17 Рибосомный цикл синтеза белка(инициая, элонгация, терминация

полный эпицикл трансляции состоит из стадий инициации, элонгации и терминации (см. статью "Принципы функционировния рибосом рис.1" На стадии элонгации происходит собственно трансляция кодирующей части м-РНК. Эта стадия состоит из повторения элементарных элонгационных циклов, каждый их которых приводит к прохождению одного кода на м РНК и синтезу одной пептидной связи (см. статью "Принципы функционирования рибосом", рис. 2). Элонгационный цикл, в свою очередь, составляют три последовательных шага: связывание аминоацил-тРНК, транспептидация и транслокация. Сравнение стадий инициации и терминации с элонгационным циклом рибосомы приводит к выводу, что и они строятся похожим образом и могут рассматриваться как модифицированный элонгационный цикл.

Действительно, стадия инициации (см. статью "Биосинтез белка: инициация трансляции") начинается со связывания аминоацил-тРНК со специальной - инициаторной - аминоацил-тРНК. Так же как белковый фактор EF1 с ГТФ помогает связыванию аминоацил-тРНК в элонгационном цикле, гомологичный ему фактор IF2 с ГТФ помогает связыванию инициаторной метионил-тРНК при инициации. Отличие состоит в том, что инициаторное связывание аминоацил-тРНК происходит с малой субчастицей рибосомы, а не с полной рибосомой. Так как при инициации отсутствует второй субстрат, то никакой реакции транспептидации не может иметь места; этот шаг, свойственный элонгационному циклу, здесь отсутствует. Далее, когда к инициирующей малой субчастице присоединяется большая субчастица и образуется полная рибосома, инициаторная метионил-тРНК транслоцируется в Р-участок и имеются все основания полагать, что фактор EF2, осуществляющий гидролиз ГТФ, ведет себя подобно фактору транслокации EF2 в элонгационном цикле.

Стадия терминации еще больше напоминает элонгационный цикл. Она тоже начинается с шага связывания, но с кодоном терминации в А-участке связывается не аминоацил-тРНК, а белок RF1 (или RF2). рассматриваемый как аналог аминоацил-тРНК. Ему помогает белок RF3 с ГТФ, что похоже на роль EF1 с ГТФ при связывании аминоацил-тРНК в элонгационном цикле. Следующий шаг - реакция, катализируемая пептидилтрансферазным центром, но при терминации пептидный остаток перебрасывается не на очередную аминоацил-тРНК, как в элонгационном цикле, а на молекулу воды. Это аналог реакции транспептидации. Наконец, по-видимому, при участии RF3 с сопутствующим гидролизом ГТФ происходит что-то похожее на транслокацию: RF1 (или RF2) убирается из А-участка, а деацилированная тРНК -из Р-участка.

18. Размножение, способы размножения.

Размножение характеризует жизнь на молекулярном уровне , процесс размножения связан

с самоудвоением ДНК.

Формы размножения:, половое и бесполое

Бесполое- формирование организма из 1 или группы соматических клеток.

Половое- организм формируется из специальных для размножения клеток.

При бесполом- потомство-копия родителей, возможно у человека монозиготные

близнецы-редкое явление.

В основе биологического размножения лежит деление митозом,

Половое: происходит смешивание геномов 2х разных особей данного вида, потомки

генетически отличаются от родителей.

Преемущества полового размножения:

1 способность популяции к более быстрому изменению . 2 облегчает возникновение новых видов З-большое разнообразие в потомстве(адаптация)

19 ГАМЕТОГЕНЕЗ, МЕЙОЗ,ОВОГЕНЕЗ,СПЕРМАТОГЕНЕЗ

Мейоз. Неполовые, соматические клетки большинства многоклеточных организмов

имеют двойной, диплоидный (2п) набор хромосом, где каждая хромосома имеет парную,

гомологичную, хромосому. Гаметы же имеют одинарный, гаплоидный (п) набор

хромосом, в котором все хромосомы уникальны и не имеют пар - гомологов. Особый тип

деления клеток, в результате которого образуются половые клетки, называют мейозом. В

отличие от митоза, при котором сохраняется число хромосом, получаемых дочерними

клетками, при мейозе число хромосом в дочерних клетках уменьшается вдвое.

