Репликация ДНК у прокариот по типу «катящегося кольца», Д-петли.

Стр 1 из 3Следующая ⇒

Формы двойной спирали ДНК

В-форма – это основная форма спирали

-на виток приходится 10 комплем пар

-плоскости азотистых оснований перпендикулярны оси спирали

-соседние комплементарные пары повернуты друг относит друга на 36°

-диаметр спирали 20Å, причем пуриновый нукл занимает 12Å, а пиримидиновый - 8Å.

А-форма –

-11 пар азотистых осн на виток

-плоскости азотистых оснований отклонены от нормали к оси спирали на 20, отсюда следует наличие внутренней пустоты диаметром 5Å

-высота витка 28Å

-такие же параметры у гибрида из одной цепи ДНК и одной цепи РНК.

С-форма –

-шаг спирали 31Å, 9.3 п.о. на виток, угол наклона к перпендикуляру 6

Все3 формы - правозакруч спирали

Z -форма – единственная левая спираль

-высота витка в Z-форме -44.5 Å, на виток приходится 12 пн

ни А-, ни Z- формы не могут существовать в водном растворе без дополнительных воздействий (белки или суперспирализация).

..Выделяют три вида РНК: 1) информационная РНК — иРНК (мРНК), 2) тРНК, 3) рРНК.

Все виды РНК представляют собой неразветвленные полинуклеотиды, имеют специфическую пространственную конформацию и принимают участие в процессах синтеза белка. Информация о строении всех видов РНК хранится в ДНК. Процесс синтеза РНК на матрице ДНК называется транскрипцией.

Транспортные На долю тРНК приходится около 10% от общего сод РНК в клетке. Функции тРНК: 1) транспорт ак месту синтеза белка, к рибосомам, 2) трансляционный посредник..

Рибосомные РНК На долю рРНК приходится 80–85% от общего сод РНК в клетке. В комплексе с рибосомными белками рРНК обр рибосомы — органоиды, осуществляющие синтез белка. Функции рРНК: 1) необходимый структурный компонент рибосом и, т.о., обеспечение функционирования рибосом; 2) обеспечение взаимодействия рибосомы и тРНК; 3) первоначальное связывание рибосомы и кодона-инициатора иРНК и определение рамки считывания, 4)формирование активного центра рибосомы.

иРНК На долю иРНК приходится до 5% от общего сод РНК в клетке. Функции иРНК: 1)перенос генет инф от ДНК к рибосомам, 2) матрица для синтеза молекулы белка, 3) определение ак последовательности первичной структуры белковой молекулы.

Ферменты репликации ДНК

dnaA белок, который распознает ori-сайт и показывает куда идти всем остальным ферментам.

Геликаза –разрушает водор. Св.между цепочками ДНК, исп энергию АТФ.

SSB - белки препятствуют ренатурации ДНК, т.е восстановлению водородных связей, прикрепляются к уже раскрученным цепочкам и растягивают их друг от друга.

Топоизомеразы( I, II) – -топоизомеразы I и II: снимают топологическое напряжение в цепи ДНК. I-однонитевые разрывы, II-двунитевые разрывы. ДНК полимераза прокариот:

ДНК-полимераза I задействована в восстановлении ДНК, обладает и 5'-3', и 3'-5'-экзонуклеазным действием, также удаляет праймеры в процессе элонгации (прокариоты);

-полимераза (строит, приносит нуклеотиды)

ДНК-полимераза II осуществляет репарацию поврежденной ДНК.

ДНК-полимераза III основная полимераза бактерий, обладающая также 3'-5'-экзонуклеазным действием. В процессе элонгации синтезирует фрагменты Оказаки на отстающей цепи.

Особенности работы ДНК-полимеразы:

-катализирует реакцию полимеризации (приносит фосфаты, при это выделяется энергия)

- не может начать синтез с нуля.

- ведет синтез только в направлении 5' 3'

РНК-полимераза(праймаза) начинает синтез с нуля. Синтезирует небольшие фрагменты ДНК – праймеры, и приносит их к месту синтеза.

Лигаза соединяет фрагменты Оказаки, т.е формирует 3'-5' фосфодиэфирные связи.

Гираза закручивает цепочки ДНК в спираль.

ДНК-полимераза эукариот:

ДНК-полимераза α – инициация репликации в комплексе с праймазой.

ДНК-полимераза β – репарация

ДНК-полимераза γ – репликация митохондриальной ДНК

ДНК-полимераза δ – основной фермент репликации. Синтез лидирующей цепи.

ДНК-полимераза ε – синтезирует отстающую цепь и фрагменты Оказаки.

РНКаза Н – удаляет праймеры(эукариоты), обладает экзонуклеазной активностью.

Теломераза – достраивает теломерные участки хромосом до репликации (только эукариоты)

Понятие о репликоне.

Репликон Размер репликона соответствует размеру посл-ти ДНК, расп между активными смежными репликонами Участок ДНК, на котором синтезируется отдельный фрагмент лидирующей нити, ( учасДНК между двумя ori.) наз репликоном. У многих прокариот их геном сод только одну точку инициации репликации, то есть у них в ДНК только один репликон. Эукариотические геномы полирепликонны. Место начала репликона, в кот происх инициация репликации, носит название ориджина репликации. Именно ориджин распознается специальными белковыми комплексами и на нем начинается формирование вилки репликации.

