Шпаргалочки в ворде (1128792), страница 3

62. Прокариоты: операторно-промоторны участок ДНК. Регуляторный белок. Оперон

Оперон — функциональная единица генома у прокариот, в состав которой входят цистроны (гены, единицы транскрипции), кодирующие совместно или последовательно работающие белки и объединенные под одним (или несколькими) промоторами. Такая функциональная организация позволяет эффективнее регулировать экспрессию (транскрипцию) этих генов. Концепцию оперона для прокариот предложили в 1961 году французские ученые Жакоб и Моно, за что получили Нобелевскую премию в 1965 году. Опероны по количеству цистронов делят на моно-, олиго- и полицистронные, содержащие, соответственно, только один, несколько или много цистронов (генов). Характерным примером оперонной организации генома прокариот является лактозный оперон. Начинается и заканчивается оперон регуляторными областями — промотором в начале и терминатором в конце, кроме этого, каждый отдельный цистрон может иметь в своей структуре собственный промотор и/или терминато

РЕГУЛЯТОРНЫЕ БЕЛКИ (от лат. regulo-привожу в порядок, налаживаю), группа белков, участвующих в регуляции разл. биохим. процессов. Важная группа Р. б., к-рым посвящена эта статья,-белки, взаимодействующие с ДНК и управляющие экспрессией генов (выражение гена в признаках и св-вах организма). Подавляющее большинство таких Р. б. функционирует на уровне транскрипции (синтез матричных РНК, или мРНК, на ДНК-матрице) и отвечает за активацию или репрессию (подавление) синтеза мРНК (соотв. белки-активаторы и белки-репрессоры).

63. 2 типа контроля у прокариот: негативный и позитивный

НЕГАТИВНЫЙ: связывание репрессора,

«выключает» транскрипцию. ПОЗИТИВНЫЙ: связывание активатора, «включает транскрипцию»

64. 4 варианта регуляции экспрессии генов прокариот при участии лиганда

65. Триптофановый оперон

Триптофановый оперон — пример оперона в бактериальных геномах, может быть использован как пример регуляции анаболизма у прокариотов, а также механизма аттеньюации (затухания) ферментативного синтеза.Состоит из 5 цистронов, кодирующих четыре фермента заключительного этапа образования триптофана. Вслед за промотором и оператором в оперонах этого типа находится так называемый лидерный отдел; именно он оканчивается аттенюатором.В процессе транскрипции этого отдела образуется лидирующий участок мРНК. Последний тут же связывает рибосому и начинает трансляцию с образованием лидирующего пептида (ЛП). Ключевая особенность последнего — среди его 14 аминокислотных остатков содержатся два остатка триптофана, то есть той самой аминокислоты, синтез которой контролируется опероном.Аналогично, в ЛП фенилаланинового оперона среди 15 остатков 7 остатков фенилаланина, а в ЛП гистидинового оперона — 7 подряд остатков гистидина. Так что механизм аттенюаторной регуляции во всех этих случаях одинаков. когда в клетке достаточно триптофана, то синтез лидерного пептида идет без задержки: образующая его рибосома не отстает от РНК-полимеразы. В этих условиях при достижении РНК-полимеразой аттенюатора с высокой долей вероятности срабатывает сигнал об окончании транскрипции: РНК-полимераза диссоциирует от ДНК и гены не считываются.Триптофан, быстро включаясь в лидерный пептид, блокирует через аттенюаторный механизм синтез ферментов, необходимых для его образования. Блокирование не является полным, тк сохраняется небольшая вероятность того, что РНК-полимераза преодолеет аттенюаторный участок.

66. Для эукариот характерна избыточность и неоднозначность регуляции

67. Блоки, каскады, дифференцировка. Пример – эмбриогенез

68. Сигналы для клетки. Ответы клетки

69. 3 типа систем передачи сигнала. 4 свойства системы передачи сигнала

70. Усиление и объединение сигнала. Каскад фосфокиназ

71. Модель нейронной сети. Нелинейность функции выхода, обучаемость, устойчивость

72. Рак как множественное нарушение передачи сигнала для деления клеток

73. Геном. Определение. Размеры.

Геном человека - это геном биологического вида Homo sapiens. В нормальной ситуации в боль-шинстве клеток человека должно присутствовать 46 хромосом: 44 из них не зависят от пола (аутосомные хромосомы), а две — X-хромосома и Y-хромосома — определяют пол (XY — у мужчин или ХХ — у женщин), эти 46 хромосом составляют один геном. Хромосомы в общей сложности содержат приблизительно 3 миллиарда пар оснований нуклеотидов ДНК, в которых по оценкам содержится 20000-25000 генов.

