Curs № 8 "Molecular Genetics"

Teoria cromozomială a genelor cimentat rolul unităților elementare de ereditate, sunt localizate în cromozomi.

Gene - o unitate funcțională de ereditate, care este o porțiune moleculă de ADN care conține informații despre sinteza unei molecule de proteină sau ARN și oferind posibilitatea de a determina ?? semne ennyh organism.

gene pro și eucariote au structuri diferite.

gena procariotă este un citron - citire completă pe soare ?? em peste, unități de ereditate care determină aminoacizii din molecula de proteină eredității. Citron este împărțit în unități foarte mici - Recon. capabile de crossing-over în timpul recombinare. muton Cu toate acestea, conceptul este izolat - ϶ᴛᴏ puțin o parte a unei gene capabile de mutație. RECON și dimensiuni pot fi nivelate Mouton una sau mai multe perechi de nucleotide, Citron - sute sau mii de nucleotide.

Genele eucariotelor sunt structuri complexe de mozaic. Acestea informative secțiuni alternează cu caractere non-informativ. Primul este numit exonilor, al doilea - introni.

Exonilor - partea funcțională a genei, ᴛ.ᴇ. secvență de nucleotide care codifică o sinteză informativă proteină sau ARN molecule.

Intron - secvență de nucleotide neinformativ într-o genă. Efectuează funcția de cimentare. Includerea introni în gena aceasta o unitate extinsa face. Mărimea intronilor de la 10 la 10 perechi de mii. Nucleotidice.

Setul de gene tipice pentru un set haploid de cromozomi sunt numite - genomului. molecula de ADN în genomul unei funcții diferite, în această privință, ei au un alt nume. Secvența de perechi de nucleotide care transporta informații despre structura moleculelor de proteină sau ARN. Pe langa aceste gene, sunt secvențe care nu au rol de codificare, dar care controlează funcționarea genelor structurale. ?? Eniya la diferitele sale factori Cu atașat. Acestea sunt numite gene, de reglementare.

Printre gena structurală a fost izolat 3 grupe:

1) gene care functioneaza in celule ?? ex Sun (de exemplu, genele care controlează metabolismul energetic și sinteza macromoleculelor esențiale) .;

2) gene care operează numai într-un singur tip de tesut (sinteza in myosin musculare);

3) genele active, in celule specializate (care controlează sinteza hemoglobinei în celulele roșii din sânge, hormoni - celule endocrine des ?? es).

gene funcționale sunt împărțite în următoarele grupe:

1) promotor - regiune de ADN care cuprinde 80-90 NP, capacitatea de a se conecta la o enzimă polimerază și definește începutul informațiilor de citire;

2) Operator - include un grup de lucru al genelor structurale, care împreună formează un operon. Operatorul are o afinitate chimică cu proteina represoare;

3) de control - regiune de ADN care codifică o proteină represoare sinteză;

4) terminator - o secvență de nucleotide care definește sfârșitul citirii informației genetice.

Toate aceste gene au proprietăți de replicare comune, transcriere, mutație, recombinare, repararea.

Replication (auto-dublare) are loc înainte fiecare cazuri normale ?? celule mână în timpul interfazei. Astfel, una dintre moleculele de ADN (dublu catenare) sunt formate două molecule identice una față de alta. Procesul începe cu ruperea legăturilor dintre bazele de azot, se formează cele două structuri cu un singur lanț. Apoi, țintele sunt atașate la ambele nucleotide și complementare cu enzime legate la o singura molecula.

Transcrierea - transcriind informatii genetice de la ADN.

Mutație - o schimbare bruscă, bruscă în genotip (perturbarea structurii genei) sub influența factorilor de mediu.

Recombinarea - schimbul de secțiuni identice între alele, ca urmare a trecere peste.

Reparația - capacitatea celulelor de a repara ADN-ului deteriorate site-uri cu ajutorul unor enzime speciale.

Toate informațiile genetice în genotipul este scris în cod.

