МБ РК Flashcards
Что такое Оперон
Оперон – это группа генов у прокариот, которые регулируются вместе и кодируют белки, участвующие в одном метаболическом пути. Управление экспрессией генов осуществляется с помощью промотора и оператора, к которым могут присоединяться регуляторные белки.
Уровни регуляции активности генов у прокариот
-Транскрипционный уровень (контроль синтеза мРНК)
-Посттранскрипционный уровень (обработка мРНК)
-Трансляционный уровень (регуляция синтеза белка)
-Посттрансляционный уровень (активация или инактивация белка)
Механизмы регуляции активности генов у прокариот:
Основные механизмы включают негативную и позитивную регуляцию, оперонную модель (лак-оперон, триптофановый оперон) и использование регуляторных белков-репрессоров и активаторов.
Особенности регуляции активности генов у эукариот:
У эукариот регулирование более сложное и включает: эпигенетические механизмы (метилирование ДНК), контроль структуры хроматина, использование специфических факторов транскрипции, альтернативный сплайсинг и регуляцию посттранскрипционной обработки РНК.
Дифференциальная экспрессия генов и ее значение в жизнедеятельности организмов:
Дифференциальная экспрессия генов позволяет клеткам различаться по функциям и типам. Это ключевой механизм, определяющий клеточную специализацию и разнообразие тканей в организме.
Нуклеиновые кислоты – типы, структура и функции:
Нуклеиновые кислоты (ДНК и РНК) состоят из нуклеотидов и выполняют функцию хранения и передачи генетической информации. ДНК – двухцепочечная молекула, а РНК – одноцепочечная. ДНК участвует в репликации, а РНК в трансляции генетической информации в белок.
Роль репликации в жизнедеятельности организмов. Биологическое и медицинское значение:
Репликация ДНК обеспечивает передачу генетической информации дочерним клеткам при делении, что гарантирует поддержание генетической стабильности. Нарушения репликации могут приводить к генетическим заболеваниям и мутациям.
Транскрипция:
Транскрипция – это процесс синтеза РНК на основе ДНК. Этот процесс включает инициирование, элонгацию и терминацию, и является первым этапом в реализации генетической информации.
Классификация генов:
Гены классифицируются по функциям (структурные, регуляторные), по организации (полицистронные, моноцистронные) и по экспрессии (конститутивные, индуцибельные).
Ген – свойства и классификация:
Ген – это функциональная единица наследственной информации. Свойства генов: специфичность, стабильность, способность к мутации и рекомбинации. Гены можно классифицировать по функциям и по механизму регуляции.
Объекты и методы молекулярно-генетических исследований:
Основные объекты: бактерии, вирусы, дрожжи, клеточные культуры, животные и растения.
Методы: секвенирование ДНК, ПЦР (полимеразная цепная реакция), гибридизация нуклеиновых кислот (Northern blot, Southern blot), клонирование генов, редактирование генома (CRISPR-Cas9).
РНК – свойства и функции. Типы РНК (мРНК, тРНК, рРНК):
РНК – одноцепочечная нуклеиновая кислота, участвующая в синтезе белков. Основные типы:
мРНК (матричная РНК) – переносит информацию с ДНК к рибосомам для синтеза белка.
тРНК (транспортная РНК) – переносит аминокислоты к рибосоме.
рРНК (рибосомная РНК) – структурный компонент рибосом, участвующий в сборке белка.
Ро-зависимая и независимая терминация транскрипции:
Ро-зависимая терминация требует белка Ро, который взаимодействует с РНК и завершает синтез, разрывая РНК от ДНК-матрицы.
Ро-независимая терминация происходит за счет образования стебле-петлевой структуры в РНК, которая вызывает диссоциацию транскрипционного комплекса.
Ген – сложная структурно-функциональная единица наследственности:
Ген включает экзоны (кодирующие участки) и интроны (некодирующие участки), регуляторные последовательности (промоторы, энхансеры). Он несет информацию о синтезе белка или РНК и управляет клеточными процессами через экспрессию.
Объясните 5 принципов репликации ДНК:
Полуконсервативность (каждая дочерняя молекула содержит одну родительскую цепь).
Направленность 5’→3’ (синтез новой цепи идет только в одном направлении).
Инициация с определенной точки (origin of replication).
Дискретность (синтез идет фрагментами на отстающей цепи).
Использование ферментов (ДНК-полимераза, геликаза, примаза).
Процессинг. Сплайсинг:
Процессинг – это модификация первичной РНК (пре-мРНК) после транскрипции, включающая сплайсинг, кэпирование, полиаденилирование. Сплайсинг удаляет интроны и соединяет экзоны, формируя зрелую мРНК.
Сборка трансляционного комплекса:
Сборка начинается с присоединения мРНК к малой субъединице рибосомы, затем присоединяются тРНК с метионином и большая субъединица рибосомы. Таким образом формируется активный комплекс для синтеза белка.
Что такое транскрипция?
Транскрипция – это процесс, при котором генетическая информация с ДНК копируется в РНК. Включает три этапа: инициация, элонгация и терминация.
Инициация трансляции:
Процесс начинается с того, что рибосома присоединяется к стартовому кодону на мРНК, привлекая первую тРНК с аминокислотой, что запускает синтез полипептидной цепи.
Виды РНК:
мРНК (матричная)
тРНК (транспортная)
рРНК (рибосомная)
snРНК (малая ядерная РНК)
siРНК (малые интерферирующие РНК)
Назовите типы ферментов, участвующих в репликации ДНК, и их функции:
ДНК-полимераза – синтезирует новую цепь ДНК.
Геликаза – разворачивает ДНК.
Примаза – синтезирует праймеры РНК для начала синтеза.
Лигаза – соединяет фрагменты ДНК (Оказаки).
Общая характеристика транскрипции. Матричный принцип синтеза РНК:
Транскрипция – это процесс синтеза РНК на основе ДНК-матрицы. РНК синтезируется по принципу комплементарности, где аденин ДНК связывается с урацилом РНК, а гуанин – с цитозином.
Инициация репликации:
Процесс начинается с распознавания участков origin of replication, где геликаза раскручивает ДНК, и к нему присоединяются белки для создания репликативной вилки.
Нуклеиновые кислоты – строение, типы, функции:
Нуклеиновые кислоты (ДНК и РНК) состоят из нуклеотидов, включающих азотистое основание (аденин, гуанин, цитозин, тимин или урацил), пентозу (дезоксирибозу или рибозу) и фосфатную группу. ДНК хранит генетическую информацию, а РНК участвует в синтезе белка.
РНК-полимераза и её субъединицы:
РНК-полимераза – фермент, который синтезирует РНК на матрице ДНК. Она состоит из нескольких субъединиц:
Альфа-субъединица – участвует в сборке фермента.
Бета-субъединица – катализирует синтез РНК.
Бета’-субъединица – обеспечивает связывание с ДНК.
Сигма-фактор – распознает промотор для инициации транскрипции.
Триплеты – виды, свойства:
Триплет – это последовательность из трёх нуклеотидов в ДНК или РНК, кодирующая одну аминокислоту. Свойства: универсальность, вырожденность (несколько триплетов могут кодировать одну аминокислоту), однозначность (один триплет кодирует одну аминокислоту).
ДНК – её свойства и функции:
ДНК хранит генетическую информацию, кодирует синтез белков, передает наследственную информацию. Свойства: стабильность, способность к мутации, репликации и рекомбинации.
Инициация репликации
Репликация ДНК начинается с участка origin of replication, где геликаза раскручивает двойную спираль ДНК, создавая репликативную вилку.
Понятие о гене, геноме:
Ген – участок ДНК, содержащий информацию о синтезе белка или РНК. Геном – это вся совокупность генетического материала организма.
Организация генов прокариот и эукариот:
У прокариот гены организованы в опероны (группы генов с общей регуляцией), у эукариот гены разбросаны по геному, часто содержат интроны и регулируются индивидуально.
Типы переноса генетической информации (общий, специализированный, запрещённый). Основной постулат Крика:
Общий перенос: ДНК → РНК → белок.
Специализированный перенос: ретровирусы (РНК → ДНК).
Запрещённый перенос: белок → ДНК (не наблюдается).
