Основы молекулярной биологии

Июль 29, 2022

Главная
Биология
Основы молекулярной биологии

Содержание

2. Mолекулярная биология - наука о механизмах : хранения, воспроизведения, передачи, реализации генетической информации, о структуре и
3. Датой рождения молекулярной биологии принято считать апрель 1953 года, когда в английском журнале «Nature» появилась статья
4. ЦЕНТРАЛЬНАЯ ДОГМА МОЛЕКУЛЯРНОЙ БИОЛОГИИ обобщающее наблюдаемое в природе правило реализации генетической информации 1958: ДНК → РНК
5. ЦЕНТРАЛЬНАЯ догма молекулярной биологии
6. Генетические манипуляции на уровне ДНК: Репликация; Репарация; Рекомбинация; Геномные перестройки
7. Структурно-функциональная организация передачи генетической информации: МАТРИЧНЫЙ СИНТЕЗ В основе лежит принцип комплементарности Репликация: Порядок нуклеотидов в
8. В ДНК закодирована информация о механизме ее удвоения. «Материнская» цепочка ДНК является матрицей для синтеза «дочерней»:
9. Биологический смысл репликации ДНК: копирование генетической информации для переноса ее следующему поколению Репликация происходит с помощью
10. Артур Корнберг Нобелевская премия по физиологии и медицине за открытие механизмов биосинтеза ДНК 1959 год Репликация
11. Молекулы ДНК приобретают способность к автономной репликации в том случае, если в них имеется ориджин (ori)
12. Инициация синтеза ДНК - репликации происходит в нескольких сайтах хромосомы, которые называют сайтами инициации репликации, или
13. ориджин (ori – сайт) включает в себя участки ДНК со специфическими консервативными фрагментами
14. Принципы репликации: Комплементарность; 2. Антипараллельность; 3. Потребность в затравке (праймере); 4. Полуконсервативность. Первые два принципа можно
15. Комплементарность A = T (U) G ≡ C
16. Анти- параллельность Две комплементарные цепи в молекуле ДНК расположены в противоположных направлениях - антипараллельно: одна нить
17. Потребность в затравке (праймере) Праймер - короткий фрагмент нуклеиновой кислоты (олигонуклеотид), комплементарный ДНК, служит затравкой для
18. Полуконсервативность Вновь образованная двойная спираль имеет одну исходную (родительскую) и одну вновь синтезированную (дочернюю) цепь. Такой
19. Ферменты репликации (более 40, образуют комплекс - реплисому) 1. ДНК-полимераза – главный фермент – ведет синтез
21. Механизм репликации на примере прокариот: Раскручивание. ДНК-геликаза и топоизомераза разделяют и специальные белки стабилизируют цепи ДНК.
22. В каждой репликативной вилке при участии фермента ДНК-полимеразы III синтезируется ДНК двух новых дочерних молекул. Процесс
23. Непрерывный синтез: ДНК-цепь 3` → 5`. Праймаза синтезирует затравку (праймер РНК). Начиная с праймера, ДНК-полимераза присоединяет
24. Образование второй цепи осуществляется небольшими участками по 100-200 нуклеотидов (фрагменты Оказаки). Этот процесс идет медленнее, поэтому
27. Расположение основных белков в репликационной вилке И.Ф. Жимулев, с.115
28. Различие репликации у прокариот и эукариот Скорость синтеза ДНК у бактерий в области репликационной вилки (500
30. Скачать презентацию

Слайд 2

Mолекулярная биология -
наука о механизмах :
хранения,
воспроизведения,
передачи,
реализации
генетической информации,

о структуре и функциях нерегулярных биополимеров - нуклеиновых кислот и белков.

Слайд 3

Датой рождения молекулярной биологии принято считать апрель 1953 года, когда в

английском журнале «Nature» появилась статья Джеймса Уотсона и Фрэнсиса Крика с предложением пространственной модели молекулы ДНК.