Codul genetic - ϶ᴛᴏ aranjament sistem de nucleotide într-o moleculă de ADN, metoda de criptare informații despre structura și funcția proteinelor.

Codul genetic este cheia pentru traducerea secvenței de nucleotide într-un aminoacid.

La fiecare trei nucleotide consecutive într-o moleculă de ADN numita triplet-ARN - codon în ARNt - anticodon. Numărul de combinații posibile de baze azotate care t formă este mică și este 4 3 = 64. cu secvența lor de ajutor de codificat 20 aminoacizi în molecula de proteină. Dintre cele 64 de tripleti posibile specii secreta 61 triplet care codifică aminoacidul determină ?? ennuyu și 3 codoni stop definind o poziție deschisă a secvenței de aminoacizi.

Codul genetic este universal. La Sun ?? ex organisme codifica informații efectuate pe același principiu, folosind aceleași codoni.

Alternând tripleti în molecula de ADN care constituie gena determina secvența de aminoacizi din molecula de proteină corespunzătoare. Prin urmare, structura acestor molecule sunt paralele între ele, sau Collines ?? earno.

Degenerării codului înseamnă că majoritatea aminoacizilor sunt codificate de nu una, ci mai multe (până la 6) codoni.

Codul genetic este care nu se suprapun, ceea ce înseamnă că aceeași nucleotidă nu poate face parte simultan din două triplete diferite. Informațiile din molecula de ADN, atunci când tu Sun ?? citit ?? ling eyno triplete de nucleotide.

Unitatea de informație genetică este transcripțional realizare cuprinzând o multitudine de gene structurale și funcționale. gena transcriptie incepe cu determinarea ratei de transcriere. Mai departe este de hit-uri, atunci gena operatorului.

Speed-gene Terminator promotor-operator structural = transcripțional.

Sinteza proteinelor a fost realizată în ribozomi. În procesul de biosinteză distinge mai multe etape: transcriere, de prelucrare, de activare și de transport de aminoacizi, de difuzare.

Când informația genetică transcrise conținută în ADN-ul este suprascrisă pe principiul complementarității în molecula rn-ARN: procesul este participarea enzimelor și a proteinelor regulate. Enzima este o polimerază se leagă la o genă promotor și începe să se topească-H legătură într-o moleculă de ADN într-o 5 - 3. În acest sens, fiecare liber să se alătură imediat molecula de ARN nucleotidelor. Cu enzime nucleotide interconectate prin ARN clivaj care rezultă din ADN. Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, ARN sintetizat-rn, care este transcriptului primar, care transportă ambele gene site-uri informative și non-informative. Zakanchivaetsya terminator de transcripție a genei.

Maturarea rg-ARN și transformarea sa în ARNm din nucleu are loc în timpul prelucrării. O mare parte din această structură de bază ia kompanent - spliceosomes. Spliceosome cuprinde ARN porțiune moleculă și trage-l sub forma unei bucle în interior. La aceleași site-uri exon mai aproape împreună și enzima ligazei Capsate. reduceri suplimentare de enzime de restricție enzimatică porțiune uninformative. Formată și ARN, care transportă numai exonilor. În timpul prelucrării are loc un alt eveniment important - protejarea porțiunii terminale a moleculei și ARN-ului, care asigură stabilitatea. La un capăt al moleculei este atașat un șir care conține 150-200 nucleotide adenină. La celălalt capăt al reziduului guanină metilat în acid fosforic 3 este cuplat la prima nucleotidă a ARN-ului.

MARN-ul rezultat din nucleul cuplat cu subunitatea mică a ribozomului și pătrunde în citoplasmă. Activarea aminoacizilor are loc prin intermediul ATP prin sale Eniya atașat ??. Complexul rezultat se leaga de t-ARN cu participarea enzimelor. Formată aminoacil-ARNt. Fiecare acceptor ARNt are o porțiune la care un aminoacid. Într-o astfel de formă, aminoacidul intră în ribozomului.

