 |
Тема 3. Структура и функция плазматических мембран.
|
|
|
|
11. Функции мембран. Химическое строение мембран. Структура и функции мембранных белков. Мембранные липиды и жидкостность мембран. Ответ. кле́точная мембра́на (также цитолемма, плазмалемма, или плазматическая мембрана) — эластическая молекулярная структура, состоящая из белков и липидов. Отделяет содержимое любой клетки от внешней среды, обеспечивая её целостность; регулирует обмен между клеткой и средой; внутриклеточные мембраны разделяют клетку на специализированные замкнутые отсеки — компартменты или органеллы, в которых поддерживаются определённые условия среды.
Динамическая природа плазматических мембран. Модели мембран. Перенос веществ через мембраны. Мембранные потенциалы и нервные импульсы.
Тема 7. Цитоскелет и молекулярные основы клеточной подвижности.
Молекулярное строение и функции цитоскелета: микротрубочки, филаменты и микрофиламенты. Цитоскелет клетки
Цитоплазма эукариотических клеток пронизана трехмерной сеткой из белковых нитей – филаментов - называемой цитоскелетом. В зависимости от диаметра филаменты разделяются на три группы: микрофиламенты (6-8 нм), промежуточные волокна (около 10 нм), и микротрубочки (около 25 нм). Все эти волокна представляют собой полимеры, состоящие из субъединиц особых глобулярных белков.
Микрофиламенты
Мф (актиновые нити) состоят из актина, белка, наиболее распространенного в эукариотических клетках. Актин может существовать в виде мономера (G-актин, глобулярный актин) или полимера (G-актин, фибриллярный актин). G-актин – ассиметричный глобулярный белок, состоящий из двух доменов. По мере повышения ионной силы G-актин обратимо агрегирует, образуя линейный скрученный в спираль полимер, F-актин. Молекула G-актина несет прочно связанную молекулу АТФ, которая при переходе в F-актин медленно гидролизуется до АДФ, т.е. F-актин проявляет свойства АТФ-азы.
|
|
|
Тема 8. Природа гена и генома.
25. Концепция «ген как единица наследственности». Хромосомы – физические носители генов. Химическая природа генов. Ген как единица наследственности. Ген (др.-греч. γένος — род) — структурная и функциональная единицанаследственности живых организмов. Ген представляет собой последовательностьДНК, задающую последовательность определённого полипептида либо функциональной РНК. Гены (точнее,аллели генов) определяют наследственные признаки организмов, передающиеся отродителей потомству при размножении.Единица наследственной информации получила название гена. Поскольку все свойства организма так или иначе определяются белками, то ген соответствует последовательности нуклеотидов, на базе которой синтезируется одна молекула белка. Ген неделим в функциональном отношении, т.е. все мутации одного гена изменяют один и тот же наследственный признак. Хромосомы это органоиды клеточного ядра, являющиеся носителями генов и определяющие наследственные свойства клеток и организмов. Хромосомная теория наследственности — теория, согласно которой хромосомы, заключённые в ядре клетки, являются носителями генов и представляют собой материальную основу наследственности, то есть преемственность свойств организмов в ряду поколений определяется преемственностью их хромосом. Хромосомная теория наследственности возникла в начале 20 в. на основе клеточной теории и использовалась для изучения наследственных свойств организмов гибридологического анализа.
Основные положения хромосомной теории наследственности. 1. Гены локализованы в хромосомах. При этом различные хромосомы содержат неодинаковое число генов. Кроме того, набор генов каждой из негомологичных хромосом уникален. 2. Аллельные гены занимают одинаковые локусы в гомологичных хромосомах. 3. Гены расположены в хромосоме в линейной последовательности. 4. Гены одной хромосомы образуют группу сцепления, то есть наследуются преимущественно сцепленно (совместно), благодаря чему происходит сцепленное наследование некоторых признаков. Число групп сцепления равно гаплоидному числу хромосом данного вида (у гомогаметного пола) или больше на 1 (у гетерогаметного пола). 5. Сцепление нарушается в результате кроссинговера, частота которого прямо пропорциональна расстоянию между генами в хромосоме (поэтому сила сцепления находится в обратной зависимости от расстояния между генами). 6. Каждый биологический вид характеризуется определенным набором хромосом — кариотипом.
|
|
|
26. Структура генома. Стабильность генома. Программа «Геном человека»: ожидания, реальность и перспективы. Гено́м — совокупность наследственного материала, заключенного в клетке организма[1]. Геном содержит биологическую информацию, необходимую для построения и поддержания организма. Большинство геномов, в том числе геном человека и геномы всех остальных клеточных форм жизни, построены из ДНК, однако некоторые вирусы имеют геномы из РНК[2]. Геномы живых организмов — от вирусов до животных — различаются по размеру на шесть порядков: от нескольких тысяч пар оснований до нескольких миллиардов пар оснований. Если исключить вирусы, то для клеточных организмов ширина диапазона составит четыре порядка. По количеству генов диапазон значительно ýже и составляет четыре порядка с нижним пределом 2-3 гена у самых простых вирусов и с верхним значением около 40 тысяч генов у некоторых животных. Если исключить из рассмотрения вирусы и бактерии, которые ведут паразитический или симбиотический образ жизни, то диапазон изменчивости геномов по числу генов становится совсем узким, составляя немногим более одного порядка[12].
По соотношению размера генома и числа генов геномы могут быть разделены на два чётко выделенных класса:
- Небольшие компактные геномы размером, как правило, не более 10 млн пар оснований, со строгим соответствием между размером генома и числом генов. Такими геномами обладают все вирусы и прокариоты. У этих организмов плотность генов составляет от 0,5 до 2 генов на тысячу пар оснований, а между генами имеются очень короткие участки, занимающие 10-15 % длины генома. Межгенные участки в таких геномах состоят главным образом из регуляторных элементов.
- Обширные геномы размером более 100 млн пар оснований, у которых нет чёткой взаимосвязи между размером генома и числом генов. К этому классу относятся большие геномы многоклеточных эукариот и некоторых одноклеточных эукариот. В отличие от геномов первой группы большинство нуклеотидов в геномах этого класса относятся к последовательностям, которые не кодируют ни белков, ни РНК[13][14].
Тема 9. Экспрессия генетического материала: от транскрипции до трансляции.
|
|
|
Основной постулат молекулярной биологии. Особенности транскрипции у прокариот и эукариот. Синтез и процессинг рРНК, тРНК и иРНК. Малые некодирующие РНК и интерферирующие РНК (siRNA). Основной постулат молекулярной биологии
В подавляющем большинстве случаев передача наследственной информации от материнской клетки к дочерней осуществляется при помощи ДНК (репликация). Для использования генетической информации самой клеткой необходимы РНК, образуемые на матрице ДНК (транскрипция). Далее РНК непосредственно участвуют на всех этапах синтеза белковых молекул (трансляция), обеспечивающих структуру и деятельность клетки. Особенности транскрипции прокариот и эукариот:
1. у эукариот три вида РНК-полимераз, у прокариот – один (из 4 субъединиц)
2. единица транскрипции у прокариот – оперон, у эукариот – транскриптон
3. первичный транскрипт у прокариот полицистроный, сразу подвергается трансляции, у эукариот – моноцистронный, подвергается постсинтетической модификации
4. трансляция с синтезированных иРНК у эукариот разделены в пространстве и времени с транскрипцией, у прокариот трансляция может начаться до окончания транскрипции.
|
|
|
