Лекционный курс (1128712), страница 7
Текст из файла (страница 7)
Топологическая проблема репликации.До сих пор никак не учитывался тот факт, что комплементарные цепи ДНК закрученыдруг вокруг друга в спираль. Между тем это существенно. Большинство молекул ДНКбактерий и некоторые ДНК эукариот являются кольцевыми. Из-за спиральнойзакрученности цепи этих молекул оказьшаются зацепленными — их невозможноразделить, не порвав хотя бы одну из них. Даже если бы цепи не были зацепленными (т. е.ДНК не была бы кольцевой), при скорости движения репликативной вилки 1000 н. п. всекунду вся непрореплицировавшаяся часть ДНК должна вращаться со скоростью 6000оборотов в минуту!24Все эти проблемы разрешаются присутствием вклетке топоизомераз.
Топоизомеразы на времявносят в зацепленные друг за друга цепи кольцевыхмолекул разрывы, которые необходимы для ихразделения, т. е. выступают в роли «шарниров»,позволяющихцепямДНКраскрутиться.Способность бактериальной топоизомеразы II —ДНК-гиразы — отрицательно сверхспирализоватьДНК в АТР-зависимой реакции не только снимаетвопрос о вращении всей непрореплицнровавшейсячасти ДНК. но и облегчает действие хеликаз.поскольку отрицательная сверх спирализация.которую гираза создает перед вилкой. способствуетрасплетанию ДНК.На заключительной стадии репликации кольцевыхмолекул часто остается одно или несколькозацеплений цепей исходной молекулы друг за друга.Это приводит к тому, что двуцепочечные кольцадочерних молекул также оказываются зацепленными, образуют катенан.
ДНК-гиразаможет расцепить зацепленные кольца, используя свою способность вносить временныйдвуцепочечный разрыв. Топоизомеразы необходимы для завершения репликации нетолько кольцевых молекул, но и очень длинных линейных эукариотических хромосом:две очень длинные дочерние молекулы не могут разойтись достаточно быстро, посколькупосле репликации оказываются запутанными.7. Антибиотики - ингибиторы топоизомеразыАнтибио́тики (от др.-греч. ἀντί — anti — против, βίος — bios — жизнь) — веществаприродного или полусинтетического происхождения, подавляющие рост живых клеток,чаще всего прокариотических или простейших.Некоторые антибиотики оказывают сильное подавляющее действие на рост иразмножение бактерий и при этом относительно мало повреждают или вовсе неповреждают клетки макроорганизма, и поэтому применяются в качестве лекарственныхсредств;Некоторые антибиотики используются в качестве цитостатических (противоопухолевых)препаратов при лечении онкологических заболеваний.Антибиотики не воздействуют на вирусы, и поэтому бесполезны при лечениизаболеваний, вызываемых вирусами (например, грипп, гепатиты А, В, С, ветряная оспа,герпес, краснуха, корь).Ингибиторы топоизомеразы I — противоопухолевые препараты, блокирующиерепликацию ДНК и нарушающие ее репарацию в результате стабилизации комплексаДНК с топоизомсразой I.
Основные препараты: Иринотекан (Кампто), Топотекан(Хикамптин).8. Понятие о транскрипции.Транскри́пция — процесс синтеза РНК с использованием ДНК в качестве матрицы,происходящий во всех живых клетках. Другими словами, это перенос генетическойинформации с ДНК на РНК.Транскрипция катализируется ферментом ДНК-зависимой РНК-полимеразой. Процесссинтеза РНК протекает в направлении от 5'- к 3'- концу, то есть по матричной цепи ДНКРНК-полимераза движется в направлении 3'->5'9. Три этапа транскрипции.Инициация транскрипции — сложный процесс, зависящий от последовательности ДНКвблизи транскрибируемой последовательности (а у эукариот также и от более далеких25участков генома — энхансеров и сайленсеров) и от наличия или отсутствия различныхбелковых факторов.Момент перехода РНК-полимеразы от инициации транскрипции к элонгации точно неопределен. Три основных биохимических события характеризуют этот переход в случаеРНК-полимеразы кишечной палочки: отделение сигма-фактора, первая транслокациямолекулы фермента вдоль матрицы и сильная стабилизация транскрипционногокомплекса, который кроме РНК-полимеразы включает растущую цепь РНК итранскрибируемую ДНК.
Эти же явления характерны и для РНК-полимераз эукариот.Переход от инициации к элонгации сопровождается разрывом связей между ферментом,промотором, факторами инициации транскрипции, а в ряде случаев — переходом РНКполимеразы в состояние компетентности в отношении элонгации (например,фосфорилирование CTD-домена у РНК-полимеразы II ). Фаза элонгации заканчиваетсяпосле освобождения растущего транскрипта и диссоциации фермента от матрицы(терминация).На стадии элонгации в ДНК расплетено примерно 18 пар нуклеотидов. Примерно 12нуклеотидов матричной нити ДНК образует гибридную спираль с растущим концом цепиРНК.
По мере движения РНК-полимеразы по матрице впереди нее происходитрасплетание, а позади — восстановление двойной спирали ДНК. Одновременноосвобождается очередное звено растущей цепи РНК из комплекса с матрицей и РНКполимеразой. Эти перемещения должны сопровождаться относительным вращением РНКполимеразы и ДНК. Трудно себе представить, как это может происходить в клетке,особенно при транскрипции хроматина.
