Разделы презентаций
- Разное
- Английский язык
- Астрономия
- Алгебра
- Биология
- География
- Геометрия
- Детские презентации
- Информатика
- История
- Литература
- Математика
- Медицина
- Менеджмент
- Музыка
- МХК
- Немецкий язык
- ОБЖ
- Обществознание
- Окружающий мир
- Педагогика
- Русский язык
- Технология
- Физика
- Философия
- Химия
- Шаблоны, картинки для презентаций
- Экология
- Экономика
- Юриспруденция
Лекция 1 Наследственный аппарат клетки
Содержание
- 1. Лекция 1 Наследственный аппарат клетки
- 2. Основные структурные компоненты эукариотических клеток.
- 3. Ядро клетки было открыто в 1831 г.
- 4. После утверждения в 20-х годах ХХ в.
- 5. Нуклеиновые кислотыЭто природные высокомолекулярные органические биополимеры, обеспечивающие
- 6. Строение нуклеотидаУглеводАзотистое основаниеОстаток фосфорной кислоты
- 7. Углевод (сахар, пентоза)рибозаДве группы:дезоксирибозаТолько водородГидроксильная группа
- 8. Азотистое основаниеПиримидиновые: тиминцитозинурацилПуриновые: аденингуанин
- 9. Слайд 9
- 10. 3' конец 5' конец
- 11. ДНКдвухцепочечный высокомолекулярный биополимер.Является носителем генетической информации. Мономер
- 12. Слайд 12
- 13. Описана в 1953 James Watson и Francis Crick Вторичная структура ДНК
- 14. Особенности строения ДНКЦепи ДНК соединены посредством водородных связей между комплементаными азотистыми основаниямиA=TG≡CКомплементарностьАнтипараллельность
- 15. Антипараллельность ДНК
- 16. Доказательства роли ДНК в передаче наследственной
- 17. Вывод: под действием трансформирующего фактора живые авирулентные
- 18. Слайд 18
- 19. Трансдукция (от лат. transduction - перемещение) –
- 20. Первый из экспериментов был выполнен в 1952
- 21. Для эксперимента была использована U-образная трубка, которая
- 22. Свойства ДНКФункции ДНК:хранение,передача, реализациярепликациярепарация
- 23. Вся масса ДНКЯдро (98-99%)Ядерный геномЦитоплазма (1-2%)ПлазмонЛинейная ДНК, связанная с белкамиМитохондриальная ДНК(mtDNA)Пластидная ДНККольцевая ДНК
- 24. Ядро клеткиХранение генетической информации.Передача генетической информации.Реализация генетической информации.
- 25. Доказательства роли ядра в передаче наследственной информацииОпыты
- 26. Опыты с яйцеклетками лягушекОбъект: два подвида лягушек.
- 27. Опыты Астаурова с тутовым шелкопрядомАстауров Борис ЛьвовичОбъект:
- 28. ядерной оболочки (кариолемы), ядерного сока (или кариоплазмы), ядрышка и хроматина. Строение ядра
- 29. Ядерная оболочкаНаружная ядерная мембранаВнутренняя ядерная мембранаПеринуклеарное пространство
- 30. Ядерная ламинаВнутренняя мембрана связана с ядерной ламиной,
- 31. Ядерные поры
- 32. Слайд 32
- 33. Ядрышковозникновение ядрышек связано с ядрышковыми организаторами, расположенными
- 34. хроматинметафазаинтерфазаХроматин - это одно из возможных структурно-функциональных состояний наследственного материалаХромосома
- 35. Химический состав хроматина (хромосом)40% - ДНК,60% -
- 36. Уровни укладки ДНК в хромосомуНуклеосомныйХроматиновые фибриллы (соленоид)
- 37. H1Нуклеосома - наименьшая единица хроматина и хромосомы Нуклеосомный
- 38. Нуклесомный уровень дает формирование «цепочки из бусинок».Далее
- 39. Гетерохроматин – спирализованный, конденсированный, неактиывный, нетранскрибируемый, более
- 40. Хроматиновые филаменты (Хроматиновые петли-домены)Фибриллы формируют петли-домены, которые
- 41. Минибенд содержит около 18 петельДНК укорачивается в
- 42. Слайд 42
- 43. Строение метафазной хромосомы1 ДНК = 1 хромосома.
