Этапы реализации наследственной информации у прокариот и эукариот.
Репликация (синтез) ДНК Синтез ДНК всегда начинается в строго определенных точках. Фермент топоизомераза раскручивает спираль. Геликаза разрушает водородные связи между цепями ДНК и образует вилку репликаций. SSB-белки препятствуют повторному формированию водородных связей. РНК-праймаза синтезирует короткие фрагменты РНК (праймеры),которые присоединяются к 3'-концу. ДНК-полимераза начинают от праймера и синтезирует дочернюю цепь(5' 3')- Направление синтеза одной цепи ДНК совпадает с направлением движения вилки репликаций, поэтому данная цепь синтезируется непрерывно. Здесь синтез идет быстро. Направление синтеза второй цепи противоположно напралению вилки репликаций. Поэтому синтез данной цепи происходит в виде отдельных участков и идет медленно (фрагменты Оказаки). Созревание ДНК: отщепляется РНК-праймеры, достраиваются недостающие нуклеотиды, фрагменты ДНК соединяются с помощью лигазы. Топоизомераза раскручивает спираль. Этапы реализации наследственной информации (у эукариот) 1.Транскрипция 2.Процессинг 3.Трансялция 4.Посттрансляционные изменения Трансляция – синтез молекулы РНК на основе молекулы ДНК. Ключевой фермент – РНК-полимераза. РНК-полимераза должна распознать промотер и взаимодействовать с ним. Промотер –особый участок ДНК, который располагается перед информативной частью гена. Взаимодействие с промотором необходимо для активации РНК-полимеразы. После активации РНК-полимераза обеспечивает разрыв водородных связей между цепями ДНК. !Синтез РНК всегда происходит по определенной кодогенной цепи ДНК.На этой цепи промотер располагается ближе к 3'-концу. Синтез РНК происходит по принципам комплементарности и антипараллельности. РНК-полимераза достигает стоп-кодона (терминатор или терминирующей кодон).Это является сигналом для прекращения синтеза. Фермент инактивируется, отделяется от ДНК при этом освобождается вновь синтезированная молекула ДНК – первичный трансткрипт – про-РНК. Восстанавливается исходная структура ДНК.
Особенности строения гена эукариот: У эукариотов гены включают в себя различные по функции участки А) Интроны- фрагменты ДНК (гена), которые не кодируют аминокислоты в белке Б)Экзоны – участки ДНК, которые кодируют аминокислоты в белке. Прирывистая природа гена была обнаружена Роберцом и Шарпом ( Ноб. Премия 1903г). Количество интронов и экзонов в разных генах сильно отличается. Процессинг (созревание) Происходит созревание первичного транскрипта и образуется зрелая молекула матричной РНК, которая может участвовать в синтезе белка на рибосомах. Этапы: 1) На 5'- конце РНК формируется особый участок (структура) – КЭП или шапочка. КЭП обеспечивает взаимодействие с малой субъединицей рибосомы. 2) На 3'-конце РНК присоединяется от 100 до 200 молекул нуклеотидов, несущих аденин (полиА). При синтезе белка эти нуклеотиды постепенно отщепляется, разрушение полиА является сигналом для разрушения молекул РНК. 3) К некоторым нуклеотидам РНК присоединяется группа CH3 – метилирование. Это увеличивает устойчивость ДНК к действию ферментов цитоплазмы. 4) Сплайсинг – происходит вырезание интронов и сшивание между собой экзонов. Фермент рестриктаза удаляет, лигаза- сшивает)
Зрелая матричная РНК включает в себя:
Лидер обеспечивает связывание матричной РНК с субъединицей рибосомы. СК – стартовый кодон – одинаковый у всех матричных РНК, кодирует аминокислоту Кодирующий участок – кодирует аминокислоты в белке. Стоп-кодон – сигнал о прекращаемся синтезе белка.
Во время процессинга происходит жесткий отбор в цитоплазму из ядра выходит около 10% молекул от числа первичных транскриптов. Альтернативный сплайсинг У человека имеется 25-30 тысяч генов. Однако у человека выделено около 100 тысяч белков. Альтернативный сплайсинг – это ситуация, при которой в клетках разных тканей один и тот же ген обеспечивает синтез одинаковых молекул проРНК. В разных клетках по разному определяется количество и границы между экзонами и интронами. В результате из одинаковых первичных транскриптов получаются различные мРНК и синтезируются разные белки. Альтернативный сплайсинг доказан примерно для 50% генов человека.
Трансляция – это процесс сборки пептидной цепи на рибосомах согласно информации, заложенной в иРНК. Этапы: 1.Инициация (начало) 2.Элонгация (удлинение молекулы) 3.Терминация (конец) Инициация. Молекула матрРНК с помощью КЭПа контактирует с малой субъединицей рибосомы. С помощью лидера РНК связывается с субъединицей рибосомы. К стартовому кодону присоединяется транспРНК, которая несет транспортную кислоту метионин. Затем присоединяется большая субъединица рибосомы. В целой рибосоме формируется два активных центра: аминоацильный и пептидильный. Аминоакцильный свободен, а пептидильный занят тРНК с метионином.
Элонгация. В аминоакцильный цент входит мРНК, антикодон которой соответствует кодируещему.
После этого рибосома сдвигается относительно мРНК на 1 кодон.При этом аминоакцильный центр освобождается. В пептидильном центре находится мРНК, соединяется с второй аминокислотой. Процесс циклически повторяется.
3.Терминация В аминоацильный центр поступает стоп-кодон, который распознается специальным белком, это является сигналом для прекращения синтеза белка. Субъединицы рибосомы разъединяются, освобождая при этом мРНК и вновь синтезируется полипептид.
4.Пострансляционные изменения. При трансляции образуется первичная структура полипептида.Этого недостаточно для выполнения функций белка, поэтому белок изменяется, что обеспечивает его активность. Образуется: А) вторичная структура (водородные связи) Б)глобула – третичная структура (дисульфидные связи) В) четвертичная структура – гемоглобин Г)Гликозилирование – присоединение к белку остатков сахаров (антитела) Д) расщепление большого полипептида на несколько фрагментов.
Различия в реализации наследственной информации прокариот и эукариот: 1.У прокариот отстутсвуют экзоны и интроны, поэтому отсутствуют этапы процессинга и сплайсинга. 2.У прокариот транскрипция и трансляция происходит одновременно, т.е. идет синтез РНК и уже начинается синтез ДНК. 3.У эукариот синтез различных видов РНК контролируется различными ферментами. У прокариот все типы РНК синтезируются одним ферментом 4.У эукариот каждый ген имеет свой собственный уникальный промотер, у прокариот один промотер может контролировать работу несколькихгенов. 5. Только у прокариот имеется система Оперона
Популярное: Почему человек чувствует себя несчастным?: Для начала определим, что такое несчастье. Несчастьем мы будем считать психологическое состояние... Генезис конфликтологии как науки в древней Греции: Для уяснения предыстории конфликтологии существенное значение имеет обращение к античной... Как вы ведете себя при стрессе?: Вы можете самостоятельно управлять стрессом! Каждый из нас имеет право и возможность уменьшить его воздействие на нас... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (2167)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |