Мои Конспекты
Главная | Обратная связь


Автомобили
Астрономия
Биология
География
Дом и сад
Другие языки
Другое
Информатика
История
Культура
Литература
Логика
Математика
Медицина
Металлургия
Механика
Образование
Охрана труда
Педагогика
Политика
Право
Психология
Религия
Риторика
Социология
Спорт
Строительство
Технология
Туризм
Физика
Философия
Финансы
Химия
Черчение
Экология
Экономика
Электроника

ЭТАПЫ СЧИТЫВАНИЯ ГЕНЕТИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ



В ходе транскрипции на ДНК-матрице синтезируется длинная молекула РНК (первичный транскрипт), содержащая последовательности экзонов и интронов. По завершении синтеза РНК- транскрипта последовательности интронов удаляются, что делает молекулу РНК значительно короче. Эта мРНК выходит из ядра в цитоплазму и соединяется с рибосомами. Молекула мРНК продвигается сквозь рибосому, и ее нуклеоидная последовательность транслируется в соответствующую последовательность аминокислот создаваемой белковой цепи.

РИБОНУКЛЕИНОВАЯ (Р Н К)

РНК –полинуклеотид, сходный по химическому составу с ДНК, но содержащий в нуклеотидах рибозу вместо дезоксирибозы и азотистое основание урацил ( U ) вместо тимина (Т).

Различают: 1.мРНК – матричная;

2.тРНК – транспортная;

3.рРНК- рибосомная.

Матричная (информационная) РНК (мРНК – матричная), состоит из сотен и тысяч нуклеотидов. мРНК переносит генетическую информацию из ядра в цитоплазму и непосредственно участвует в сборке молекулы полипептида на рибосрмах.

Транскрипция и процессинг

В ходе транкрипции РНК- полимераза II присоединяется к промотору – специфическому сайту молекулы ДНК, с которого начинается синтез полимера. РНК- полимераза II раскручивает участок двойной спирали ДНК, обнажая матрицу для комплементарного спаривания оснований. Когда РНК- полимераза встречает сигнал термиеации транскрипции,синтез полимера прекращается. Фактически на этом этапе с ДНК снята РНК – копия, но она еще не готова к участию в синтезе белка. Пока это только первичный транскрипт. В дальнейшем, он процессируется, в результате образуется мРНК, выходящая из ядра в цитоплазму.

Синтез полимеров рРНК и тРНК катализируют соответственно РНК- полимераза I и III.

Трансляция. Сборку полипептидной цепи инициирует стартовый кодон AUG, а терминирующие кодоны UAA, UAG и UGA ее прекращают.

Транспортная РНК (тРНК) содержит около 80 нуклеотидов и доставляет аминокислоты к рибосоме, где они присоединяются к растущей полипептидной цепи. Существует минимально одна тРНК для каждой из 20 аминокислот. Один конец тРНК (акцептор) присоединяется к аминокислоте, а другой конец содержит антикодон из трех нуклетидов, который узнает соответствующий кодон мРНК и спаривается с ним. Так тРНК переводит последовательность нуклеотидов в последовательность аминокислот.

Рибосомная РНК(рРНК) взаимодействует с иРНК и тРНК в ходе сборки полипептида, в комплексе с белками (в т. ч. ферментами) образуют рибосому.

Хроматин

Хроматин– комплекс ядерной ДНК с белками (гистоны, негистоновые белки).

Гетерохроматин(транкрипционно неактивный, конденсированный хроматин) интерфазного ядра. В СМ (видны в световой микроскоп)– базофильные глыбки, в ЭМ (видно в электронный микроскоп) – скопления плотных гранул. Располагается преимущественно по периферии ядра и вокруг ядрышек. Типичный пример гетерохроматина - тельце Барра.

Тельце Барра

 

Во всех соматических клетках генетически женского организма одна из Х –хромосом инактивирована и известна как половой хроматин (тельце Барра). Инактивация Х-хромосомы известна как лайонизация.

Лайонизация –механизм компенсации дозы генов Х-хромосомы у женщин объясняет гипотиза Мэри Лайон.

Согласно гипотезе, инактивация Х-хромосомы происходит в раннем эмриогенезе, осуществляеися случайным образом (инактивированной может быть либо отцовская, либо материнская Х-хромосома), затрагивает целиком всю Х-хромосому и характеризуется устойчивостью, передаваясь клеточным потомкам. Клетки женского организма по экспрессии генов Х-хромосомы мозаичны.

Эухроматин –транскрипционно активная и менее конденсированная часть хроматина, локализуется в более светлых участках ядра между гетерохроматином.

 

ХРОМОСОМА

 

Хромосомы видны при митозе или мейозе, когда хроматин конденсирован полностью.