- 44. Теломеры
- 45. Морфологические типы хромосом.МетацентрическиеСубметацентрические АкроцентрическиеСпутничные Телоцентрические
- 46. Хромосомы подразделяются на аутосомы (одинаковые у обоих
- 47. Совокупность числа и морфологии хромосом данного вида называется - КАРИОТИП
- 48. Классификация хромосом
- 49. 11-я хромосома человекаHBB — β-субъединица гемоглобина16-я хромосома человека2-я хромосома человека
- 50. Слайд 50
- 51. ГЕНОМ Совокупность генов и межгенных участков одной
- 52. Структура домена: 1 домен – может содержать
- 53. Программа «Геном человека»Цель международной программы «Геном
- 54. Значение и возможностидиагностика и лечение наследственных заболеваний
- 55. Характеристика генома.1. Видоспецифичность. Особенности у каждого вида
- 56. Спасибо за внимание
- 57. Скачать презентанцию
Основные структурные компоненты эукариотических клеток.
Слайды и текст этой презентации
Слайд 1Лекция 1
Наследственный аппарат клетки.
Строение ядра.
Строение нуклеиновых кислот.
Организация
ядерного генома.
Слайд 3Ядро клетки было открыто в 1831 г. английским ботаником Робертом
Брауном. Он открыл его в клетках кожицы орхидных
Слайд 4После утверждения в 20-х годах ХХ в. хромосомной теории наследственности
биологи более сорока лет считали, что в нуклеопротеидной структуре хромосом
генетическим материалом служат молекулы белка. И лишь исследования 50-60-х гг. прошлого столетия доказали, что на самом деле хранение и передачу наследственной информации осуществляют нуклеиновые кислоты.В 1869 г. швейцарский биохимик Иоганн Фридрих Мишер выделил из ядер клеток вещество, которое состояло из кислого и щелочного компонентов белковой природы. Он назвал это вещество нуклеином.
Иоганн Фридрих
Мишер
(1844-1895)
В 1889 г. немецкий гистолог Рихард Альтман обозначил кислый компонент нуклеина термином «нуклеиновая кислота».
В конце XIX в. немецкий биохимик Альбрехт Коссель расшифровал химический состав нуклеиновой кислоты, показав, что она содержит фосфорную кислоту, углевод и азотистые основания
Альбрехт Коссель (1853-1927)
Слайд 5Нуклеиновые кислоты
Это природные высокомолекулярные органические биополимеры, обеспечивающие хранение и передачу
наследственной информации.
Ф. Левен, Д. Гулланд с сотрудниками (в цикле
исследований, проведённых 1900-1932 гг.) установили, что фосфорная кислота, углевод и азотистое основание соединены в блоки в виде мономеров – нуклеотидов, расположенных вдоль линейной молекулы нуклеиновой кислоты. Нуклеиновая кислота, выделенная из ядер клеток, в качестве углевода содержит D-дезоксирибозу. Поэтому она получила название дезоксирибонуклеиновой кислоты – ДНК.
Наряду с ядерной была выделена цитоплазматическая нуклеиновая кислота, содержащая в качестве углевода D-рибозу; она получила название рибонуклеиновой кислоты – РНК.
Слайд 11ДНК
двухцепочечный высокомолекулярный биополимер.
Является носителем генетической информации.
Мономер - дезоксирибонуклеотид
РНК
Одноцепочечный высокомолекулярный
биополимер, мономером которого является рибонуклеотид.
