Слайд 1Механизмы передачи наследственной информации
Биосинтез
нуклеиновых кислот
и белков
Слайд 23 вида передачи наследственной информации:
ДНК – ДНК (репликация)
ДНК – РНК
(транскрипция)
РНК – белок (трансляция)
Слайд 3Репликация – процесс передачи информации от ДНК к ДНК
Репликация происходит
полуконсервативным способом
(dНМФ)n + dНТФ = (dНМФ)n+1+ФФн
Слайд 4Субстраты и ферменты репликации:
Субстраты:
дезоксирибонуклеозидтрифосфаты
dATP; dTTP; dGTP; dCTP;
Ферменты:
Хеликаза
Топоизомераза (ДНК-гираза)
Праймаза
(ДНК-зависимая РНК-полимераза)
ДНК-полимеразы
Белковые факторы
Реплисома (у п-т), репликон (у э-т)
Слайд 6Стадии репликации
Инициация
Элонгация
Терминация
Слайд 7Инициация
Формирование пузырьков на ДНК. Точки инициации (точки ori) лежат в
обл. А-Т, набор белков вызывает плавление
ДНК.
Хеликаза (в праймосоме) рвет Н…Н-связи.
Топоизомераза делает насечку на цепи, вращая цепь и снимая напряжение. Затем эта нить сшивается.
ДНК-связывающий белок (SSB)
ориентирует dNTP к материнской нити ДНК. Праймаза синтезирует РНК-праймер.
Слайд 8Инициация
Отстающая цепь заворачивается в пространстве и тем самым меняет направление.
На ней синтезируется новый праймер.
ДНК-полимераза-III работает на обеих
цепях, но на дочерней фиксирована менее прочно, т.к. ей надо
часто перемещаться.
На материнской нити ее удерживает ДНК-фиксирующий белок.
Слайд 9Элонгация
Дальнейшее раскручивание ДНК и достраивание нитей.
Слайд 10
Терминация
Слияние пузырьков. Дочерняя нить короче материнской из-за нахождения на ней
праймера.
В половых, стволовых и опухолевых клетках есть ферменты
теломеразы, которые восстанавливают эти участки.
Слайд 11ДНК-полимераза III непрерывно синтезирует комплементарную ДНК на лидирующей цепи, а
на отстающей цепи синтезирует фрагменты Оказаки.
ДНК-полимераза I синтезирует участки ДНК
между фрагментами Оказаки.
Лигаза сшивает эти участки с фрагментами Оказаки.
ДНК-полимераза II «ремонтирует» поврежденные участки ДНК (репарация)
ДНК-полимеразы IV и V (специфическая репарация)
Слайд 12Праймеры, которые находятся на 3’-концах материнских нитей ДНК, не разрушаются
и не реплицируются с помощью ДНК. Эти участки называются теломерами.
В половых, стволовых и опухолевых клетках есть ферменты – теломеразы, которые убирают концевые праймеры и достраивают ДНК.
Слайд 13 ДНК-полимераза I - кольцеобразная структура, состоящая из нескольких одинаковых молекул
белка (показаны разным цветом)
Слайд 17Субстраты: РНТФ (АТФ, ЦТФ, ГТФ и УТФ). Ферменты: РНК-полимераза
Слайд 18Для синтеза РНК не нужен праймер
Слайд 19 У большинства прокариот транскрипция всех РНК происходит с помощью одной
и той же РНК-полимеразы.
У эукариот мРНК, рРНК и тРНК транскрибируются
разными РНК-полимеразами.
Слайд 20Структурный ген прокариота
Р – промотор;
Гориз.стрелка – сайт инициации транскрипции и
ее направление;
Область терминации (t), узнаваемая РНК-полимеразой
Слайд 21Структурный ген эукариота
Р – промотор;
Гориз.стрелка – сайт инициации транскрипции и
ее направление;
Область терминации (t), узнаваемая РНК-полимеразой
1-5 – экзоны;
A-d – интроны;
Полиадениловый
хвост;
G-метилированный нуклеотид (кэп)
Слайд 22Процессинг – вырезание интронов;
Сплайсинг – сшивание экзонов друг с другом
«торец в торец »
Слайд 23Информосома – мРНК в комплексе с белками (трет.структура мРНК)
Слайд 24
Рекогниция
Известно 60 различных видов тРНК.
Для каждой из 20
АК существует по крайней мере одна тРНК.
С помощью специфических ферментов
(аминоацил-тРНК-синтетаз) к 3’-концу тРНК присоединяется соответствующая аминокислота
Слайд 25Рекогниция
и активация аминокислот
Аминоацил-тРНК-синтетаза (АРС-аза)
Слайд 26Взаимодействие активного центра АРС-азы с тРНК
Слайд 27тРНК, «нагруженная» аминокислотой
Слайд 28Трансляция
Стадии:
Инициация
Элонгация
терминация
Слайд 29 Рибосома: прокариоты – 70 S (50 и 30);
эукариоты – 80 S (60 и 40)
Е – узнавание
последов. Шайна-Долгарно на мРНК; Р – формир. ПП-цепи; А – связывание комплекса тРНК -АК с рибосомой
Слайд 30Е – центр, распознающий последов. Шайна-Долгарно на мРНК (рядом со
старт-кодоном);
Р – пептидильный центр (формир. ПП-цепи);
А – аминоацильный
центр (связывание комплекса тРНК -АК с рибосомой)
Слайд 32Что необходимо для инициации:
Рибосома
мРНК
N-формилметионин-тРНК (АУГ)
Факторы инициации – 3
ГТФ
(для Мет есть
две тРНК: для инициации и для
Элонгации)
Слайд 34Что необходимо для элонгации:
Аминоацил-тРНК – комплекс (с ГТФ)
Факторы элонгации
Пептидилтрансфераза
Транслоказа
ГТФ
Слайд 36Что необходимо для терминации:
Стоп-кодон в центре А
Факторы терминации – рилизинг- факторы
ГТФ
Слайд 37Регуляция биосинтеза белка
На уровне транскрипции (белок-репрессор, связанный с опероном, мешает
РНК-полимеразе) – нужно снять репрессор
Ингибиторы синтеза белка:
Антибиотики
Антимицин А
– тормозит синтез РНК (препятствует расплетанию ДНК)
Рифампицин – связывается с РНК-полимеразой
Тетрациклин, пуромицин – блокирует А-центр рибосомы
Левомецитин – ингибирует пептидилтрансферазу
Эритромицин - ингибирует транслоказу
Цитостатики (винбластин, винкристин, азидотимидин) вызывают терминацию синтеза вирусной РНК (лечение СПИД)
Слайд 38После синтеза белок подвергается
процессингу (если белок должен быть активным
сейчас)
или
постсинтетической модификации (если он должен выполнять функцию позднее)
Гидроксилирование
Карбоксилирование
Гликозилирование
Фосфорилирование
Метилирование
Присоединение простетической группы