Гено́м — совокупность всех генов организма; его полный хромосомный набор. Генетическая информация в клетках содержится не только в хромосомах ядра, но и во внехромосомных молекулах ДНК. под геномом организма понимают суммарную ДНК гаплоидного набора хромосом и каждого из внехромосомных генетических элементов, содержащуюся в отдельной клетке зародышевой линии многоклеточного организма.

74. Ген. Определение. Структура

Ген— структурная и функциональная единица наследственности, контролирующая развитие определенного признака или свойства. гены—участки ДНК, несущие целостную информацию о строении одной молекулы белка или одной молекулы РНК.

1.дискретность — несмешиваемость генов;

2.стабильность— способность сохранять структуру;

3.лабильность— способность многократно мутировать;

4.множественный аллелизм— многие гены существуют в популяции во множестве молекулярных форм;

5.аллельность— в генотипе диплоидных организмов только две формы гена;

6.специфичность— каждый ген кодирует свой признак;

7.плейотропия— множественный эффект гена;

8.экспрессивность— степень выраженности гена в признаке;

9.пенетрантность— частота проявления гена в фенотипе;

10.амплификация— увеличение количества копий гена.

 Структурные гены— уникальные компоненты генома, представляющие единственную последовательность, кодирующую определенный белок или некоторые виды РНК. (См. также статью гены домашнего хозяйства).

 Функциональные гены— регулируют работу структурных генов

75. Строение генов эукариот

Согласно современным представлениям, ген, кодирующий синтез определенного белка, у эукариот состоит из нескольких обязательных элементов. Прежде всего это обширная регуляторная зона, оказывающая сильное влияние на активность гена в той или иной ткани организма на определенной стадии его индивидуального развития. Далее расположен непосредственно примыкающий к кодирующим элементам гена промотор – последовательность ДНК длиной до 80-100 пар нуклеотидов, ответственная за связывание РНК-полимеразы, осуществляющей транскрипцию данного гена. Вслед за промотором лежит структурная часть гена, заключающая в себе информацию о первичной структуре соответствующего белка. Эта область для большинства генов эукариот существенно короче регуляторной зоны, однако ее длина может измеряться тысячами пар нуклеотидов.
Важная особенность эукариотических генов – их прерывность. Это значит, что область гена, кодирующая белок, состоит из нуклеотидных последовательностей двух типов. Одни – экзоны – это участки ДНК, которые несут информацию и строении белка и входят в состав соответствующих РНК и белка. Другие – интроны – не кодируют структуру белка и в состав зрелой молекулы и-РНК не входят, хотя и транскрибируются. Процесс вырезания интронов – «ненужных» участков молекулы РНК и сращивания экзонов при образовании и-РНК осуществляется специальными ферментами и получил название Сплайсинг (сшивание, сращивание).

76. Сплайсинг, химия сплайсинга, конструктор РНК

СПЛАЙСИНГ (от англ. splice-соединять, сращивать), удаление из молекулы РНК нитронов (участков РНК, к-рые практически не несут генетич. информации) и соединение оставшихся участков, несущих генетич. информацию (экзонов), в одну молекулу. В результате удаления каждого интрона происходит разрыв двух фосфодиэфирных связей с последующим образованием одной новой.

Эндонуклеаза, ассоциированная с ядерной мембраной, с участием др. ферментов расщепляет предшественник на участках (сайтах) по краям интрона с образованием на концах экзонов 2',3'-циклофосфатного и 5'-гидроксильного концов (рис. 1). Соединение этих концов осуществляется в неск. стадий: у растений и дрожжей фосфорилирование 5'-конца в месте разрыва молекулы, превращение 2',3'-циклофосфата в 2'-фосфат и образование 3',5 '-фосфодиэфирной связи с участием остатка фосфорной к-ты из АТФ (левая часть рис.); у позвоночных механизм сплайсинга пре-тРНК не включает фосфорилирование экзонов в месте разрыва (правая часть рис.; на схеме указаны ферменты, катализирующие осн. этапы сплайсинга).

Механизм сплайсинга пре-тРНК; W, X, Y, Z-пуриновые или пири-мидиновые основания; АДФ, АМФ, РР и P-соотв. аденозиндифосфат, аде-нозинмонофосфат, пирофосфорная к-та и остаток фосфорной к-ты.