Виды РНК:
Информационная или матричная (иРНК)
Транспортная
(тРНК)Рибосомальная (рРНК)
Слайд 14Особенности строения ДНК
Цепи ДНК соединены посредством водородных связей между комплементаными
азотистыми основаниями
A=T
G≡C
Комплементарность
Антипараллельность
Слайд 16Доказательства роли ДНК в передаче наследственной информации (опыты по трансформации
и трансдукции).
Трансформация - изменение наследственных свойств клетки в результате проникновения
в нее чужеродной ДНК.Это явление было открыто в 1928г. Ф. Гриффитсом при изучении бактерий.
Опыты по исследованию молекулярных механизмов трансформации проведены О.Т. Эйвери, К.М. Маклеода и М. Маккарти в 1944 году
Пневмококки штамм S: Вирулентный, образующий полисахаридную капсулу,
колонии блестящие
Пневмококки штамм R: Авирулентный, без капсулы,
колонии матовые
Слайд 17Вывод: под действием трансформирующего фактора живые авирулентные пневмококки приобрели вирулентные
свойства штамма S2. В 1944г Эвери доказал, что этим фактором
является ДНК.
Слайд 19Трансдукция (от лат. transduction - перемещение) – процесс переноса фрагмента
бактериальной ДНК из клетки – донора в клетку – реципиента
бактериофагом, что приводит к изменению наследственных свойств клеток-реципиентов.Явление трансдукции было открыто американскими учёными Д. Ледербергом и Н. Циндером в 1952 году.
Известно два пути развития фага в бактериальной клетке:
литический – после попадания в бактерию ДНК-фага сразу начинается репликация, синтез белков и сборка готовых фаговых частиц, после чего происходит лизис клетки. Такие фаги называются вирулентными;
лизогенный – попавшая в бактериальную клетку ДНК-фага встраивается в ее хромосому и существует в ней как плазмида, реплицируясь вместе с ДНК клетки-хозяина при каждом делении бактерии. Такие бактериофаги называются умеренными (а явление – лизогения). Схема репликации такого профага подавлена репрессорами, которые сам фаг и синтезирует. При определенных условиях (снижение концентрации репрессора) профаг становится активным и переходит к литическому пути развития.
Слайд 20Первый из экспериментов был выполнен в 1952 году американскими генетиками
Джошуа Ледербергом и Нортоном Циндлером. Нобелевская премия «за фундаментальные исследования
организации генетического материала у бактерий».Джошуа Ледерберг (1925 г.р)
американский генетик и биохимик
http://www.labogen.ru/20_student/020_mol_base_hered/mol_base_hered.html
В своём эксперименте они использовали два разных штамма бактерий Salmonella typhimurium, вызывающих тифоидную лихорадку у мышей.
Слайд 21Для эксперимента была использована U-образная трубка, которая в нижней части
посредине была разделена бактериальным фильтром, через который бактериальные клетки не
могли проникать сквозь из одной части трубки в другую.Трубку заполнили питательной средой. В одну половину этой трубки были помещены бактерии штамма 2А (способный синтезировать триптофан), а в другую половину трубки – бактерии другого штамма – 22А (не способный синтезировать триптофан).
После определенного периода инкубации бактерии штамма 22А при посеве на минимальную питательную среду дали небольшое количество колоний, способных синтезировать триптофан (трансдуцированные бактерии).
Слайд 23Вся масса ДНК
Ядро (98-99%)
Ядерный геном
Цитоплазма (1-2%)
Плазмон
Линейная ДНК, связанная с белками
Митохондриальная
ДНК
(mtDNA)
Пластидная ДНК
Кольцевая ДНК
Слайд 24Ядро клетки
Хранение генетической информации.
Передача генетической информации.
Реализация генетической информации.
Слайд 25Доказательства роли ядра в передаче наследственной информации
Опыты Геммерлинга
Объект опыта: одноклеточная
водоросль (Acetabularia), имеющая форму гриба (шляпка, стебелек, корни). Ядро располагается
в основании «стебелька».Если перерезать ножку, то нижняя часть продолжает жить, регенерирует шляпку и полностью восстанавливается после операции. Верхняя же часть, лишенная ядра, живет в течение некоторого времени, но, в конце концов, погибает, не будучи в состоянии восстановить нижнюю часть. Следовательно, ядро необходимо для метаболических процессов, лежащих в основе регенерации и соответственно роста.
