06. Лекция по Биологии №6. Молекулярные основы наследственности

Лекция по Биологии №6. Молекулярные основы наследственности.

План.

1.этапы развития генетики

2.докозательство генетической роли ДНК

3.структура ДНК

4.Репликация ДНК

5.Репарация ДНК

6.свойства ДНК,как вещества наследственности

7.отличия ДНК от РНК

8.сетеллитная ДНК

Основные этапы развития генетики:

1 этап - 1866 г - Мендель открыл законы наследования признаков

2 этап 1900г-год второго рождения генетики (Корренс,чермак,Гюго де Фриз)

3 этап 1911 г-Морган развитие хромосомной теории

4 этап 1953г-Уотсон,Крик,

5 этап 1972 г-

В 1928 году Грифед,проводил опыт на боктериях вызывающие пневманию,имел белкову оболоку,а аверулентный штамп-нет.

при действие высокой температуры верулентный штамп становился безвредный и не вызывал заболевания. при введение мышам из смеси верулентного и аверулентного штамов,предворительно верулентный штам был обработан пламенем,в этом слкчае-гибель животного. из крови мертвых животных были выделены живые верулентные бактерии. в опыте была продемонстрирована способность премнокуков к странформации - изменение наслед клетки в результате проникновения или исскуственного внесения в клетку чужеродной ДНК. у клетки трансформата появляются признаки,свойственные организмы источнику ДНК. Грифет предположил что из верулентных бактерий обработанных пламенем ( мертвых ) освобождается какой то фактор,который предаёт аверулентным бактерия,свойства потогенности,в то время предполагали,что в роли такого фактора,мог выступать БЕЛОК.

В 1944 годы американские биологи Маккарти- дали природу грифету,определив его,как дизоксирибонуклииновую кислоту, то есть ДНК материальный носитель наследственной информации.

В 1952 году Херши и Марта Чейз - использовали радиактив изотопы серы и проводили эксперементы с бариофагом т2 и кишечной палочки. они подтвердили,что наследственным материалом,является именно ДНК.

Передача генетической инфо от одной бактерии к другой,с помощью бактериофага,получило название ТРАНСДУКЦИЯ.

Вирусы покидая бактерии могут захватить их часть ДНК,а соответственно передвть новым хозяинам,признаки прежних хозяев.

В 1953 году Отсон и Крик на основании биохимический резульатов и ренгеноструктурного анализа Разолинды Франклен,предложили пространственную модель структуры ДНК в виде 2 антипараллельных поленуклиотидных правозакрученных цепей,друг относительно другу,а так же закручены в округ общей оси.

Пуриновое основание- аденин и гуанин, 2 группа перемединовое азотистое основание тимин и цитозин.

Правило Чаргафа - соотношение пуриновых азотистых оснований = перемединовым,как 1 : 1.

Выделяет несколько уровней ДНК: первичный, вторичный, третичный.

Генетическая инфо - кодируется последовательностью , спомощью 4 азотис оснований в нуклииновых кислотах,в виде генетического кода.

Генетический код - это соответствие 3 нуклеотидов,определенной амино кислоте.

Характеристика - ген кода - триплетность,выражденность,неперекрываемость, специфичность,однонаправленность.

Стоп кодоны: 61 кадон, УАА УАГ АГА. выполняют роль знаков препинания,между генами.внутри гена знаков препинания нет.

Расщифровка молекул ДНК как объяснить принцип её репликации,то есть удваение молекулы ДНК,этот принцып лежит в основе воспроизх себе подобных жив орг.что является главным свойством жизни.на хромосоме имеются много участков репликации (около 3 репликонов) поэтому удваение днк происходит одновременно,сразу,во многих местах,а не последовательно,от одного конца к другому. молекула днк прокариот,представляет собой,один репликон.

Процесс реплик днк в репликоне проходит в 3 этапа,с участием большого количества ферментов:

1 этап- в двойных спиралях днк под действие ферментов - днк- гелеказы разрывается водородные связи между азотистыми основаниями,днк - топоизомиразы разрывает фосфодиэфирные связи между нуклеотидов каждой цепи,малекула днк раскоручивается,две цепи расходятся с каждой из свободных цепей соеденятся специальные де специализир белки,что цепи в новь не могли самкнуться,образуется реплекоционная вилка.

