Матричные биосинтезы Репликация ДНК – удвоение молекул ДНК Репарация ДНК – восстановление поврежденной структуры ДНК Транскрипция – синтез РНК на матрице ДНК Трансляция – синтез белка на матрице м. РНК Матричные биосинтезы обеспечивают: • передачу генетической информации от поколения к поколению (репликация ДНК и репарация ДНК) • реализацию генетически детерминированной программы функционирования вирусов, бактерий и клеток организма (транскрипция и трансляция)
Строение нуклеотидов N О СН 2 N-гликозидная связь Азотистое основание (гетероциклическое) Остаток (остатки) фосфорной кислоты ОН ОН β-D-рибоза или β-D-2 -дезоксирибоза Однобуквенный код: Т, А, C, G или Т, А, Ц, Г
Структура ДНК Первичная структура ДНК – порядок чередования д. НМФ в полинуклеотидной цепи 3’-конец Нуклеотиды связаны между собой 3’, 5’-фосфодиэфирной связью Кислотные остатки При записи последовательности в однобуквенном коде нуклеотиды перечисляются начиная от 5’-конца к 3’-концу 5’-конец СGA или ЦГА
Структура ДНК Вторичная структура ДНК – пространственная структура ДНК. Молекула ДНК – правозакрученная спираль, образована двумя антипараллельными полинуклеотидными цепями, закрученными Водородные связи и относительно друга и вокруг общей оси гидрофобные взаимодействия А=Т и G=C Соотношение А+Т/G+C видоспецифическая характеристика организма
Молекулярная гибридизация ДНК Гибридизация ДНК-ДНК t 80 -90 o. C ДНК 1 ДНК 2 Денатурированные молекулы ДНК t • ДНК всех клеток организма идентична. • ДНК специфична для каждого вида. • ДНК организма содержит информацию о структуре всех видов РНК организма. ↓ Гибрид ДНК-ДНК Гибридизация ДНК-РНК t t 80 -90 o. C ДНК РНК Денатурированные молекулы ДНК и РНК ↓ Гибрид ДНК-РНК
Структура ДНК Третичная структура ДНК – пространственная структура ДНК, формируется в результате взаимодействия с белками, обеспечивает суперспирализацию и компактизацию молекулы. 1. Гистоны Н 2 А, Н 2 В, Н 3 и Н 4 образуют нуклеосомный кор, гистон Н 1 связывается с линкерными участками ДНК и защищает их от действия нуклеаз 2. Негистоновые белки ДНК Линкерный участок ДНК Нуклеосомный кор (Н 2 А, Н 2 В, Н 3, Н 4)2 Гистон Н 1
Структура РНК • Первичная структура РНК – порядок чередования НМФ в полинуклеотидной цепи • Вторичная структура РНК – молекула РНК образована одной полинуклеотидной цепью, отдельные участки которой образуют спирализованные шпильки • Третичная структура РНК – упорядоченная структура, возникающая при взаимодействии отдельных спирализованных участков вторичной структуры и/или отдельных функциональных групп полинуклеотидной цепи. Стабилизирована ионами Mg 2+
Виды РНК Матричные РНК (м. РНК)
Виды РНК Транспортные РНК (т. РНК) Минорные основания в т. РНК Рибосомальные РНК (р. РНК)
Репликация ДНК I – формирование репликативной вилки 1 - ДНК-топоизомераза разрывает 3', 5'-фосфодиэфирную связь с последующим восстановлением разрыва 2 - ДНК-хеликаза обеспечивает расплетание двойной спирали ДНК. SSB – белки дестабилизируют спираль в области вилки, связывая однонитевые участки ДНК
Репликация ДНК II – синтез новых цепей ДНК m(д. АТФ + ТТФ) + n(д. ГТФ + д. ЦТФ) ДНК + (m + n) пирофосфат матрица - ДНК, кофакторы - Zn 2+ и Mg 2+ Ферменты репликации ДНК- полимеразы • ДНК- полимераза α (синтезирует РНК-затравку из ~ 10 нуклеотидов) • ДНК- полимераза δ (синтезирует ДНК, присоединяя д. НМФ к РНК-затравке на лидирующей цепи) • ДНК- полимераза ε (синтезирует ДНК, присоединяя д. НМФ к РНК-затравке на отстающей цепи до следующей РНК-затравки) • ДНК- полимераза β (вырезает РНК-затравку и застраивает брешь д. НМФ) ДНК-лигаза – соединяет фрагменты ДНК отстающей нити с образованием 3', 5'фосфодиэфирной связи Источник энергии – энергия субстратов (д. НТФ) Направление синтеза новых цепей – от 5'- к 3'-концу Продукт реакции – 2 молекулы двуспиральной ДНК, содержащие 1 исходную и 1 вновь синтезированную нить. III – удаление праймеров, завершение формирования отстающей нити ДНК
Репликация ДНК
Ориджины репликации Ориджин репликации – точка инициации репликации Образование репликативных вилок, перемещающихся в противоположных направлениях от ориджина.
Метилирование остатков аденина в последовательности -GATC-.
Репарация ДНК Повреждения ДНК 1. Спонтанные повреждения Ошибки репликации Депуринизация, депириминизация Дезаминирование оснований (Ц ► У; А ► гипоксантин; Г ► ксантин) 2. Индуцированные повреждения 1. Узнавание места повреждения и расщепление 3', 5' – фосфодиэфирной связи специфической эндонуклеазой 2. Расщепление поврежденного участка экзонуклеазой 3. Достройка поврежденной цепи ДНК-полимеразой β 4. Воссоединение разрыва ДНК-лигазой с образованием 3', 5'-фосфодиэфирной связи
Скачать презентацию Матричные биосинтезы Репликация ДНК удвоение молекул ДНК
Матричные биосинтезы лекция 1а.ppt