Раздел III биосинтез нуклеиновых кислот

ЗАНЯТИЕ 6

ТЕМА: Нуклеиновые кислоты. Строение, свойства.. Репликация ДНК.

ЦЕЛЬ: Изучить строение и свойства нуклеиновых кислот, процесс удвоения ДНК в клетках.

ОСНОВНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Строение нуклеиновых кислот, типы нуклеиновых кислот, их биологическая роль.

2. Репликация ДНК. Инициация репликации. Роль в этом процессе ДНК-топоизомераз и ДНК-хеликазы.

3. Типы ДНК-полимераз и их роль в синтезе дочерних цепей ДНК (лидирующая и

отстающая цепь).

4. Теломерная ДНК и ее роль в сохранении генетической информации.

5. Использование ДНК-технологий в медицине. Получение рекомбинантных ДНК

и их амплификация.

 

Оснащение занятия:

 

Реактивы: 1. едкий натр 10%-ный раствор

2. хлористый натрий насыщенный раствор в 20%-ном растворе уксусной

кислоты

3. Трихлоруксусная кислота 5%-ный раствор

4. этиловый спирт

 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1. Выделение ДНК из животных тканей.

Принцип метода: При добавлении к щелочному гидролизату ткани насыщенного раствора хлорида натрия в уксусной кислоте белки выпадают в осадок, ДНК и другие фосфорные соединения остаются в растворе, от которых ДНК отделяют путем осаждения ее спиртом.

Ход работы: Навеску ткани(печень, мышцы легкие) 150-200 мг помещают в центрифужную пробирку с 1 мл 10%-го NaOH и ставят на гидролиз в кипящую водяную баню на 3-5 минут, периодически помешивая стеклянной палочкой. После того как ткань растворится, пробирку охлаждают до комнатной температуры, а затем добавляют 0,5 мл насыщенный раствор хлористого натрия в 20%-ном растворе уксусной кислоты и ставят на лед. При этом белок выпадает в осадок. Через 3-5 мин пробирку центрифугируют при 2500 об/мин в течение 3 мин. Супернатант переливают в центрифужную пробирку с 5 мл охлажденного на льду этанола. Для полного удаления ДНК из белковой фракции осадок вновь растворяют в 1 мл 4%-го раствора NaOH и добавляют 0,5 мл насыщенного раствора хлорида натрия в 20%-ом растворе уксусной кислоты. Пробу вновь центрифугируют и супернатант присоединяют к первому, находящемуся в спирте, а осадок отбрасывают. Содержимое пробирки перемешивают и инкубируют 1 час на ледяной бане. Затем пробирку центрифугируют при 3000 об/мин в течение 5-7 мин. Супернатант, содержащий РНК и другие фосфорные соединения, отбрасывают. Осадок ДНК промывают 5 мл 5%-го раствора трихлоруксусной кислоты, еще раз центрифугируют при тех же условиях, супернатант отбрасывают.

ЗАНЯТИЕ 7

ТЕМА: Синтез белка. Транскрипция и трансляция.

ЦЕЛЬ: Изучить этапы реализации генетической программы в клетке.

ОСНОВНЫЕ ВОПРОСЫ

 

1. Этапы транскрипции. Роль РНК-полимераз.

2. Посттранскрипционнаая модификация матричной РНК (кэпирование, полиаденилирование, сплайсинг).

3. Генетический код и его свойства: триплетность, специфичность, вырожденность, универсальность.

4. Этапы трансляции. Роль тРНК и рРНК.

5. Полиморфизм белков. Иммуноглобулины.

Оснащение занятия:

 

Реактивы: 1. нитрат серебра 1%-ный раствор

2. Молибденовый реактив

3. Реактив Фелинга

4. едкий натр 10%-ный раствор

 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1. Определение компонентов ДНК.