Traducerea - traducerea secvenței nucleotidice și a ARNm într-o secvență de polipeptidă a proteinei. Turnarea se face pe ribozomului. aminoacizi de legare are loc în subunitatea mare. Ribozom are două situsuri de legare pentru ARNt: Un complot - aminoacil și P-secțiune - peptidil Aceasta determină faptul că în cadrul ribozomului la orice moment dat este în întregime ?? când Tu doar doi codoni ARN - unul din site-ul iar celălalt - în P-site. Ribozom deplasează ARNm relativ numai într-o singură direcție, se deplasează un codon.

Transmisiunea include trei etape: inițiere, alungire și de terminare.

1) începe cu activarea P - grup de inițiere Lot - inițiator AUG codon de inițiere care implică proteina factor.

2) molecula ARNt, primul aminoacid al moleculei de proteină purtătoare atașată la un codon complementar Un situs. Ribozomului este deplasat înainte de către un singur codon, iar primul ARNt apare în P UCH și nou codon O porțiune se alătură următor ARNt care transportă un al doilea aminoacid. are loc mai departe între aminoacizi și dipeptida format legăturii peptidice. Simultan rupe legătura dintre prima aminoacizi și ARNt, care este îndepărtat, iar dipeptidei devine asociat numai cu a doua m-ARN. mutare a ribozomului pentru un alt codon. Complexul ARNt - mută dipeptide la P - porțiune. și codonul O a treia porțiune se alătură ARNt. Acest lucru se întâmplă, atâta timp cât prin serial atașat ?? nu Eniya va fi construit toate lanț de amino acizi polipeptidic.

3) Semnalul pentru sfârșitul sintezei este sosirea în porțiunea A nonsens- codon ca nu există nici un singur codon care să i se alăture.

Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, ling format eynym ?? polipeptidic ca rezultat al radiodifuziunii - structura primară a moleculei de proteină. De obicei, este molecula inactiv. Maturarea moleculei de proteină și forma activă a achiziției are loc în citoplasmă sau canalele EPS brute.

Mai târziu, zeci de ani, datorita progreselor in biologie moleculara, o nouă ramură a științei - inginerie genetică. Ingineria genetică - ϶ᴛᴏ cantitatea de metode pentru a transfera gene de la un organism la altul. Acesta include următoarele etape principale:

Genele 1.Vydel ?? ix de la un organism donor

2.Sshivanie gene cu o molecula - purtător

3.Vvedenie obținut ADN în organismul receptor și furnizarea activității funcționale a genelor străine în genomul celulei receptoare.

Există 3 domenii de aplicare a ingineriei genetice in medicina ?? e.

producția 1.Mikrobiologicheskoe de vaccinuri și seruri. Pentru prepararea lor, celula bacteriana se face genele care codifică proteinele înveliș ale virusurilor patogene. Proteinele virale sintetizate astfel poate fi utilizat pentru vaccinarea împotriva bolii virale corespunzătoare. Astfel, un vaccin împotriva infecției cu virusul hepatitei B.

2.Diagnostika anomalii genetice umane în stadiile incipiente ale dezvoltării fetale. Prin luarea lichidul amniotic amniocenteză care conține celulele individuale ale embrionului. embrion ADN-ul se imparte in mai multe fragmente, fracționat lor, și apoi comparat cu o probă a defectului genei care trebuie detectată. Această metodă a găsit tulburări sanguine, cum ar fi hemofilie, talasemie.

chirurgie 3.Gennaya, ᴛ.ᴇ. înlocuirea genei afectate pe deplin. Această sarcină este foarte dificilă. În același timp, a reușit să se mute proteina de șoarece globinei gena in celule de maimuță, astfel încât celulele din maimuta a devenit o proteină din sânge sintetizată de șoarece. Nu numai că, cu ajutorul chirurgiei genetice este posibil pentru a corecta nu numai defectele ereditare, dar defecte datorate lipsei de definit ?? ennogo proteine.