Слайд 4

ЦЕНТРАЛЬНАЯ ДОГМА МОЛЕКУЛЯРНОЙ БИОЛОГИИ обобщающее наблюдаемое в природе правило реализации генетической информации

1958:
ДНК → РНК → БЕЛОК
1960; 1975:

Слайд 5

ЦЕНТРАЛЬНАЯ догма молекулярной биологии

Слайд 6

Генетические манипуляции на уровне ДНК: Репликация; Репарация; Рекомбинация; Геномные перестройки

Слайд 7

Структурно-функциональная организация передачи генетической информации: МАТРИЧНЫЙ СИНТЕЗ
В основе лежит принцип комплементарности
Репликация: Порядок

нуклеотидов в "материнской" цепочке ДНК определяет порядок нуклеотидов в «дочерней», т.е. «материнская» цепочка ДНК является матрицей для синтеза "дочерней").
Стадия реализации генетической информации :
Транскрипция: yуклеотидная последовательность ДНК считывается в виде нуклеотидной последовательности РНК.
Трансляция: нуклеотидной последовательности РНК переводится в аминокислотную последовательность белка

Слайд 8

В ДНК закодирована информация о механизме ее удвоения.
«Материнская» цепочка ДНК является

матрицей для
синтеза «дочерней»: во время деления клеток генетическая информация должна перейти в «дочерние» клетки.
Вся ДНК клетки копируется, при этом каждая ее цепь служит матрицей для синтеза комплементарной последовательности.
Репликация происходит в ядре.

РЕПЛИКАЦИЯ.
ДНК способна к репликации (самоудвоению)

Слайд 9

Биологический смысл репликации ДНК:
копирование генетической информации для переноса ее следующему

поколению
Репликация происходит с помощью полуконсервативного синтеза:
1. Двойная спираль раскручивается;
2. Каждая родительская цепь служит в качестве матрицы для синтеза новой дочерней цепи;
3. В ходе синтеза дочерних цепей возникают новые комплементарные пары;
4. В результате репликации образуются две новые одинаковые дочерние цепи.

Слайд 10

Артур Корнберг
Нобелевская премия по физиологии и медицине за открытие механизмов

биосинтеза ДНК
1959 год

Репликация (от лат. replicatio – повторение) –
это самовоспроизведение нуклеиновых кислот, обеспечивающее точное копирование генетической информации и передачу ее от поколения к поколению.

Слайд 11

Молекулы ДНК приобретают способность к автономной репликации в том случае, если

в них имеется ориджин (ori) - сайт начала репликации и, как правило, набор генов, необходимых для ее осуществления. Такие молекулы получили название репликонов.
Репликон - единица генома, способная к автономной репликации ДНК; содержит точку инициации репликации

Слайд 12

Инициация синтеза ДНК - репликации
происходит в нескольких сайтах хромосомы, которые называют

сайтами инициации репликации, или ориджинами (от англ. origin - происхождение) репликации (сайт ori)
Ориджины репликации имеют определённую нуклеотидную последовательность.
Последовательность ДНК, ограниченную двумя ориджинами репликации, называют репликоном.

Слайд 13

ориджин (ori – сайт)
включает в себя участки ДНК со специфическими

консервативными фрагментами

Слайд 14

Принципы репликации:
Комплементарность;
2. Антипараллельность;
3. Потребность в затравке (праймере);
4.

Полуконсервативность.
Первые два принципа можно сформулировать в одной фразе:
Синтез каждой дочерней цепи ДНК идет комплементарно и антипараллельно
матричной цепи и всегда в направлении
5' 3'

Слайд 15

Комплементарность
A = T (U)
G ≡ C

Слайд 16

Анти- параллельность
Две комплементарные цепи в молекуле ДНК расположены в противоположных направлениях

- антипараллельно:
одна нить имеет направление от 5' к 3', другая - от 3' к 5'

Слайд 17

Потребность в затравке (праймере)
Праймер - короткий фрагмент нуклеиновой кислоты (олигонуклеотид), комплементарный

ДНК,
служит затравкой для синтеза комплементарной цепи с помощью ДНК-полимеразы

Слайд 18

Полуконсервативность
Вновь образованная двойная спираль имеет одну исходную (родительскую) и одну вновь

синтезированную (дочернюю) цепь.
Такой механизм удвоения ДНК получил название "полуконсервативная репликация«:

Слайд 19

Ферменты репликации (более 40, образуют комплекс - реплисому)
1. ДНК-полимераза – главный

фермент – ведет синтез дочерней цепи по принципу комплементарности, антипараллельности и в одном направлении (5’®3’).
2. Хеликаза - раскручивает двойную спираль
3. Топоизомераза - снимает напряжение в области репликативной вилки и предотвращает обратное скручивание
4. ДНК-лигаза - сшивает отдельные фрагменты Оказаки
5. Праймаза – катализирует синтез праймеров (разновидность РНК-полимеразы)

Слайд 20

Слайд 21

Механизм репликации на примере прокариот:
Раскручивание. ДНК-геликаза и топоизомераза разделяют и специальные

белки стабилизируют цепи ДНК.

