Функциональные центры рибосом.

Центры рибосом:
1)центр связывания мРНК (М-центр);
2)пептидильный центр (П-центр). С этим центром в начале процесса трансляции связывается инициирующая тРНК; на последующих стадиях трансляции из А-центра в П-центр перемещается тРНК, удерживающая синтезированную часть пептидной цепи;
3)аминокислотный центр (А-центр) – место связывания кодона мРНК с антикодоном тРНК, несущей очередную аминокислоту.
4) Пептидилтрансферазный центр (ПТФ - центр): он катализирует реакцию связывания аминокислот. При этом образуется еще одна пептидная связь, и растущий пептид удлиняется на одну аминокислоту.

Функциональные участки т-РНК

1. 3’-гидроксильный конец (ЦЦА) – присоединяет АМК.

2. Участки двойной спирали – «ножка».

3. Дигидроуридиновая петля (UH2-G-A) – связывается с аминоацил-тРНК-синтетазой.

4. Тимидин-псевдоуридин-цитидтловая петля (TψC) – для связывания аминоацил-тРНК с рибосомами.

5. Петля переменного размера (добавочная).

6. Антикодоновая петля – несет триплет-антикодон для специфического связывания с кодоном м-РНК

 

Этапы трансляции эукариот

1) Инициация.
1. – включение в пептидную цепь в качестве первой аминокислоты. – модифицированного метионина с которого начинается все синтезы пептидов.
2 – инициаторная тРНК с а.к. - метионин узнает малую субъединицу рибосом с помощью белковых факторов инициации
3 - малая субъединица рибосом узнает мРНК и ее инициирующий кодон стартовый – АУГ
4 – образуется комплекс малая субъединица рибосом + тРНК + мРНК
5 – формируются участки ФЦР: А – центр, где устанавливается связь «кодон –антикодон» и П –центр, где образуются пептидные связи между аминокислотами.

2)Элонгация. При каждом движении рибосомы от 5' к 3' концу мРНК считывается один кодон путём образования водородных связей между тремя нуклеотидами мРНК и комплементарным ему антикодоном транспортной РНК, к которой присоединена соответствующая аминокислота. Синтез пептидной связи катализируется рибосомальной РНК.  Ферменты аминоацил-тРНК-синтетазы присоединяют аминокислоты к их тРНК.

3) Терминация: Третья и последняя стадия трансляции, терминация, происходит при достижении рибосомой стоп-кодона.

Регуляция экспрессии генов у прокариот. Модель lac -оперона.

Механизм работы оперона

 

a) В отсутствие индуктора (лактозы) белок-репрессор связан с оператором. РНК-

полимераза не может присоединиться к промотору, транскрипция структурных

генов оперона не идёт

b) В присутствии лактозы белок-репрессор присоединяет её, изменяет свою

конформацию и теряет сродство к оператору. РНК-полимераза связывается с

промотором и транскрибирует структурные гены.

 (схема Жакоба и Маоно)

54. Регуляция экспрессии и уровни регуляции экспрессии генов у эукариот

 

Экспрессия - это процесс, в ходе которого наследственная информация от гена преобразуется в функциональный продукт — РНК или белок. Экспрессия генов может регулироваться на всех стадиях процесса: и во время транскрипции, и во время трансляции, и на стадии посттрансляционных модификаций белков.

Главные участники специфической регуляции генной активности – промотор, энхансеры, сайленсеры, общие и специфические транчкрипционные факторы, белки ядерного матрикса, метилирование азотистых оснований ДНК (цитозина).

Регуляция экспрессии генов идет за счет специальных регуляторных белков, которые кодируются регуляторными генами.

           Уровни регуляции экспрессии генов:

1. Регуляция транскрипции

2. Регуляция сплайсинга и процессинга иРНК

3. Регуляция транспорта

4. Регуляция трансляции

5. Активность белка  

Регуляция на уровне транскрипции происходит за счет трех ферментов РНК-полимеразы и белковых факторов – эффекторов (регулируют) и индукторов (активизируют). РНК-полимераза присоединяется к промотору через специальные белки – факторы транскрипции. ДНК-топомеразы раскручивают и спирализуют ДНК в участке транскрибирования, отсоединяют синтезированную РНК от ДНК. Окончание транскрипции – терминация, определяется геном терминатором. Он организован по принципу палиндрома.       

