Где распад пуринов, то там гипоксантин образуется из аденина (под действием адениндезаминазы)

5. Строение ДНК и РНК. Химические связи, участвующие в формировании их структуры. Функции нуклеиновых кислот. Виды переноса генетической информации. Биологическая роль комплементарности азотистых оснований.

ДНК и РНК – полимеры, мономерами которых являются мононуклеотиды. (ДНК в качестве пентозы имеет дезоксирибозу, а РНК – рибозу). ДНК имеет первичную (цепь дезоксирибонуклеозидмонофосфатов соединённых 3’ 5’ фосфодиэфирной связью), вторичную (две таких цепочки соединённых с помощью водородных связей между азотистыми основаниями. Между А и Т две связи, Г и Ц – три), третичную (ДНК упакованная в виде хромосомы) структуру.

РНК. Первичная – рибонуклеозидмонофосфаты в одну цепочку с 3 5 фосфодиэфирными связями. Вторичная – одноцепочечная цепь, в которой между азотистыми основаниями образуются водородные связи. Причём не все основания буду компелментарны, так что будут образовываться несвязанные участки, которые будут как бы выпирать из цепочки. Третичная – структура, в которой образуются ещё дополнительные связи между или нуклеотидными остатками, удалёнными друг от друга, либо между основаниями и остатками рибозы. Такая структура стабилизирована ионами двухвалентных металлов.

ДНК – хранение наследственной информации. РНК – мРНК – служит матрицей для синтеза белка (реализация наследственной инфы), тРНК – транспорт своей аминокислоты в рибосомам для синтеза белка. рРНК – участвуют в создании рибосом, а значит и непосредственно в трансляции. Репликация (удвоение ДНК), транскрипция – перенос генетической информации с ДНК на РНК, трансляция – синтез белка.

Биологическая роль комплементарности азотистых оснований – обеспечивает точный перенос генетической информации.

6. Репликация. Механизм и биологическое значение. Теломера и теломераза. Понятие о репликативной старости клетки.

Репликация – удвоение ДНК с помощью спец.фермента ДНК-полимеразы, происходит в ядре клетки в S фазу клеточного цикла, предшествует делению клетки. Происходит в несколько стадий.

ДНК- полимераза способна наращивать цепь ДНК только на 3΄– конце. Иницианцию репликации регулируют сигнальные белки – факторы роста.

Удвоение ДНК основано на том, что при расхождении нитей к каждой нити можно достроить комплементарную копию, таким образом, получая две молекулы ДНК, копирующие исходную.

Стадии репликации:

1) инициация – разрушение водородных связей и расхождение нитей (образование множества репликативных вилок)

2) элонгация – удлинение дочерних нитей, исключение праймеров

3) терминация – завершение двух дочерних цепей ДНК

ДНК-полимераза не может начать процесс синтеза сама, ей нужна «затравка», в качестве такой затравки используется фрагмент РНК. А теперь подробнее…

Инициация: 1) начинается с расплетения участка ДНК – образуется репликативная вилка ( с участием геликазы).2) у 3΄–го конца закрепляется РНК-затравка(праймер) , на другой нити закрепляются несколько праймеров.

Элонгация: 1) синтез дочерних нитей ДНК начинается с участка РНК-праймера. 2) Полимеризация мононуклеотидов, которые выстраиваются вдоль матрицы по принципу комплементарности с участием ДНК-полимераз (активируются РНК-праймеры) 3) считывание информации идет с 3-го конца к 5-му концу (строится цепь 5-3 лидирующая. 4) на другой нити – полимеризация дезоксирибонуклеотидов: строятся ферменты. Оказаки – отстающая.

Терминация: 1) Праймеры вырезаются, и происходит сшивка фрагментов ДНК-полимеразой. 2) Образуется двойная спираль, которая сформирована дочерней и материнской нитями ДНК 3) одновременно репликация идет в нескольких местах ДНК по всем направлениям – сайты репликации.