77. Домены в структуре белка

Длинные полипептидные цепи (длиной около 200 аминокислотных остатков или больше) обычно имеют доменную пространственную структуру. Доменом называют часть пептидной цепи, образующей как бы самостоятельную глобулу, причем на одной пептидной цепи может быть два или больше доменов. Домены в одном белке могут быть одинаковыми или различными как по структуре, так и по функции. Часто домен по своей структуре и свойствам сходен с отдельным глобулярным белком. Достаточно часто доменам присваивают отдельные названия, так как их присутствие непосредственно влияет на выполняемые белком биологической функции — к примеру, Ca²⁺-связывающий домен кальмодулина, гомеодомен, отвечающий за связывание с ДНК в различных факторах транскрипции и др. Так как домены достаточно «автономны» в формировании своей структуры и выполнении своей функции, с помощью генной инженерии можно «пришить» к одному из белков домен, принадлежащий другому (создав таким образом белок-химеру). Примеры доменов белков:

1. спираль-поворот-спираль;

2. цинковые пальцы.

78. Рекомбинация, «конструктор ДНК»

79. Иммунный ответ. Иммуноглобулины Иммунный ответ-реакция организма на внедрение в него микробов или различных ядов.
Неспецифический иммунный ответ - это первый этап борьбы с инфекцией он запускается сразу же после попадания микроба в наш организм. В его реализации задействованы система комплимента, лизоцим, тканевые макрофаги. Подразумевает первичное разрушение микроба и формирование очага воспаления. Определяет общую сопротивляемость организма. Специфический иммунитет это вторая фаза защитной реакции организма. Распознавание микроба и выработка факторов защиты направленных специально против него.Клетки иммунной системы (лимфоциты) распознают части микробов, выставленные на мембране других клеток, и запускают специфический иммунный ответ как таковой. СИ может быть клеточный и гуморальный. Клеточный иммунный ответ подразумевает формирование клона лимфоцитов (К-лимфоциты, цитотоксические лимфоциты), способных разрушать клетки мишени, мембраны которых содержат чужеродные материалы (например, вирусные белки). Гуморальный иммунный ответ опосредован В-лимфоцитами, которые после распознания микроба начинают активно синтезировать антитела по принципу один тип антигена – один тип антитела. Антитела (иммуноглобулины, Ig) – это молекулы белков, способные прилипать к определенной структуре микроорганизма, вызывая его разрушение или скорейшее выведение из организма. IgA обеспечивают местный иммунитет, препятствуя проникновению микробов через покровы тела и слизистые оболочки. IgM выделяются в первое время после контакта с инфекцией. IgG появляются вслед за IgM основной фактор гуморального иммунитета. IgE) участвуют в развитии аллергических реакций немедленного типа.

80. «Конструктор ДНК и РНК», комбинаторика экзонов антител

81. Динамика, геномы, плазмиды – «генетические аксессуары». Особенности плазмид

82. Вирусы – неживая материя. Примеры вирусов прокариот и эукариот. Ретровирусы

Вирусы – организмы от 20 до 300нм,обладают генетическим материалом (ДНК и РНК), способны воспроизводить себя только в клетке хозяина. Попав внуть клетки-хозяина вирус инактивирует ДНК хозяина и дают клетке команду синтезировать новые копии вируса по своей ДНК. Строение: сердцевина (фрагмент генетич.материала), защитная белковая оболочка – капсид. У некоторых вирусов(герпес,грипп) есть липопротеидная оболочка,возникающая из плазматической мембраны клетки-хозяина. Ретрови́русы — семейство РНК-содержащих вирусов, заражающих преимущественно позвоночных. Наиболее известный — вирус иммунодефицита человека.После инфицирования клетки ретровирусом в цитоплазме начинается синтез вирусного ДНК-генома с использованием вирионной РНК в качестве матрицы. Все ретровирусы используют для репликации своего генома механизм обратной транскрипции: вирусный фермент обратная транскриптаза (или ревертаза) синтезирует одну нить ДНК на матрице вирусной РНК, а затем уже на матрице синтезированной нити ДНК достраивает вторую, комплементарную ей нить. Образуется двунитевая молекула ДНК, которая, проникнув через ядерную оболочку, интегрируется в хромосомную ДНК клетки и далее служит матрицей для синтеза молекул вирусных РНК. Эти РНК выходят из клеточного ядра и в цитоплазме клетки упаковываются в вирусные частицы, способные инфицировать новые клетки. По одной из гипотез, ретровирусы могли произойти от ретротранспозонов — подвижных участков генома эукариот.

83. Анализ геномов

84. Определение первичной структуры ДНК. Автоматический синтез ДНК

85. Полимеразная цепная реакция