Слайд 26Опыты с яйцеклетками лягушек
Объект: два подвида лягушек.
У одного из
них (1 подвид) из яйцеклетки удаляли собственное ядро и на
его место вносили ядро 2 подвида. В результате из такой яйцеклетки развивались лягушки с признаками 2 подвида.Таким образом, за хранение и передачу наследственной информации в клетке отвечает ядро.
Слайд 27Опыты Астаурова с тутовым шелкопрядом
Астауров
Борис Львович
Объект: два подвида тутового
шелкопряда. У одного подвида берут сперматозоиды, у другого яйцеклетку.
После разрушения
ядра яйцеклетки, ее оплодотворяют сперматозоидами. Т.к. у шелкопряда имеет место полиспермия (несколько сперматозоидов могут оплодотворять яйцеклетку) в цитоплазме одного подвида формируется ядро с генетическим набором второго подвида. Из такой яйцеклетки развиваются только самцы того подвида, у которых брали сперматозоиды.
Слайд 28ядерной оболочки (кариолемы),
ядерного сока (или кариоплазмы),
ядрышка и
хроматина.
Строение
ядра
Слайд 29Ядерная оболочка
Наружная ядерная мембрана
Внутренняя ядерная мембрана
Перинуклеарное пространство (10 - 30
нм)
Наружная мембрана связана с ЭПС.
Внутренняя контактирует с хроматином через
ядерную ламину
Слайд 30Ядерная ламина
Внутренняя мембрана связана с ядерной ламиной, которая состоит из
трех типов белков A, B, and C.
Именно с ней
контактируют нити хроматинаnuclear lamina
Слайд 33Ядрышко
возникновение ядрышек связано с ядрышковыми организаторами, расположенными в области вторичных
перетяжек спутничных хромосом (13, 14, 15, 21 и 22 пары).
Где локализованы гены, кодирующие синтез рибосомальных РНК.
Слайд 34хроматин
метафаза
интерфаза
Хроматин - это одно из возможных структурно-функциональных состояний наследственного материала
Хромосома
Слайд 35Химический состав хроматина (хромосом)
40% - ДНК,
60% - белков:
-
40% гистоновых белков (Н1, Н2а, Н2в, Н3, Н4)
- 20% - негистоновых белков.
Слайд 36Уровни укладки ДНК в хромосому
Нуклеосомный
Хроматиновые фибриллы (соленоид) 30 nm (нуклеомерный)
Хроматиновые
филаменты (Хроматиновые петли-домены) (хромомерный)
Суперспирализованные филаменты (минибенд) (хромонемный)
Хромосомный (Метафазная хромасома)
1
2
3
4
5
Слайд 37H1
Нуклеосома - наименьшая единица хроматина и хромосомы
Нуклеосомный кор
Линкерный участлк
H2A, H2B,
H3, and H4
Гистоновый октамер
Нуклеосомный уровень
Двуцепочечная ДНК накручивается вокруг гистоновых
белков.
Слайд 38Нуклесомный уровень дает формирование «цепочки из бусинок».
Далее 6 нуклеосом сближаются
и соединяются посредством гистонового белка Н1
Второй уровень – Хроматиновая фибрилла
30 nm
соленоидный хроматинХроматиновая конформация из «бусинок» и «супер бусинок» дают структуру эухроматина
Дальнейшая упаковка хроматина дает формирование гетерохроматина
Слайд 39Гетерохроматин –
спирализованный,
конденсированный,
неактиывный,
нетранскрибируемый, более
интенсивно окрашен.
Эухроматин
–
деспирализованный,
активный,
транскрибируемый,
менее окрашенный.
