Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
Реализация генетической информации. Основные этапы: транскрипция и посттранскрипционные процессы, трансляция и посттрансляционные процессы.
Репликация. Во время репликации происходит расхождение двух цепей ДНК, и каждая из них служит матрицей для синтеза дочерней цепи. Такой способ репликации называется полуконсервативным. При этом дезоксирибонуклеотиды встраиваются в дочернюю цепь согласно правилу комплементарности азотистых оснований (А — Т, G — С). Вновь образованная молекула состоит из одной родительской и одной дочерней цепи ДНК. Образование дочерних хромосом происходит на стадии синтеза (S) в интерфазе между митотическими делениями и перед первым делением мейоза, В анафазе удвоенные хромосомы расходятся по дочерним клеткам. Таким образом, без процесса репликации невозможно сохранение диплоидного числа хромосом в соматических клетках и образование гаплоидного набора хромосом в половых клетках после двух делений мейоза. Однако при делении клеток происходит не только сохранение числа хромосом, но и воспроизведение последовательности азотистых оснований в молекулах ДНК, основанное на комплементарностb пар оснований родительской и дочерней цепей ДНК. Транскрипция. Генетическая информация, записанная в последовательности оснований в молекуле ДНК, передается на молекулу рибонуклеиновой кислоты (РНК) в процессе транскрипции. РНК отличается от ДНК наличием в сахарофосфатном остове молекулы сахара рибозы вместо дезоксирибозы и другого азотистого основания - урацила (вместо тимина), комплементарного аденину. Транскрипция ДНК -матричный процесс, во время которого молекула РН К синтезируется по матрице одной из двух цепей ДНК. При этом происходит локальное расплетение цепей ДНК в транскрибируемом участке и присоединение рибонуклеотидных остатков к растущей цепи РНК. По окончании транскрипции каждого очередного участка молекулы ДНК ее двухспиральная структура восстанавливается. Транскрипция заканчивается на терминаторных последовательностях гена с отделением сиинтезированной одноцепочечной молекулы РНК. В процессе транскрипции участвуют не только специальные ферменты, но и многочисленные регуляторные белки. Такие белки взаимодействуют с регуляторными последовательностями генов, обеспечивая процесс начала и окончания транскрипции и уровень нарабатываемого первичного продукта. Трансляция. Передача генетической информации с мРНК на белок носит название трансляции. Биосинтез белка происходит на цитоплазматических структурах, называемых рибосомами. Рибосома, продвигается вдоль мРНК, последовательно выбирая из среды те аминокислоты, соединенные с транспортными РНК (тРНК), которые соответствуют кодирующим последовательностям нуклеотидов. При этом последовательность кодонов в зрелой молекуле РНК определяет последовательность аминокислот в полипептидной цепи. Генетический код состоит из 64 кодонов. Три из них — нонсенс-кодоны (на них заканчивается процесс трансляции), все остальные являются смысловыми, т.е. кодируют аминокислоты. Преобладание числа кодонов над числом кодируемых ими свидетельствует о вырожденности генетического кода. Это означает, что одну и ту же аминокислоту могут кодировать от 2 до 6 триплетов. Вместе с тем один кодон может кодировать только одну аминокислоту. Генетический код, записанный в хромосомах разных эукариотических организмов, универсален, несколько отличается от него только митохондриальный код. Инициация транскрипции Инициация транскрипции — сложный процесс, зависящий от последовательности ДНК вблизи транскрибируемой последовательности (а у эукариот также и от более далеких участков генома — энхансеров и сайленсеров) и от наличия или отсутствия различных белковых факторов. Элонгация транскрипции Момент перехода РНК-полимеразы от инициации транскрипции к элонгации точно не определен. Три основных биохимических события характеризуют этот переход в случае РНК-полимеразы кишечной палочки: отделение сигма-фактора, первая транслокация молекулы фермента вдоль матрицы и сильная стабилизация транскрипционного комплекса, который кроме РНК-полимеразы включает растущую цепь РНК и транскрибируемую ДНК. Эти же явления характерны и для РНК-полимераз эукариот. Переход от инициации к элонгации сопровождается разрывом связей между ферментом, промотором, факторами инициации транскрипции, а в ряде случаев — переходом РНК-полимеразы в состояние компетентности в отношении элонгации (например, фосфорилирование CTD-домена у РНК-полимеразы II). Фаза элонгации заканчивается после освобождения растущего транскрипта и диссоциации фермента от матрицы (терминация). На стадии элонгации в ДНК расплетено примерно 18 пар нуклеотидов. Примерно 12 нуклеотидов матричной нити ДНК образует гибридную спираль с растущим концом цепи РНК. По мере движения РНК-полимеразы по матрице впереди нее происходит расплетание, а позади — восстановление двойной спирали ДНК. Одновременно