Главная Обратная связь

Дисциплины:

Архитектура (936)
Биология (6393)
География (744)
История (25)
Компьютеры (1497)
Кулинария (2184)
Культура (3938)
Литература (5778)
Математика (5918)
Медицина (9278)
Механика (2776)
Образование (13883)
Политика (26404)
Правоведение (321)
Психология (56518)
Религия (1833)
Социология (23400)
Спорт (2350)
Строительство (17942)
Технология (5741)
Транспорт (14634)
Физика (1043)
Философия (440)
Финансы (17336)
Химия (4931)
Экология (6055)
Экономика (9200)
Электроника (7621)






Сопоставить репликацию ДНК про- и эукариотов



Уровни компактизации ДНК.

Уровни компактизации хроматина:

1) Нуклеосомный – 10 нм.

2) Нуклеомерный – 30 нм фибриллы ДНП. Глобула(8-12 нуклеотидов) размером 30 нм.

3) Хромомерный – создается петлями. Не принят за рубежом. 30 нм.

4) Хромонемный – петли с кислыми белками, компактизуется, состоит из петель. 100-200 нм.

5) Хроматидный (хромосомный)

Белки в составе нуклеосомы: Н1, Н2А, Н2В, Н3, Н4. Нуклеосомы связаны линкерными участками ДНК. Каждая нуклеосома вмещает до 200 нуклеотидов. Длина линкерной ДНК может быть различной.

 

Понятие эухроматина и гетерохроматина.

Свойства эухроматина и гетерохроматина:

активный эухроматин неактивный эухроматин конститутивный гетерохроматин

структура диффузный конденсированный конденсированный

синтез РНК + - -

синтез ДНК + + +

гетерохроматин – постоянные участки конденсированного хроматина; компактные участки хромосом которые в профазе раньше других появляются в составе митотических хромосом и в телофазе не деконденсируются, переходя в интерфазное ядро в виде хромоцентров. Чаще всего центромерные и теломерные участки хромосом

конститутивные(постоянный) гетерохроматин: генетически не активен, не транскрибируется, реприцируется позже всего остального хроматина, сателлитная днк

факультативный гетерохроматин – эухроматин в конденсированном состоянии – х хромосома

эухроматин – деконденсированный активный хроматин

 

Механизм репликации ДНК.

Полуконсервативный способ репликации ДНК.

Сопоставить репликацию ДНК про- и эукариотов.

 

 

репликон – нуклеоид. У прокариот одна стартовая точка и одна точка терминации

Репликация происходит в S фазе – в этой фазе количество ДНК удваивается, и от количества 2с оно возрастает до 4с.

у эукариот полирепликонная репликация – множество мест репликации и множество автономных точек репликации

Последовательное асинхронное включение разных репликонов

 

Механизм репликации ДНК:

Полуконсервативный механизм – раскручивание двойной спирали, за которым следует достраивание к каждой из цепочек по комплементарной к ней цепочки. Так образуются новые молекулы ДНК. Репликация начинается в Origin.

Реплисома – это комплекс белков, обеспечивающий репликацию. От ориджина репликация идет в 2 направлениях. В итоге реплисомы сходятся, и образуются 2 новых кольцевых хромосомы.



 

Репликация у эукариот:

 

В каждой хромосоме много ориджинов(точек начала репликации) и репликонов (точек окончания репликации). При подключении всех ориджинов удвоение ДНК происходит за 10-20 минут (так происходит при делении бластомеров). На более поздних стадиях включаются не все ориждины, и поэтому сначала реплицируется эухроматин, потом факультативный гетерохроматин и, наконец, в конце фазы идет репликация ДНК с повторяющимися последовательностями и сателлитного ДНК.

То есть по последовательности репликаций можно судить о локализации разных типов хроматина!

Обычно для репликации при этом требуется около 8 часов.

ДНК должна раскручиваться, чему способствует геликаза. Затем 2 спирали ДНК расходится. После этого одиночные нити стабилизируются белками RPA (replication protein А). Прежде чем ДНК-полимеразы сядут на этот участок, туда садится CLAMP, который должен удержать ДНК-полимеразу. CLAMP нуждается в белке CLAMP-loader для того, чтобы сесть на нить ДНК. Направление добавки нуклеотидов: 5’à3’. Ведущую нить синтезирует только ДНК-полимераза эпсилон. А на другую нить садятся фрагменты Oказаки.

