9)Эу - и гетерохроматин.

Различают гетеро - и эухроматин.

а) гетерохроматин:

• факультативный - образуется при спирализации одной из двух гомологичных хромосом. Типичным примером служит тельце полового хроматина, образуемого одной из двух Х-хромосом соматических клеток женских особей человека и млекопитающих. Функциональная роль факультативного гетерохроматина заключается в компенсации снижении дозы определенного гена.

• структурный - отличается высокоспирализованным состоянием, которое сохраняется на протяжении всего митотического цикла. Он занимает постоянные участки в гомологичных хромосомах - это фрагменты околоцентромерных, теломерных участков хромосом, Не содержит структурных генов (нетранскрибируемый). Его роль не ясна, но, по-видимому, он выполняет опорную функцию.

б) эухроматин - имеет менее компактную организацию, деспирализуется в конце митоза, образует слабоокрашенные нитчатые структуры, содержит структурные транскрибируемые гены. В каждой хромосоме свой порядок расположения эухроматина и гетерохроматина, что используется для идентификации отдельных хромосом в цитогенетике.

10)Морфологические особенности метафазной хромосомы.

Метафазная хромосома состоит из двух продольных нитей дезоксирибонуклеопротеида - хроматид, соединенных друг с другом в области первичной перетяжки - центромеры. Центромера - особым образом организованный участок хромосомы, общий для обеих сестринских хроматид. Центромера делит тело хромосомы на два плеча. В зависимости от расположения первичной перетяжки различают следующие типы хромосом: равноплечие (метацентрические), когда центромера расположена посередине, а плечи примерно равной длины; неравноплечие (субметацентрические), когда центромера смещена от середины хромосомы, а плечи неравной длины; палочковидные (акроцентрические), когда центромера смещена к одному концу хромосомы и одно плечо очень короткое. Существуют еще точковые (телоцентрические) хромосомы, у них одно плечо отсутствует, но в кариотипе (хромосомном наборе) человека их нет. В некоторых хромосомах могут быть вторичные перетяжки, отделяющие от тела хромосомы участок, называемый спутником.

11)Химический состав и структура рнк.

РНК – рибонуклеиновая кислота. Нуклеотиды РНК состоят из сахара — рибозы, к которой присоединено одно из оснований: аденин, гуанин, цитозин или урацил. Фосфатная группа соединяет рибозы в цепочку, образуя 3,5 фосфодиэфирные связи. Фосфатные группы при физиологическом рН отрицательно заряжены, поэтому РНК — полианион. РНК транскрибируется как полимер четырёх оснований, но в «зрелой» РНК есть много модифицированных оснований и сахаров. Всего в РНК насчитывается около 100 разных видов модифицированных нуклеотидов.

Азотистые основания в составе РНК могут образовывать водородные связи между цитозином и гуанином, аденином и урацилом, а также между гуанином и урацилом. Важная структурная особенность РНК, отличающая её от ДНК — наличие гидроксильной группы. «Рабочая» форма одноцепочечной молекулы РНК, как и у белков, часто обладает третичной структурой. Между ДНК и РНК есть три основных отличия:

1 - ДНК содержит сахар дезоксирибозу, РНК — рибозу, у которой есть дополнительная, по сравнению с дезоксирибозой, гидроксильная группа. Эта группа увеличивает вероятность гидролиза молекулы, то есть уменьшает стабильность молекулы РНК.

2 - Нуклеотид, комплементарный аденину, в РНК не тимин, как в ДНК, а урацил — неметилированная форма тимина.

3 - ДНК существует в форме двойной спирали, состоящей из двух отдельных молекул. Молекулы РНК, в среднем, гораздо короче и преимущественно одноцепочечные.

(рисунок – строение молекулы РНК).

12)Виды РНК и их биологическая роль.

1 - Матричная РНК – 2-3% от общего количества РНК в клетке. Несет информацию о первичной структуре белка.

2 – Рибосомальная РНК – более 80%. Входит в состав рибосом. Рибосома - важнейший немембранный органоид живой клетки. На рибосомах идет синтез белка из аминокислот.

3 – Транспортная РНК – 10% от массы, находится в цитоплазме. Присоединяет определенные аминокислоты и доставляет к рибосомам. тРНК имеет форму трилистника (Рисунок – схема тРНК).

4 – Информационная РНК – 1-10% от всей РНК в клетке. Переносит информацию о синтезе белка из ядра в цитоплазму.

13)Структурная организация оперона.

