МОЛЕКУЛЯРНЫЕ ОСНОВЫ НАСЛЕДСТВЕННОСТИ 1 Основная формула функции

МОЛЕКУЛЯРНЫЕ ОСНОВЫ НАСЛЕДСТВЕННОСТИ 1

Основная формула функции гена ДНК (ген) РНК белок признак

Генетический код – это принцип записи генетической информации о последовательности аминокислот в полипептидной цепи белка через последовательности нуклеотидов в ДНК или м. РНК.

Генетический код • Генетический код триплетен. Состоит из 64 триплетных кодонов: 43 =64 • Все кодоны используются в белковом синтезе: 61 кодон кодирует 20 аминокислот; 3 кодона являются терминирующими (стоп-, или нонсенс-кодоны: УАА, УАГ, УГА) • Генетический код – неперекрывающийся • Генетический код – без запятых (без незначащих оснований) • Генетический код вырожден: для одной аминокислоты существует несколько кодонов-синонимов • Генетический код специфичен • Генетический код универсален (но не всегда) • Между последовательностью нуклеотидов и кодируемой последовательностью аминокислот существует линейное соответствие (коллинеарность)

Центральная догма молекулярной биологии

Особенности РНК-полимераз Отличия от ДНК-полимераз: • Субстратами являются рибонуклеотиды АТФ, ЦТФ, ГТФ, УТФ; • РНК-полимераза сама расплетает ДНК; • РНК-полимеразам не требуется затравка для начала синтеза РНК; • У РНК-полимеразы нет корректирующей активности (делает 1 ошибку на 104 оснований); Схема строения РНК-полимеразы во время транскрипции • Во время синтеза только часть молекулы РНК спарена с матрицей.

Стадии транскрипции Связывание РНК-полимеразы с промотором ДНК Расплетание ДНК на участке 10 -20 нуклеотидов Формирование первых фосфодиэфирных связей Удлинение цепи РНК Остановка синтеза РНК Распад тройного комплекса ДНК-РНК полимераза-РНК

ПРОМОТОР n Регуляторная последовательность в 5’ области гена, определяющая место прикрепления РНК-полимеразы к ДНК. n В промоторе находятся две последовательности, играющие важную роль в инициации транскрипции ТАТА-бокс и домен

Транскрипция стартовая точка +1 промотор направление продвижения РНК полимеразы терминатор

Транскрипционная единица (транскриптом) • Транскрипционная единица (транскриптон) – последовательность ДНК, транскрибируемая в одну молекулу РНК. Она начинается промотором и заканчивается терминатором. • Промотором называется сайт ДНК, с которым связывается РНК-полимераза; • Стартовой точкой называют первое основание, с которого начинается транскрипция (обозначают как +1). • Терминатором называется последовательность ДНК, в котором РНК-полимераза прекращает синтез РНК. • В состав транскрипционной единицы может входить более одного гена.

Эукариотические клетки содержат РНК-полимеразы: • РНК-полимераза I (синтезирует: 5, 8 S р. РНК; 18 S p. РНК; 28 S p. РНК) • РНК-полимераза II (синтезирует: м. РНК (и. РНК); мя. РНК; мк. РНК; ми. РНК) • РНК-полимераза III (синтезирует: 5 Sp. РНК; т. РНК; часть мя. РНК; другие малые РНК)

• Транскрипт молекула РНК, образующаяся в результате транскрипции участка ДНК. • Транскрипто м совокупность всех транскриптов, синтезируемых одной клеткой, включая м. РНК и некодирующие РНК.

Транскриптом Разделение условно Белоккодирующие РНК Белок некодирующие РНК

Процессинг РНК n n n Формирование зрелых молекул м. РНК из первичных транскриптов (пре-РНК) получило название – процессинг РНК. Процессинг РНК складывается из трёх отдельных процессов: 1. Кэпирование 5‘-конца 2. Полиаденилирование 3‘-конца 3. Сплайсинг

КОДИРУЮЩАЯ ЧАСТЬ экзон-интронная структура генов Начало транскрипции Транскрипция Первичный транскрипт Сплайсинг

Экзон n Последовательность ДНК, которая представлена в какомлибо из вариантов зрелой м. РНК.

Сплайсинг - реакция

Сплайсосома РНК Сплайсосома

Кэпирование м. РНК у эукариот n n Сразу после транскрипции РНК-полимеразой II более 20 первых нуклеотидов происходит кэпирование транскрипта путём присоединения метилированного гуанилового нуклеотида к 5‘концу РНК. Нуклеотид связывается 5‘-5‘ фосфодиэфирной связью с исходным 5‘концом м. РНК (обратная ориентация)

Полиаденилирование К 3’-концу первичного транскрипта присоединяются 100 -200 остатков адениловой кислоты, образуется «поли(А)хвост» Полагают, что полиаденилирование: • Обеспечивает стабильность м. РНК • Способствует выходу м. РНК из ядра в цитоплазму