освобождается очередное звено растущей цепи РНК из комплекса с матрицей и РНК-полимеразой. Эти перемещения должны сопровождаться относительным вращением РНК-полимеразы и ДНК. Трудно себе представить, как это может происходить в клетке, особенно при транскрипции хроматина. Поэтому не исключено, что для предотвращения такого вращения двигающуюся по ДНК РНК-полимеразу сопровождают топоизомеразы. Элонгация осуществляется с помощью основных элонгирующих факторов, необходимых, чтобы процесс не останавливался преждевременно. В последнее время появились данные, показывающие, что регуляторные факторы также могут регулировать элонгацию. РНК-полимераза в процессе элонгации делает паузы на определенных участках гена. Особенно четко это видно при низких концентрациях субстратов. В некоторых участках матрицы длительные задержки в продвижении РНК-полимеразы, т. н. паузы, наблюдаются даже при оптимальных концентрациях субстратов. Продолжительность этих пауз может контролироваться факторами элонгации. Терминация У бактерий есть два механизма терминации транскрипции: ро-зависимый механизм, при котором белок Rho (ро) дестабилизирует водородные связи между матрицей ДНК и мРНК, высвобождая молекулу РНК. ро-независимый, при котором транскрипция останавливается, когда только что синтезированная молекула РНК формирует стебель-петлю, за которой расположено несколько урацилов (…УУУУ), что приводит к отсоединению молекулы РНК от матрицы ДНК. Терминация транскрипции у эукариот менее изучена. Она завершается разрезанием РНК, после чего к её 3' концу фермент добавляет несколько аденинов (…АААА), от числа которых зависит стабильность данного транскрипта 19-27 вопросы. 19. Мейоз-форма ядерного деления, сопровождающаяся уменьшением числа хромосом с диплоидного до гаплоидного. Состоит из двух последовательных делений, которым предшествует однократная репликация ДНК. Интерфаза I (период интенсивного синтеза и роста) I период - Пресинтетический. Длительность 2-3 часа. 2n2c. Синтез белка, РНК, удвоение органоидов, интенсивный рост. II – Синтетический. 2n4c Удвоение ДНК, каждая хромосома становится 2-ч хроматидной, а число хромосом не изменяется. Синтез гистоновых белков. Удваиваются центриоли. Синтез РНК. III – Постсинтетический. 2n4c Синтез белков для веретена деления, АТФ, ферментов. Сам Мейоз. Редукционное деление или Мейоз I ПРОФАЗА I 2n4c Конъюгация – процесс тесного сближения гомологичных хромосом и образование бивалент, состоящих из 4-х хромотид. Кроссинговер – обмен участками хромосомы (первая перекомбинация генов). 5 стадий. Лептотена – стадия тонких нитей, начало спирализации хромосом. Зиготена – стадия сливающихся нитей, конъюгация гомологичных хромосом, образование синаптонемального комплекса, образование бивалентов (тетрад). Пахитена – стадия толстых нитей, спирализация хромосом, образование хиазм, кроссинговер. Диплотена – стадия отталкивающихся нитей, хромосомы расходятся в область центромер, но остаются связанными в области хиазм. Диакинез – окончательное расхождение диад. МЕТАФАЗА I Формирование веретена деления, биваленты располагаются на экваторе клетки. АНАФАЗА I Диады расходятся к полюсам веретена деления. ТЕЛОФАЗА I Диады скапливаются у полюсов клетки (1n2c) 2-ое деление мейоза (эквационное) происходит как типичный митоз. В результате его образуется 4 клетки с гаплоидным набором хромосом (1n1с) Т.о. в результате мейоза образуются половые клетки с гаплоидным набором хромосом. Мейоз обеспечивает генетическое разнообразие гамет образуемых организмом засчет: Кроссинговера Расхождения гомологичных хромосом в разные гаметы Независимого поведения бивалентов в мейозе I Морфология половых клеток.
21. Эволюционные преобразования яйцеклеток хордовых. Типы яйцеклеток взависимости от количества желтка и его распределения в цитоплазме. Овоплазматическая сегрегация. У ланцетника, представителя низших хордовых, яйцеклетка олиголецитальная. Среди низших хордовых наиболее крупные яйца у миксин (кл. Круглоротые), у акул и химер (кл. Хрящевые рыбы) и у безногих амфибий. У осетровых рыб, а также остальных амфибий яйцеклетки имеют среднее ко-во желтка. У высших позвоночных таких, как пресмыкающихся, птицы и яйцекладущие млекопитающие, в яйцеклетке очень много желтка. Эта закономерность нарушена у сумчатых и плацентарных млекопитающих, которые олиго- и ацитальные яйцеклетки. При малом кол-ве желтка в яйцеклетке он обычно распределен в цитоплазме равномерно, и ядро располагается примерно в центре (изолецитальные). У большинства позвоночных желтка много, и он распределен в цитоплазме яйцеклетки неравномерно (анизолецитальные). Если желток все же погружен в цитоплазму и не обособлен от нее в виде отдельной фракции, то тогда умеренно телолецитальные. Овоплазматическая сегрегация – внутренняя разнокачественность участков яйца. |
Последнее изменение этой страницы: 2017-03-15; Просмотров: 1995; Нарушение авторского права страницы