Презентация "Передача генетической информации" по биологии – проект, доклад

ПЕРЕДАЧА ГЕНЕТИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ

Строение ДНК (РНК).

ДНК - полимер. Мономеры - нуклеотиды. Нуклеотид- химическое соединение остатков трех веществ:

Строение нуклеотида

Азотистые основания: - Аденин; - Гуанин; - Цитозин - Тимин (Урацил)

Углевод: Дезоксирибоза (Рибоза)

Остаток фосфорной кислоты (ФК)

1953 г. американские биохимики Дж. Уотсон и Ф.Крик установили структуру ДНК

Передача генетической информации:

DNA t RNA r RNA m RNA protein ДНК т-РНК м-РНК р-РНК БЕЛОК РЕПЛИКА-ЦИЯ

ТРАНСКРИП-ЦИЯ (прямая и обратная у вирусов)

ТРАНСЛЯЦИЯ

ЦЕНТРАЛЬНЫЙ ПОСТУЛАТ МОЛЕКУЛЯРНОЙ БИОЛОГИИ (постулирован КРИКОМ). - Генетическая информация передается от ДНК через РНК на белок. - Не возможен перенос информации от белка к РНК

МОДЕЛИ РЕПЛИКАЦИИ ДНК

Полуконсерва-тивная репликация ДНК. М. Мезельсон и Ф.Сталь 1958 г.

ппп Дочерние

Каждая дочерняя нить синтезируется на расплетенной материнской цепи

Двойная спираль ДНК

Образование репликативной вилки.

Расплетаю-щие белки (ДНК хеликаза) разрывают H-связи в двойной спирали ДНК.

ДНК хеликаза

Направление движения

SSB-белки поддер- живают участки ДНК в раскру- ченном состоянии

Правило комплементарности: А комплементарен T (или У в РНК), а Г - Ц ( H-связи). A – T (У) Г – Ц

Цепь ДНК Г Ц Водородные связи

Комплемен- тарные основания

ДНК полимеразы (α, β, δ, ε) 2 вида активности

НУКЛЕАЗНАЯ АКТИВНОСТЬ гидролиз фосфодиэфирных связей (ДНК-полимераза β удаляет РНК-праймер (действует как РНКаза)). ДНК-полимеразы δ (и ε) могут исправлять ошибки синтеза.

ПОЛИМЕРАЗНАЯ АКТИВНОСТЬ Образование 5΄→3΄ фосфоди-эфирных связей между дезоксирибо-нуклеотидами.

Направления синтеза и движения дочерних цепей.

5΄→3΄ (5΄- ФФФ, 3΄ - ОН). Направление синтеза совпадает с направлением движения репликативной вилки только для одной (лидирующей) цепи. Для другой (отстающей) – против движения репликативной вилки.

ЭЛОНГАЦИЯ РЕПЛИКАЦИИ.

РНК-праймер ДНК-хеликаза

Фрагменты Оказаки

Праймаза (ДНК-полимераза α)

ДНК-полимераза δ

ДНК полимераза ε узнает РНК праймер и начинает синтезировать ДНК

SSB-белки Лидирующая ДНК Отстающая ДНК

Стадии репликации

Образование реплика- тивной вилки и РНК-праймера (ДНК-хеликаза, Праймаза (ДНК полимераза α)

Образование гибридной формы ДНК-РНК и фрагментов Оказаки ДНК-полимеразы δ и ε

Гидролиз РНК-праймера помощью ДНК-полимеразы β (рибонуклеазы)

Образование ДНК вместо РНК-праймера (ДНК полимераза β)

Сшивание фрагментов Оказаки (ДНК-лигаза)

Полимеразная цепная реакция (ПЦР) - диагностика заболеваний (наследственных, инфекционных), малых количеств ДНК, установление отцовства (Кари Муллис 1983)

In vitro (в амплификаторе) происходит копирование только того участка, который удовлетворяет заданным условиям, и только в том случае, если он присутствует в исследуемом образце.

ПРИМЕНЕНИЕ ГЕНОДИАГНОСТИКИ (ПЦР)

- ПЦР-диагностика инфекционных заболеваний Идентификация личности Судебно-медицинская экспертиза

ПРИМЕНЕНИЕ ГЕНОДИАГНОСТИКИ

ТРАНСФУЗИОЛОГИЯ И ТРАНСПЛАНТАЦИЯ - Антигенные характеристики для переливания совместимой донорской крови - Подбор доноров для пересадки органов

- Установление родственных связей - Разработка генетических препаратов

ГЕННАЯ ИНЖЕНЕРИЯ.