12Структура origin хромосомы E.coli. Хромосома E. coli сод единственную область начала репликации – oriC. 0oriC сод:

-пять DnaA-боксов - консенсусных непалиндромных повторов (9 нуклеотидов) связывания инициатора DnaA

-сайты связывания белков, изгибающих ДНК, IHF (integration host factor) и FIS (factor for inversion stimulation). Оба белка помогают инициатору DnaA раскручивать ДНК

AT-богатая область сод три посл-ти по 13 н, каждая из кот начинается с GATC.AT-кластер вместе с левой 13 н посл обр область нестабильной спирали ДНК (ДНК-расплетающий элемент)

Димерный белок IciA (33 кДа), специфически связывается с AT-богатыми 13-мерными повторами.

белок Rob специфическ взаимодействует с 26-нуклеотидным сайтом в правой части DnaA-бокса R4. ДНК вблизи Rob-сайта обнаруживает изгиб, с которым взаимодействует гистоноподобный белок H-NS. Точка начала репликации у E. coli имеет палиндромные последовательности, способные формировать сложную вторичную структуру

Постоянный интервал 60 мин между инициацией репликации и клеточным делением ведет в быстро растущих клетках к образованию хромосомы со многими вилками

Репликация ДНК у прокариот по типу «катящегося кольца», Д-петли.

Катящееся кольцо порождает мультимерный одноцепочечный конец, который может быть превращен в двухцепочечную ДНК путем последующего синтеза комплементарной цепи. Репликация у прокариот происходит синхронизированно с ростом и делением клеток

Прикрепление бактериальной ДНК к мембране важный подготовительный этап репликации

Репликация по типу D-петли у эукариот В мт ДНК млекопитающих, имеющей отдельные точки начала для репликации каждой из цепей

D-петля представляет собой стабильную структуру

16 Существование биол видов, а следов, и феномена жизни как такового целиком зависит от точности передачи генет инф как по вертикали – от организмов-родителей потомкам, так и по горизонтали – от одной сомат клетки к другой в процессе онтогенетического развития многоклет организмов. Поскольку информация о первичной структуре всех белков организма хранится в ДНК, то повреждение ее структуры может привести к серьезным нарушениям процесса биосинтеза белков и, как следствие, к появлению у организма какой-либо генетической болезни или стать причиной его смерти.Поэтому природа создала механизм, позволяющий исправлять повреждения структуры ДНК Химич и физические факторы, вызывающие наследств изменения(мутации) были названы мутагенами. Мутагенные воздействия оказывают: Ионизирующее излучение: УФ-свет,

рентгеновские лучи, элементарные частицы

Хим. мутагены экзо- и эндогенного происхожд

-Интеркалирующие красители

Алкилирующие агенты (метилирование, этилирование)

Механизм исправления повреждений в структуре ДНК получил название репарации ДНК. Репарация ДНК — это ферментативный процесс, в ходе кот происходит узнавание одним ферментом поврежденного участка одной из нитей ДНК, вырезание этого участка другим ферментом и восстановление третьим ферментом правильной структуры ДНК в соответствии с принципом комплементарности.

Принципы транскрипции

Комплементарность и Антипараллельность- РНК синтезируется относительно

транскрибируемой цепи ДНК

комплементарно и антипараллельно

Однополярность- РНК синтезируется только в направлении 5'→ 3'

Синтез не требует затравки- РНК синтезируется без поли- или олигонуклеотидной затравки

Асимметричность в РНК первый нуклеотид в всегда является пурином в форме трифосфата

в РНК первый нуклеотид в всегда является пурином в форме трифосфата

Схема позитивной индукции

Аra-оперон E. сoli содержит

3 цистрона, которые кодируют ферменты, расщепляющие сахар арабинозу.В норме оперон закрыт

Белок - репрессор связан с оператором

Когда в клетку попадает арабиноза, она взаимодействует с белком – репрессором.Белок - репрессор меняет конформацию и превращается из репрессора в активатор, взаимодействующий с промотором и облегчающий посадку РНК-полимеразы на промотор Эта схема регуляции называется позитивной индукцией, поскольку контролирующий элемент - белок - активатор " включает" работу оперона

Мт геном млекопитающих.

Чрезвычайно компактно организован

-Не имеет интронов

-Почти каждая пара оснований принадлежит какому-либо гену

-за исключением D-петли - области, отвечающей за инициацию репликации ДНК,

-не более 87 из 16 569 пн митохондриального генома человека можно отнести к межцистронным участкам

-Некоторые гены перекрываются

-В мт ДНК человека обнаруживаются

22 гена тРНК, 2 гена рРНК, 13 участков кодирующих белки

цитохром b,

цитохром-оксидазу (3 субъединицы)

одну из субъединиц АТФазы.

Гены тРНК располагаются между генами рРНК или белковБольшинство генов экспрессируются в одном направлении.из 15 областей, кодирующих белок или рРНК млекопитающих, 14 транскрибируются по часовой стрелке.из 22 генов тРНК дрожжей 14 экспрессируются по часовой стрелке и 8 - против