153. Комплекс Гольжди. Строение. Функция. Комплекс Гольджи
 Скачать 0.78 Mb.
|
|
242. Альтернативный сплайсинг. Механизм. Биологическая роль. Альтернативный сплайсинг – процесс, в ходе которого экзоны , вырезанные из мРНК , объединяются в различных комбинациях ,что порождает различные формы зрелой мРНК . Как следствие , происходит образование разных изоформ одного и того же белка. ( по лекции) 243 Трансляция, как стадия синтеза белка. Инициация, элонгация, терминация. Трансляция – процесс биосинтеза полипептидных белков в живых клетках. Трансляция (от англ. translation – перевод) – перевод генетической информации, заключённой в мРНК, в линейную последовательность аминокислот в полипептидной цепи. Этот перевод осуществляется посредством генетического (биологического) кода. ) 1)Стадия инициации .Чтобы начать синтез, нужно создать комплекс , в который будут входить все необходимые элементы : - матричные РНК своим первым триплетом (метионин) -факторы инициации (чтобы метионин в малый отдел субъединицы вошел) -Процесс энергозависимый(молекулы ГТФ) -2 белковых фактора инициации IF-1 ,IF-3 связываются с субъединицей 30S(малой субъединицей рибосомы).Затем IF 2 образует комплекс ГТФ ,что облегчает связывание 30S-субъединицы с мРНК и прикрепление к тРНК к инициирующему кодону. У эукариот инициирующий кадон- метионин .Потом большая субъединица-50S присоединяется к комплексу. Идет освобождение факторов инициации и гидролиз ГТФ до ГДВ и неорганического фосфата .Таким образом, 30S+ 50S+ инициирующий комплекс ,содержащий тРНК - метионин в тРНК связывающем участке ,называется пептидным участком. 2)Элонгация трансляции Рибосома содержит 2 функциональных участка для взаимодействия с тРНК : Аминоациальный(АКЦЕПТОРНЫЙ) и пептидный( ДОНОРНЫЙ). Аминоацил-т-РНК попадает в акцепторный участок рибосомы и взаимодействует с образованием водородных связей между триплетами кодона и антикодона. После образования водородных связей система продвигается на 1КОДОН и оказывается в донорном участке .Одновременно с освободившемся акцепторном участке оказывается новый кодон, и к нему присоединяется соответствующий аминоацил-т-РНК. Пептидилтрансферазный участок рибосомы переносит аминокислоту из донорного участка в аминоацильный , и между аминокислотами образуется ПЕПТИДНАЯ СВЯЗЬ. При этом образуется н-пептидил-т-РНК. Она перемещается в донорный участок вместе с триплетом мРНК. Комплекс «делает шаг» вперед. Далее цикл повторяется. 3)Терминация трансляции Секвенируя цепь мРНК по триплетам и соответственно удлиняя полипептидную цепь, транслирующая рибосома доходит до конца кодирующей последовательности и встречается с одним из трех триплетов ,не кодирующих аминокислоты и обозначаемых как стоп-кодоны, или кодоны терминации – UAG, UAA или UGA.В результате завершающей транслокации полипетидил-тРНК оказывается связанной с последним значащим триплетом в Р-участке рибосомы, а в А-участке устанавливается кодон терминации. В клетке нет аминоцил-т-РНК ,способных комплементарно связываться с терминирующим кодоном, и потому А-участок не заполняется обычным акцепторным субстратом ,каковым является аминоацил-тРНК. Вместо этого в дело вступают специальные белки ,называемые факторми терминации , или факторами освобождения. Один из них, RF1 , взаимодействует непосредственно с кодоном терминации в А-участке, а другой,RF3 ,при содействии первого и с участием ГТФ – с большей субчастицей рибосомы .Результатом связывания этих факторов с рибосомой происходят реакции ,приводящие к отделению вновь синтезированной мРНК из рибосомы. (все слово в слово по слайдам Волкова) 244.Виды хромосомных аберраций. Примеры заболеваний .( Генетика :Глава 3, 13 страница) Хромосомные перестройки (хромосомные мутации, или хромосомные аберрации) — тип мутаций, которые изменяют структуру хромосом. Классифицируют следующие виды хромосомных перестроек : делеции (утрата участка хромосомы), инверсии(изменение порядка генов участка хромосомы на обратный), дупликации (повторение участка хромосомы), транслокации (перенос участка хромосомы на другую), а также дицентрические и кольцевые хромосомы. Все хромосомные перестройки могут быть подразделены на сбалансированные и несбалансированнные .