 

 

55. Регуляция процессинга. Альтернативный сплайсинг, его механизмы

Процессинг РНК — совокупность процессов в клетках эукариот, которые приводят к превращениюпервичного транскрипта в зрелую РНК.

1. Кэпирование. Кэпирование представляет собой присоединение к 5'-концу транскрипта 7-метилгуанозина, а также метилирование остатков рибозы двух первых нуклеотидов. Процесс кэпирования происходит во время синтеза молекулы пре-мРНК. Кэпирование защищает 5'-конец первичного транскрипта от действия рибонуклеаз, специфически разрезающих фосфодиэфирные связи в направлении 5’→3'

2. Фермент поли(А)-полимераза присоединяет 3'-концу транскрипта от 100 до 200 остатков адениловой кислоты.

3. Сплайсинг. Сплайсинг катализируется крупным нуклеопротеидным комплексом — сплайсосомой, состоящей из белков и малых ядерных РНК. Многие пре-мРНК могут быть подвергнуты сплайсингу разными путями, при этом образуются разные зрелые мРНК, кодирующие разные последовательности аминокислот (альтернативный сплайсинг).

4. Редактирование. Редактирование РНК — процесс, в ходе которого информация, содержащаяся в молекуле РНК, изменяется путем химической модификации оснований.

5. Метилирование. мРНК эукариот подвергаются посттранскрипционному метилированию.

 

Альтернативный сплайсинг — процесс, позволяющий одному гену производить несколько мРНК и, соответственно, белков. Большинство генов в эукариотических геномах содержат экзоны и интроны. После транскрипции в процессе сплайсинга интроны удаляются из пре-мРНК. А вот экзон может включаться (или нет) в состав конечного транскрипта. Таким образом, с помощью альтернативного сплайсинга можно получить множество транскриптов, а, следовательно, и белков. Объединение различных сайтов сплайсинга позволяет индивидуальным генам экспрессировать множество мРНК, которые кодируют белки, порой, с антагонистическими функциями.

Пре-мРНК некоторых генов эукариот могут подвергаться альтернативному сплайсингу. При этом интроны в составе пре-мРНК вырезаются в разных альтернативных комбинациях, при которых вырезаются и некоторые экзоны. Разные варианты альтернативного сплайсинга одной пре-мРНК могут осуществляться в разные периоды развития организма или в разных тканях, а также у разных особей одного вида. Некоторые из продуктов альтернативного сплайсинга пре-мРНК нефункциональны (такой вариант альтернативного сплайсинга осуществляется у дрозофилы при определении пола), но нередко в результате альтернативного сплайсинга пре-мРНК одного гена образуются многочисленные мРНК и их белковые продукты.

 

56. Регуляция трансляции на примере регуляции уровня свободного железа

Примером подобной регуляции в эукариотических клетках является поддержание в клетках уровня свободного железа, токсичного для клеток в несвязанном состоянии. Связывание свободного железа осуществляется белком ферритином, синтез которого в свою очередь зависит от уровня свободного железа: в присутствии свободного железа ферритин синтезируется, а в отсутствии – нет. Выяснилось, что процесс зависит от шпилечной структуры в области 5' НТО мРНК ферритина. Этот регуляторный элемент при отсутствии железа связывается с особым белком (репрессором),

что останавливает трансляцию. В присутствии свободного железа репрессор, обладая сродством к нему, связывается с ним, а не с мРНК – трансляция разрешается.

57. Посттрансляционный уровень регуляции на примере процессинга белка - проопиомеланокартина.