ДНК

Рис. 8. Организация хроматина в хромосоме. Хроматин состоит из структурных единиц — нуклеосом, разделённых интервалами в 200 пар оснований. Во время митоза в результате плотной упаковки нуклеосом хроматин полностью конденсируется, формируя видимые хромосомы (из Widneil СС, Pfeninger КН, 1990)

 

 

ОРГАНИЗАЦИЯ ХРОМАТИНА В ХРОМОСОМЕ

 

Хроматин состоит из структурных единиц – нуклеосом, разделенных интервалами в 200 пар оснований. Во время митоза в результате плотной упаковки нуклеосом хроматин полностью конденсируется, формируя видимые хромосомы. (рис. 8)

 

Состав хромосом

Каждая хромосома содержит одну молекулу ДНК и ДНК- связывающие белки; хроматин в составе хромосомы образует многочисленные петли. Хромосома состоит из структурных единиц – нуклеосом. (рис. 9, 10)

 

Рис.9. Нуклеосома в неконденсирован­ном хроматине содержит по две копии гистонов Н2А, Н2В, НЗ и Н4. Двойная спираль ДНК лежит на поверхности октамера гистонов и накручена на него. В конденсированном хроматине дополни­тельно присутствует гистон H1, соединя­ющий нуклеосомы [из Trifonov EN, 1981|

Нуклеосомы – сферические структуры диаметром 10 нм.

 

 

I

II

III

IV

V

Рис. 10. Уровни упаковки ДНК в хромосоме I – нуклеиновая нить, II – хроматиновая фибрилла, III – серия петельных доменов, IV – конденсированный хроматин в составе петельного домена, V – метафазная хромосома; 1 – гистон Н1, 2 – ДНК, 3 – прочие гистоны, 4 – микротрубочки ахроматинового веретена, 5 – кинетохор, 6 – центромера, 7 – хроматиды (по Б. Албертсу и соавт., с изменениями и дополнениями).

 

 

ГЕНОМ

 

Геном – полный комплект генов в хромосомах. Кариотип –описывает количество и структуру хромосом. Гаплоидный набор –23 хромосомы – характерен для гамет. Диплоидный набор- стандарт хромосом (23 х 2) – для соматических клеток.

 

ЯДЕРНАЯ ОБОЛОЧКА

 

Состав: 1. Наружная ядерная мембрана. На ее поверхности расположены рибосомы, где синтезируются белки, поступающие в перинуклеарные цистерны.

2. Внутренняя ядерная мембрана отделена от содержимого ядра ядерной пластинкой.

3.Перинуклеарные цистерны. Часть околоядерных цистерн связана с гранулярной эндоплазматической сетью.

4. Ядерная пластинка толщиной 80-300 нм участвует в организации ядерной оболочки и перинуклеарного хроматина, содержит белки промежуточных филаментов –ламины А, В и С.

5. Ядерные поры. Содержимое ядра сообщается с цитозолем через 3-4 тысячи специализированных коммуникаций – ядерных пор, осуществляющих транспорт (в т.ч. молекул РНК) между ядром и цитоплазмой. Ядерная пора имеет диаметр 80 нм, содержит канал поры и комплекс ядерной поры.(рис. 11)

Канал поры диаметром 9 нм беспрепятственно пропускает небольшие водорастворимые молекулы.

Комплекс ядерной поры содержит белок-рецептор, реагирующий на сигналы ядерного импорта (своего рода входной билет в ядро) – специальные последовательности из 4-8 аминокислотных остатков (например, в составе нуклеоплазмина или Т - Аг). Рецептор ядерной поры может увелтчивать диаметр канала поры и обеспечивать перенос в ядро больших макромолекул (например, ДНК- и РНК- полимеразы с М 100-200 кД).

 

Гранулы комплекса

ядерной поры

Рис. 11. Порыв оболочкеядра. Комплекс ядерной

Комплекс ядерной поры поры образован 8 большими белковыми гранулами, расположенными по окружности вблизи края поры и соединяющими обе ядерные мембраны (внутреннюю и наружную). Часто в центре поры присутствует большая центральная гранула. Она состоит из вновь синтезированной СЕ рибосомы, переносимой в цитоплазму [из SlevensA, Loewe J, 1992]

 

 

ЯДРЫШКО

Ядрышко – компактная структура в ядре интерфазных клеток. Основные функции ядрышка – синтез рРНК и образование субъединиц (СЕ) рибосом.

1.Транскрипция рРНК происходит в хромосомах 13, 14, 15, 21 и22. Петли ДНК этих хромосом, содержащие соответствующие гены, формируют ядрышковый организатор, получивший название в связи с тем, что восстановление ядрышка в фазу G клеточного цикла начинается с этой структуры.

Синтез белка