Презентация на тему: Передача генетической информации

ПЕРЕДАЧА ГЕНЕТИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ

Строение нуклеотида Азотистые основания: - Аденин; - Гуанин; - Цитозин - Тимин (Урацил) Углевод: Дезоксирибоза (Рибоза) Остаток фосфорной кислоты (ФК) Строение ДНК (РНК). ДНК - полимер. Мономеры - нуклеотиды. Нуклеотид- химическое соединение остатков трех веществ:

1953 г. американские биохимики Дж. Уотсон и Ф.Крик установили структуру ДНК

DNA t RNA r RNA m RNA protein ДНК т-РНК м-РНК р-РНК БЕЛОК РЕПЛИКА-ЦИЯ ТРАНСКРИП-ЦИЯ (прямая и обратная у вирусов) ТРАНСЛЯЦИЯ ЦЕНТРАЛЬНЫЙ ПОСТУЛАТ МОЛЕКУЛЯРНОЙ БИОЛОГИИ (постулирован КРИКОМ). - Генетическая информация передается от ДНК через РНК на белок. - Не возможен перенос информации от белка к РНК Передача генетической информации:

МОДЕЛИ РЕПЛИКАЦИИ ДНК

ппп Дочерние Каждая дочерняя нить синтезируется на расплетенной материнской цепи Двойная спираль ДНК Полуконсерва-тивная репликация ДНК. М. Мезельсон и Ф.Сталь 1958 г.

УСЛОВИЯ ДЛЯ РЕПЛИКАЦИИ Достаточное количество дезоксирибонуклеотидов (д ATФ, дTTФ, д ГTФ, д ЦTФ) Расплетение двойной спирали ДНК Образование затравки (праймера (РНК)) Наличие необходимых ферментов

ДНК хеликаза Направление движения SSB-белки поддер- живают участки ДНК в раскру- ченном состоянии Образование репликативной вилки. Расплетаю-щие белки (ДНК хеликаза) разрывают H-связи в двойной спирали ДНК.

Правило комплементарности: А комплементарен T (или У в РНК), а Г - Ц ( H-связи). A – T (У) Г – Ц

Цепь ДНК Г Ц Водородные связи Цепь ДНК Комплемен- тарные основания

НУКЛЕАЗНАЯ АКТИВНОСТЬ гидролиз фосфодиэфирных связей (ДНК-полимераза β удаляет РНК-праймер (действует как РНКаза)). ДНК-полимеразы δ (и ε) могут исправлять ошибки синтеза. ПОЛИМЕРАЗНАЯ АКТИВНОСТЬ Образование 5΄→3΄ фосфоди-эфирных связей между дезоксирибо-нуклеотидами. ДНК полимеразы (α, β, δ, ε) 2 вида активности

Направления синтеза и движения дочерних цепей. 5΄→3΄ (5΄- ФФФ, 3΄ - ОН). Направление синтеза совпадает с направлением движения репликативной вилки только для одной (лидирующей) цепи. Для другой (отстающей) – против движения репликативной вилки.

РНК-праймер ДНК-хеликаза РНК-праймер РНК-праймер Фрагменты Оказаки Праймаза (ДНК-полимераза α) ДНК-полимераза δ ДНК полимераза ε узнает РНК праймер и начинает синтезировать ДНК SSB-белки Лидирующая ДНК Отстающая ДНК ЭЛОНГАЦИЯ РЕПЛИКАЦИИ.

Образование реплика- тивной вилки и РНК-праймера (ДНК-хеликаза, Праймаза (ДНК полимераза α) Образование гибридной формы ДНК-РНК и фрагментов Оказаки ДНК-полимеразы δ и ε Гидролиз РНК-праймера помощью ДНК-полимеразы β (рибонуклеазы) Образование ДНК вместо РНК-праймера (ДНК полимераза β) Сшивание фрагментов Оказаки (ДНК-лигаза) Стадии репликации

In vitro (в амплификаторе) происходит копирование только того участка, который удовлетворяет заданным условиям, и только в том случае, если он присутствует в исследуемом образце. Полимеразная цепная реакция (ПЦР) - диагностика заболеваний (наследственных, инфекционных), малых количеств ДНК, установление отцовства (Кари Муллис 1983)

- ПЦР-диагностика инфекционных заболеваний Идентификация личности Судебно-медицинская экспертиза ПРИМЕНЕНИЕ ГЕНОДИАГНОСТИКИ (ПЦР)

ТРАНСФУЗИОЛОГИЯ И ТРАНСПЛАНТАЦИЯ - Антигенные характеристики для переливания совместимой донорской крови - Подбор доноров для пересадки органов ПРИМЕНЕНИЕ ГЕНОДИАГНОСТИКИ

- Установление родственных связей - Разработка генетических препаратов ПРИМЕНЕНИЕ ГЕНОДИАГНОСТИКИ

ПЛАЗМИДЫ. ПОЛУЧЕНИЕ РЕКОМБИНАНТ-НОГО ИНСУЛИНА. ГЕННАЯ ИНЖЕНЕРИЯ.

