Биологии

• Название: Биологии
• Дата: 09.03.2020
• Размер: 7.9 Mb.
• Имя файла: Lech_Zachyot_Voprosy_2019 (1).docx
• Тип: Документы; #111271
• страница: 6 из 14

Транскрипция = синтез иРНК на матрице ДНК

Процессинг/ созревания = синтезированная молекула мРНК подвергается дополнительным превращениям . Вырезание интронов и сшивание экзонов в зрелую мРНК

Трансляция = синтез белка на матрице иРНК .

• инициация Синтез белка начинается со стартового кодона (АУТ/ГУГ) . Узнавание рибосомой этого кодона и привлечение тРНК

У прокариот рибосомы способны находить стартовый кодон АУТ инициировать синтез на любых участках мРНК , а у эукариот рибосомы присоединяются к мРНК в области кэпа и скандируют ее в поисках стартового кодона

• Элонгация. Процесс наращивания полипептидной цепи

• Терминалия . Окончание синтеза белка происходит при нахождении рибосомоы стоп кодона УАГ ;УАА ;УГА

Конфирмация = упаковывание белка в определенные структуры

14. 
    Особенности экспрессии генетической информации у про- и эукариот.
    

Прокариоты:

У прокариот экспрессируется одновременно 90-96% генов, содержащихся в геноме. Транскрибируемая часть каждого гена содержит только кодирующие последовательности нуклеотидов. Регулируемая часть генов состоит из следующих последовательностей нуклеотидов:

1. 
   Промотор.
   
2. 
   Оператор.
   
3. 
   Терминатор.
   

Большинство функционально связанных генов у прокариот объединены в группы, которые входят в состав оперонов.
Экспрессия генов у прокариот осуществляется в 2 этапа: транскрипция и трансляция. Оба этапа протекают в цитоплазме и почти одновременно. Синтез всех видов РНК у прокариот осуществляет один тип РНК-полимераз. В процессе транскрипции генов, входящих в состав оперонов, синтезируется полицистронная иРНК. В процессе транскрипции у прокариот синтезируется уже готовая к трансляции зрелая иРНК.
Эукариоты:

У эукариот экспрессируется в клетке примерно 10% генов генома. Отсутствуют опероны. Каждый ген имеет свой промотор и терминатор. Гены имеют прерывистое строение, так как состоят из интронов и экзонов. Основная часть наследственной информации у эукариот содержится в ДНК хромосом в ядре.
У эукариот синтез белка осуществляется в 3 этапа: транскрипция, посттранскрипция (процессинг) и трансляция. Первые два этапа протекают в ядре, а третий в цитоплазме. Транскрипцию осуществляют 3 вида РНК-полимераз: РНК-полимераза I , РНК-полимераза II, РНК-полимераза III. В процессе транскрипции белок-кодирующих генов РНК-полимераза II синтезирует незрелые иРНК, которые подвергаются процессингу. У эукариот в процессе транскрипции синтезируются моноцистронные иРНК.

15. 
    Особенности регуляции экспрессии генов у прокариот и эукариот.
    

Прокариоты:

У прокариот преобладает негативный контроль транскрипции. Концепция регуляции транскрипции у прокариот была сформулирована на модели оперона, предложенной Жакобом и Мано. Оперон включает в себя функционально-связанные структурные гены, промотор, оператор и терминатор. Экспрессия генов оперона контролируется регуляторным геном, который расположен на некотором расстоянии от оперона. Продукт регуляторного гена - белок - репрессор. Экспрессия генов (пример – лактозный оперон) обеспечивается связыванием РНК-полимеразы с промотором. С оператором специфически связывается белок-репрессор. Когда репрессор связывается с оператором, РНК-полимераза не может начать транскрипцию и экспрессия генов оперона выключается. Поступающая в клетку лактоза (индуктор) соединяется с репрессором, последний инактивируется. При этом промотор становится доступным для РНК-полимеразы и транскрипции структурных генов оперона. Эукариоты: Многоклеточные эукариоты состоят из различных типов клеток, разнообразие которых обусловлено дифференциальной экспрессией генов, определяющих синтез тканеспецифических белков. Дифференциальная экспрессия генов в основном осуществляется на уровне транскрипции. У эукариот продукты регуляторных генов могут как подавлять, так и активировать экспрессию регулируемых генов. При этом у них преобладает позитивный контроль транскрипции. У эукариот каждый ген регулируется самостоятельно. Репрессоры и активаторы, регулирующие транскрипцию, могут связываться или с промотором или другими регуляторными последовательностями, расположенными в пределах или по обе стороны от промотора. Для присоединения РНК-полимеразы II к промотору необходимо формирование транскрипционного комплекса. В его образовании принимают участие регуляторные белки – факторы транскрипции. При условии образования устойчивого транскрипционного комплекса происходит экспрессия определённого гена. В регуляции активности эукариотических генов принимают участие также энхансеры и сайленсеры. Энхансеры – усилители транскрипции. Сайленсеры – тормозят транскрипцию. В регуляции экспрессии генов у эукариот большое значение имеет метилирование ДНК, которое способствует инактивации генов. Особенностью регуляции экспрессии эукариотических генов является существование генов-интеграторов. Они отвечают за синтез регуляторных белков, способных контролировать транскрипцию сразу группы генов, кодирующих как структурные, так и регуляторные белки. Регуляцию транскрипции у эукариот также осуществляют гормоны, которые часто выполняют функцию индукторов транскрипции. Регуляторную функцию у про- и эукариот выполняют малые регуляторные РНК, которые репрессируют определённые гены (явление ДНК-интерференции). В регуляции генной активности у эукариот играют значительную гистоновые белки хромосом. Условием для транскрипции у эукариот является ослабление связи ДНК с гистоновыми белками на определённом участке хроматина. Альтернативный сплайсинг у эукариот влияет на окончательную структуру белка, кодируемого геном. Регуляция трансляции у про- и эукариот осуществляется на стадии инициации, путём воздействия на один из факторов инициации. Трансляцию регулируют также малые регуляторные РНК. Связываясь с иРНК, малые РНК препятствуют её связыванию с рибосомой происходит подавление трансляции. На уровне посттрансляции регуляция экспрессии генов у про- и эукариот осуществляется путём изменения структуры синтезируемого белка и формирования функционально активных белковых молекул.

16. 
    Химический состав хромосом. Уровни спирализации (компактизации) хроматина. Нуклеосомная нить, хроматиновая фибрилла, интерфазная хромонема, метафазная хромосома.
    

Химический состав хромосом: 30-45% ДНК, 30-50% основные белки-гистоны, 4-33% негистоновые белки, липиды, минеральные вещества

Уровни компактизации хроматина:

1)Нуклеосома (нуклеосомная нить) d=10нм

4 вида нуклеосомных гистонов: Н2А, Н2В, Н3, Н4

Образуют белковые тела – коры

2) Микрофибрилла d=10-20нм

Гистон НI

Более компактная структура – соленоид

3)Интерфазная хромонема d=100-200нм

Укладка хроматиновой фибриллы в петли (петли фиксируются спец. белковым матриксом) => далее образование петельных доменов

Негистоновые белки

Структурные блоки

4)Метафазная хромосома d=500-600нм

Высший уровень компактизации ДНК

Митотическая хромосома, состоящая из двух хроматид

17. 
    Биоритмология._Структура_и_характеристика_биоритмов,_классификация_биоритмов,_синхронизаторы'>Пространственно-временная организация как свойство биологических систем. Хронобиология. Биоритмология. Структура и характеристика биоритмов, классификация биоритмов, синхронизаторы биоритмов,
    

генетический контроль биоритмов. Хронофизиология. Хрономедицина. Хронопатология. Хронотерапия. Хронодиагностика. Хронофармакология.
Хронобиология - раздел биологии, изучающий условия возникновения, природу, закономерности и значение биологических ритмов.

Биоритмология — изучение периодов активности и пассивности процессов, протекающих в человеческом организме.

Биоритмы характеризуются:

• 
  периодом — продолжительностью одного цикла колебаний в единицу времени;
  
• 
  частотой ритмов - частотой периодических процессов в единицу времени;
  
• 
  фазой - частью цикла, измеряемой в долях периода (начальная, конечная и т.д.);
  
• 
  амплитудой - размахом колебаний между максимумом и минимумом.
  

Классификация биоритмов человека:

Характеристика	Продолжительность
Ультрадианные (уровень работоспособности, гормональные сдвиги и др.)	16 ± 4 ч
Циркадианные (уровень работоспособности, интенсивность метаболизма и деятельности внутреннихорганов и др.)	24 ±4 ч
Инфрадианные	28 ч — 4 суток
Околонедельные (циркасептанные) (например, уровень работоспособности)	7 ± 3 суток
Околомесячные (циркатригинтанные)	30 ± 5 суток
Ультраннулярные	Несколько месяцев
Цирканнуальные	Около одного года

У человека выявлены и исследованы среди многих других четыре основных биологических ритма:

• 
  Полуторачасовой ритм (от 90 до 100 минут) чередования нейрональной активности мозга как во время бодрствования, так и во время сна, являющийся причиной полуторачасовых колебаний умственной работоспособности и полуторачасовых циклов биоэлектрической активности мозга во время сна. Через каждые полтора часа человек испытывает попеременно то низкую, то повышенную возбудимость, то умиротворенность, то беспокойство;
  
• 
  Суточный ритм (24 часа) влияет на состояние человека и выражается в цикле бодрствование — сон;
  
• 
  Месячный ритм. Месячной цикличности подчинены определенные изменения в организме женщины.
  
• 
  Годовой ритм. Отмечаются циклические изменения организма ежегодно во время смены времен года. Установлено, что в разное время года различно содержание гемоглобина и холестерина в крови; мышечная возбудимость выше весной и летом и слабее осенью и зимой, максимальная светочувствительность глаза тоже наблюдается весной и ранним летом, а к осени и зиме падает.
  

Хронофизиология – это наука, исследующая механизмы генерации биологических ритмов отдельными клетками, тканями, органами и организмом в целом.

Хрономедицина – это отрасль медицины, изучающая роль нарушений согласованности биоритмов различных функциональных систем организма в развитии патологических процессов, использовании биоритмологических данных в целях диагностики, лечения и профилактики различных заболеваний

Хронопатология – составная часть хронобиологии, изучающая дезинхронозы – заболевания, возникающие в связи со значительными нарушениями биологических ритмов, вызванным рассогласованием между физиологическими ритмами организма и внешними датчиками времени, из которых социальные факторы имеют особое значение.

Хронотерапия— раздел медицины, изучающий влияние временных циклов на организм человека.

Хронофармакология — область фармакологии, изучающая взаимоотношения зависимых от времени биологических процессов (биоритмов) и эффект лекарственных средств.

Хронодиагностика – выявление нарушений биоритмов при переходе нормы в патологию, на всех фазах развития болезни.

18. 
    Временная организация на клеточном уровне. Жизненный цикл клетки, его варианты.
    

Временная организация клеткихарактеризуется двумя основными процессами: фазовостью и цикличностью.

Жизненный цикл клетки - период от возникновения клетки до гибели или до следующего деления.
Варианты:

1.Митотический цикл клетки	- период от одного клеточного деления до другого, подготовка к делению и митоз (18-30 часов). Клеточный цикл совпадает с митотическим у эпителиоцитов базального слоя слизистой оболочки полости рта, клеток зачатка зуба в эмбриогенезе. Митотический цикл включает репродуктивную и разделительную фазы.
Репродуктив- ная фаза Синтез ДНК	- автосинтетическая интерфаза включает периоды: G1, S, G2 . В G1 происходят активный рост клетки, биосинтез белков, накопление нуклеотидов, АТФ, ферментов-активаторов перехода клетки в следующий период, осуществляется контроль за целостностью ДНК и присутствием всех необходимых веществ. Набор хромосом 2n4c. В S- периоде – синтетическом- удваивается ДНК. В каждой хромосоме появляются две идентичные сестринские хроматиды. Набор хромосом 2n4c. Удваиваются клеточные центры и полуавтономные органоиды, усиленно синтезируются гистоны. Синтез ДНК (8-10 часов) характеризуется: -полирепликонностью - возникновением сайтов репликации одновременно во многих участках всех хромосом, - двунаправленностью - формированием в каждой точке репликации двух вилок, движущихся в противоположных направлениях до контакта с вилкой соседнего репликона. В репликации принимают участие ферменты: топоизомераза, геликаза, ДНК-полимераза, праймаза, лигаза. Синтез дочерней цепи нуклеотидов осуществляется по правилу комплементарности азотистых оснований (А-Т, Г-Ц), в направлении 5' ->3', лидирующая цепь синтезируется непрерывно, а отстающа я – фрагментами Оказаки. Синтез дочерней цепи начинается с короткой цепочки РНК-затравки или праймера (8-30 нуклеотидов).
Разделительная фаза	-митоз - характеризуется разделением хромосом на хроматиды, расхождением хроматид, образованием двух дочерних клеток с одинаковым набором хромосом 2n 2c.
Сущность и значение митоза	-точное распределение генетической информации между дочерними клетками. -митоз обеспечивает: рост тканей, органов и организма, -Митоз – клеточная основа всех видов бесполого размножения, физиологической и репаративной регенерации.
2. Необратимая дифференцировка	Клетки приобретают специфическую форму, органоиды, включения, необходимые им для выполнения определённой функции. Экспрессируется 8-10% генов, связанных с функцией. В конце этого периода запускается программа апоптоза – генетическизапрограммированной гибели клетки. Этот вариант клеточного цикла характерен для всех тканей органов ротовой полости: эпителиоцитов слизистой оболочки полости рта, эпителия слюнных желез, миоцитов языка, клеток тканей зуба.
3. Популяция G0 - cтволовые клетки	Небольшая часть клеток после митоза составляет самоподдерживаю-щуюся популяцию недифференцированных стволовых клеток. Они редко делятся, восстанавливают нарушенную ДНК, устойчивы к действию повреждающих факторов, способны дифференцироваться в различные клетки. Такие клетки обнаружены в слизистой оболочке десны, пульпе зуба, в зубных тканях эмбриональных зачатков и молочных зубов. Они обеспечивают высокую регенерационную способность слизистой полости рта и возможность дифференцироваться в клетки хрящевой, костной, мышечной ткани, в нейроны и ткани зуба.
4. Новый мито- тический цикл и дифференци-ровка	Клетки слюнных желез после дифференцировки могут вновь пройти через митотический цикл и дифференцироваться для выполнения функции. Количество таких циклов ограничено порогом Хейфлика.