DNA-primer включает RNA-primase. Затем работает ДНК-полимераза альфа, синтезирующая короткий фрагмент комплементарной нити ДНК. Потом встраивается фрагмент Oказаки из примерно 200 нуклеотидов. Лишние кусочки РНК и неправильно синтезированную ДНК удаляет Fen 1, если эти кусочек содержит не более 2 нуклеотидов. Если ДНК-полимераза дельта не успевает за Fen 1, то срабатывает ДНКаза 2.

 

 

У прокариот:

Геликаза состоит из комплекса белков msm (mini chromosome maintenence). Она работает в комплексе с белками go-ichi-ni-san и Cdc45 (cell division cycle)



CLAP-loader загружает PCNA. PCNA (proliferating cell nuclear antigen) – белок, находящийся в S-фазе в ядре, он делает в 1000 раз более эффективной работу ДНК-полимеразы. Ему помогает загрузчик Тау-комплекс.

 

 

30. Что такое полирепликонность ДНК эукариотов?

31. Механизмы полиплоидизации клеток.

32. Как возникают политенные хромосомы?

Основной способ умножения числа хромосомных наборов – полиплоидизирующий митоз: изменение течения митоза после интерфазы.

S фаза – редупликация 4n. Профаза-прометафаза – конденсация хромосом. Метафаза – клетка формирует метафазную пластинку, 4n 4с. Анафаза – расходятся хромосомы/сегрегация. Телофаза и цитокинез – разошлись две диплоидные 2n клетки. Если цитокинеза нет, образуется 4n-клетка с 2 ядрами.

Если нет анафазы из-за разрушения веретена в мета/прометафазе, то хромосомы не расходятся, а остаются в единой хромосомной пластинке, их окружает ядерная оболочка, образуется 1 клетка с 4n ядром. Блокирование в метафазе и переход из к-метфазы, К-митоз.

 

Клетка задерживается в профазе и возвращается в интерфазу G2 – проходит антерфазу. Временно полиплоидное состояние, клетка вновь вернется в митоз и может стать диплоидной, но длительное время может оставаться в G2.

 

G2-популяция: клетка не пошла в митоз, а осталась в G2, нет митоза вообще и клетки могут перейти в G1, минуя митоз но уже в тетраплоидном состоянии. Потом по всему циклу войти в нормальный митоз, стать октоплоидной (у нее будут диплохромосомы). В анафазном расхождении к полюсам будут расходиться удвоенные хроматиды. В результате получается тетраплоид. При облучении костного мозга начинаются неправильные клеточные циклы у предшественников лейкоцитов.

Такой способ называется эндоредупликацией – полное выпадение митоза.

 

Политенизация (многонитчатость) – отсутствие подготовки к митозу, чередование G и S фаз. При этом удвоенные молекулы ДНК не разделяются, а плоидность растет в 2^n раз.

 

2 клетки могут слиться, образовав двухъядерную клетку. Слияния многих клеток приводят к образованию поликарионов (мышечные трубки – мышечное волокно, как в поперечно-полосатых мышечных волокнах). Может быть частью дифференцированной клетки.

Отсутствие цитокинеза и формирование двухъядерных клеток – полиплоидизация гипотоцитов в клетках печени, так же кардиомиоцитов в сердечной мышце, у них отсутствие не только цитокинеза, но и расхождения хромосом.

увеличение размера и продуктивности

 

 

Механизм транскрипции.

Типы РНК у эукариотов.

Это процесс создания молекул РНК, комплементарных конкретному участку ДНК.

 

Отличия ядер эукариот от нуклеоидов прокариот:

1) Ядерная оболочка, организующая пространственное расположение ДНК.

2) ДНК в комплексе с белками – хроматин и хромосомы.

3) Хромосомы (2-500).

4) Линейные ДНК.

5) Полирепликонная ДНК.

6) Гетерогенная ДНК

7) «созревание» транскриптов – сшивание и удаление участков.

8) Пространственное разобщение транскрипции и трансляции.

 

  • При транскрипции иРНК важно отметить наличие экзонов и интронов(некодирующие последовательности). Интроны удаляются, экзоны сшиваются.

 

Типы РНК:

1) мРНК (=иРНК) – кодирует белки

2) рРНК – участие в трансляции(каркас рибосом, катализ синтеза белка)

3) тРНК – транспорт аминокислот к месту синтеза белка

4) малые ядерные РНК – несут разные функции, в т.ч. сплайсинг.

5) Малые ядрышковые РНК – модифицируют и процессируют рРНК.

6) Малые РНК телец Кахаля – модифицируют 2 предыдущих типа РНК.

