Т ема №2: Организация наследственного материала

У про- и эукариот. Реализация генетической

 информации в признак и её регуляция.

 Задача 1.

1. Молекулярная структура ДНК расшифрована в 1953 г. Уотсоном и Криком методом рентгеноструктурного анализа.

2. Молекула ДНК имеет первичную, вторичную и третичную структуру.

3. В ДНК хранится наследственная информация, зашифрованная в виде генетического кода, ДНК способна к самокопированию (репликации), характеризуется относительной химической стабильностью и способностью к репарации.

4. Генетический год шифрует в ДНК последовательности аминокислот в полипептидах и характеризуется универсальностью, триплетностью, вырожденностью, неперекрываемостью и специфичностью.

5. Кроме яра кольцевая ДНК находится в митохондриях и пластидах, где участвует в автономных процессах регуляции.

Задача 2.

1. Виды РНК: мРНК, тРНК и рРНК.

2. Отличия в строении: рибонуклеиновые кислоты одноцепочечные молекулы с небольшим молекулярным весом, вместо тимина содержат урацил.

3. Все виды РНК синтезируются на соответствующих участках ДНК.

4. Все виды РНК обеспечивают синтез белков: мРНК несёт информацию о последовательности аминокислот в полипептидной цепи, тРНК обеспечивает доставку аминокислот на рибосомы, рРНК участвует в структуризации рибосом, связывании с мРНК и образовании пептидных связей между аминокислотами.

5. При транскрипции у прокариот все три вида РНК синтезируются единым комплексом – РНК-полимеразой; у эукариот каждая РНК-полимераза катализирует образование определенного вида РНК: РНК-полимераза I отвечает за транскрипцию рРНК, РНК-полимераза II – мРНК, а РНК-полимераза III – тРНК.

Задача 3.

1. 4 стадии биосинтеза белка: транскрипция, процессинг, трансляция, посттрансляция.

2. В результате транскрипции образуются предшественник мРНК (несет информацию о последовательности аминокислот в полипептиде), разные виды тРНК (обеспечивает транспорт аминокислот на рибосомы при трансляции), рРНК (структурируют рибосомы и связывают на них мРНК).

3. Стадия процессинг предполагает созревание мРНК, которое заключатся в вырезании интронов, сшивании экзонов и добавлении на 5`-конец мРНК кэпа, а на 3`-конец – поли-А.

4. При альтернативном сплайсинге из одного и того же первичного транскрипта могут формироваться разные зрелые мРНК и, следовательно, разные пептиды. Такой сплайсинг наблюдается в системе генов иммуноглобулинов у млекопитающих и позволяет на основании одного транскрипта м-РНК получать разные виды антител.

5. Если в гене отсутствуют интроны, то в синтезе белка отсутствует стадия посттранскрипции.

Задача 4.

1. Лактозный оперон бактерии - группа структурных генов, контролирующих синтез ферментов, расщепляющих лактозу, перед которыми в едином блоке находятся гены промотор и оператор.

2. Ген-регулятор руководит работой оперона, он нарабатывает белок-репрессор.

3. Репрессор связывается с оператором, который находится между промотором и структурными генами и, в зависимости от наличия лактозы, препятствует или способствует началу транскрипции.

4. У прокариот структурные гены расположены в едином блоке, поэтому образуется один полицистронный транскрипт, с которого затем синтезируются отдельные ферменты одной цепи биохимических реакций.

5. При регуляции транскрипции репрессией избыток нарабатываемого структурными генами продукта приводит к блокаде активности генов до тех пор, пока количество продукта не окажется ниже нормы.

Задача 5.

1. По последним данным геном человека включает около 30000 генов, а одновременно транскрибирует до 10% генов, остальная часть генома - молчащая ДНК.

2. Избыточность генома эукариот объясняется наличием в нем не только уникальных, но умеренно и высоко повторяющихся последовательностей, а также экзонно-интронный организацией генов.

3. Экзонно-интронная организация генов эукариот предполагает наличие в пределах гена информативных и неинформативных участков.

4. В ДНК имеются повторяющиеся последовательности нуклеотидов: уникальные – несколько раз, повторяющиеся – до 10⁶ раз. К ним относятся гены, контролирующие синтез гистонов, тРНК, рРНК и др.

5. Регуляция активности генов у эукариот сложная и существенно отличается от прокариот: у эукариот нет оперонной организации генов, синтезируемые м-РНК моноцистроны, регуляция активности генов комбинационная, многоуровневая, может иметь плейотропный эффект.