Биологическая активность АКТГ, бета-эндорфина и др. проявляется только после выщепления их из состава проопиомеланокортина в результате тканеспецифичных событий посттрансляционного процессинга и последующих модификаций, таких, как экзо/эндопептидазное расщепление, гликозилирование, амидирование или ацилирование
		вот
		короч своими словами еще скауж
		скажу
		Полина своими словами? это?)))	21:43:55
		Антон что в постранляционный уровень когда пиптид образовался его начианют делить на гармоны	21:43:59
		а именно конкретный пример делится на
		а поготь
		вру малямс
		а нет не вру
		а именно из проопиомеланокортина получают эндерфин и др гармоны
		продуктами расщепления проопиомеланокортина являются 16К N-концевой пептид (про-гамма-МСГ), адренокортикотропный гормон (АКТГ) и бета-липотропин (ЛПГ), часть которого в дальнейшем процессирует до бета-эндорфина. Часть бета-эндорфина расщепляется до гамма-эндорфина и альфа-эндорфинов (Smith A.I. ea, 1988; Imura H. ea, 1985).
		воть
		остальные
		все
		все разъяснил
		ахаха
		ПОМК представляет собой большой секретируемый полипротеин (в среднем примерно 30 килодальтон), кодирующий в составе своей аминокислотной последовательности несколько пептидов с различными специфичными биологическими активностями, причем ни один из них неактивен в составе белка предшественника
		это тоже в вопросе будети
		что такое вообще
		проопиомеланокортина
		воть

ПОНЯТИЯ

Эндомитоз - удвоение числа хромосом без деления.

Полиплоидия - увеличение числа наборов хромосом в клетках организма, кратное гаплоидному (одинарному) числу хромосом; тип геномной мутации.

Мозаицизм - одновременное присутствие в организме двух или нескольких сортов однотипных клеток, различающихся по генетической структуре — генотипу и (или) по проявлению генов в фенотипе.

Рекон - наименьший неделимый элемент в нитевидной структуре ДНК, который может быть подвержен спонтанной или индуцированной мутации.

Мутон - обычно определяется как единица мутации.

Теломеры - это концевые участки линейной молекулы ДНК, которые состоят из повторяющейся последовательности нуклеотидов.

Нуклеоплазма - очень вязкая жидкость) окружающая хроматин и ядрышко.

Плазмиды – это широко распространенные в живых клетках внехромосомные генетические элементы, способные существовать и размножаться в клетке автономно от геномной ДНК.

Перинуклеарное пространство – околоядерное пространство, разделяющее две мембраны ядерной оболочки. Оно может сообщаться с канальцами цитоплазматической сети.

Политения – явление, заключающееся в кратном увеличении содержания ДНК в хромосомах при сохранении их диплоидного количества. Приводит к образованию полиплоидных клеток.

Хроматида - структурный элемент хромосомы, формирующийся в интерфазе ядра клетки в результате удвоения хромосомы.

Хроматин - это вещество хромосом — комплекс ДНК, РНК и белков.

Если хроматин упакован плотно его называют конденсированным или гетерохроматином, он хорошо видим под микроскопом. ДНК, находящаяся в гетерохроматине не транскрибируется

Если хроматин упакован неплотно, его называют эу- или интерхроматином. Этот вид хроматина гораздо менее плотный при наблюдении под микроскопом и обычно характеризуется наличием транскрипционной активности.

Центромера — участок хромосомы, характеризующийся специфической последовательностью нуклеотидов и структурой. Именно в области центромеры соединены сестринские хроматиды

Инициатор - Инициирующий кодон, расположенный вблизи 5'-конца мРНК кодон АУГ, кодирующий аминокислоту метионин, который необходим для инициации процесса трансляции (см. Трансляция) и распознается метиониновой тРНК.

Терминатор – ген, на котором заканчивается транскрипция. Находится на 3’ конце. Включает палиндром

Псевдогены - НП, в которых полимераза не работает, в связи с мутацией

Прыгающие гены - это последовательности ДНК, которые могут перемещаться с места на место в пределах генома данной клетки.

Цистрон - фрагмент ДНК или РНК-цепи, который кодирует аминокислотный состав одной полипептидной цепи в процессе синтеза белков у прокариот. Цистрон можно считать функциональным эквивалентом гена.

Тилакоиды — ограниченные мембраной компартменты внутри хлоропластов и цианобактерий. В тилакоидах происходят светозависимые реакции фотосинтеза

Граны — это стопки из тилакоидов, имеющих форму дисков.

Ламе́лла — в цитологии, это продолжение тилакоида внутри хлоропласта (стромальный тилакоид), соединяющее тилакоид одной граны с тилакоидом другой граны.

Стро́ма — основа органа животного организма, состоящая из неоформленной соединительной ткани (интерстиция), в которой расположены специфические элементы органа, имеются способные к размножению клетки, а также волокнистые структуры, обусловливающие её опорное значение.

Матрикс - в цитологии, мелкозернистое, гомогенное вещество, заполняющее внутриклеточные структуры (органоиды) и пространства между ними.

Кариоти́п — совокупность признаков (число, размеры, форма и т. д.) полного набора хромосом, присущая клеткам данного биологического вида (видовой кариотип), данного организма (индивидуальный кариотип) или линии (клона) клеток.

Экзон - участок гена (ДНК) эукариот, несущий генетическую информацию, кодирующую синтез продукта гена (белка).

Интрон — участок ДНК, который является частью гена, но не содержит информации о последовательности аминокислот белка.

Палиндром - участок двухцепочечной молекулы ДНК, обе цепи которого обладают одинаковой последовательностью нуклеотидов при прочитывании от 5’- к 3’-концу.

Блок Прибнова - каноническая последовательность ТАТААТ, находящаяся на расстоянии около 10 пар нуклеотидов перед стартовой точкой бактериальных генов. Представляет собой часть промотора, отвечающую за инициацию транскрипции со стартовой точки под действием РНК-полимеразы.

Сплайсосома — структура, состоящая из молекул РНК и белков и осуществляющая удаление некодирующих последовательностей из предшественников мРНК.

КАРИОГРАММА - воспроизведённый во всех деталях (фотография или зарисовка) и систематизированный набор хромосом одной клетки.

Хромоме́ры — утолщённые, плотно спирализованные участки нитей ДНК (хромонем), из которых состоит хромосома

Транскриптон - единица генетической активности ДНК у эукариот

Оперон - единица транскрипции у прокариот

Инициация - процесс опознования генетических структур на ДНК сайта прикрепления.

Элонгация - Этап биосинтеза молекул нуклеиновых кислот (в процессе транскрипции) или белков (в процессе трансляции), происходящий между инициацией и терминацией и заключающийся в последовательном присоединении мономеров (нуклеотидов или аминокислот) к растущим цепям макромолекул.

Терминация - остановка синтеза полипептидной цепи при достижении терминирующего кодона в мРНК

 

гяРнк - Вся совокупность ядерных транскриптов РНК-полимеразы II

мяРНК - Малые ядерные РНК сравнительно короткие молекулы РНК, локализующиеся в ядрах эукариотических клеток, транскрибируемые РНК полимеразой II или РНК полимеразой III и вовлеченные в ряд процессов, таких как сплайсинг (удаление интронов), регуляцияфакторов транскрипции или РНК-полимеразы II, поддержание теломер.

мРНК - РНК, содержащая информацию о первичной структуре (аминокислотной последовательности) белков. мРНК синтезируется на основеДНК в ходе транскрипции, после чего, в свою очередь, используется в ходе трансляции как матрица для синтеза белков.

Транскри́пция — процесс синтеза РНК с использованием ДНК в качестве матрицы, происходящий во всех живых клетках. Другими словами, это перенос генетической информации с ДНК на РНК.

Трансляция — процесс синтеза белка из аминокислот на матрице информационной (матричной) РНК (иРНК, мРНК), осуществляемый рибосомой.

Самовоспроизведение — способность живого организма, его органа, ткани, клетки или клеточного органоида или включения к образованию себе подобного.

Кристы митохондрий -Внутренняя мембрана митохондрий образует выросты в полость в виде пластин или трубок, называемых кристами.

Самообновление - это качество, связанное с постоянным взаимным обменом организма с окружающей средой веществом, энергией и информацией.

Саморегуляция- свойство биологичес­ких систем автоматически устанавливать и поддерживать на определенном, относительно постоянном уровне те или иные физиологические и другие биологические показате­ли.

Дискретность - это общее свойство материи. Применительно к живым организмам этот термин означает, что любая биологическая система (от организма до биосферы) состоит из отдельных изолированных, т. е. обособленных в пространстве, но в то же время тесно связанных и взаимодействующих между собой частей, которые образуют структурно-функциональное единство.

Целостность - Любая биологическая система (клетка, организм, вид и т.д.) состоит из отдельных частей, то есть дискретна. Взаимодействие этих частей образует целостную систему (например, в состав организма входят отдельные органы, связанные структурно и функционально в единое целое).

структурная организация — определенная упорядоченность, стройность живой системы. Обнаруживается при исследовании не только отдельных живых организмом, но и их совокупностей в связи с окружающей средой — биогеоценозов;

Энергозависимость — свойство организмов осуществлять процессы жизнедеятельности с использованием энергии.

ГОМЕОСТАЗ - способность живых организмов сохранять относительное динамическое постоянство состава и свойств внутренней среды и устойчивость основных физиологических функций в условиях изменяющейся внешней среды.

Наследственность — способность организмов передавать свои признаки и особенности развития потомству.

Изменчивость — разнообразие признаков среди представителей данного вида, а также свойство потомков приобретать отличия от родительских форм.

Онтогенез  — индивидуальное развитие организма, совокупность последовательных морфологических, физиологических и биохимических преобразований, претерпеваемых организмом, от оплодотворения (при половом размножении) или от момента отделения от материнской особи (при бесполом размножении) до конца жизни.

Раздражимость — способность живого организма реагировать на внешнее воздействие изменением своих физико-химических и физиологических свойств.

Возбудимость – это способность отвечать возбуждением (генерацией потенциала действия) в ответ на действие раздражителей любой природы.

Движение (в биологии) — одно из проявлений жизнедеятельности, обеспечивающее организму возможность активного взаимодействия со средой, в частности, перемещение с места на место, захват пищи и т. п.

филогенетическое развитие базируется на прогрессивном размножении, наследственности, борьбе за существование и отборе.

Существование в БГЦ:

Высокоорганизованные организмы для своего существования нуждаются в более простых организмах; каждая экосистема неизменно содержит как простые, так и сложные компоненты. Биогеоценоз только из бактерий или деревьев никогда не сможет существовать, как нельзя представить экосистему, населенную лишь позвоночными или млекопитающими. Таким образом, низшие организмы в экосистеме — это не какой-то случайный пережиток прошлых эпох, а необходимая составная часть биогеоценоза, целостной системы органического мира, основа его существования и развития, без которой не возможен обмен веществом и энергией между компонентами биогеоценоза.

Идиограмма - схематическое изображение гаплоидного набора хромосом организма, которые располагают в ряд в соответствии с их размерами.

Плазмалемма - ластическая молекулярная структура, состоящая из белков и липидов.

Метафазная пластинка- расположение хромосом во время одной из стадий деления ядра клетки (метафазы), во время которой они располагаются по экватору ядерного веретена и при рассматривании сбоку при малых увеличениях производят впечатление хроматиновой пластинки.

Нуклеосома - это структурная часть хромосомы, образованная совместной упаковкой нити ДНК с гистоновыми белками

Хромонема - то спиральная структура, которую удаётся увидеть в декомпактизованных митотических хромосомах в световой микроскоп.

Промотор - определяет время, с которого начинается транскрипция

Оператор - определяет время, с которого начинается транскрипция

Сайленсер - снижает скорость транскрипции

Энхансер - увеличивает скорость транскрипции

Спейсер - неинформативный участок генома

Амплификация - увеличение числа копий ДНК

Ген-регулятор – ген, кодирующий регуляторный белок активирующий или подавляющий транскрипцию других генов.

Белок-репрессор – регуляторный белок, связывающийся в ДНК с последовательностью оператора и блокирующий транскрипцию прилежащих генов.

Нетранслируемые области - участки РНК, расположенные до старт-кодона и после стоп-кодона, которые не кодируют белок.