Змістовий модуль № 13. Основи молекулярної генетики.

Тема № 4. Біосинтез білка у рибосомах. Дослідження процесів ініціації, елонгації та термінації в синтезі поліпептидного ланцюга. Інгібіторна дія антибіотиків. Засвоєння принципів генної інженерії та клонування генів, їх застосування в сучасній медицині.

Мета заняття: Знати загальні закономірності синтезу білків, етапи цього процесу, можливі механізми виникнення та розвитку спадкових захворювань. Засвоїти механізм дії антибіотиків та інших інгібіторів синтезу білків. Знати принципи генної інженерії та клонування генів, їх застосування в сучасній медицині. Засвоїти принцип методу полімеразної ланцюгової реакції в експрес-діагностиці.

Актуальність теми:Білки – це генетично детермінована система, яка генетично запрограмована специфічним набором для кожного індивідуума притаманних тільки йому білкових молекул і з якими пов’язана сутність життя.При вивченні даної теми акцентувати увагу на сучасних досягненнях генної інженерії, в тому числі клонуванні генів, що важливо для вивчення як нуклеотидної послідовності досліджуваного гена, так і послідовності мРНК і білка, які кодуються цим геном. Завдяки генній інженерії здійснено синтез інтерферону людини, людських інсуліну, соматотропіну, соматостатину, білкових препаратів для діагностики СНІДу тощо. Зокрема, в останні роки в діагностиці багатьох захворювань та виявленні бацилоносіїв використовують експрес-метод – полімеразну ланцюгову реакцію.

Конкретні завдання:

Ø Трактувати поняття білок–синтезуючої системи в рибосомах.

Ø Пояснювати механізми функціонування білок-синтезуючої системи за участю ферментів активації амінокислот, ініціації, елонгації та термінації біосинтезу поліпептидних ланцюгів.

Ø Пояснювати біохімічні процеси посттрансляційної модифікації пептидних ланцюгів.

Ø Пояснювати вплив фізіологічно активних сполук й антибіотиків на процеси трансляції.

Ø Пояснювати біохімічні та молекулярно–біологічні принципи методів генної інженерії, технології рекомбінантних ДНК, трансплантації генів та отримання гібридних молекул ДНК.

Ø Пояснювати принципи клонування генів з метою отримання біотехнологічних лікарських засобів.

Теоретичні питання

1. Генетичний (біологічний) код; триплетна структура коду, його властивості. Таблиця генетичного коду.

2. Рибосомальна білоксинтезуюча система. Компоненти білоксинтезуючої системи рибосом.

3. Транспортні РНК та активація амінокислот. Аміноацил–тРНК–синтетази.

4. Етапи та механізми трансляції: ініціація, елонгація, термінація. Ініціюючі та термінуючі кодони мРНК; роль білкових факторів рибосом в трансляції.

5. Посттрансляційна модифікація пептидних ланцюгів. Регуляція трансляції. Молекулярні механізми контролю трансляції на прикладі біосинтезу глобіну.

6. Вплив фізіологічно активних сполук на процеси трансляції. Антибіотики – інгібітори транскрипції та трансляції у прокаріотів та еукаріотів, їх біомедичне застосування.

7. Біохімічні механізми противірусної дії інтерферонів. Блокування біосинтезу білка дифтерійним токсином (АДФ–рибозилювання факторів трансляції).

8. Генна інженерія, або технологія рекомбінантних ДНК: загальні поняття, біомедичне значення.

9. Технологія трансплантації генів та отримання гібридних молекул ДНК; застосування рестрикційних ендонуклеаз. Клонування генів з метою отримання біотехнологічних лікарських засобів та діагностикумів (гормонів, ферментів, антибіотиків, інтерферонів та ін.).

10. Ланцюгова полімеразна реакція; її біомедичне застосування в діагностиці інфекційних та спадкових хвороб людини, ідентифікації особини ("ДНК–діагностика").

Практична робота