Структура ДНК та її рівні організації

Молекули ДНК, так само як і білки, утворюють кілька рівнів просторової організації: o первинна структура ДНК - це певна послідовність розташування нуклеотидів у ланцюзі ДНК; o вторинна структура ДНК - це подвійна спіраль; o третинна структура ДНК - це суперспіраль (багаторазове згортання); саме така структура ДНК в ядрі клітині. Така укладка здійснюється за допомогою спеціальних білків - гістонів, що мають лужні властивості, а молекули ДНК намотуються на ці білки наче нитки на котушку. Завдяки цьому молекула ДНК, довжина якої, наприклад в людини, 8 см, укладається в клітинне ядро, що його можна розглянути лише під мікроскопом.Зазна- чимо, що: а) геометрія спіралі ДНК залежить від послідовності нуклеотидів; б) значна частина ДНК не кодує білків або РНК; в) кожний ген - це складна функціонально-активна одиниця, призначена для регульованого синтезу РНК

25. Правила Чаргафа

Вивчаючи хімічний склад ДНК в 1950 році, Ервін Чаргафф сформулював важливі положення щодо структу- ри ДНК:
І. Молярна частка пуринів (аденіну - А і гуаніну - Г) дорівнює молярній частці піримідинів (ци- тозину - Ц і тиміну - Т): А+Г=Ц+Т, або А+Г/Ц+Т=1
ІІ.Кількість аденіну дорівнює кількості тиміну, а кількість гуаніну дорівнює кількості цитозину:
А=Т,або А/Т=1,Г=Ц,або Г/Ц=1.

ІІІ.Відношення суми молярних концентрацій Г+Ц до суми молярних концентрацій А+Т у різних видів значно змінюється: Г+Ц/А+Т названо коефіцієнтом специфічності.
26.Хімічний склад нуклеотиду.

Потім

Фракції ДНК

Потім

Види ДНК

29.Репарація. Види репарації та їх етапи.
Здатність клітин до виправлення пошкоджень у молекулах ДНК одержала назву репарації (від. лат. reparatio  відновлення). Процес репарації ДНК полягає в тому, що генетична інформація подана в ДНК двома копіями - по одній в кожному з двох ланцюгів подвійної спіралі ДНК. Завдяки цьому випадкове пошкодження в одному з ланцюгів може бути видалено реплікаційним ферментом і ушкоджена ділянка ланцюга ресинтезована у своєму нормальному вигляді за рахунок інформації, що міститься в неушкодженому ланцюгу. За часом здійснення у клітинному циклі розрізняють дореплікативну, реплікативну і постреплікативну репарацію. Дореплікативна репарація. Це процес відновлення пошкодженої ДНК до її подвоєння. У найпростіших випадках розриви можуть бути відновлені ферментом лігазою. В інших випадках використовується повна ферментативна система репарації. Реплікативна репарація. Це сукупність процесів відновлення ДНК у ході реплікації. При цьому ушкоджена ділянка видаляється впродовж реплікації у зоні росту ланцюга. У забезпеченні високої точності реплікації значна роль належить механізму самокорекції Постреплікативна репарація. її механізм точно не вивчений. При постреплікативній репарації відбувається вирізання пошкодженої ділянки і зшивання кінців. При цьому клітина може зберігати життєздатність і передавати дефектну ДНК дочір- нім клітинам. За механізмами розвитку репарації розрізняють:' ексцизійну, неексцизійну, рекомбінативну репарацію. Ексцизійна репарація (вирізаюча). При екс цизійній репарації усуваються пошкодження, які з'я-вилися під впливом іонізуючої радіації, хімічних речовин та інших чинників. Це основний тип репарації, виявлений як у прокаріотів, так і у клітинах еукаріотів. Ексцизійна репарація ДНК відрізняється тим, що не тільки розрізаються димери (як при світловій), але й вирізаються великі ділянки молекули ДНК (до кількох сотень нуклеотидів. На основі однієї з запропонованих моделей вста- новлено п'ять послідовних етапів ексцизійної репа- рації: 1) "розпізнавання" пошкодження ДНК ендонуклеазою; 2) розрізування ендонуклеазою одного з ланцюгів молекули ДНК поблизу пошкодження; 3) "вирізання" пошкодженої ділянки та її розширення екзонуклеазою; 4) матричний синтез нового ланцюга ДНК-полімеразою (репаративна реплікація); 5) з'єднання новоутвореної ділянки з ниткою ДНК під впливом фермента ДНК-лігази. Неексцизійна репарація. Фоторепарація. Здатність до репарації була виявлена у бактерій, які зазнавали впливу ультрафіолетових променів. В результаті опромінення цілісність молекул ДНК пору- шується, тому що в них виникають димери, тобто зчеплені між собою сусідні піримідинові основи. Димери можуть формуватися між двома тимінами, тиміном і цитозином, двома цитозинами, тиміC ном і урацилом, двома урацилами. Однак опромі- нені клітини на світлі виживають набагато краще, ніж у темряві. Після ретельного аналізу причин цьо- го явища встановлено, що в пошкоджених кліти- нах на світлі відбувається репарація ДНК (фото- репарація). Вона здійснюється спеціальним фер- ментом ДНК-фотолігазою, яка активується кван- тами видимого світла. Фермент з'єднується з по- шкодженою ДНК, роз'єднує зв'язки в димерах і відновлює цілісність нитки ДНК. Фермент ДНК фотолігаза, що фотореактивує, не є видоспецифічC ним, тобто діє на різні види ДНК Рекомбінативна репарація. Якщо, наприклад, димери тиміну не усунуті до рекомбінації, то це призводить до зміни структури дочірніх ДНК. Такі порушення можуть'усуватися безпосередньо в процесі кросинговеру.. Але при цьому не відбу- вається усунення димеру, він видаляється вже після реплікації.