ПЛАЗМИДЫ. ПОЛУЧЕНИЕ РЕКОМБИНАНТ-НОГО ИНСУЛИНА.

Диагностика заболеваний человека Пренатальная диагностика

МУТАЦИИ

ГЕННЫЕ МУТАЦИИ Мутации по типу ЗАМЕНЫ Более опасны и многочисленны Мутации по типу ВСТАВКИ ДЕЛЕЦИЯ (утрата) (от лат. deletio – уничтожение) – тип хромосомной перестройки, при которой из ДНК выпадает участок генетического материала (радиация).

ТРАНС-КРИПЦИЯ – это передача информации между нуклеиновыми кислотами разных классов (от ДНК к РНК).

ТРАНСКРИПЦИЯ

3 стадии: 1) Инициация 2) Элонгация 3) Терминация.

Genes

Регуляция, связывает белки-регуляторы.

sequence of nucleotides giving the signal about termination of tanscription.

Структура транскриптона

ГЕНЫ Промотор Оператор Терминатор

САЙТЫ ТЕРМИНАЦИИ - последовательность нуклеотидов, сигнализирующих об окончании транскрипции

ИНИЦИАЦИЯ связывается с РНК-полиме- разой

И Э

РНК-ПОЛИМЕРАЗА II -Элонгация - 5΄→3΄ (с фффA или с фффГ) -Терминация (стоп-сигналы AAAA , фактор терминации ρ-фактор

КОР- фермент Фактор инициации Холофермент РНК-полимераза

3’ –конец удлиняется

РНК

РНК-ДНК гибрид- ная спираль

ДНК- матрица

Процессинг (пре-мРНК--->мРНК) и транспорт из ядра

Неинформативные участки (интроны) вырезаются (Рибонуклеазы). Информативные участки (экзоны) сшиваются (РНК лигазы (сплайсинг)) Транспорт мРНК из ядра ( белок –ИНФОРМОФЕР). Предотвращает возможную денатурацию мРНК и облегчает транспорт.

ТРИПЛЕТНОСТЬ 2)СПЕЦИФИЧНОСТЬ 3)КОЛИНЕАРНОСТЬ

ТРАНСЛЯЦИЯ СВОЙСТВА ГЕНЕТИЧЕСКОГО КОДА

4) УНИВЕРСАЛЬНОСТЬ 5) ВЫРОЖДЕННОСТЬ( 20 АМК, но 64 триплета= 61+3 стоп-кодона) 6) НЕПЕРЕКРЫВАЕМОСТЬ

CCAUUUCGA 1 2 3 неперекрываемый CCAUUCGA 1 2 3 перекрываемый

Свойства генетического кода.

Стадии трансляции

Активация аминокислот (связывание АМК с тРНК в цитоплазме с помощью аминоацил-тРНК синтетаз. Синтез белка ( в рибосомах): 1) Инициация (АУГ или ГУГ – метионил-тРНК, факторы инициации F1,F2, F3. 2) Элонгация (5’ → 3’, c N →C конец) 3) Терминация (стоп-кодоны УАА, УГА, УАГ).

Элонгация

Связывание аминоацил-тРНК ( в А- участке рибосомы) ; Транспептидация (образование пептидной связи); Транслокация (перенос рибосомы на 1 триплет).

Механизм действия антибиотиков

Ингибиторы транскрипции. Рифамицин, ингибирует РНК-полимеразу (в ядре). 2)Актиномицин D – связывается с ДНК матрицей и препятствует продвижению РНК-полимеразы . 3) Олигомицин 4) Дактиномицин.

Ингибиторы трансляции.

Тетрациклины – блокируют связывание аминоацил-тРНК к А-центру, связываются с 30S субъединицей (ингибируют элонгацию). Стрептомицин связывается с 30S субъединицей и (ингибирует инициацию). Эритромицин присоединяется к 50S субъединице и (ингибирует транслокацию).

4) Хлорамфеникол (левомицетин) – ингибирует пептидил трансферазу (транспептидацию). 5) Пуромицин – похож на аминоацил-тРНК, вызывает преждевременную терминацию. 6) Линкомицин – как хлорамфеникол.

ГЕННАЯ ТЕРАПИЯ