Основной постулат Крика: информация передается от нуклеиновых кислот к белкам, но не наоборот.
Репликация ДНК – особенности. Ферменты репликации:
Репликация идёт по полуконсервативному механизму. Лидирующая цепь синтезируется непрерывно, отстающая – фрагментами Оказаки. Основные ферменты: ДНК-полимераза, геликаза, праймаза, лигаза.
Эксперимент Мезельсона-Сталя:
Эксперимент подтвердил полуконсервативный механизм репликации ДНК. После каждого цикла деления одна из цепей в новой молекуле ДНК является родительской, а другая вновь синтезированной.
Структурные компоненты и химический состав хромосом:
Хромосомы состоят из ДНК, упакованной с белками (гистонами). Основные структурные элементы: центромеры, теломеры и хроматиды.
Пурины и пиримидины, типы связей между компонентами ДНК:
Пурины (аденин, гуанин) и пиримидины (цитозин, тимин) образуют водородные связи: аденин – с тимином (2 связи), гуанин – с цитозином (3 связи).
Денверская классификация:
Классификация хромосом по размерам и расположению центромеры, основанная на микроскопическом анализе.
Схема молекулы ДНК:
ДНК состоит из двух антипараллельных цепей нуклеотидов, образующих двойную спираль. Нуклеотиды соединены фосфодиэфирными связями.
Особенности репликации лидирующей и отстающей цепей ДНК:
Лидирующая цепь синтезируется непрерывно в направлении 5’→3’, а отстающая цепь синтезируется фрагментами (фрагменты Оказаки) и затем соединяется ДНК-лигазой.
Холофермент и корфермент РНК-полимеразы:
Холофермент РНК-полимеразы включает все необходимые субъединицы, включая сигма-фактор. Корфермент – это РНК-полимераза без сигма-фактора, не способная начинать транскрипцию.
Реализация наследственной информации – этапы транскрипции:
Инициация: связывание РНК-полимеразы с промотором.
Элонгация: синтез РНК по матрице ДНК.
Терминация: завершение синтеза и освобождение РНК.
Строение хромосомы:
Хромосома включает две сестринские хроматиды, соединенные в области центромеры. Теломеры защищают концы хромосомы от деградации.
Кэпирование и полиаденилирование:
Кэпирование – добавление 7-метилгуанозина к 5’-концу мРНК. Полиаденилирование – добавление поли-А хвоста к 3’-концу мРНК, что защищает её от деградации и способствует экспорту из ядра.
Отличия ДНК и РНК:
ДНК двухцепочечная, РНК одноцепочечная.
ДНК содержит тимин, РНК – урацил.
ДНК хранит генетическую информацию, РНК участвует в синтезе белка.
Основной постулат Крика. Типы переноса наследственной информации:
Информация передаётся от ДНК к РНК и далее к белку (общий перенос). Специализированный перенос возможен от РНК к ДНК, как у ретровирусов.
Элонгация трансляции:
Этот этап включает добавление аминокислот к растущей полипептидной цепи, пока рибосома движется вдоль мРНК, считывая её кодоны.
Нуклеиновые кислоты – строение, классификация
Нуклеиновые кислоты состоят из нуклеотидов. Классификация включает ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота) и РНК (рибонуклеиновая кислота).
Реализация генетической информации:
Транскрипция: синтез РНК на основе ДНК.
Трансляция: синтез белка на рибосоме по информации мРНК. Этапы: инициация, элонгация и терминация.
Амплификация гена:
Амплификация – это увеличение числа копий определённого гена, что может происходить естественно (например, при опухолевых процессах) или искусственно в лабораторных условиях.
Саузерн-блот гибридизация:
Метод обнаружения определённых последовательностей ДНК, основанный на их разделении, переносе на мембрану и гибридизации с мечеными зондами.
Секвенирование ДНК:
Определение последовательности нуклеотидов в молекуле ДНК. Современные методы включают секвенирование по Сэнгеру и высокопроизводительное секвенирование (NGS).
Возможности молекулярной генетики:
Включают генный анализ, редактирование генома (CRISPR-Cas9), терапию генетических заболеваний