 

Принцип метода: В ходе гидролиза нуклеиновые кислоты распадаются на основные компоненты: пуриновые и пиримидиновые основания, пентозу и фосфорную кислоту. Пуриновые и пиримидиновые основания образуют в присутствии нитрата серебра нерастворимые серебряные соли, образующие аморфный осадок. Наличие пентозы в растворе определяется по способности восстанавливать в щелочной среде ионы металлов. Фосфорная кислота в присутствии молибденовокислого аммония образует осадок фосфорно-молибденовокислого аммония желтого цвета.

Ход работы: Для открытия пуриновых и пиримидиновых оснований к3 каплям щелочного раствора ДНК добавляют 2 капли раствора нитрата серебра. Должен появиться белый аморфный осадок.

Для обнаружения дезоксирибозы к 3 каплям щелочного раствора ДНК добавляют 3 капли реактива Фелинга и нагревают. Появляется желтый осадок.

Для обнаружения фосфорной кислоты к 10 каплям щелочного раствора ДНК добавляют 20 капель молибденового реактива и нагревают. После охлаждения должен появиться желтый кристаллический осадок.

Делаются выводы по работе.

 

ЗАНЯТИЕ 8

ВОПРОСЫ 1-Й РУБЕЖНОЙ АТТЕСТАЦИИ

1. Что такое белки и какие основные функции они выполняют в организме?

2. Аминокислоты, как структурная единица белка.

3. Классификация аминокислот.

4. Алифатические аминокислоты и их характеристика.

5. Участие оксиаминокислот в образовании фосфопротеидов.

6. Гомоциклические аминокислоты.

7. Гетероциклические амино- и иминокислоты.

8. Значение серосодержащих аминокислот в стабилизации третичной структуры

белка.

9. Уровни организации белковых молекул.

10. Физико химические свойства белков.

11. Классификация белков по химическому строению.

12. Методы выделения и очистки белков.

13. Методы разделения белков.

14. Денатурация белков и денатурирующие факторы.

15.Универсальные качественные реакции на белки и качественные реакции на

отдельные аминокислоты в составе белков.

16. Строение ферментов. Активный центр фермента. Аллостерический центр.

17. Роль кофакторов ферментов в ферментативных реакциях.

18. Свойства ферментов (термолабильность, зависимость от рН среды, специфичность)

19. Кинетика ферментативной реакции. Явление насыщения молекул фермента молекулами субстрата

20. Множественные формы ферментов. Изоферменты.

21. Механизм ферментативного катализа

22. Теории ферментативного катализа

23. Уравнение Михаэлиса-Ментен

24. Что такое константа Михаэлиса и чему она численно равна?

25. Основные принципы определения активности ферментов. Единицы измерения активности ферментов

26. Факторы, влияющие на активность ферментов.

27. Активаторы ферментов

28. Ингибиторы ферментов. Типы ингибирования

29. Как меняется кинетика ферментативной реакции в присутствии неконкурентного ингибитора?

30. Как меняется кинетика ферментативной реакции в присутствии конкурентного ингибитора?

31. Классификация ферментов

32. Номенклатура ферментов.

33. Строение пуриновых и пиримидиновых азотистых оснований, входящих в состав ДНК и РНК.

34. Строение рибонуклеотидов и дезоксирибонуклеотидов.

35. Первичная структура ДНК и РНК.

36. Вторичная, третичная структура ДНК.

37. Виды РНК, вторичная и третичная структура РНК.

38. Биосинтез ДНК (репликация). Основные этапы процесса.

39. Теломерная ДНК и ее роль в сохранении генетической информации.

40. Биосинтез РНК (транскрипция). Основные этапы процесса.

41. Посттранскрипционная модификация РНК (кэпирование, полиаденилирование, сплайсинг).

42. Свойства биологического кода (триплетность, специфичность, универсальость, вырожденность, наличие терминирующих кодонов).

43. Биосинтез белка (трансляция). Основные этапы процесса.

44. Роль тРНК в процессе трансляции.

45. Метод рекомбинантных ДНК и его применение в медицине.

46. Полимеразная цепная реакция.