Структурная и химическая организация ДНК и РНК. Ген как единица наследственности. Этапы биосинтеза белка

1 - Сахар
2 - Азотистое основание
3 - Остаток фосфорной кислоты
Строение нуклеотида

1
2
3
purines
pyrimidines
purines
pyrimidines
Строение нуклеотида

I cтруктура ДНК – полинуклеотидная цепь

II cтруктура ДНК – две комплементарные и
антипараллельные цепи

Правило Чаргаффа

В 1953 г. Два молодых ученых из Кембриджского университета Джеймс Уотсон и Фрэнсис Крик представили трехмерную модель молекулы ДНК – двухцепочечная правозакрученная спираль

Основные отличия ДНК от РНК
ДНК
РНК

Виды РНК:
Рибосомальная (рРНК)
Транспортная (тРНК)
Информационная (иРНК, мРНК)

Все виды РНК предназначены для биосинтеза белка

Основные Функции ДНК:
Хранение генетической информации
Передача генетической информации
Реализация генетической информации

Хранение генетической информации –
в виде генетического кода
Триплетные кодоны мРНК и соответствующие им аминокислоты

А. Начало репликации ДНК с формированием репликационного глазка и репликационной вилки
2. Передача генетической информации путем репликации ДНК

Условная схема репликации молекулы ДНК.
Геликаза
ДНК-полимераза
ДНК-лигаза
Репликационная вилка

Схема образования "дочерних" цепей ДНК в репликативной вилке. Лидирующая цепь синтезируется непрерывно; отстающая цепь сшивается из фрагментов Оказаки после удаления РНК-затравок и заделывания брешей.

Центральная догма молекулярной биологии:
ДНК
РНК
Белок
Трансляция
3. Реализация генетической информации
Признак

Генетическая система прокариот – оперон - может кодировать несколько белков

Гены эукариот имеют прерывистую структуру (кодирующий фрагмент – экзон, некодирующий фрагмент – интрон) и кодируют только один белок
Генетическая система эукариот – транскриптон – кодирует только один белок
транскриптон

Генетическая система эукариот – транскриптон – кодирует только один белок
Структурная часть
Промотор
Стоп-кодон
Терминатор
Транскрипция экзонов и интронов
Удаление интронов
Сплайсинг экзонов
Стартовый кодон

Этапы созревания про-мРНК:
Процессинг и Сплайсинг.

Регуляция экспрессии генов прокариот (на примере лактозного оперона).

Регуляция экспрессии генов прокариот по принципу обратной связи (на примере лактозного оперона).
1. Ген не работает
Белок-репрессор блокирует оператор. Транскрипция невозможна

1. Индуктор связывается с белком-репрессором.
2. Оператор освобождается.
3. Промотор соединяется с РНК-полимеразой.
4. Начинается транскрипция
2. Ген работает

Этапы биосинтеза белка.
1. Транскрипция.
В ядре клетки РНК-полимераза синтезирует мРНК по матрице ДНК

1. Транскрипция:
У прокариот
У эукариот

мРНК транспортируется из ядра в цитоплазму, где связывается вначале с малой, затем – с большой рибосомными субъединицами
2. Трансляция:

1 - Инициация.

2 – Элонгация.

3 - Терминация.

Этапы биосинтеза белка

Полирибосома

Особенности реализации генетической информации у прокариот и эукариот.
Бактерии
Эукариоты