеотиды имеют полярность – 5’- и 3’-концы

  • Слайд 56

    СТРУКТУРА ДНК

    ЧАРГАФФ (1951) – В ДНК А=Т, Г=Ц ФРАНКЛИН и УИЛКИНС (1953) – ДНК – СПИРАЛЬ (РЕНТГЕНОСТРУКТУРНЫЙ АНАЛИЗ) УОТСОН И КРИК (1953) – ДНК – ДВОЙНАЯ СПИРАЛЬ; А-Т, Г-Ц(СТЕРЕОХИМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ)

  • Слайд 57

    Френсис Крик и Джеймс Уотсон(1953)

  • Слайд 58
  • Слайд 59

    ДНК – двойная спираль

    Молекула ДНК состоит из двух антипараллельно направленных нитей, спаренных по принципу комплементарности азотистых оснований: А-Т, G-C 5’_______________________3’ 3’_______________________5’

  • Слайд 60

    Комплементарностьнуклеотидов в ДНК

  • Слайд 61

    Спиральная структура ДНК и РНК

  • Слайд 62

    Механизм спаривания нуклеотидов в комплементарных цепях

    Спаривание осуществляется за счет образования водородных связей между донором (NH) и акцепторaми (N Ξ, O =) водорода.

  • Слайд 63

    Спаривание нуклеотидов в комплементарных цепях ДНК

  • Слайд 64

    Спирализация полинуклеотида

    Спирализация происходит за счет межплоскостных взаимодействий между нуклеотидами в водной среде

  • Слайд 65

    Свойства двойной спирали ДНК

    Антипараллельность цепей Комплементарное взаимодействие между нуклеотидами А-Т, G-C B-форма ДНК, расстояние между нуклеотидами 3.4 А (0.34 нм), на виток спирали – 10 нуклеотидов Существуют другие формы двойной спирали (А-форма, Z-форма), биологическая роль неизвестна

  • Слайд 66

    Варианты ДНК

    Линейная двунитевая ДНК (эукариоты, вирусы) Кольцевая двунитевая ДНК (бактерии, вирусы, плазмиды) Кольцевая однонитевая ДНК (вирусы) Линейная однонитевая ДНК (вирусы)

  • Слайд 67

    Денатурация ДНК

    Денатурация (плавление) двунитевой структуры происходит при 900-1000 С ________________________________ ________________________________ 1000 Плавление _________________________________ _________________________________

  • Слайд 68

    Ренатурация (отжиг) ДНК

    Ренатурация (отжиг) комплементарных нитей ДНК происходит постепенно при t= 30-700 ____________________________________________________ ____________________________________________________ ____________________________________________________ ____________________________________________________

  • Слайд 69

    РНКу прокариот

    Транспортная РНК (тРНК) – 75-80 н. (десятки видов) Рибосомальная РНК(рРНК) 5 S - 120н. (1-2 вида) 16 S - 1600н. (1 вид) 23 S - 3200 н. (1 вид) Матричная (информационная) РНК -гетерогенна (тысячи видов) Малая цитоплазматическая РНК -90-330н.(десятки)

  • Слайд 70

    РНК у эукариот

    Транспортная РНК (тРНК) – 75-90 н. (десятки видов) Рибосомальная РНК(рРНК) 5 S - 120н. (1-2 вида) 5.8S 155н. (1 вид) 18 S - 1900н. (1 вид) 28 S - 5000 н. (1 вид) Матричная (информационная) мРНК -гетерогенна (десятки тысяч) Малая цитоплазматич. мцРНК -90-330н.(сотни?) Малая ядерная мяРНК - 60-220н. (сотни?)

  • Слайд 71

    ДНК и РНК: сравнение

    ДНК содержит дезоксирибозу, РНК- рибозу ДНК содержит тимин, РНК- урацил В воде ДНК стабильнее, чем РНК РНК разрушается щелочью и имеет бóльшую плотность, чем ДНК В клетках ДНК- двойная спираль, РНК однонитевая молекула (у вирусов возможны все варианты) В клетках ДНК – хранитель информации, РНК – переносчик информации и функциональная молекула (у вирусов может быть хранителем информации)

  • Слайд 72

    Некоторые методыработы снуклеиновыми кислотами (НК)

    Выделение НК Определение концентрации НК Разделение фрагментов ДНК и молекул РНК электрофорезом Ультрацентрифугирование НК Молекулярная гибридизация НК Радиоактивная метка НК и авторадио-графия

  • Слайд 73

    Определение концентрации нуклеиновых кислот

    Спектрофотометрическое определение концентрации НК при λ=260 нм 1 ОЕ – 50 мкг/мл ДНК или 40 мкг/мл РНК

  • Слайд 74

    Электрофорез нуклеиновых кислот

    Электрофорез в агарозном геле (длинные молекулы НК) Электрофорез в полиакриламидном геле (олигонуклеотиды)

  • Слайд 75

    Молекулярная гибридизация нуклеиновых кислот

    Объединение (отжиг) двух комплементарных последовательностей из разных молекул полинуклеотидов ДНК-ДНК гибридизация ДНК-РНК гибридизация РНК-РНК гибридизация

  • Слайд 76

    Молекулярная блот- гибридизация по Саузерну

    Электрофорез препаратов ДНК в агарозном геле, выявление ДНК с помощью этидиум бромида

  • Слайд 77

    Перенос ДНК из агарозного геля на нитроцеллюлозный фильтр (блот) Обработка нитроцеллюлозного фильтра радиоактивным зондом Выявление специфических полос ДНК с помощью авторадиографии

  • Слайд 78

    РЕПЛИКАЦИЯ И ТРАНСКРИПЦИЯ

  • Слайд 79

    НУКЛЕИНОВЫЕ КИСЛОТЫ И БЕЛКИ СИНТЕЗИРУЮТСЯ ПО МАТРИЧНОМУ ПРИНЦИПУ

    РЕПЛИКАЦИЯ ТРАНСКРИПЦИЯ ТРАНСЛЯЦИЯ ДНК РНК БЕЛОК ОБРАТНАЯ ТРАНСКРИПЦИЯ

  • Слайд 80

    Репликация

    Репликация – это процесс самовоспроизведения генетического материала (в клетках – ДНК, у вирусов – ДНК или РНК)

  • Слайд 81

    Матричная функция ДНК при репликации

    При репликации ДНК двойная спираль расплетается, и каждая нить служит матрицей для синтеза новой комплементарной нити по принципу Уотсона-Крика (А-Т, G – C)

  • Слайд 82

    Репликация всех двунитевых ДНК полуконсервативна

    При репликации молекулы ДНК образуются две дочерние двунитевые молекулы. В каждой дочерней молекуле одна нить происходит из материнской молекулы, а вторая – вновь синтезированная нить.

  • Слайд 83

    Консервативный механизмрепликациинеизвестен

    При консервативном механизме должны образоваться две двунитевые молекулы, одна из которых была исходной, а вторая состоит из двух вновь синтезируемых цепей.

  • Слайд 84

    Точки начала репликации (ori)

    Репликация начинается в определен-ных точках молекулы ДНК В молекуле ДНК может быть одна, две (прокариоты, вирусы, плазмиды) или множественные (у эукариот) точки начала репликации

  • Слайд 85

    Инициация репликации

    Инициация синтеза ДНК всегда требует наличия олигонуклеотида- праймера Праймером обычно служитолигорибонуклеотид 5’ 3’ 5’ 3’ праймер Растущая цепь ДНК

  • Слайд 86

    Направление репликации

    От 5’– к 3’– концу растущей цепи От 3’– к 5’– концу матрицы 3’ 5’ 5’ 3’

  • Слайд 87

    Субстрат для матричного синтеза нуклеиновых кислот

    Субстратом для синтеза НК служат нуклеозидтрифосфаты – дезоксирибонуклеозидтрифосфаты (dNTP) для синтеза ДНК, рибонуклеозидтрифосфаты (NTP) для синтеза РНК

  • Слайд 88

    Структура нуклеозидтрифосфата

  • Слайд 89

    Полимеризация нуклеотидов

    NMP+dNTP  NMPdNMP + PP NMPdNMP + dNTPNMPdNMPdNMP +PP NMPdNMPdNMP +dNTP NMPdNMPdNMPdNMP + PP фосфодиэфирная связь 3’C-OH+ PPP-O-C5’  3’C-O – P – O-C5’ + PP

  • Слайд 90

    Скорость репликации

    У прокариот – около 1500 н/сек (геном E.coli – 4х106пн - реплицируется примерно за 40 мин) У эукариот – около 10-100 пн/сек, но много точек инициации

  • Слайд 91

    Рост цепей

    Рост синтезируемой цепи всегда происходит от 5’-конца к 3’-концу. Рост лидирующей цепи - непрерывный. Рост отстающей цепи – прерывистый, фрагментарный, импульсный.

  • Слайд 92

    Репликативная вилка

    5’ 3’ 5’ Отстающаяцепь Лидирующаяцепь 5’ Репликативн-ый комплекс

  • Слайд 93

    Фрагменты Оказаки

    Отстающая цепь собирается из фрагментов Оказаки. Их длина: У прокариот – 1000-2000 нуклеотидов У эукариот – 100-200 нуклеотидов

  • Слайд 94

    Ферментативный аппарат репликации

    Праймазы ДНК-полимеразы ДНК-лигазы ДНК-хеликазы ДНК-топоизомеразы ДНК-азы РНКазы Белки, связывающиеся с однонит. ДНК

  • Слайд 95

    Праймазы и праймосомы

    Праймазы – РНК-полимеразы, синтезирующие короткие цепочки РНК, выполняющие роль праймеров (длина 2-7 н., иногда до 20-30 н.) Праймосомы - мультибелковые комплексы, содержащие праймазу и способные перемещаться по матрице, синтезируя праймеры

  • Слайд 96

    ДНК-полимеразы

    Это главные ферменты репликации, полимеризующие дезоксирибонуклеотиды на матрице ДНК Они присутствуют во всех клетках ДНК-полимеразы разных организмов могут существенно различаться, но имеют сходный механизм действия

  • Слайд 97

    ДНК- полимеразы E.coli

    ДНК-полимераза I (Pol I) (фермент Корнберга) ДНК-полимераза II (Pol II) ДНК-полимераза III (Pol III) – главная полимераза (состоит из 10 субъединиц)

  • Слайд 98

    А.Корнберг – ДНК-полимераза I

  • Слайд 99

    ДНК-полимераза Pol I

    ДНК-полимеразная активность 5’3’ экзонуклеазная активность (коррекция ошибок) 5’3’ экзонуклеазная активность (удаление РНК-праймеров)

  • Слайд 100

    Процессивность полимераз

    Процессивность – это способность молекулы полимеразы, передвигаясь по матрице, синтезировать полную цепь комплементарной ДНК Процессивная полимераза перемещается от 3’-конца матрицы к ее 5’-концу

  • Слайд 101

    Удаление праймеров и сшивание фрагментов Оказаки

    ДНК-полимераза I удаляет РНК-праймеры из отстающей цепи и заполняет бреши между фрагментами Оказаки ДНК-лигазы соединяют фрагменты Оказаки в единую цепь, используя энергию АТФ

  • Слайд 102

    ДНК-хеликазы и топоизомеразы

    Для репликации необходимо раскручивание двунитевой ДНК Хеликазы раскручивают двунитевую ДНК, участвуют в образовании репликативной вилки Топоизомеразы снимают сверх-спирализацию раскручиваемой молекулы ДНК, внося разрыв в одну или обе нити, а затем сшивая разрывы.

  • Слайд 103

    Репликация кольцевой ДНК

    катенанты

  • Слайд 104

    Репликация по типу катящегося кольца

  • Слайд 105

    Особые случаи репликации

    Репликация РНКРНК (РНК-содержащие вирусы) Репликация РНК– ДНК– РНК (ретровирусы) Репликация ДНК– РНК – ДНК (гепаднавирусы) Репликация ДНК аденовирусов

  • Слайд 106

    Экспрессия генов –

    это процесс реализации информации, закодированной в ДНК, на уровне РНК и белков Транскрипция Трансляция

  • Слайд 107

    Транскрипция -

    это перенос информации с ДНК на РНК по принципу Уотсона-Крика. Другими словами, это синтез РНК на матрице ДНК.