Слайд 22

В каждой репликативной вилке при участии фермента ДНК-полимеразы III синтезируется ДНК

двух новых дочерних молекул. Процесс этот достаточно сложен: синтез идет только в направлении 5’→ 3’ для растущей цепи .
В процессе синтеза ДНК репликационная вилка движется вдоль материнской спирали, захватывая все новые зоны.

Слайд 23

Непрерывный синтез: ДНК-цепь 3` → 5`.
Праймаза синтезирует затравку (праймер РНК).

Начиная с праймера, ДНК-полимераза присоединяет нуклеотиды к свободному 3`-концу "лидирующей" цепи. Направление синтеза 5`→ 3`.
Синтез "лидирующей" цепи идет без остановок до конца репликона.

Слайд 24

Образование второй цепи осуществляется небольшими участками по 100-200 нуклеотидов (фрагменты Оказаки).

Этот процесс идет медленнее, поэтому цепь называется "отстающей".
Отдельные фрагменты второй цепи образуются также
в направлении 5` → 3`, в целом же эта цепь нарастает в направлении 3` → 5`:
- Праймаза синтезирует затравку (праймер РНК).
- Начиная от праймера ДНК-полимераза III синтезирует
последовательность ДНК.
- ДНК-полимераза I разрушает РНК-праймер и заменяет его нуклеотидами ДНК.
- ДНК-лигаза образует фосфодиэфирную связь между
двумя фрагментами Оказаки.

Прерывистый синтез: ДНК-цепь 5` → 3’

Слайд 25

Слайд 26

Слайд 27

Расположение основных белков в репликационной вилке
И.Ф. Жимулев, с.115

Слайд 28

Различие репликации у прокариот и эукариот
Скорость синтеза ДНК у бактерий в

области репликационной вилки (500 нуклеотидов/сек) на порядок выше, чем у млекопитающих (около 50 нуклеотидов/сек) и растений (около 20 нуклеотидов/сек).
Меньшая скорость репликативного синтеза у эукариот объясняется большей степенью конденсации (упаковки) ДНК в хромосомах, а также более сложной и тщательной «проверкой» правильности синтезируемой дочерней цепи специальными репарирующими системами.

Основы молекулярной биологии

Содержание

Mолекулярная биология -наука о механизмах :хранения, воспроизведения, передачи, реализации генетической информации,

Датой рождения молекулярной биологии принято считать апрель 1953 года, когда в

ЦЕНТРАЛЬНАЯ ДОГМА МОЛЕКУЛЯРНОЙ БИОЛОГИИ обобщающее наблюдаемое в природе правило реализации генетической информации

ЦЕНТРАЛЬНАЯ догма молекулярной биологии

Генетические манипуляции на уровне ДНК: Репликация; Репарация; Рекомбинация; Геномные перестройки

Структурно-функциональная организация передачи генетической информации: МАТРИЧНЫЙ СИНТЕЗВ основе лежит принцип комплементарностиРепликация: Порядок

В ДНК закодирована информация о механизме ее удвоения.«Материнская» цепочка ДНК является

Биологический смысл репликации ДНК: копирование генетической информации для переноса ее следующему

Артур КорнбергНобелевская премия по физиологии и медицине за открытие механизмов

Молекулы ДНК приобретают способность к автономной репликации в том случае, если

Инициация синтеза ДНК - репликации происходит в нескольких сайтах хромосомы, которые называют

ориджин (ori – сайт) включает в себя участки ДНК со специфическими

Принципы репликации: Комплементарность; 2. Антипараллельность; 3. Потребность в затравке (праймере); 4.

КомплементарностьA = T (U)G ≡ C

Анти- параллельность Две комплементарные цепи в молекуле ДНК расположены в противоположных направлениях

Потребность в затравке (праймере)Праймер - короткий фрагмент нуклеиновой кислоты (олигонуклеотид), комплементарный

Полуконсервативность Вновь образованная двойная спираль имеет одну исходную (родительскую) и одну вновь

Ферменты репликации (более 40, образуют комплекс - реплисому) 1. ДНК-полимераза – главный

Механизм репликации на примере прокариот:Раскручивание. ДНК-геликаза и топоизомераза разделяют и специальные