Диагностика заболеваний человека Пренатальная диагностика ПРИМЕНЕНИЕ ГЕНОДИАГНОСТИКИ

МУТАЦИИ ГЕННЫЕ МУТАЦИИ Мутации по типу ЗАМЕНЫ Более опасны и многочисленны Мутации по типу ВСТАВКИ ДЕЛЕЦИЯ (утрата) (от лат. deletio – уничтожение) – тип хромосомной перестройки, при которой из ДНК выпадает участок генетического материала (радиация).

ДНК ТРАНСКРИПЦИЯ т-РНК р-РНК м-РНК 3 стадии: 1) Инициация 2) Элонгация 3) Терминация. ТРАНС-КРИПЦИЯ – это передача информации между нуклеиновыми кислотами разных классов (от ДНК к РНК).

Genes Регуляция, связывает белки-регуляторы. sequence of nucleotides giving the signal about termination of tanscription. ГЕНЫ Промотор Оператор Терминатор САЙТЫ ТЕРМИНАЦИИ - последовательность нуклеотидов, сигнализирующих об окончании транскрипции ИНИЦИАЦИЯ связывается с РНК-полиме- разой И Э И И Э Э Структура транскриптона

КОР- фермент Фактор инициации Холофермент РНК-полимераза 3’ –конец удлиняется РНК РНК-ДНК гибрид- ная спираль ДНК- матрица РНК-ПОЛИМЕРАЗА II -Элонгация - 5΄→3΄ (с фффA или с фффГ) -Терминация (стоп-сигналы AAAA , фактор терминации ρ-фактор

Процессинг (пре-мРНК--->мРНК) и транспорт из ядра Неинформативные участки (интроны) вырезаются (Рибонуклеазы). Информативные участки (экзоны) сшиваются (РНК лигазы (сплайсинг)) Транспорт мРНК из ядра ( белок –ИНФОРМОФЕР). Предотвращает возможную денатурацию мРНК и облегчает транспорт.

ТРАНСЛЯЦИЯ СВОЙСТВА ГЕНЕТИЧЕСКОГО КОДА ТРИПЛЕТНОСТЬ 2)СПЕЦИФИЧНОСТЬ 3)КОЛИНЕАРНОСТЬ

CCAUUUCGA 1 2 3 неперекрываемый CCAUUCGA 1 2 3 перекрываемый Свойства генетического кода. 4) УНИВЕРСАЛЬНОСТЬ 5) ВЫРОЖДЕННОСТЬ( 20 АМК, но 64 триплета= 61+3 стоп-кодона) 6) НЕПЕРЕКРЫВАЕМОСТЬ

Стадии трансляции Активация аминокислот (связывание АМК с тРНК в цитоплазме с помощью аминоацил-тРНК синтетаз. Синтез белка ( в рибосомах): 1) Инициация (АУГ или ГУГ – метионил-тРНК, факторы инициации F1,F2, F3. 2) Элонгация (5’ → 3’, c N →C конец) 3) Терминация (стоп-кодоны УАА, УГА, УАГ).

Элонгация Связывание аминоацил-тРНК ( в А- участке рибосомы) ; Транспептидация (образование пептидной связи); Транслокация (перенос рибосомы на 1 триплет).

Механизм действия антибиотиков Ингибиторы транскрипции. Рифамицин, ингибирует РНК-полимеразу (в ядре). 2)Актиномицин D – связывается с ДНК матрицей и препятствует продвижению РНК-полимеразы . 3) Олигомицин 4) Дактиномицин.

Ингибиторы трансляции. Тетрациклины – блокируют связывание аминоацил-тРНК к А-центру, связываются с 30S субъединицей (ингибируют элонгацию). Стрептомицин связывается с 30S субъединицей и (ингибирует инициацию). Эритромицин присоединяется к 50S субъединице и (ингибирует транслокацию).

Ингибиторы трансляции. Ингибиторы трансляции. 4) Хлорамфеникол (левомицетин) – ингибирует пептидил трансферазу (транспептидацию). 5) Пуромицин – похож на аминоацил-тРНК, вызывает преждевременную терминацию. 6) Линкомицин – как хлорамфеникол.

ГЕННАЯ ТЕРАПИЯ