  • Слайд 108

    Химия синтеза РНК

    Праймер не требуется Матрица – нить ДНК Субстрат – рибонуклеозидтрифосфаты (U,C,A,G) Комплементарные взаимодействия А-U, G-C Ферментативный аппарат – РНК-полимераза Между нуклеотидами образуется фосфодиэфирная связь

  • Слайд 109
  • Слайд 110

    ДНК-зависимая РНК-полимераза

    В клетках прокариот один тип РНК-полимеразы В клетках эукариот три типа РНК-полимеразы:I, II, III

  • Слайд 111

    ДНК-зависимые РНК-полимеразыэукариот

    РНК-полимераза I синтезирует рибосомальную РНК (рРНК) РНК-полимераза II синтезирует матричную (информационную) РНК (мРНК) РНК-полимераза III синтезирует транспортную (тРНК) и другие виды малых РНК (мяРНК, мцРНК)

  • Слайд 112

    Структура РНК-полимераз

    Клеточные РНК-полимеразы состоят из нескольких субъединиц Некоторые вирусные полимеразы состоят из одного полипептида

  • Слайд 113

    РНК-полимераза Е.coli

    Содержит 6 полипептидных субъединиц: α2ββ’σω α – функция неизвестна β - связывает и полимеризует NTP β’- связывается с ДНК-матрицей σ (сигма) – инициация синтеза РНК ω (омега)- функция неизвестна

  • Слайд 114

    Три этапа транскрипции

    Инициация Элонгация Терминация

  • Слайд 115

    Промоторы

    Это нуклеотидные последовательности в ДНК (гене), которые связываются с РНК-полимеразой и определяют инициацию транскрипции

  • Слайд 116

    Прокариотический промотор

    5’TAGTG TATTGACA TGATAGAAGCACTCTAC TATATT CTCAATAACG 3’ -35 последов. 10 - последов. Прибнов бокс старт -1 +1

  • Слайд 117

    Виды промоторов

    Конституитивные – работают постоянно Индуцибельные – включаются и выключаются по потребности Тканеспецифические – работают в определенных тканях и органах

  • Слайд 118

    Элонгация транскрипции

    Рост цепи РНК от 5’ к 3’-концу Локальное расплетание двунитевой ДНК матрицы

  • Слайд 119

    Терминация транскрипции-1

    Существуют последовательности в ДНК, которые являются терминаторами транскрипции. В этих точках синтез РНК прекращается, и нить РНК отделяется от матрицы.

  • Слайд 120

    Терминация транскрипции-2

    ρ-белки – связываются с прокариотическими терминаторами транскрипции ρ-зависимые терминаторы ρ-независимые терминаторы Терминаторы транскрипции у эукариот

  • Слайд 121

    Регуляция транскрипции

    Трансрегуляция – осуществляется белками Цис-регуляция – осуществляется регуляторными элементами, находящимися в ДНК (обычно вблизи гена)

  • Слайд 122

    Факторы транскрипции

    - это белковые факторы, влияющие на транскрипцию. В эукариотических клетках тысячи таких факторов. В прокариотических клетках есть белки-репрессоры транскрипции.

  • Слайд 123

    Цис-регуляторные элементы

    Промоторы – перед геном, ориентированы Операторы – между промотором и геном Энхенсеры – усиливают экспрессию, могут находиться на большом расстоянии от гена, не ориентированы Сайленсеры – подобны энхенсерам, но ослабляют транскрипцию Инсуляторы – располагаются между промотором и энхенсером, могут подавлять или усиливать активность гена

  • Слайд 124

    Посттранскрипционныйпроцессинг (модификация, обработка) РНК

    мРНК у прокариот не процессируется мРНК у эукариот подвергается трем изменениям: Кэпирование – присоединение 7-метилгуанозинтрифосфата на 5’конец мРНК [5’]3’met7GpppCNNNNNNNNNNNNNNN 3’ 2. Полиаденилирование – добавление поли-А к 3’концу мРНК (поли-А “хвост“) 3. Сплайсинг

  • Слайд 125

    Кэп (cap)

    m7Gppp + pppC____________ m7GpppC____________ 5’ 3’ 3’ 5’

  • Слайд 126

    Сплайсинг

    В отличие от прокариотического гена эукариотический ген состоит из экзонов и интронов мРНК считывается со всего гена, но затем участки, соответствующие интронам, удаляются, а участки, соответствующие экзонам, объединяются в одну нить.

