- •Пермский Государственный Медицинский Университет имени академика Е.А.Вагнера
- •ПЛАН ЛЕКЦИИ:
- •1. Нуклеиновые кислоты, строение, свойства и функции ДНК.
- •Доказательство генетической роли ДНК
- •2) В 1944 году блестящими опытами американских ученых ЭЙВЕРИ, МАК-ЛЕОДОМ, МАК- КАРТИ проведена
- •Доказательством генетической функции
- •Строение нуклеиновых кислот
- •Химическое строение
- •пиримидины
- •пурины
- •2) Сахара
- •3) Остаток фосфорной кислоты
- •Строение нуклеотида
- •Строение нуклеотида
- •Строение полинуклеотида
- •Виды нуклеотидов
- •Факты, которые использовали Уотсон и Крик при построении молекулы ДНК
- •1950 г. – англ. группа Тоддa установила точную структуру связей между нуклеотидами
- •Уотсон и Крик показали, что ДНК образована двойной спиральной полинуклеотидной цепью,
- •Первичная структура –
- •Вторичная структура –
- •1. Принцип комплементарности (комплемент – взаимодополнение).
- •2. Принцип
- ••3. Принцип полуконсер- вативности
- •Третичная структура – комплекс ДНК с белками (гистоновыми и негистоновыми) и характеризуется суперспирализацией
- •Компактизация ДНК в начале деления
- •2. Уровни компактизации ДНК в ядре
- •H2A, H2B, H3 and H4 – основные гистоны
- ••НУКЛЕОСОМА – повторяющаяся структурная единица хроматина – «бусины на нитке»
- •Нуклеосомы ассоциируют друг с другом, формируя более компактную структуру –
- •уровень компактизации - хромомерный
- •Свойства ДНК
- •3.Репликация ДНК
- •Репликацией ДНК выполняется одна из функций ДНК
- •Репликация начинается сразу в нескольких точках. Единица репликации – репликон.
- •Компоненты системы репликации
- •Репликация ДНК
- •4.Репарация ДНК – способность ДНК восстанавливать свою целостность.
- •4.Репарация ДНК –
- •Компоненты системы репарации
- •Пострепликативная репарация – проверка полного соответствия комплементарности дочерней цепи материнской, необходимы 2 нити
- •Пигментная ксеродерма
- •Функции ДНК
- •5. Строение и функции РНК
- •Информационная РНК
- •Рибосомальная РНК р-РНК составляет 85% от всей РНК клетки Функции р-РНК:
- •Отличия ДНК и РНК
- •Пермский Государственный Медицинский Университет имени академика Е.А.Вагнера
- •ПЛАН ЛЕКЦИИ:
- •1. Этапы экспрессии генетической информации
- •2. Генетический код и его свойства.
- •Словарь генетического кода
- •Аминокислоты и их обозначения
- •Строение и классификация аминокислот
- •20 основных аминокислот, входящих в белки
- •3. Ген строение и функции
- •2)Термин ген был введен в 1909 году Иогансоном.
- •Основные положения системной концепции гена:
- •Функции генов:
- •Строение гена эукариот
- •Строение гена эукариот и прокариот
- •транскриптон
- •4. Регуляция работы генов.
- •Ген-регулятор отвечает за синтез
- •Жак Моно: «Что хорошо и правильно для бактерии с генетической точки зрения, то
- •5.Транскрипция –
- •Этапы транскрипции
- •У эукариот различают 3 вида РНК- полимераз, у прокариот – 1 вид.
- •Транскрипция идёт и на второй цепи ДНК, которую назвали антисмысловой, где запись идёт
- •Рамка считывания - установка начала транскрипции с первого нуклеотида структурного гена.
- •Процессинг (созревание)
- •Альтернативный сплайсинг –
- •Нарушение сплайсинга
- •6. Трансляция Биосинтез белка происходит на рибосомах
- •Трансляция– перевод нуклеотидной
- •Этапы биосинтеза белка:
- •2.Элонгация.
- •3.Терминация.
- •Правильность декодирования зависит от:
- •Процессинг белка – процесс созревания белковой молекулы.
1. Этапы экспрессии генетической информации
В 1958 году Ф. Крик сформулировал центральную догму
молекулярной биологии. Она показывает план потока информации в клетке
ДНК РНК белок признак
Затем эта формула была дополнена:
ДНК ДНК РНК белок признак
Этот поток включает у эукариот 6 процессов:
•репликацию ДНК
•транскрипцию
•обратную транскрипцию
•процессинг и сплайсинг РНК
•трансляцию
•процессинг белка
2. Генетический код и его свойства.
Генетический код – система расположения нуклеотидов в молекуле ДНК, контролирующая последовательность расположения аминокислот в белке.
СВОЙСТВА ГЕНЕТИЧЕСКОГО КОДА: код трехбуквенный, триплетный (состоит из кодонов);
генетический код универсален; генетический код уникален; генетический код вырожденный; генетический код неперекрывающийся;
генетический код эволюционно заморожен.
