1. Реализация биологической информаии в клетке.

1.А) Хим.Сост. И структура рнк

Открыта в 1868 году Ф. Мешером. РНК – рибонуклеиновая кислота, в состав которой входят: остаток фосфорной кислоты, рибоза ( в отличии от ДНК, содержащей дезоксорибозу), азотистые основания А, Ц, Г, У (нет Т, как в ДНК). РНК находится в ядрышке, цитоплазме, рибосомах, митохондриях и пластидах.

Образуется РНК в ходе транскрипции (синтез РНК на матрице ДНК), осуществляемой РНК-полимеразой.

РНК- одноструктурная (неспиральная) нуклеиновая кислота. Положение мономеров последовательное, линейное. Основания чередуются всеми возможными способами. Азотистые основания могут образовывать водороные связи между Ц=Г , А=У.

Существует несколько видов РНК:

1. (м)иРНК – выступает в качестве посредника при передаче информации, закодированной в ДНК, к рибосомам. Переносит информацию о синтезе белка из ядра в цитоплазму.

2. рРНК – в соединении с белками входит в состав рибосом. Синтезируется на ядрышке.

3. тРНК – находится в цитоплазме. Присоединяет определнные аминокислоты и подводит их к месту синтеза белка к рибосомам.

4. Каждая тРНК содержит участок для присоединения аминокислоты – антикодон. Он служит для узнавания аминокислоты. Антикодон образует водородные связи с кодоном, способствует образованию пептидной связи.

5. тмРНК – транспортно-матричная – есть во многих бактериях и пластидах. Направляет белок на дегидратацию.

1.В) Структурная организация оперона

Оперон — функциональная единица генома у прокариот. Оперон, группа функционально связанных между собой генов. Регуляторная функция Оперон осуществляется на стадии транскрипции, т. е. при образовании информационной, или матричной, рибонуклеиновой кислоты (м-РНК) на соответствующем участке дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК). Концепция Оперон как часть теории генетической организации и регуляции выдвинута в 1961 французским учеными Ф. Жакобом и Ж. Моно на основе экспериментальных работ по синтезу индуцируемых ферментов у мутантов кишечной палочки.

В начале Оперон обычно локализован промотор - инициирующий транскрипцию участок ДНК, с которым специфически связывается фермент РНК-полимераза (проще, чем у эукариот), осуществляющая транскрипцию Оперон. За промотором расположен оператор - участок ДНК, с которым взаимодействует регуляторный белок - репрессор. Остальную часть Оперон составляют структурные гены, содержащие информацию о последовательности аминокислот в полипептидных цепях. Репрессоры синтезируются под контролем генов-регуляторов, необязательно входящих в данный Оперон. Взаимодействуя с оператором, репрессор влияет на скорость транскрипции структурных генов. Репрессор, с одной стороны, способен "узнавать" последовательность оснований ДНК оператора, с другой - взаимодействовать с низкомолекулярными веществами - эффекторами, являющимися чаще всего субстратами или продуктами действия ферментов, определяемых данным Оперон. Эффекторы резко меняют сродство репрессора к оператору; некоторые его снижают, другие повышают. Когда репрессор связан с оператором, он препятствует движению РНК-полимеразы вдоль Оперон, и синтез м-РНК тормозится, "выключается". Отделение репрессора от оператора приводит к "включению" Оперон Т. о., оператор определяет активность Оперон в целом. Описанная регуляция называется негативной, или отрицательной. Существует и позитивная, или положительная, регуляция, осуществляемая который, присоединяясь к начальной части Оперон (перед промотором), активирует транскрипцию Оперон. Конец Оперон - последовательность нуклеотидов, с которыми связан специфический - т.н. терминатор, прерывающий синтез РНК. Полагают, что в клетках высших организмов сохраняются основные черты описанных механизмов регуляции.

Таким образом, существует 3 фазы транскрипции:

1. Инициация транскрипции — узнавание;

2. Элонгация - Момент перехода РНК-полимеразы от инициации транскрипции к элонгации. Он точно не определен. Фаза элонгации заканчивается после освобождения растущего транскрипта и диссоциации фермента от матрицы (терминация).

3. Терминация - У бактерий есть два механизма терминации транскрипции:

А) ро-зависимый механизм, при котором белок Rho (ро) дестабилизирует водородные связи между матрицей ДНК и мРНК, высвобождая молекулу РНК.

Б) ро-независимый, при котором транскрипция останавливается, когда только что синтезированная молекула РНК формирует стебель-петлю, за которой расположено несколько урацилов (...УУУУ), что приводит к отсоединению молекулы РНК от матрицы ДНК.