Поэтому не исключено, что для предотвращениятакого вращения двигающуюся по ДНК РНК-полимеразу сопровождают топоизомеразы.Элонгация осуществляется с помощью основных элонгирующих факторов , необходимых,чтобы процесс не останавливался преждевременно.В последнее время появились данные, показывающие, что регуляторные факторы такжемогут регулировать элонгацию. РНК-полимераза в процессе элонгации делает паузы наопределенных участках гена.
Особенно четко это видно при низких концентрацияхсубстратов. В некоторых участках матрицы длительные задержки в продвижении РНКполимеразы, т.н. паузы, наблюдаются даже при оптимальных концентрациях субстратов.Продолжительность этих пауз может контролироваться факторами элонгации.У бактерий есть два механизма терминации транскрипции:26ро-зависимый механизм, при котором белок Rho (ро) дестабилизирует водородныесвязи между матрицей ДНК и мРНК, высвобождая молекулу РНК. ро-независимый, при котором транскрипция останавливается, когда только чтосинтезированная молекула РНК формирует стебель-петлю, за которой расположенонесколько урацилов (...УУУУ), что приводит к отсоединению молекулы РНК отматрицы ДНК.Терминация транскрипции у эукариот менее изучена.
Она завершается разрезанием РНК,после чего к её 3' концу фермент добавляет несколько аденинов (...АААА), от числакоторых зависит стабильность данного транскриптаСори, что на украинском картинка... Что нашел, то нашел)) Думаю I на И все заменитьсмогут)10. Сигналы транскрипции, промотор.Промотор — последовательность нуклеотидов ДНК, узнаваемая РНК-полимеразой какстартовая площадка для начала специфической, или осмысленной, транскрипции.
Упрокариот промотор включает ряд мотивов, важных для узнавания его РНК-полимеразой,в частности так называемые последовательности -10 и -35. Промотор асимметричен, чтопозволяет РНК-полимеразе начать транскрипцию в правильном направлении и указываетто, какая из двух цепей ДНК будет служить матрицей для синтеза РНК.Промоторный участок в пределах оперона может частично перекрываться или вовсе неперекрываться с операторным участком цистрона (гена).То, под каким промотором находится кодирующий РНК участок ДНК, играет решающеезначение в интенсивности экспрессии этого гена в каждом конкретном типе клеток.Активация промотора определяется присутствием в каждом типе клеток своего наборатранскрипционных факторов.Синтез молекулы РНК, катализируемый РНК-полимеразой.
Фермент начинает синтез успециального старт-сигнала в ДНК, называемого промотором, и заканчивает его у стопсигнала (сигнал терминации транскрипции), после чего полимераза и синтезированнаяготовая цепь РНК отделяются друг от друга. Скорость полимеризации при 37°Ссоставляет примерно 30 нуклеотидов в 1 с, поэтому синтез цепи РНК длиной 5000нуклеотидов длится около 3 мин.11. Ингибиторы.ИНГИБИТОРЫ (от лат mhibeo - останавливаю, сдерживаю), в-ва, тормозящие хим. р-ции.Ингибирование характерно для каталитич и цепных р-ций, к-рые протекают с участиемактивных центров или активных частиц.
Тормозящее действие обусловлено тем, чтоингибитор блокирует активные центры катализатора или реагирует с активнымичастицами с образованием малоактивных радикалов, не способных продолжать цепь.Ингибитор вводится в систему в концентрации много меньшей, чем концентрацииреагирующих в-в (10-2-10-5 моль%). Кинетика р-ций с участием ингибиторовпринципиально различна для каталитических и цепных р-ций. В каталитич. р-ции числоактивных центров фиксировано и ингибитор, блокируя часть из них, не расходуется входе процесса. Поэтому при введении ингибитора скорость р-ции снижается, а затемпроцесс протекает длит. время с постоянной скоростью. В нек-рых случаях эта скоростьможет медленно возрастать из-за расходования ингибитора по к.-л.
побочной р-ции. Вцепной р-ции активные частицы непрерывно генерируются, что приводит к расходованиюингибитора и постепенному самоускорению р-ции (в случае цепной неразветвленной рции обычно восстанавливается исходная скорость).12. Обратная транскриптаза.Обратная транскриптаза (также известная как ревертаза или РНК-зависимая ДНКполимераза) — фермент, катализирующий синтез ДНК на матрице РНК в процессе,называемом обратной транскрипцией.27Называется так потому, что большинство процессов транскрипции в живых организмахпроисходит в другом направлении, а именно, с молекулы ДНК синтезируется РНКтранскрипт.Лекция 7. Биосинтез белка.1.
Понятие о трансляции. Основная "догма" молекулярной биологии.Трансляцией называют осуществляемый рибосомой синтез белка из аминокислот наматрице информационной (или матричной) РНК (иРНК или мРНК).Процесс трансляции разделяют на инициацию — узнавание рибосомой стартового кодона и начало синтеза. элонгацию — собственно синтез белка. терминацию — узнавание терминирующего кодона (стоп-кодона) и отделениепродукта.Центральная догма молекулярной биологии — обобщающее наблюдаемое в природеправило реализации генетической информации: информация передаётся от нуклеиновыхкислот к белку, но не в обратном направлении. Правило было сформулированоФренсисом Криком в 1958 году и приведено в соответствие с накопившимися к томувремени данными в 1970 году.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