19. 
    Митотический цикл. Теломерная ДНК. Митотическая активность тканей.
    

Митотический цикл - период от одного клеточного деления до другого, подготовка к делению и митоз (18-30 часов). Клеточный цикл совпадает с митотическим у эпителиоцитов базального слоя слизистой оболочки полости рта, клеток зачатка зуба в эмбриогенезе. Митотический цикл

включает репродуктивную и разделительную фазы.
Теломерная ДНК: Теломеры - это концевые участки линейной молекулы ДНК, которые состоят из повторяющейся последовательности нуклеотидов. У человека и других позвоночных повторяющееся звено имеет формулу TTAGGG. В отличие от других участков ДНК теломеры не кодируют белковые молекулы, в некотором роде это "бессмысленные" участки генома.

Митотическая активность тканей: - способность клеток данной ткани к митотическому делению. Её показателем является МИ (число митозов на 1000 клеток в ‰ ).

Виды тканей по отношению к митотической активности:

-растущие – с высоким МИ: эмбриональные, опухолевые, регенери-рующие;

-обновляющиеся:

а) быстрообновляющиеся с высоким МИ: эпителий слизистой оболочки полости рта, глотки, кишечника, клетки красного косного мозга, роговицы глаза, эпидермис;
б) медленнообновляющиеся со средним и низким МИ:

костная, хрящевая, соединительная, мышечная, железистая ткани, дентин, цемент.

-стабильные, клетки которых утратили способность к делению: эмаль зубов, нервная, кардиомиоциты.

20. 
    Регуляция митотического цикла; нарушение пространственно-временной организации при онкотрансформации тканей.
    

Регуляция мит цикла:

-Генный контроль осуществляет две группы генов:

протоонкогены и онкосупрессоры.

Продуктами протоонкогенов являются белки - «движущие» клеточный цикл: циклины и протеинкиназы. Продукты онкосупрессоров тормозят клеточный цикл, активируют механизмы апоптоза и репарации.

- Гуморальные факторы - активаторы протоонкогенов усиливают клеточное деление:

-соматомедины- инсулиноподобные факторы - ИФР-1, ИФР-2;

-ТФР- тромбоцитарный фактор роста используется в стоматологи-ческой практике для восстановления костной ткани;

- ФРФ - фактор роста фибробластов- для восстановления мышечной ткани,

-ЭФР - эпидермальный фактор роста для восстановления

эпителия слизистой оболочки полости рта, ускорения прорезывания зубов, формирования твердого неба;

ФРН - фактор роста нервов вызывает рост отростков

симпатических нейронов.

- Гуморальные факторы, тормозящие клеточное деление:

кейлоны, интерферон, интерлейкины 4,10.

- Гормоны:

а) активируют деление клеток: соматотропин, инсулин,

тироксин, пролактин;

б) тормозят – стероидные
Онкотрансформация — частичная или полная дедифференцировка клеток, вызванная нарушением регуляции роста клеток, приводящая к их интенсивной неконтролируемой пролиферации и образованию опухоли. Основными причинами О. являются воздействия на клетку вирусов и различных физических и химических факторов (канцерогенов), вызывающих мутации в генах, особенно в онкогенах

21. 
    Мейоз. Фазы мейоза, их характеристика и значение. Рекомбинация
    

наследственного материала, ее медицинское и эволюционное значение.
Мейоз - процесс деления клеточного ядра с образованием четырех дочерних клеток, каждое из которых содержит вдвое меньше хромосом, чем исходное ядро.
Фазы:

Интерфаза

Пресинтетический (G1)

- синтез белков

- синтез АТФ

- активный рост клетки

Синтетический (S)

- репликация ДНК

- синтез белков и АТФ

- удвоение клеточного центра

Постсинтетический (G2)

- синтез РНК и белков

Редукционное деление