Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

Волгоградский государственный медицинский университет

Министерства здравоохранения Российской Федерации Кафедра «Фундаментальной медицины и биологии»

Реферат на тему:

«Методы изучения строения и функции нуклеиновых кислот. Протеомные технологии в медицине.

Секвенирование нуклеиновых кислот. Полимеразная цепная реакция. Геномные технологии в биологии и

медицине. Методы изучения строения и функции белков».

Выполнил: студент

Проверила:

Волгоград - 2023 г.

Содержание

Введение…………………………………………………………………..………3

Глава 1. Нуклеиновые кислоты………………………………………………..4

1.1 Методы изучения строения и функции нуклеиновых кислот...…4

1.2 Секвенирование нуклеиновых кислот…………......………...…….6

1.3 Полимеразная цепная реакция………….……...…………………...8

1.4 Геномные технологии в биологии и медицине……….…………..10

Глава 2. Белки.…………………………………………….……………………12

2.1 Методы изучения строения и функции белков.…..………………12

2.2 Протеомные технологии в медицине……………………...……….15

Вывод…………………………………………............………………………….20

Список использованной литературы.…………………………………….…21

Введение

В мире современной биологии и медицины методы исследования строения и функций нуклеиновых кислот играют ключевую роль, раскрывая тайны генетического кода и открывая новые перспективы для диагностики и лечения заболеваний. Среди таких методов выделяются секвенирование нуклеиновых кислот и полимеразная цепная реакция (ПЦР), которые стали фундаментальными технологиями в биологических исследованиях.

Геномные технологии, основанные на секвенировании, позволяют не только разгадывать порядок нуклеотидов в ДНК и РНК, но и выявлять генетические вариации, связанные с различными заболеваниями. ПЦР, в свою очередь, является эффективным инструментом для увеличения количества ДНК, что необходимо при анализе ограниченных образцов. Эти методы не только углубляют наше понимание генетической основы жизни, но и являются основой для протеомных технологий в медицине.

Протеомика, изучающая структуру и функцию белков, выходит за рамки генетической информации, предоставляя уникальный взгляд на биологические процессы. Методы изучения строения и функции белков играют важную роль в понимании молекулярных механизмов здоровья и болезней. В данном реферате мы рассмотрим основные методы секвенирования нуклеиновых кислот, принципы полимеразной цепной реакции, а также роль геномных и протеомных технологий в биологии и медицине.

Глава 1. Нуклеиновые кислоты

1.1 Методы изучения строения и функции нуклеиновых кислот

В исследованиях, посвященным нуклеиновым кислотам, раскрываются тайны генетического кода, открывая перед учеными и врачами безграничные возможности для понимания жизни на молекулярном уровне. Это стало неотъемлемой частью современной биологии, предоставляя ключевые инструменты для анализа генома, выявления генетических мутаций и разгадывания сложных механизмов наследования.

Основные методы изучения нуклеиновых кислот следующие:

1. ДНК-электрофорез — это аналитический метод, применяемый для разделения фрагментов ДНК по размеру.

Силы электрического поля, прикладываемого к образцам, заставляют фрагменты ДНК мигрировать через гель. Сахарофосфатный остов молекул ДНК заряжен отрицательно и поэтому цепи ДНК двигаются от катода, заряженного отрицательно, к положительному аноду. Более длинные молекулы мигрируют медленнее, так как задерживаются в геле, более короткие молекулы двигаются быстрее.

2. Бисульфатное секвенирование — общее название группы методов, направленных на изучение паттерна метилирования ДНК посредством обработки её бисульфитом.

Бисульфит действует на одноцепочечную ДНК, превращая цитозин в урацил. Если же этот цитозин метилирован, то есть к его пятому атому углерода присоединена метильная группа, то такой цитозин не подвергается превращению. Таким образом, после воздействия бисульфитом можно установить, какие CpG-динуклеотиды были метилированы, сравнив измененную последовательность с исходной.

3. Хроматография — метод разделения и анализа смесей веществ, а также изучения их физико-химических свойств. Основан на распределении веществ между двумя фазами — неподвижной (твёрдая фаза или жидкость, связанная на инертном носителе) и подвижной (газовая или жидкая фаза, элюент).

4. Саузерн-блоттинг — метод, применяемый в молекулярной биологии для выявления определённой последовательности ДНК в образце. Метод Саузерн-блоттинга сочетает электрофорез в агарозном геле для фракционирования ДНК с методами переноса разделённой по длине ДНК на мембранный фильтр для гибридизации.

5. Иммуннохимические методы основаны на специфическом связывании определяемого соединения соответствующими антителами.

1. Иммуноферментный анализ — вид иммунохимического анализа, основанный на высокоспецифической иммунологической реакции антигена с соответствующим антителом с образованием иммунного комплекса, для выявления которого используют в качестве метки фермент или ферментзависимое вещество.

2. Радиоиммунный анализ — метод количественного определения биологически активных веществ в биологических жидкостях, основанный на конкурентном связывании искомых стабильных и аналогичных им меченных радионуклидом веществ со специфическими связывающими системами[2, с. 115].

Функции нуклеиновых кислот можно разделить на следующие пункты:

1. Генетическая — хранение и передача наследственной информации в ряду клеточных генераций или поколений организмов (ДНК, реже — РНК, например у РНК-содержащих вирусов);

2. Участие в биосинтезе белка — в структурных генах ДНК записана информация о первичной структуре полипептида, мРНК является переносчиком информации с ДНК на белки, тРНК доставляет аминокислоты к месту сборки белковой молекулы — рибосомам, основу которых составляют рРНК;

3. Структурная — рРНК выполняет роль молекулярного скелета в каждой субъединице рибосомы;

4. Регуляторная — с помощью РНК-переключателей осуществляется регуляция транскрипции структурных генов по принципу отрицательных связей; регуляторные РНК принимают участие в регуляции экспрессии генов путем избирательной инактивации мРНК, не подлежащих переносу из ядра в цитоплазму и дальнейшему включению в процесс трансляции;

5. Транспортная — являются переносчиками определенных химических групп (НАД — никотинамидадениндинуклеотид — и НАДФ — никотинамидадениндинуклеотидфосфат — переносят ионы Н+ и электроны);

6. Аккумулируют и переносят энергию в клетке (АТФ и другие нуклеозидтрифосфаты);

7. Являются коферментами многих ключевых ферментов метаболизма (НАД, НАДФ);

8. Выступают в роли внутриклеточных гормонов — специальных химических сигналов, опосредующих действие «больших» гормонов (вырабатываемых железами внутренней секреции) на те или иные функциональные системы клетки (циклические мононуклеотиды — аденозин-3',5' -циклофосфат и гуанозин-3',5'-циклофосфат [1, c. 96].