Процесс мейоза состоит из двух последовательных клеточных делений - мейоза I (первое

деление) и мейоза II (второе деление). Удвоение ДНК и хромосом происходит только

перед мейозом I.

В результате первого деления мейоза, называемого редукционным, образуются клетки с

уменьшенным вдвое числом хромосом. После второго деления следует формирование

зрелых половых клеток.

Мейоз - основной процесс образования половых клеток, включающий два следующих

друг за другом клеточных деления.

Во время профазы I мейоза двойные хромосомы хорошо видны в световой микроскоп.

Каждая хромосома состоит из двух хроматид, которые связаны вместе одной

центромерой. В процессе спирализации двойные хромосомы укорачиваются.

Гомологичные хромосомы тесно соединяются друг с другом продольно (хроматида к

хроматиде), или, как говорят, конъюгируют. При этом хроматиды нередко

перекрещиваются или перекручиваются одна вокруг другой. Затем гомологичные

двойные хромосомы начинают как бы отталкиваться друг от друга. В местах перекреста

хроматид происходят поперечные разрывы и обмены участками. Это явление называют

Перекрестом хромосом. Первое деление

Профаза

хромосомы спирализуются и связываются, исчезает ядерная оболочка и ядрышко,

формируется ахроматиновое веретено .

Метафаза

хромосомы собираются в экваториальной плоскости;

к каждой хромосоме присоединяется нить ахроматинового веретена

Анафаза

к полюсам движутся двухроматидные хромосомы

уменьшается число хромосом.

Телофаза вокруг хромосом образуется ядерная оболочка;

происходит деление цитоплазмы

образуется две новые клетки.

Второе деление

Профаза

перестройка ядра для деления

Метафаза

хромосомы собираются на экваторе и расщепляются на хроматиды.

Анафаза

хроматиды уходят к полюсам.

Телофаза

из двух гаплоидных клеток возникают четыре.

Биологическое значение мейоза. Если бы в процессе мейоза не происходило уменьшения

числа хромосом, то в каждом следующем поколении при слиянии ядер яйцеклетки и

сперматозоида число хромосом увеличивалось бы бесконечно. Благодаря мейозу зрелые половые клетки получают гаплоидное (п) число хромосом, при оплодотворении же восстанавливается свойственное данному виду диплоидное (2п) число. При мейозе гомологичные хромосомы попадают в разные половые клетки, а при оплодотворении парность гомологичных хромосом восстанавливается. Следовательно, обеспечивается постоянный для каждого вида полный диплоидный набор хромосом и постоянное количество ДНК.

Сперматогенез. Образование мужских половых клеток - сперматогенез. На рис. 2.2.4 дано схематическое изображение сперматогенеза. Процесс начинается с того, что незрелая половая клетка увеличивается в размерах и приступает к первому делению мейоза. Из исходной образуются две клетки, которые претерпевают второе деление мейоза. В результате двух мейотических делений из каждой незрелой мужской половой клетки образуются 4 зрелые клетки с гаплоидным набором хромосом (п). Превращение этих клеток в сперматозоиды связано со сложными процессами роста и специализации, но не сопровождается клеточным делением.

Овогенез. Образование женских половых клеток - овогенез - идет по той же схеме, но с некоторыми существенными отличиями. В результате неравномерного распределения цитоплазмы, как при первом, так и при втором делении мейоза только в одной клетке оказывается большой запас питательных веществ, необходимых для развития будущего зародыша. Следовательно, образуется только одна зрелая яйцеклетка с гаплоидным набором хромосом (п) и три маленькие клеточки, которые впоследствии исчезают. При овогенезе наряду с мейозом происходит так называемое созревание яйцеклетки, во время которого значительно увеличивается ее объем.