7) МикроРНК – регулируют экспрессию генов.

8) Малые интерферирующие РНК – связываются не с участками ДНК, а с мРНК, но механизм действия похож на микроРНК. Могут убирать определенные варианты иРНК.

9) Малые РНК, не принимающие или принимающие участие в ядерных процессах. Например, есть малые РНК, инактивирующие Х-хромосому и малые РНК, участвующие в транспорте низкомолекулярных органических веществ. Также в малую РНК входят определенные частицы – SRP (signal recognition).

 

Синтез РНК:

Идет с участием РНК-полимеразы, работающей на одной из нитей. Направление то же, что и при синтезе ДНК. РНК-полимераза 1 участвует в синтезе транскрипта, из которого потом сформируются рибосомные РНК.

Малая субъединица РНК-полимеразы имеет константу седиментации 18S, большая - 5,8S, 5S и 28S

 

  • Константа седиментации определяет, как быстро будет перемещаться объект в зависимости от массы и формы при помещении в центрифугу.

 

РНК-полимераза 2 участвует в синтезе транскрипта, из которого потом сформируются транспортные РНК.

 

РНК-полимераза 3 участвует в синтезе транскрипта, из которого потом сформируются рибосомные РНК.

 

У эукариот начальный нуклеотид иРНК метилирован (5’ cap), и он защищает иРНК от нуклеаз(гидролизуют фосфодиэфирную связь между субъединицами). ПолиА-конец(полиадениновый) синтезируется на противоположном конце 3’. Обе эти модификации необходимы иРНК для того, чтобы покинуть ядро.

 

 

Схема сплайсинга:

Идет формирование петли из интрона при помощи U-белков. Затем концы экзонов сшиваются.

 

Модификации РНК:

Возможно метилирование, замена уридина на псевдоуридин и т.д.

 

Процессинг тРНК:

На 5-конце определенное число нуклеотидов отрезается, идет сплайсинг в центре: в области, где будет антикодоновая петля вырезается интронный участок и сшивается. Затем тРНК принимает вид трилистника – только в таком виде произойдет процессинг. На 3-конец добавляются ЦЦА – триплет. В таком виде тРНК покидает ядро. Экспортирует его экспортин-т(связывается с RanGTP), транспортируется через поровый комплекс, RanGTP в RanGDP, экспортин возвращается.

 

 

Процессинг иРНК:

Образуется 5’-кэп. У эукариот на 3’-конце идет полиаденилирование(присоединение 100-200 остатков адениловой к-ты) после завершения считывания, после чего идет сплайсинг. Затем иРНК покидает ядро через поровый комплекс. Информосома(иРНК с белками) всегда направлена 5’-концом в сторону цитозоли. Разворачивается транспортируется в развернутом виде(3 конец отстает немного), не только разворачивание но и ‘переодевание’. В поровом комплексе система транспорта имеет N, M, и C концы белков – это экпортер для мРНК, будет взаимодействовать с определенными структурами в транспортере – FG повторы(белковые структуры обогащенные фенилом, аланином, глицином). У FG повторов свойство взаимодействовать и с импортинами и с экспортинами: с экспортинами FG повторы взаимодействует прежде всего с С-концом и средней частью белка, а мРНК с белками будет взаимодействовать прежде всего с N-концом и средней частью. По-разному связывание с этим транспортером у экспортины и с белком связанными с мРНК с карго который переносят.

Переодевание – мРНК связана с различными белками. Белки связанные с поли-А концом, с экзонами, 5’кэпом и другие белки которые покрывают мРНК. Она подходит к поре, идет разворачивание, 5’кэп остается связанным с этим белком, экзоны прикрыты белками, а белки ядерной локализации остаются в ядре. На выходе такая мРНК связанная с белками будет взаимодействовать уже с другими белками. Часть этих белков остается на ней другие высвобождаются. Например 5’кэп: 1 комплекс белков снимается, другой садится сюда тут комплекс который участвует в инициации синтеза белка. Потому что после выхода в цитозоль РНП взаимодействует уже с рибосомами/полисомами и начинается трансляция.

Для выхода необходимо что она процессированая полностью, связана с белками, часть белков сохраняет связь, часть остается в ядре.

 

Малые ядерные РНК экспортируются экспортином 5,24

 

Рибосомы экспортируются с помощью экспортинов-7 и 5,20. Каждый из них экспортирует определенную субъединицу.

 

 


Эта страница нарушает авторские права

allrefrs.ru - 2018 год. Все права принадлежат их авторам!