2 этап-каждая материнская цепь днк,служит матрицей на которой по принцыпу комплементарности собирается новая дочерняя цепь днк,происходит типичный матричный синтез,у каждой молекулы днк,одна нить,пренадлежала материнской нити днк а другая вновьсинтезируемой,такая мадель репликации получила название - полуконсервативной. На двух материнских нитях оновременный синтез обеих новых дочерних цепей.идёт антипараллельно ,но только в направлении,от 5 штрих,к 3 штрих концу,наодной дочерней цепи днк,ледирующем,синтез идт быстрее,а на другой запаздывающе,медленнее,по принцыпу шитья иголкой назад в виде коротких фрагментов оказаки,длиной 100-200 нуклеотидов уэукориот.в области реплекационной филки руботают ферменты днк полимеразы в которой присоеденяют свободные нуклиотиды,в напрвлении от 5 штрих к 3 штрих концу удленняя 3 штрих конец,каждой дочерней цепи,на лидирующией дочерней цепи днк полимераза.работает не прирывно,а на остающей - прерывесто! днк праймаза- синтезирует одну рнк затравку-праймер.для лидирующей дочерней цепи и много ран затравок для каждого фрагмента аказаки,запаздывающей рнк цепи.после выполнения своей ф-и РНК затравки удаляются,фермент днк лигаза,соеденяют фрагменты оказахи,в запаздывающей цепи.востанавливается первичная структура дочерних малекул днк.

3 этап - происходит закручивание спирали,востановление вторичной структуры днк,при помощи фермента днк - гиразы,2 дочерние малекулы днк представляют собой,точные копии исходной материнской малекулы днк. репликация материнской малекулы днк происходит в сентетичекский период интерфазы и основано в S период интерфазы и 4 периодов: 1.комплементарность-А-Т,Г-Ц; 2.антипараллельноссть; 3.полуконсервативность; 4. прерывестность; В процессе жизнидеятел организмов под воздействием факторов в днк возникаю,различные факторы повреж которые сводятся к минимуму, репарации(ремонт).

Репарация ДНК - выделяют световую фотореактивация,происходит на воздействие ультрафиолетовых лучей,при воздействие Уф на киш палочку,на одной нити возникают повреждения в виде димеров(Ц-Т,Т-Т) между демерами возник ковалентные связи,которые приводят киш палочку к гибели. с неповрежд днк фермент фотолиаза не связывается.

Тимновая репорация - происход на воздействие мутогенов хим и физ природы,а так же инеронизир радиации,связано с вырезп=анием димеров и проходит в 5 этапов в темноте.

5 этапов :

1. фермент эндонуклиаза недрез цеп днк.

2. нуклеаза вырезает поврежденного днк.

3.экзонуклиаза расширяет бреш.

4.днк-полимераза латает бреш.

5.днк-лигаза сшивает вновь построенный участок.

У человека известны заболевания связаны с нарушение процессов темновой репорации на разных этапах в результате гкнных мутаций.

Пигментная ксеродерма- нарушение 1 этапа репорации.

2.синдром Луи Барра -2 этап.

3.панцитопинения 3 этап.

4.синдром Блума 4-5 этап нарушения репорации.

Факторы снижающ чистоту проявление генных мутаций - триплетность и выраженность ген кода, гетерозиготность генотипа,повторы генов на нити днк,репаративные процессы днк,метелирование днк-присоед метильной гр СН3

Свойста днк: состоит из генов,запис ген инфо в виде ген кода,хранит и предаёт ген инфо в результате редупликации,способна к самовостановлению в результате репарации,является матрице для формировании нескольких матричных рнк.

Рнк в отличии от ДНК- одноцепочечное полемерная малекула,сахар рибоза в рибонуклиотиде,азотистое основание А Г Ц У,участвует в процессе транскрип и трансляции,не является генной структурой.

Сатиллитная днк-содержит очень мало генов,или их совсем нет в некоторых участках,поэтому не имеет генетического значения,сотилитное днк распологается в районе центромер и теломер хромосом.

Задача.

При скрещивание балонок между собой,черный с норм шерстью,и белый с короткой шерсть,в ф1 все щенки черные с норм шерстью,а в ф2 наблюдается расщипление 62 черн с норм шерстью,18 с голубой шерсть с норм длин,26 с белой шерстью норм длины,16 черн с коротк шерстью,6 с голубой окраской.с короткой длинной,8 белых короткошерстных.определить наследования призн,напишите форм расщип по фенотипу во втором поколении.(решена в альбоме.смотри).