 |
11.Особенности реализации генетической информации у эукариот. Экзонно-интронная организация генов у эукариот, процессинг, сплайсинг.
|
|
|
|
11. Особенности реализации генетической информации у эукариот. Экзонно-интронная организация генов у эукариот, процессинг, сплайсинг.
Участок ДНК, кодирующий последовательность аминокислот в белковой молекуле, называется ге́ ном. Сумма всех нуклеотидных последовательностей(количество ДНК) содержащихся в гаплоидном наборе хромосом данного вида называется гено́ мом.
Большинство генов эукариот имеют мозаичное(прерывистое) строение — в них чередуются кодирующие( экзоны ) и некодирующие области( интроны ).
Ген человека — это участок ДНК, который слева имеет начало гена(5' — конец), справа конец гена(3'— конец), и в середине расположенные экзоны и интроны. В процессе транскрипции снимается копия всего гена(про- и-РНК), затем при помощи специальных ферментов интроны вырезаются(рестрикция), а экзоны «склеиваются»(сплайсинг) между собой.
Такие преобразования РНК называются процессингом.
СПЛАЙСИНГ -удаление из молекулы РНК интронов(участков РНК, которые практически не несут генетической информации) и соединение оставшихся участков, несущих генетическую информацию(экзонов), в одну молекулу.
Сплайсинг - один из этапов образования функционально активных молекул РНК(процессинг РНК) из их предшественников, который осуществляется после завершения транскрипции(синтез РНК на ДНК-матрице). В результате удаления каждого интрона происходит разрыв двух фосфодиэфирных связей с последующим образованием одной новой.
Сплайсингу подвергаются предшественники подавляющего большинства матричных РНК(пре-мРНК), а также некоторых транспортных и рибосомных РНК (соотв. пре-т РНК и пре-рРНК). Сплайсинг характерен для РНК эукариот.
|
|
|
12. Временная организация клетки. Клеточный цикл, его возможные направления и периодизация.
Время существования клетки от ее образования до следующего деления или смерти называют жизненным циклом клетки(ЖЦК). В ЖЦК эукариотических клеток многоклеточного организма можно выделить несколько периодов(фаз), каждый из которых характеризуется определенными морфологическими и функциональными особенностями:
- фаза размножения и роста
- фаза дифференцировки
- фаза нормальной активности
- фаза старения и смерти клетки.
В жизненном цикле клетки можно также выделить митотический цикл, включающий подготовку клетки к делению и само деление.
Митоз – способ деления генетически и морфологически неизмененных клеток.
1. Постмитотический(пресинтетический) период характеризуется ростом клетки, увеличением ее объема. В этой стадии следует выделить два взаимосвязанных явления:
- усиление процессов обмена веществ
- увеличение количества органоидов клетки
Варианты перехода в следующие стадии клеточного цикла:
1. Клетка вступает в митотический цикл, обязательным условием которого является репликация ДНК. Начинается синтетический период интерфазы.
2. Клетка прекращает рост и переходит в фазу дифференцировки и нормальной активности.
Синтетический период(S-период)
Основной особенностью периода является репликация ДНК. Процесс репликации требует совместного действия многих белков:
1) ДНК-геликаза
2) дестабилизирующие белки(SSB – белки)
3) ДНК-полимераза
4) ДНК-лигазы
5) ДНК-топоизомеразы
Основное значение репликации ДНК – удвоение наследственной информации, которая в последующем митозе будет равномерно распределена между дочерними клетками.
Механизмы контроля репликации стабильности ДНК.
1. Ферментативный контроль осуществляет ДНК-полимераза.
2. Репаративный контроль осуществляется особыми ферментативными системами на всех стадиях ЖЦК.
|
|
|
После полного завершения репликации и проверки правильности удвоения ДНК клетка переходит в следующий период – постсинтетический(премитотический, G2)
Особенности постсинтетического периода:
- накопление АТФ
- образование белков веретена деления
- синтез в клетке М-стимулирующего фактора.
Митоз – непрямое деление эукариотической клетки, в результате которого образуются клетки идентичные по кариотипу и генотипу.
Кариотип – набор хромосом клетки. Генотип – совокупность генов диплоидной клетки.
Термин «Соматические мутации» - мутации связанные с нарушением наследственного аппарата диплоидных клеток. При этом уровень нарушения может быть различным: генный, хромосомный, геномный.
Регуляция митотического цикла.
Изучение механизмов регуляции митозов является одной из важнейших проблем современной биологии, поскольку митозы лежат в основе роста организмов, регенерации тканей, нарушение митотической активности – основной механизм возникновения опухолей.
В регуляции митотического цикла участвуют различные факторы, их сбалансированное взаимодействие приводит к нормальному протеканию клеточного цикла.
Старение и гибель клеток. После определенного периода нормального функционирования у клетки начинается период старения, который морфологически проявляется:
- уменьшением объема клетки
- увеличением содержания крупных лизосом
- накоплением пигментных и жировых включений
появлением вакуолей в цитоплазме и ядре
Гибель клетки – завершающий этап клеточного цикла
При гибели клетки можно выделить два различных механизма ее развития: некроз и апоптоз.
|
|
|
