Молекулярные основы наследственности. Реализ наслед инф в клетке

За признаки орг-ов отвечают гены-опред посл нуклеотидов. Признаки орган связаны с белками-послед амино-т. Возникли вопросы: 1)как в ДНК закодирована наслед инф-ия о признаках и св-вах орг-ма.2)каковы мех-мы реализ наследств инф в кл.3)сущ ли мех регул работы генов. Работа ген-ов-экспрессия генов. В 1961 был создан ген код-принцип записи наслед инф о послед амин-т в белке через послед нуклеотидов белка. Св-ва ген кода: 1)триплетность-это полож одной амии-ты кодируется сочетанием 3-х нуклеотидов (сочетание 3-х нуклеотадов-триплет_,кодон). Стоп кодоны:УАА,УАГ_,УГА. 2)ВМРОЖДЕННОСТЬ-положение 1 амин-ты может кодироваться неск триплетами или кодонами. 3)ГЕН КОД НЕ ПЕРЕКРЫВАЕТСЯ В ПРЕДЕЛАХ 1 ГЕНА. т.е 1 нуклеотид не может одновременно соот 2 триплетам. 4)генет код без запятых, т.е между триплетами нет своб нуклеотидов. 5)ген код универсален, т.е одинаков у разных орг-ов.6)ген код стабилен, т.е не измен в ряду поколений. При хар-ки ген кода исп понятие комплиментарност, т.е полное соотв послед амии-т в белке, послед нуклеотид ДНК. Реализация последоват инф в клетке. В эукориоти кл почти вся ДНК нах в ядре. Синтез белка происх в цитоплазме, значит должен быть посредник, кот перенесет ген инф из ядра в цитоплазму. Посредник-молекула и-РНК. Реализ наслед инф складывается из 2-х процессов 1)транскрипция- синтез мол-лы РНК на ДНК, как на матрице. 2)трансляция-перевод послед нуклеотидов в аминокислотную последоват.

29)Реализ биол инфы в клетке.Транекрипция.Трансляция. Транскрипция - сложныйферментативный процесс, кот требует расхода энергии АТФ. Участок 1 цепи ДНК явл матрицей для синтеза мол-лы РНК. Синтез идет из своб нуклеотидов и основан на принципе комплементарности. Основной фермент синтез молекулы РНК-РНК-полимераза. В прокариотической клетке сущ вид данного фермента. В эукариотич клетке 3 вида данного фермента. Этапы: инициация (начало); элонгация (удлинение); терминация (конец). На первом этапе фермент РНК полимераза узнает опред послед нуклеотидов перед геном. Эта послед нуклеотидов наз пронатор. Узнав пронатор РНК полимераза фиксируется на ней. При этом растет двойная спираль ДНК. Участок 1 цепи ДНК станов матрицей для синтеза мол-лы РНК. Затем РНК полимераза движется вдоль участка ДНК, синтез мол-лу РНК в направлении 5'-3'. Синтез РНК продол до тех пор пока РНК полимераза не достиг опред послед нуклеотидов в конце гена. Эти послед нуклеотидов наз терминирующий сигнал иранскрипции или стоп сигнал. Тут транскрипция закончилась. Вывод: в рез транскрипции синтезируется первичный транскрипт иРНК, р-РНК, т-РНК. Сплайсинг. В мол-ле и-РНК содер экзоны и интроны. Сплайсинг-вырез интронов и сшивание экзонов при помощи лигаз. Трансляция. Компоненты необходим для биосинтеза белка: амии-ты,т-рнк,и- рнк, рибосомы, АТФ, ферменты. Трансляция склад из 3этапов: инициация,элонгация,терминация. Инициация:обр комплекс и-РНК и рибосомы. К нему подходит 1-я т-РНК-инициаторная. Своим антикодоном т-РИК узнает инициаторный клон в и-РНК-АУГ(митионин), 1-й амино-ой в полипептид цепи у эукариот явл митионин, у прокариот модифицированная форма формилметионина. В ряде случаев по окончанию биосинтеза белка эта амии-та удаляется из цепи. Элонгаиия: в рибосоме выд функционал центр из 2-х уч-ков: а-участок(аминокислота-т-РНК связывающий участок), б)участок(пептид-т-РНК связ уч-к). С

функционированием этих участков связано удлинение цепи белка. Терминация-удлинение цепи белка идеи до тех пор, пока в а-участок рибосома не придет 1 из стоп кодов-УАА,УАГ,УГА. На этом биосинтез заканчивается, освобождается мол-ла и-РНК, полипептидная цепь. рибосома распадается на субъединицы.