Конститутивный
Теломеры
Центромеры
Факультативный
- Тельце Барра
Хроматин
Функции
гетерохроматинаРегуляция активности генов
Сохранение структуры генов
Слайд 40Хроматиновые филаменты
(Хроматиновые петли-домены)
Фибриллы формируют петли-домены, которые фиксируются негистоновым белком
(scaffold).
Петли формируются в интерфазе деления.
DNA contracts to 300 nm
Слайд 41Минибенд содержит около 18 петель
ДНК укорачивается в 10.000 раз.
Минибенды при
дальнейшей компактизации дают формирование полухроматид, затем хроматид.
Две хроматиды соединяясь формируют
метафазную хромосомуСуперспирализованные филаменты (минибенд) и хромосомный (метафазные хромосомы)
Supercoiled filament
(Minibend)
Слайд 45Морфологические типы хромосом.
Метацентрические
Субметацентрические
Акроцентрические
Спутничные
Телоцентрические
Слайд 46Хромосомы подразделяются на
аутосомы (одинаковые у обоих полов).
и гетеросомы,
или половые хромосомы (разные для мужских и женских особей).
Различают:
гомологичные хромосомы.
Хромосомы одной пары, одинаковы по размерам, форме, составу и порядку расположения генов, но различны по происхождению (одна унаследована от отцовского, другая — от материнского организма).негомологичные - хромосомы из разных пар.
Слайд 4911-я хромосома человека
HBB — β-субъединица гемоглобина
16-я хромосома
человека
2-я хромосома
человека
Слайд 51ГЕНОМ
Совокупность генов и межгенных участков одной клетки называется геномом.
Петля-домен
1 ген
Кластер генов (разные)
Тандем генов (одинаковые)
В нашем организме 100 триллионов
(1014) клеток.Которые формируют около 200 разных тканей
Все они имеют единый геном - совокупность наследственного материала клетки
В геноме около 3 млрд пар нуклеотидов. 30.000 – 40.000 генов (ранее считалось 100.000), а белков в1,5-2 раза больше
Транскрибируется только 3 – 5 % всех генов, остальные – это «молчащие» гены.
Слайд 52Структура домена:
1 домен – может содержать 1 ген,
1
домен – может содержать тандем генов - многократные повторы одинаковых
генов,1 домен - может содержать кластер генов - разные гены, которые обеспечивают выполнение одной и той же функцию.
Гены одной петли «включаются» в работу одновременно.
Слайд 53Программа
«Геном человека»
Цель международной программы «Геном человека» – секвенировать геном.
Т.е. определить нуклеотидную последовательность всех генов.
Структуру и функции генома
изучает, специальная наука – геномика.
Слайд 54Значение и возможности
диагностика и лечение наследственных заболеваний по результатам секвенирования
генов;
идентификация генов и выявление предрасположенности к заболеваниям;
предотвращение отрицательных последствий людей
на лекарства (геномная фармакогенетика);геномная дактилоскопия и этногенетика, установление родственных связей.
Слайд 55Характеристика генома.
1. Видоспецифичность. Особенности у каждого вида организмов.
2. Дискретность. Прерывистость.
Промотор, структурные гены, терминатор.
3. Избыточность.
Достигается за счет наличия
интронов
умеренно-повторяющихся генов
многократно-повторяющихся генов
(тандемов)диплоидности ДНК
Избыточность генома может формироваться за счет амплификации (материал для эволюции, для образования более сложных генов путем перекомпановки)
4. Мобильные элементы – это короткие нуклеотидные последовательности, которые активно перемещаются внутри генома.
Транспозоны – перенос информации внутри одного генома, вертикальный, из поколения в поколение при участии фермента транспозазы.
Ретротранспозоны обеспечивают передачу по горизонтали. Это онкогены, ретровирусы, фаги, эписомы, которые активно перемещаются и переносят участки ДНК от разных видов, от эукариот к прокариотам. Способны к самовоспроизведению, используя механизмы обратной транскрипции.