Оперон - функциональная единица генома у прокариот, в состав которой входят цистроны (гены, единицы транскрипции), кодирующие совместно или последовательно работающие белки и объединенные под одним (или несколькими) промоторами. Опероны по количеству цистронов делят на моно -, олиго - и полицистронные, содержащие, соответственно, только один, несколько или много цистронов (генов).

Ген регулятор –/ Промотор – Оператор – Аттеньюитор (может прекратить считывание до начала транскрипции) – Терминатор. \

Начинается и заканчивается оперон регуляторными областями — промотором в начале и терминатором в конце, кроме этого, каждый отдельный цистрон может иметь в своей структуре собственный промотор и/или терминатор.

14)Молекулярные механизмы транскрипции у прокариот. Фазы транскрипции.

Транскрипция – процесс синтеза молекулы иРНК на молекуле ДНК, выступающей в роли матрицы. Транскрипция проходит 4 стадии:

1 - связывания ДНК-матрицы;

2 – инициации;

3 – элонгации;

4 - терминации;

В рамках каждой из этих стадий осуществляются определенные функции мультимолекулярного ферментного комплекса — РНК-полимеразы.

Собственно РНК-полимеразная активность, т. е. образование фосфодиэфирных связей с нуклеотидами, комплементарными матрице, свойственна так называемому минимальному ферменту; таким образом, холофермент РНК-полимеразы может быть разделен на минимальный фермент α2ββ’ и σ - фактор. Инициацию синтеза РНК осуществляет только холофермент, затем σ - фактор диссоциирует и минимальный фермент ведет элонгацию. Основная функция σ - фактора — узнавание промоторов и обеспечение прочного связывания РНК-полимеразы с промоторами. Существуют минорные разновидности σ -фактора, узнающие определенные группы промоторов.

Активным центром РНК-полимеразы является полуфермент РНК-полимеразы состоящий из:

1 – сигма фактора (отсоединяется);

2 – минимального фермента.

15)Регуляция работы оперона по типу репрессии и индукции.

Механизмы репрессии и активации транскрипции.

Белки, подавляющие транскрипцию, называются – репрессорами.

Если белок усиливает транскрипцию путем уменьшения активности репрессора, он называется – индуктором.

Если транскрипция активируется непосредственно, без участия репрессора, белок называется - активатором.

Участки связывания репрессора или активатора на ДНК называются – операторами.

Единица транскрипции, находящаяся под контролем данного оператора, — опероном (у прокариот это, как правило, несколько генов, регулируемых параллельно транскрипции

Механизмы репрессии и активации транскрипции:

Простейший механизм репрессии — связывание репрессора с промоторной областью, т. е. перекрывание промотора и оператора. В этом случае инициации транскрипции не происходит, поскольку участок связывания РНК-полимеразы уже занят репрессором.

Простейший механизм активации — образование комплекса активатора и РНК-полимеразы, что облегчает формирование открытого комплекса на матрице ДНК.

16)Структурная организация транскриптона.

Транскриптон – единица транскрипции у эукариот. Он состоит из неинформативной (акцепторной) и информативной (структурной) зон. Неинформативная зона начинается промотором с инициатором. Далее следует группа генов операторов, за которыми расположена информативная зона. Информативная зона образована структурным геном, разделенным на экзоны (информативные участки) и интроны (неинформативные участки). Заканчивается транскриптон терминатором.

17)Функционирование транскриптона.

Работу транскриптона регулирует несколько генов-регулягоров, даю­щих информацию для синтеза нескольких белков-репрессоров. Индукторами в клетках эукариот являются сложные молекулы (например, гормоны), для расщепления которых требуется несколько ферментов (многоступенчатые реакции). Когда индукторы освобождают гены-операторы от белков- репрессоров, РНК-полимераза разрывает водородные связи между двумя це­почками ДНК транскриптона и по правилу комплементарности на нем снача­ла синтезируется большая молекула проинформационной РНК, списываю­щая информацию, как с информативной, так и с неинформативной зон. В дальнейшем в ядре клетки происходит процессинг - ферментативное разру­шение неинформативной части РНК и расщепление ферментами рестриктазами информативной части на фрагменты, соответствующие экзонам. Моле­кула иРНК (моноцистропная), соответствующая экзонам структурного ге­на, формируется посредством сплайсинга (сплавления) отдельных информа­тивных фрагментов ферментами лигазами. Далее иРНК выходит из ядра, идет в рибосомы, где и происходит синтез белка-фермента, необходимого для расщепления индукторов. Включение и выключение транскриптона происходит, так же как и оперона.