31)Гипотеза «один ген-один фермент» совр трактовка. Мультимерная организация белков. Долгое время ген рассматривался как часть наслед материала,обеспеч развитие опред признака орг-ма. Однако каким образом функционирует ген, оставалось не ясным. В 1945 Бидлом и Татумом была сформулирована гипотеза, кот можно выразить формулой "один ген-один фермент".Согласно,кот каждая стадия метаболестического процесса,приводящая к образованию в орг-ме продукта, катализируется белком-ферментом, за синтез которого отвечает один ген. Позднее было показано, что многие белки имеют четвертичную структуру, в образовании кот принимают участие разные пептидные цепи. Гемоглабин взрослого чел-ка включает 4 глобиновых цепи-2а и 2в, кодируемые разными генами. Поэтому формула, отражающая связь между геном и признаком, была несколько преобразована "Один ген-один полипептид"

32)Экспрессия генов в процессе биосинтеза белка. Транскрипция и трансляция идут при активной работе генов- экспрессии генов. Все гены можно разделить на 2 группы: 1)структурные, кот отвечают за все белки, а так же за мол-лы т-РНК и р-РНК; 2)регуляторные, кот регулируют работу генов. Между геном регуляторным и структурными генами нах опред послед нуклеотидов, кот наз оператор. Послед нуклеотидов оператора и промотора перекрываются. Ген регулятор отвечает за белок репрессор. Этот белок фиксируется на операторе: блокируется оператор, значит и часть промоторов. РНК полимеразы соответственно не узнает промотор, поэтому транскрипция не происходит. Оперон не активен. В клетке могут синтезироваться опред в-ва или поступ в клетку из вне. Эти вещ-ва-индукторы. Они блокируют белок репрессор. Если он заблокирован, то освобожд оператор, а сл-но и промотер. Вкл происх транскрипция и трансляция. В эукориотичес клетках регуляция экспркессии генов осущ на неск ур-нях: 1)на ур-не транскрипции;2)на ур-не процессинга и РНК; 3)на ур-не выхода зрелой и-РНК в цитоплазму; 4)на ур-не трансляции.

33)Классификация генов: гены структурные, регуляторные. Цитоплазматическая наследственность. Всегены можно разделить на 2 гр: структуктурные, кототвечают за всебелки и за мол-лы тРНК и рРНК; регуляторные гены, регулирующие работу структурных генов. Структурными наз гены, контролирующие развитие конкретных признаков. Продуктом первичной активности гена явл либо иРПК и далее полипептид, либо рРНК итРНК. Так структурные гены содержат инф об аминокислотах или нуклеотидных последовательностях макромол-л. При мутациях структурных генов набл разнообразные и обширные нарушения развития орг-ма. Эти гены представлены в генотипе в кол-ве неск десятков копий и образованы среднеповторяющимися последовательностями ДНК. Гены регуляторные отвечают за белок-репрессор. Фиксируются на операторе, блокируя его, а значит блокируя и часть промотера, РНК-полимераза соответственно не узнает промотера, поэтому транскрипция не происходит. Тут оперон не активен. В клетке могут синтезироваться опред в-ва или поступать в клетку из вне-эти в-ва наз. индукторами. Они блокируют блок-репрессор, а если завблокирован белок-репрессор, то освобождается оперон, значит и промотер. Вкл. поисходит транскрипция и трансляция, в этом случае оперон активен. Цитоплазмотическая наследственность обеспечивается генами, локализованными вне ядра клетки. Ей соответствует особый тип одностороннего наследования по материнской линии, при кот признак передается через цитоплазму яйцеклетки. Совокупность наследственных задатков цитоплазмы наз. плазмопом, асами задатки-плазмогенами. По материнскому типу наследуется устойчивость к стрептомицину у хламидомонад. Плазмогены разнородны по своей природе. Делятся на: гены ДНК-содержащих органелл клетки(митохондрии). инфекционные агенты или симбионты клетки(вирусы,плазмиды,эписомы). Обе группы сходны по св-вам с ядерными генами и осуществляют генет контроль синтеза ряда важных ферментов. Способны к редупликации и точковым мутациям.