33. Ферменты репликации. Репликационная вилка. Репликационный глазок.

ДНК-полимераза - фермент катализирующий полимеризацию дезоксирибонуклеотидов на матрице ДНК по принципу комплементарности ДНК-лигаза – фермент катализирующий образование фосфодиэфирных связей между 5'-фосфорильной и 3'- гидроксильной группами соседних дезоксинуклеотидов в местах разрыва двуцепочечной ДНК

ДНК-хеликаза – фермент разделяющий цепи двухцепочечной ДНК на одинарные.

ДНК-топоизомераза - фермент изменяющий степень сверхспиральности ДНК, путем внесения одноцепочечных разрывов в ДНК.

ДНК-праймаза — это фермент РНК-полимераза, синтезирующий короткий фрагмент РНК, называемый праймером, комплементарный одноцепочечной матрице ДНК.

Репликационная вилка (репликативная вилка) — Y-образная структура, перемещающаяся вдоль родительской спирали ДНК и характеризующаяся местным расхождением двух её цепей, в пределах которой происходит активная репликация ДНК.

Репликационный глазок - то участок хромосомы, в котором ДНК уже реплицирована, и он окружен более протяженными участками не реплицированной ДНК.

34. Репарация днк. Основные типы репарации.

Репарация (восстановление) — особая функция клеток, заключающаяся в способности исправлять химические повреждения и разрывы в молекулах ДНК, повреждённой при нормальном биосинтезе ДНК в клетке или в результате воздействия физических или химических агентов.

Все репарационные механизмы основаны на том, что ДНК - двухцепочечная молекула, т.е. в клетке есть 2 копии генетической информации. Если нуклеотидная последовательность одной из двух цепей оказывается повреждённой (изменённой), информацию можно восстановить, так как вторая (комплементарная) цепь сохранена. 

Процесс репарации происходит в несколько этапов. На первом этапе выявляется нарушение комплементарности цепей ДНК. В ходе второго этапа некомплементарный нуклеотид или только основание устраняется, на третьем и четвёртом этапах идёт восстановление целостности цепи по принципу комплементарности.

Однако в зависимости от типа повреждения количество этапов и ферментов, участвующих в его устранении, может быть разным. 

Типы

Фотореактивация – восстановление исходной структуры молекулы ДНК, поврежденных УФ-излучением, в результате воздействия видимого света.

Эксцизионная репарация – удаление неправильно спаренных или поврежденных оснований из ДНК и синтез новых последовательностей, взамен удаленных поврежденных. Данная репарация является наиболее распространенной.

Рекомбинационная репарация происходит с участием рекомбинации. Данный тип репарации основан на процессах рекомбинации и репликации, поврежденной ДНК.

SOS-репарация – медленная репликация с участием системы ферментов, которую индуцирует облучение. Она работает тогда, когда повреждений в ДНК становится настолько много, что угрожает жизни клетки. Для данного случая характерна индукция активности разнообразной группы генов, задействованных в различных клеточных процессах.

35. Этапы биосинтеза рнк.

Одним из важных процессов пластического обмена является биосинтез белка. Он протекает во всех клетках. Аминокислотная последовательность в молекуле белка зашифрована в виде нуклеотидной последовательности в молекуле ДНК и называется генетическим кодом. Участок молекулы ДНК, ответственный за синтез одного белка, называется геном.

Для биосинтеза белка необходима генетическая информация молекулы ДНК. Информационная РНК – переносчик этой информации из ядра к месту синтеза. Рибосомы – органоиды, где происходит синтез белка, набор аминокислот в цитоплазме; транспортные РНК, кодирующие аминокислоты и переносящие их к месту синтеза на рибосомы. АТФ – вещество, обеспечивающее энергией процесс кодирования и биосинтеза.

Выделяют следующие этапы биосинтеза:

Транскрипция – процесс биосинтеза всех видов РНК на матрице ДНК, который протекает в ядре.

Определенный участок молекулы ДНК деспирализуется, водородные связи между двумя цепочками разрушаются под действием ферментов. На одной цепи ДНК, как на матрице, по принципу комплементарное из нуклеотидов синтезируется РНК-копия. В зависимости от участка ДНК таким образом синтезируются рибосомные, транспортные, информационные РНК.

После синтеза иРНК она выходит из ядра и направляется в цитоплазму к месту синтеза белка – на рибосомы.

Биосинтез белка состоит из ряда реакций:

• активирование и кодирование аминокислот. тРНК имеет вид клеверного листа, в центральной петле которого располагается триплетный антикодон, соответствующий коду определенной аминокислоты и кодону на иРНК. Каждая аминокислота соединяется с соответствующей тРНК за счет энергии АТФ. Образуется комплекс тРНК-аминокислота, который поступает на рибосомы;

• образование комплекса иРНК-рибосома. иРНК в цитоплазме соединяется рибосомами на гранулярной ЭПС;

• сборка полипептидной цепи, тРНК с аминокислотами по принципу комплементарности антикодона с кодоном соединяются с иРНК и входят в рибосому. В пептидном центре рибосомы между двумя аминокислотами образуется пептидная связь, а освободившаяся тРНК покидает рибосому. При этом иРНК каждый раз продвигается на один триплет, внося новую тРНК-аминокислоту и вынося из рибосомы освободившуюся тРНК. Весь процесс обеспечивается энергией АТФ. Одна иРНК может соединяться с несколькими рибосомами, образуя полисому, где идет одновременно синтез многих молекул одного белка. Синтез заканчивается, когда на иРНК начинаются бессмысленные кодоны (стоп-коды). Рибосомы отделяются от иРНК, с них снимаются полипептидные цепи. Так как весь процесс синтеза протекает на гранулярной эндоплазматической сети, то образовавшиеся полипептидные цепи поступают в канальце ЭПС, где приобретают окончательную структуру и превращаются в молекулы белка;

Все реакции синтеза катализируются специальными ферментами с затратой энергии АТФ. Скорость синтеза велика и зависит от длины полипептида.