При сбалансированных перестройках изменяется порядок сегментов(локусов ,генов) на хромосоме , но не происходит количественных нарушений генетического материала.(Например, инверсия и взаимные транслокации). При возникновении несбалансированных перестроек всегда имеет место нарушение «дозы» определенных сегментов хромосомы. Это сопровождается изменением баланса генов и манифестацией той или иной формы хромосомной болезни. Примеры заболеваний: Синдром Вольфа-Хиршхорна (делеция короткого плеча хромосомы 4) Синдром кошачьего крика (делеция короткого плеча хромосомы 5) Синдром частичной трисомии по короткому плечу хромосомы 9 Синдром Прадера-Вилли и Ангельмана. 245. Виды генных мутаций. Примеры заболеваний (Генетика .Глава 3.стр.10) 1.Делеция- утрата одного ,нескольких нуклеотидов или целого гена. Миопатии Дюшена и Беккера 2.Инсерция - вставка одного, нескольких нуклеотидов или гена. Болезнь Лиддла 3.Дупликация- повторное дублирование участка ДНК размером от одного до нескольких нуклеотидов или целого гена Семейная Х-сцепленная кардиомиопатия 4.Инверсия- встраивание от одного до двух нуклеотидов на прежнее место ДНК после поворота на 180 градусов. В результате нарушается порядок нуклеотидов в гене. Гемофилия А 5.Сплайсинговая мутация- возникают на стыке экзонов и интронов .При процессировании мРНК вместе с интроном, может удаляться экзон , или интрон остается в составе зрелой мРНК. При этой мутации изменяется рамка считывания, что приводит к трансляции мутированного белка. 6.Миссенс мутация- замена нуклеотида в кодирующей части гена, что приводит к замене аминокислоты в полипептиде. 7.Трансверсия- замена пуринового основания(А,Г) на пиримидиновое (Ц,Т,У) ,или наоборот в одном из кодонов. 8.Транзиция-в нуклеотидном остатке замена одного пуринового основание на другое пуриновое или одного пиримидинового на другое в структуре кодона. Серповидно-клеточный Hb 9.Нонсенс-мутация- замена нуклеотида в кодирующей части гена- приводит к образованию стоп-кодона и прекращению трансляции. Латеральная неонатальная гипераммониемия 10.Динамические мутации- мутации , обусловленные увеличением числа тринуклеотидных повторов в функционально значимых частях гена Хорея Хаттингтона 11.Генные мутации ,вызывающие заболевания ,могут быть обусловлены разными дефектами ДНК гена-мишени Фенилкетонурия.  247. современные методы цитогенетики. 1.флуоресцентная гибридизация in situ (FISH) 2.сравнительная геномная гибридизация(CGH) 3. мечение хромосом с помощью полимеразной реакции с использованием специфических праймеров (PRINS) 4. флуоресцентная гибридизация пептидно – нуклеиновых соединений(PNA) Это просто дополнение( не факт что правильно).Цитогенетика: методы 1)Микрометод для хромосомного анализа по Аракаки .2) Определение полового хроматина Клетки костного мозга для хромосомного анализа .3)Изготовление ацетокарминовых препаратов. 4)Колхицинированные митозы у животных.5) Методика окрашивания корешков, бутонов.6).Давленные ацетокарминовые препараты 7)Дифференциальные окраски хромосом 248.249.Цитологические основы первого и второго законов Менделя во времена Менделя строение и развитие половых клеток не было изучено, поэтому его гипотеза чистоты гамет является примером гениального предвидения, которое позже нашло научное подтверждение. Явления доминирования и расщепления признаков, наблюдавшиеся Менделем, в настоящее время объясняются парностью хромосом, расхождением хромосом во время мейоза и объединением их во время оплодотворения. Обозначим ген, определяющий желтую окраску, буквой А, а зеленую — а. Поскольку Мендель работал с чистыми линиями, оба скрещиваемых организма — гомозиготны, то есть несут два одинаковых аллеля гена окраски семян (соответственно, АА и аа). Во время мейоза число хромосом уменьшается в два раза, и в каждую гамету попадает только одна хромосома из пары. Так как гомологичные хромосомы несут однаковые аллели, все гаметы одного организмы будут содержать хромосому с геном А, а другого — с геном а. При оплодотворении мужская и женская гаметы сливаются, и их хромосомы объединяются в одной зиготе. Получившийся от