В каждой нити ДНК на 5'- конце имеются особые участки, содержащие частые повторы (ГГГТТА)- теломеры. Их роль - стоп-сигнал при повторяющейся репликации. Эти участки ДНК не копируются и не достраиваются, поэтому каждое новое деление сопровождается укорочением теломеры.

Существует критическая длина теломеры, при которой клетка утрачивает способность к репликации (делению) – репликативная старость. Репликативное старение лежит в основе старения организма. (В среднем клетка проходит 50-60 репликаций, у долгожителей больше)

В эмбриональных клетках открыт фермент – теломераза, который способен достраивать теломеры после репликации. Если вводить в клетку теломеразу, открывается возможность продление жизни клетки. Например введение стволовых клеток – обновление тканей, предупреждение старения

7. Повреждения ДНК спонтанные и индуцированные. Процессы репарации ДНК и их возможные последствия. Мутации. Роль мутаций в эволюции и возникновении наследуемых заболеваний. Понятие о генной терапии.

Спонтанные – не вызванные внешними факторами (ошибка репликации, дезаминирования нуклеотидов, депуринизации), индуцированные – вызванные внешними факторами (в основном радиация и химия)

Повреждения ДНК исправляются – репарация с участием репаративных семейств ферментов, которые вырезают поврежденные участки и образуется АП-сайт, в котором достраивается ДНК с «правильными» азотистыми основаниями и нуклеотидами. При врожденной недостаточности репаративных ферментов – МУТАЦИИ.

Репаративная система включает : 1)белки-ферменты, узнающие ошибку 2) белки-ферменты, разрезающие в этом месте цепочку. 3) ДНК-полимеразы, достраивающие цепь. 3) ДНК-лигазы, сшивающие нить, завершают репарацию.

Мутации – изменение структуры ДНК, следствием которого является изменение синтезируемых белков.

Мутации – основной поставщик материала для эволюции. (произошла мутация, в результате которой у слона хобот стал длинным, что пипец как удобно, когда ты жрёшь траву с деревьев. Вот этот слоняра с длинным хоботом стал наиболее приспособленным, выжил, дал потомство и теперь все слоны с длинными хоботами).

Мутации могут быть в соматических клетках – тогда болеет сам человек, или в половых – тогда сам организм не страдает, а вот потомство получит эту самую мутацию, что и будет называться «наследственное заболевание»

Генная терапия – лечение наследственных, многофакторных и инфекционных заболеваний путём введения в соматические клетки пациентов ген, который обеспечивает исправление генных дефектов или придаёт клеткам новые функции.

8. Регуляция клеточного цикла и репликации. Роль циклинов и белка Р53.

Клеточный цикл состоит из G1, S,G2 фазыимитоза. Одни клетки делятся постоянно, другие же не делятся в течении жизни вообще. В регуляции клеточного цикла участвуют – факторы роста, интерлейкины, гормоны.

Циклины – белки, количество которых меняется на разных фазах клеточного цикла. Они делятся на два семейства – G1 циклины и митотические циклины. Они связываются с циклинзависимыми киназами, которые фосфорилируют специфические белки, которые отвечают за транскрипцию, за её ингибирование, за синтез ферментов, обеспечивающих репликацию.

Белок Р53, увидев нарушение в генетическом коде, способен замедлять клеточный цикл клетки, чтобы исправить оплошность.

9. Апоптоз. Физиологическая роль, механизмы развития. Роль белка Р53, последствия мутаций в гене р53. Биохимические основы противоопухолевой терапии, значение лабораторного определения маркеров апоптоза.

Апоптоз - запрограммированная гибель клетки. При нормальном развитии эта программа направлена на удаление избыточно образовавшихся клеток -"безработных", а также клеток -"пенсионеров", переставших заниматься общественно полезным трудом. Другая важная функция клеточной гибели - удаление клеток -"инвалидов" и клеток- "диссидентов" с серьезными нарушениями структуры или функции генетического аппарата. В частности, заболеваний.