  • Слайд 127

    Экзонно-интронная структура эукариотического гена

    промотор экзоны интроны терм. Ген мРНК сплайсинг Интронная РНК разрушается В цитоплазму

  • Слайд 128

    Процессинг рибосомальной и транспортной РНК

    Рибосомальная РНК возникает в виде единой нити, а затем разрезается специфическими ферментами на большую (23 или 28S), среднюю (16 или 18S) и малую (5.8S и 5S) рРНК Транспортная РНК процессируется подобным образом

  • Слайд 129

    Функции белков

    Структурная Ферментативная Регуляторная Транспортная Сократительная Рецепторная

  • Слайд 130

    Полипептиды

    Полипептиды – это неразветвленные полимеры, построенные из мономеров – аминокислот (АК). Длина полимерной цепи вариирует от десятков до тысяч АК.

  • Слайд 131

    Максимальная длинамолекул биополимеров

    ДНК – десятки миллионов нуклеотидов РНК – до 30000 нуклеотидов Полипептиды – тысячи аминокислот

  • Слайд 132

    Белки

    Белки состоят из одной или нескольких полипептидных цепей, принимающих определенную конформацию (трехмерную структуру).

  • Слайд 133

    Аминокислоты

    Белки всех живых существ (от вирусов до человека) построены из 20 L-α-аминокислот.Редкие аминокислоты –селеноцистеин (Sec, U)и пирролизин (Pyl, O).

  • Слайд 134

    Структура α-АК

    H O +H3N – C – C –O- R N-группа С-группа R-группа

  • Слайд 135

    Боковые (R) группы

    H - Глицин (Gly, G) H +H3N – C – COO- H CH3 – Аланин (Ala,A) H +H3N – C – COO- CH3 CH2-R - все остальные АК

  • Слайд 136

    Гидрофобные неполярные АК

    Аланин - СН3 COO- CH3 Пролин СН Валин - CH+H2N CH2 CH3 CH2 CH2 CH3 Лейцин - CH2-CH Изолейцин CH3-CH-CH2-CH3 CH3

  • Слайд 137

    Окси-АК

    Серин -CH2-OH Треонин -CH-OH CH3

  • Слайд 138

    Дикарбоновые АКи их амиды

    Аспарагиновая к-та –CH2-COO- Глютаминовая к-та -CH2-CH2-COO- Аспарагин – CH2-CONH2 Глютамин - CH2-CH2-CONH2

  • Слайд 139

    Основные АК

    Лизин -CH2-CH2-CH2-CH2-NH3+ Аргинин --CH2-CH2-CH2–NH-C-NH3+ NH Гистидин –CH2-C = CH +HN NH CH

  • Слайд 140

    Ароматические АК

    Фенилаланин - CH2- Тирозин - CH2- Триптофан -CH2- OH NH

  • Слайд 141

    Серосодержащие АК

    Цистеин -CH2-SH Метионин - CH2-CH2 –S-CH3

  • Слайд 142

    Группы аминокислот

    Гидрофобные неполярные АК Окси-АК Дикарбоновые АКи их амиды Основные АК Ароматические АК Серосодержащие АК Редкие аминокислоты (селеноцистеин, пирролизин)

  • Слайд 143

    Гидрофобность - гидрофильность

    Гидрофобные – Ala, Val, Leu, Ile, Pro, Phe, Met, Cys, Tyr, Trp (10 AK) Гидрофильные - Gly, Ser, Thr, Asp,Asn, Glu, Gln, Lys, Arg, His (10 AK)

  • Слайд 144

    Полярность АК

    Полярные – Gly, Ser,Thr, Tyr, Asp, Asn, Glu, Gln, His, Lys, Arg, Cys, Trp (13 AK) Неполярные АК – Ala, Val, Leu, Ile, Met, Pro, Phe (7AK)

  • Слайд 145

    Заряд

    Кислые – Asp, Glu (-) Основные – Lys, Arg, His (+) Нейтральные – 15 АК

  • Слайд 146

    Мол. вес

    Мелкие – Gly, Ala, Ser, Thr, Cys, Val, Pro Средние – Leu, Ile, Glu, Gln, Asp, Asn, Met, Lys Крупные – His, Phe, Tyr, Trp, Arg

  • Слайд 147

    АК, составляющие полипептидную цепь, соединены между собой пептидными связями

  • Слайд 148

    Пептидная связь

    Дипептид Н О Н +NH3- C – C-N –C – COO- R1 H R2 О Пептидная связь – C - N – (амидная группа) H

  • Слайд 149

    Длина полипептидов вариирует от 20 до нескольких тысяч АК Белки могут содержать от одной до 10-12 идентичных или разных полипептидных цепей Миоглобин – 1 цепь РНК-полимераза Е.coli – 6 цепей

  • Слайд 150

    Конформация белков

    В водной среде белки принимают определенную трехмерную структуру (конформацию), зависящую от их аминокислотной последовательности Белки бывают глобулярными и фибриллярными Пример глобулярного белка – полимеразы Пример фибриллярного белка - коллаген

  • Слайд 151

    Уровни структуры белка

    Первичная Вторичная Третичная Четвертичная Первые три относятся к полипептидной цепи, 4-я к олигомерным белкам, состоящим из двух и более цепей

  • Слайд 152

    Первичная структура белка

    Первичная структура – это последовательность АК, связанных пептидными связями Каждый белок обладает уникальной аминокислотной последовательностью Для полипептидов длиной в 100 АК в принципе возможно 20100= 10130 вариантов

  • Слайд 153

    Вторичная структура

    Образуется за счет водородных связей между амидными группами Альфа-спирали образуются за счет близлежащих амидных групп Бета-слои образуются за счет амидных групп разных цепей или удаленных районов одной цепи Неструктурированные участки полипептидной цепи

  • Слайд 154

    Альфа–спирали и бета–слои

  • Слайд 155

    Третичная структура

    Структура, которую принимает полипептидная цепь в результате взаимодействия боковых цепей между собой и с водой Взаимодействия, определяющие третичную структуру: 1) водородные связи; 2) ионные связи; 3) гидрофобные взаимодействия; 4) образование ковалентной дисульфидной связи

  • Слайд 156

    Слабые взаимодействия между АК в пептидной цепи

    Водородные связи – это взаимодействия между донорами (-ОН, -NH) и акцепторами водорода (=O, -O, -N=). -ОН---О= Ионные связи – это взаимодействия между положительными и отрицательно заряженными группами АК

  • Слайд 157

    Гидрофобные взаимодействия

    Гидрофобные группы АК уходят от контакта с водой и прижимаются к другим гидрофобным группам Гидрофильные группы выходят наружу и образуют водородные связи с водой

  • Слайд 158

    Дисульфидная связь

    Это ковалентная связь между двумя цистеинами -SH + SH-  -S – S -

  • Слайд 159

    Третичная структура белка

  • Слайд 160

    Четвертичная структура

    Она определяется взаимодействием двух или нескольких полипептидных цепей, которые входят в состав белка- олигомера Цепи объединяются за счет водородных, ионных, дисульфидных связей и гидрофобных взаимодействий. Объединение цепей специфично.

  • Слайд 161

    Гемоглобин

  • Слайд 162

    Первичная структура (т.е последовательность АК) обычно определяет остальные уровни структуры. Функциональная активность белка зависит от его конформации.