скрещивания гибрид становится гетерозиготным, так как его клетки будут иметь генотип Аа; один вариант генотипа даст один вариант фенотипа — желтый цвет горошин. У гибридного организма, имеющего генотип Аа во время мейоза, хромосомы расходятся в разные клетки и образуется два типа гамет — половина гамет будет нести ген А, другая половина — ген а. Оплодотворение — процесс случайный и равновероятный, то есть любой сперматозоид может оплодотворить любую яйцеклетку. Поскольку образовалось два типа сперматозоидов и два типа яйцеклеток, возможно возникновение четырех вариантов зигот. Половина из них — гетерозиготы (несут гены А и а), 1/4 — гомозиготы по доминантному признаку (несут два гена А) и 1/4 — гомозиготы по рецессивному признаку (несут два гена а). Гомозиготы по доминанте и гетерозиготы дадут горошины желтого цвета (3/4), гомозиготы по рецессиву — зеленого (1/4). 250. Цитологические основы третьего закона Менделя Пусть А — ген, обусловливающий развитие желтой окраски семян, а — зеленой окраски, В — гладкая форма семени, b — морщинистая. Скрещиваются гибриды первого поколения, имеющие генотип АаВb. При образовании гамет из каждой пары аллельных генов в гамету попадает только один, при этом в результате случайного расхождения хромосом в первом делении мейоза ген А может попасть в одну гамету с геном В или с геном b, а ген а — с геном В или с геном b. Таким образом, каждый организм образует четыре сорта гамет в одинаковом количестве (по 25%): АВ, Ab, aB, ab. Во время оплодотворения каждый из четырех типов сперматозоидов может оплодотворить любую из четырех типов яйцеклеток. В результате оплодотворения возможно появление девяти генотипических классов, которые дадут четыре фенотипических класса. 251)Хромосомная теория наследственности Т. Моргана. Хромосомная теория наследственности, теория, согласно которой хромосомы, заключённые в ядре клетки, являются носителями генов и представляют собой материальную основу наследственности, т.е. преемственность свойств организмов в ряду поколений определяется преемственностью их хромосом .Основные положения хромосомной теории наследственности заключаются в следующем. 1. Гены находятся в хромосомах. Каждая хромосома представляет собой группу сцепления генов. Число групп сцепления равно гаплоидному набору хромосом, постоянному для каждого вида организмов{In+1длягетерогаметного вида). 2. Каждый ген занимает в хромосоме строго определённое место (локус). Гены в хромосомах расположены линейно. 3- Сцепление генов может нарушаться в peзультате кроссинговера (перекреста хромосом), в процессе которого между гомологичными хромосомами происходит обмен одним или несколькими аллельными генами. 4. Расстояние между генами в хромосоме пропорционально частоте кроссинговера между ними. 252)Анализирующее скрещивание, как метод генетического анализа. Для того чтобы отличить доминантную гомозиготу от гетерозиготной, используют метод, называемый анализирующим скрещиванием, т. е. скрещивание исследуемого организма с организмом, гомозиготным по рецессивным аллелям. Смысл анализирующего скрещивания заключается в том, что потомки от анализирующего скрещивания обязательно несут один рецессивный аллель от "анализатора", на фоне которого должны проявиться аллели, полученные от анализируемого организма. Для анализирующего скрещивания характерно совпадение расщепления по фенотипу с расщеплением по генотипу среди потомков. Таким образом, по характеру расщепления можно проанализировать генотип гибрида, типы гамет, которые он образует, и их соотношение. Например, у плодовой мухи дрозофилы длинные крылья доминируют над зачаточными. Особь с длинными крыльями может быть гомозиготной (LL) или гетерозиготной (Ll). Для установления ее генотипа надо провести анализирующее скрещивание между этой мухой и мухой, гомозиготной по рецессивным аллелям. Если у всех потомков от этого скрещивания будут длинные крылья, то особь с неизвестным генотипом гомозиготна по доминантным аллелям (LL), Если же в первом поколении произойдет расщепление на доминантные и рецессивные формы в отношении 1:1, то можно сделать вывод, что исследуемый организм является гетерозиготным.
