Общие принципы репликации инициация Ориджин origin место

Общие принципы репликации (инициация) Ориджин (origin) – место начала репликации Хеликаза Топоизомераза RPA (Replication protein A) – аналог SSB-белков прокариот Праймеры – затравочные олигорибонуклеотиды

Общие принципы репликации (элонгация) Лидирующая цепь Отстающая цепь Фрагмент Оказаки 3’ 5’

Общие принципы репликации (элонгация и терминация) n Удаление РНК-праймеров n Достройка на их месте ДНК n Сшивание фрагментов n Спирализация и упаковка синтезированных молекул

Репликация у эукариот

Репликация у эукариот Фермент ДНК-полимераза α Функция Инициация, синтез праймеров -- // -- β Репарация ДНК, достройка ДНК на месте удаленных праймеров -- // -- γ Репликация ДНК в митохондриях -- // -- δ Синтез ведущей цепи -- // -- ε Наращивание отстающей цепи РНКаза Н 1 Удаление праймеров ДНК-лигаза Сшивание синтезированных фрагментов

Теломеры 3’ 5’

Теломераза 5’ 3’ 3’ РНКматрица 5’ 3’ теломераза 5’ 3’

Постсинтетическая модификация молекул ДНК - метилирование Ø Регуляция экспрессии генов (у эукариот) Ø Защита от действия рестриктаз (у прокариот)

Репарация Повреждения ДНК: n Спонтанные (ошибки репликации, депуринизация, дезаминирование) n Индуцируемые Основные механизмы исправления повреждений: n Прямая репарация n Эксцизионная репарация (нуклеотидов и азотистых оснований)

Эксцизионная репарация Обнаружение дефекта Эндонуклеаза Экзонуклеаза ДНК-полимераза ДНК-лигаза

C нарушением процессов репарации и накоплением повреждений в ДНК связаны Ø Старение Ø Канцерогенез Ø Апоптоз ® Накопление повреждений в ДНК ® Активируются специфические протеазы (каспазы) ® Активация эндонуклеаз, фрагментация ДНК ® Распад клетки на везикулы (апоптозные тельца) ® Поглощение телец фагоцитами

Некроз Апоптоз

Пигментная ксеродерма

Центральная догма молекулярной биологии ДНК РНК БЕЛОК

Транскрипция Отличия от синтеза ДНК: ü Процесс консервативный ü «Считывается» не вся ДНК: единицей транскрипции у прокариот является оперон; у эукариот – транскриптон ü В пределах единицы транскрипции информация считывается только с одной цепи ДНК

Транскрипция Фермент – РНК-полимераза. Требует наличия: • матрицы • субстратов для синтеза цепи РНК (АТФ, ГТФ, ЦТФ, УТФ) • ионов Mg 2+ и Mn 2+ (!) Не требует праймера Синтез идет в направлении 5’ 3’, комплементарно и антипараллельно матричной цепи ДНК

Промотор

Этапы транскрипции: инициация, элонгация, терминация

Созревание и. РНК n Кэпирование 5’-конца кэп (7 -метилгуанозинтрифосфат) n Полиаденилирование 3’-конца 5’ кэп 3’ ААААА…

Созревание и. РНК (продолжение) n Сплайсинг Строение некоторых генов

В сплайсинге участвуют мя. РНК в комплексе с белками (мя. РНП)

Созревание т. РНК пре-т. РНК

Трансляция n Способ кодирования Последовательность нуклеотидов и. РНК определяет последовательность включения аминокислот в синтезируемый белок (одной АК соответствует 3 нуклеотида – триплет, кодон) Генетический код – «словарь» , позволяющий расшифровать триплеты

Свойства генетического кода Ø Триплетность Ø Вырожденность Ø Специфичность Ø Линейность (неперекрываемость, отсутствие знаков препинания) Ø Однонаправленность Ø Универсальность

Роль т. РНК в трансляции I. II. Транспорт аминокислот на рибосомы Адапторная функция

Рекогниция и активация аминокислот ФФн H 2 N – CH – COOH + АТФ | R О H 2 N – CH – C ~ О – АМФ | R Аминоациладенилат т. РНК Аминоацил-т. РНКсинтетаза (АРС-аза) АМФ О H 2 N – CH – C ~ О – т. РНК | R Аминоацил-т. РНК

Взаимодействие активного центра АРС-азы с т. РНК

Собственно трансляция Участники: n n n Рибосомы и. РНК Активированные аминокислоты (аа-т. РНК) ГТФ Белковые факторы инициации (IF), элонгации (EF) и терминации (Releasing. F)* * - у эукариот – e. IF, e. EF, e. RF Строение рибосом прокариот (слева) и эукариот (справа)

Инициация трансляции Мет-т. РНКi ГТФ П Мет 5’-кэп АУГ А

Элонгация трансляции Пептидилтрансфераза П Мет 5’-кэп АУГ А АК аа-т. РНК ГТФ

Элонгация трансляции П А Мет АК 5’-кэп АУГ Транслоказа (EF-2), ГТФ

Элонгация трансляции П Мет АК 5’-кэп АУГ А АК

Терминация трансляции П А e. RF УАГ

Терминация трансляции e. RF УАГ

Постсинтетическая модификация белков n Частичный протеолиз (удаление N-концевого МЕТ и сигнального пептида, образование активных форм ферментов и гормонов)

Постсинтетическая модификация белков (продолжение) n n n n n Объединение протомеров и формирование четвертичной структуры белков Образование внутри- и межцепочечных S—S –связей Ковалентное присоединение кофакторов (пиридоксальфосфат, биотин) Гликозилирование (гормоны, рецепторы) Модификация остатков аминокислот: гидроксилирование ПРО и ЛИЗ (коллаген) йодирование ТИР (тиреоглобулин) карбоксилирование ГЛУ (факторы свертывания крови) Фосфорилирование Ацетилирование (гистоны) Пренилирование (G-белки) Др.

Регуляция биосинтеза белка