Словарь генетического кода
первая |
Вторая буква кодона |
|
|
третья |
|
буква |
у |
Ц |
А |
Г |
буква |
|
|
|
|
|
|
У |
УУУ-фен |
УЦУ-сер |
УАУ-тир |
УГУ-цис |
У |
|
УУЦ-фен |
УЦЦ-сер |
УАЦ-тир |
УГЦ-цис |
Ц |
|
УУА-лей |
УЦА-сер |
УАА-стоп |
УГА-стоп |
А |
|
УУГ-лей |
УЦГ-сер |
УАГ-стоп |
УГГ- три |
Г |
|
|
|
|
|
|
Ц |
ЦУУ-лей |
ЦЦУ-про |
ЦАУ-гис |
ЦГУ-арг |
У |
|
ЦУЦ-лей |
ЦЦЦ-про |
ЦАЦ-гис |
ЦГЦ –арг |
Ц |
|
ЦУА-лей |
ЦЦА-про |
ЦАА-глн |
ЦГА-арг |
А |
|
ЦУГ-лей |
ЦЦГ-про |
ЦАГ-глн |
ЦГГ-арг |
Г |
|
|
|
|
|
|
А |
АУУ-илей |
АЦУ-тре |
ААУ-аспн |
АГУ-сер |
У |
|
АУЦ-илей |
АЦЦ-тре |
ААЦ-аспн |
АГЦ-сер |
Ц |
|
АУА-илей |
АЦА-тре |
ААА-лиз |
АГА-арг |
А |
|
АУГ-мет |
АЦГ-тре |
ААГ-лиз |
АГГ-арг |
Г |
|
|
|
|
|
|
Г |
ГУУ-вал |
ГЦУ-ала |
ГАУ-асп |
ГГУ-гли |
У |
|
ГУЦ-вал |
ГЦЦ-ала |
ГАЦ-асп |
ГГЦ-гли |
Ц |
|
ГУА-вал |
ГЦА-ала |
ГАА-глу |
ГГА-гли |
А |
|
ГУГ-вал |
ГЦГ-ала |
ГАГ-глу |
ГГГ-гли |
Г |
|
|
|
|
|
|
Аминокислоты и их обозначения
Название |
Сокращение |
Название |
Сокращение |
|
|
|
|
Аланин |
Ала |
Лейцин |
Лей |
Аргинин |
Арг |
Лизин |
Лиз |
Аспарагин.к-та |
Асп |
Метионин |
Мет |
Аспарагин |
Аспн |
Пролин |
Про |
Вали |
Вал |
Серин |
Сер |
Гистидин |
Гис |
Тирозин |
Тир |
Глицин |
Гли |
Треонин |
Тре |
Глутамин |
Глн |
Триптофан |
Три |
Изолейцин |
Илей |
Цистеин |
Цис |
Глутаминовая |
Глу |
Фенилаланин |
Фен |
кислота |
|
|
|
|
|
|
|
Строение и классификация аминокислот
•В клетках встречается 170 а/к, в составе белков 20. Cуществуют основные – c более одной аминогруппой и кислые – с более чем одной карбоксильной группой.
•Общая формула:
•NH2-CH-COOH
• |
! |
• |
R (радикал) |
•Аминокислоты в белках соединяются прочной азот- углеродной (пептидной связью), образуют первичную структуру белка.
20 основных аминокислот, входящих в белки
3. Ген строение и функции
Единицей функционирования наследственного материала является
Ген - это сложная динамическая система нуклеотидных последовательностей ДНК, принимающих участие в формировании признаков клетки и организма в целом.
История развития представлений о гене:
1) Мендель указал некоторые свойства гена: доминантность, рецессивность, дискретность, стабильность, нахождение в гамете лишь одного наследственного фактора из двух.
2)Термин ген был введен в 1909 году Иогансоном.
3)В 1911 году английский врач Герроду делает вывод «Гены управляют синтезом и активностью ферментов».
4)Теория гена Т.Моргана (1926 год)
5)Представление о гене Н.Кольцова (1928год)
6)Физико-химическая концепция гена Уотсона и Крика (1953 год)
7)Открытие явления обратной транскрипции Темином и Балтимором (1970 год)
Основные положения системной концепции гена:
•Ген – это сложные системное образование. Оно включает структурно-функциональные и регуляторные участки.
•Ген не автономен, а является частью генетической структуры клетки, которая образована хромосомами, РНК, плазмогенами.
•Ген тесно связан с другими структурами клетки и организма (эндокринной, нервной, мембраной и т.д.).
•Клетка и организм оказывают влияние на ген, т.е. возможно обратное влияние сомы на ген.
|
|
Классификация генов: |
1) |
Структурные гены |
|
2) |
Гены модуляторы: |
|
• |
Модификаторы |
|
• |
Интенсификаторы – повышают |
|
|
мутабильность генов (частоту |
|
|
мутаций) |
|
• |
Ингибиторы |
|
3) |
Регуляторные гены |