В случае, когда наличие одного признака определяют несколько генов (аллелей), имеет место взаимодействие аллельных генов. Явление, когда взаимодействуют аллели одного и того же гена, называется аллельным взаимодействием. Существуют такие типы взаимодействия аллельных генов: 1. Полное доминирование 2. Неполное доминирование 3. Кодоминирование При полном доминировании происходит взаимодействие двух аллелей одного гена такого рода, что один из генов полностью исключает проявление второго. В итоге гетерозиготные формы по фенотипу точно повторяют фенотип родителя, являющегося гомозиготным по доминантным аллелям. Примеров полного доминирования можно привести множество. Это доминирование у гороха пурпурной окраски венчиков цветов над белой, гладкой поверхности семян над складчатой. Также и у человека темный цвет волос доминирует на светлым, а карий цвет глаз - над голубым. Неполное доминирование – тип взаимодействия, при котором гетерозиготный гибирид имеет фенотип, который отличается от фенотипа обоих гомозиготных родительских форм. Проявление признака будут промежуточными с появлением признаков одного и другого родителя в большей или меньшей степени. Механизм данного явления обусловлен тем, что рецессивный аллельный ген неактивный, а активность доминантного аллеля недостаточна, чтобы полностью проявился признак доминантного гомозиготного родителя. Пример неполного доминирования – наследование цвета венчика цветков ночной красавицы. Так, у гомозиготных родителей цветки либо красного, либо белого цвета. При их скрещивании гибриды имеют розовые цветки. Кодоминирование – явление с участием двух аллелей в определении признака у гетерозиготного организма. Наглядным примером кодоминирования служит наследование групп крови АВО у человека. Это явление хорошо изучено. Типы аллелей Существуют три типа аллелей групповой принадлежности: А, В, О. При гомозиготности АА у эритроцитов имеется только антиген А (вторая группа крови А). При гомозиготности В на эритроцитах есть только антиген В (третья группа крови В). Если гомозиготность О, то в эритроцитах отсутствуют антигены А и В (первая группа крови О). При гетерозиготности АО или ВО группа крови будет вторая и третья соответственно. При гетерозиготности АВ в эритроцитах имеются два антигена А и В (четвертая группа АВ). В связи с тем, что аллели А и В действуют в гетерозиготе независимо друг от друга, это явление получило название кодоминирование.
Изучены факты взаимодействия двух, трех и более неаллельных генов. Все они объединяются в такие основные виды: 1. Комплементарность 2. Полимерия 3. Эпистаз При комплементарном (дополнительном) взаимодействии неаллельных доминантных генов у потомков появляется признак, которым не обладает ни один из родителей. К примеру, при скрещивании двух сортов душистого горошка , имеющих цветки белой окраски, у потомков появлются пурпурные цветки. Полимерия (однозначное действие генов) представляет собой взаимодействие нескольких неаллельных генов с однотипным действием. Такие гены и есть полимерные. Чем большее число доз доминантных аллелей в генотипе растения, тем выраженнее проявление определенного признака, ведь при увеличении дозы гена его действие аккумулируется (суммируется). Такой тип взаимодействия неаллельных генов, как полимерия, служит основополагающим фактором в наследовании длины колоса у злаков, содержания сахара в сахарной свекле, жиров в семенах подсолнечника, др. При эпистазе аллели одного гена угнетают проявление аллелей других. Те гены, которые оказывают подавляющее воздействие на другие, называются эпистатическими ингибиторами (супрессорами). Гены, которые угнетены, - гипостатические. Выделяют доминантный эпистаз, в результате которого действие одного доминантного гена подавляется другим доминантным геном, а также рецессивный эпистаз, при котором рецессивные гены в гомозиготном состоянии подавляют доминантный ген или рецессивные гены из другой пары аллелей |