  • Слайд 163

    Денатурация и ренатурация белков

    Денатурация белка – изменение его конформации под действием нагревания, повышенного или пониженного рН. При этом функцио-нальная активность белка исчезает Ренатурация – восстановление нормальной конформации и функции белка

  • Слайд 164

    НУКЛЕИНОВЫЕ КИСЛОТЫ И БЕЛКИ СИНТЕЗИРУЮТСЯ ПО МАТРИЧНОМУ ПРИНЦИПУ

    РЕПЛИКАЦИЯ ТРАНСКРИПЦИЯ ТРАНСЛЯЦИЯ ДНК РНК БЕЛОК ОБРАТНАЯ ТРАНСКРИПЦИЯ

  • Слайд 165

    Генетический код

    Генетический код – это система кодирования порядка аминокислот в полипептидной цепи с помощью нуклеотидной последовательности ДНК и РНК Код был расшифрован в 1960-е годы

  • Слайд 166

    Особенности генетического кода

    Триплетность – три нуклеотида (кодон) кодируют одну АК Избыточность – каждая АК кодируется двумя-шестью кодонами (только 2 АК кодируются одним триплетом) Отсутствие «запятых» между кодонами Значение нуклеотидов в кодоне: 2-й>1-й >3-й

  • Слайд 167

    Универсальность ГК

    Генетический код одинаков для всех живых организмов Небольшие отклонения в генетическом коде обнаружены у простейших и в митохондриях Код содержит сигналы начала и окончания синтеза белка

  • Слайд 168

    Рамка считывания

    В нуклеотидной последовательности в трехнуклеотидном коде существует три рамки считывания: CAT GGC GAC TAG CC His Gly Asp Stop ATG GCG ACT AGC C Met Ala Thr Ser TGG CGA CTA GCC Trp Arg Leu Ala

  • Слайд 169
  • Слайд 170

    Участники процесса трансляции

    мРНК тРНК Аминоацил-тРНК-синтетазы Рибосомы Белковые факторы трансляции Аминокислоты, ATP, GTP

  • Слайд 171

    Адапторный механизм трансляции

    Молекулы транспортной РНК (тРНК), несущие специфическую АК и распознающие кодоны, являются адапторами, расшифровывающими генетический код. Нуклеотидный триплет(кодон) распознается комплементарным триплетом (антикодоном) тРНК

  • Слайд 172

    тРНК

    В клетке существует несколько десятков видов тРНК Каждая молекула тРНК связывается с одной определенной АК Для каждой АК существует несколько видов тРНК

  • Слайд 173

    Структура тРНК

  • Слайд 174
  • Слайд 175

    Структура тРНК3

  • Слайд 176

    Аминоацилирование тРНК

    Аминоацил-тРНК-синтетазы являются ключевым элементом, обеспечивающим соединение «правильной» АК с «правильной» тРНК Аминоацил-тРНК-синтетаза тРНК +АК+ АТР  АК-тРНК +АDP +NH3-CH-C-O- + PPP-A +NH3-CH-C-O- PO3 + PP-A R O R O 2) +NH3-CH-C-O- PO3 + OH(3’)ACC(5’)  +NH3-CH-C-O- ACC5’ + R O R O PO4

  • Слайд 177
  • Слайд 178

    Этапы синтеза полипептида на матрице мРНК у прокариот

    Инициация (факторы инициации IF-1,-2,-3, рибосома, мРНК - последовательность Шайн-Дельгарно, GTP,AUG- кодон, формил-метиониновая тРНК) Элонгация(факторы элонгации EF-Tu,EF-Ts,EF-G, рибосома, мРНК, GTP, аминоацил-тРНК) Терминация (факторы терминации RF-1,-2,-3, рибосома, терминирующие кодоны мРНК-UAA,UAG,UGA)

  • Слайд 179

    Инициация синтеза полипептидной цепи

  • Слайд 180

    Элонгация пептидной цепи

    рибосома (Р- и А-участки рибосомы) мРНК аминоацил-тРНК факторы элонгации EF-Tu,EF-Ts,EF-G GTP

  • Слайд 181

    Стоп-кодоны

    UAA UAG UGA

  • Слайд 182

    Полирибосома (полисома)

  • Слайд 183
  • Слайд 184

    Посттрансляционная модификация полипептидов

    Конформационные изменения Образование S-S связей Специфический протеолиз Гликозилирование Фосфорилирование Карбоксилирование Присоединение жирной к-ты Другие

  • Слайд 185

    Препроинсулинпроинсулининсулин

Посмотреть все слайды

Сообщить об ошибке