При апоптозе происходит гидролитический распад белков под действием протеаз, называемых каспазами и распад ДНК с помощью ДНКаз. (Эти ферменты не находятся в лизосомах, в отличии процессов, происходящих при некрозе, где работают лизосомальные ферменты.)

Белок Р53 («молекулярный полицейскиЙ») следит за генетической целостностью ДНК. При обнаружении ошибок белок Р53 принимает следущие действия: 1)активирует ферменты репаративной системы 2) разрушает циклины( отдаляя время репликации), дает время на работу ферментам репарации.3)если ошибки не устранены – активирует запуск апопптоза. А также: активирует биосинтез белков семейства Вах и Fos (активир. каспазы), угнетает биосинтез белка Всl (игибитора каспаз).

При мутации гена р53 этот белок больше не способен выполнять данную функцию, что приводит к неконтролируему делению клеток с изменённой ДНК, что приводит к развитию рака.

Противоопухолевая терапия заключается в запуске апоптоза у раковых клеток. Это достигается путём радиоактивного облучения, химического воздействия. Если терапия корректна, то активаторов апоптоза р53 и белков fas/apo1 будет много, а ингибиторов апоптоза – белка bcl-2 – мало.

10. Транскрипция. Основные элементы транскриптона. Компоненты, необходимые для транскриции. Механизм и биологическое значение транскрипции.

Транскрипция – перенос генетической информации из ДНК в РНК.

Компоненты, необходимые для транскрипции – РНК – полимеразы, ДНК, мононуклеотиды.

Транскрипция нужна, чтобы появилась мРНК, с которой потом будет идти синтез белка.

11. Генетический код. Свойства генетического кода, биологическое значение.

Вот что говорит Вика.

Генети́ческий код — свойственный всем живым организмам способ кодирования аминокислотной последовательности белков при помощи последовательности нуклеотидов.

Свойства ген.кода:

1. Специфичность – каждой аминокислоте соответствует триплет нуклеотидов

2. Триплетность – кодон состоит из 3-х нуклеотидов

3. Вырожденность – одной аминокислоте соответствует несколько кодонов

4. Непрерывность – между кодонами нет нуклеотидов, разделяющих их

5. Неперекрываемость - каждый нуклеотид входит в состав лишь одного кодона

6. Универсальность – у всех живых организмов одни и те же кодоны несут информацию об одних и тех же аминокислотах

7. Коллинеарность – соответствие линейной последовательности нуклеотидов в м-РНК линейной последовательности аминокислот в белке

12. Трансляция. Компоненты, необходимые для трансляции. Механизм трансляции. Роль транспортной РНК. Понятие о полисоме.

Трансляция – процесс синтеза белка на мРНК. Необходимы: рибосомы (рРНК), аминокислоты, тРНК, Аминоцил-тРНК-синтетазы, мРНК, АТФ и ГТФ как источники энергии, Белковые факторы.

тРНК имеет вторичную структуру в виде клевера : 1) акцепторный стебель 2) антикодон 3) боковые петли.

Антикодон – взаимодействует с кодонами м-РНК. Акцептор.стебель – обеспечивает специф. взаимодейтсвие с АК (каждой АК соответ. своя тРНК) Боковые петли – обеспечивают взаимодейтвие с рибосомами.

Аминоацил–тРНК (тРНК+ АК): входит в рибосому и комплементарно связывается с кодоном мРНК., зетем происходят реакции, при которых аминокислотные остатки связываются друг с другом , а тРНК – удаляется.

Полисома, или полирибосома (англ. Polysome, Polyribosome) — несколько рибосом, одновременно транслирующих одну молекулу иРНК. Поскольку длина средней молекулы мРНК значительно превышает количество нуклеотидов, занимаемых на РНК рибосомой, одну молекулу РНК, в зависимости от скорости инициации одновременно транслируют несколько рибосом.

13.Механизмы регуляции транскрипции. Примеры воздействия на процессы биосинтеза белка лекарственными препаратами.

Поиск по сайту: