Молекулярные основы наследственности. Строение гена у про- и эукариот. Функционально-генетическая классификация генов.

                   Структура молекулы ДНК была расшифрована в 1953г Уотсон Крик. Это две спирально закрученные, анти параллельные, на против 3’ одной цепи располагается 5’ другой цепи. Мономеры – нуклеотиды. Они соединены в цепочку благодаря фосфорнодиэфирным св, м/у дезоксирибозой 1го нуклеотида и остатком фосфорной к-ты. Азотистые основания присоед-ются к дезоксирибозе и образуют радикалы. М/у азотистыми основаниями устанавливаются «Н» св.

                   Строение генетического материала у эу- и прокариот. Сходства: генетический материал – ДНК; принцип записи – генетический код; одни и те же аминокислоты формируются одинаковыми кадонами; одинаковое использование наследственной информации; транскрипция в иРНК; трансляция на рибосомах в пептид. Отличия: про- наследственный материал в кольцевой ДНК; ДНК находится в цитоплазме, где тРНК и ферменты; гены почти целиком состоят из кодированных последовательностей. эу- наследственный материал – в хр-мах; хр-мы отделены от цитоплазмы ядерной оболочкой; аппарат для синтеза белков располагается в цитоплазме.

                   Все гены по функциям подразделяют на структурные (несут информацию о белках-ферментах и белках-гистонах, о последовательности нуклеотидов в РНК); функциональные (не несут информацию) – гены модуляторы (усиливают или ослабевают стр-ые гены), гены регулирующие работу стр-ых генов (регуляторы, операторы).

                   Все гены подразделяют на 3 группы: 1) функционируют во всех клетках; 2) функционируют в клетках одной ткани; 3) специфичные для 1го типа кл.

29. Экспрессия генов в процессе биосинтеза белка. Регуляция экспрессии генов у про- и эукариот. Гипотеза «один ген – один фермент», ее современная трактовка. 

                   Реализация наслед-ной инф-ии, заключенной в генотипе организма, - это сложный процесс, требующий тонкой регуляции для того, чтобы в кл разной тканевой принадлежности в опред-ное время в процессе развития орг-ма обеспечить синтез специф-их белков в необход. кол-ве.

                   Основная масса генов, активно функционирующих в большинстве клеток организма на протяжении онтогенеза, - это гены, обеспечивающие синтез белков общего значения, тРНК и рРНК. Транскрибирование этих генов обеспечивается соединением РНК-полимеразы с их промоторами. Такие гены называются конститутивными. Другая группа генов, детерминирующих синтез специфических продуктов, в своем функционировании зависит от различных регулирующих факторов - регулируемые гены. Их активное функционирование, скорость и продолжительность транскрипции регулируются путем стимуляции или запрещения соединения РНК-полимеразы с промоторной областью гена.

                   Регуляция экспрессии генов у прокариот: гипотеза оперона была предложена в 1961г. на примере лактозного оперона. Группа генов, расположенных в ДНК, управляется одним геном-опероном, образую оперон. В цитоплазме проходит стадия 7-9, на рибосомах 7-8. оперон работает по принципу обратной связи.

1-промотор, 2-инициатор, 3-оператор, 4-структурные гены, 5-терминатор, 6-ген-регулятор, 7-информационный репрессор, выключающий оператор, 8-фермент, 9-индуктор.      

                   В состав оперона входят 1,2- место первичного прикрепления РНК-полимераза, 3-вкл и выкл структурные гены, для считывания информации.

                   Оперон – участок ДНК, на котором считывается иРНК, определяет синтез белка-фермента, ген-регулятор – содержит информацию для синтеза. 7 – блокирует 3, вступая с ним в химическое соединение информация не считывается, оперон не работает. Чтобы оперон заработал 7 должен быть связан с 9. Когда последние молекулы индуктора будут разрушены, освобождается репрессор, блокируется оператор (3).

                   Регуляция экспрессии генов у эукариот: гипотеза транскриптона – 1972г. Г.Георгиев. В клетке прокариота наследственный материал биосинтеза белка пространственно не разобщены, транскрипция и трансляция происходят почти одновременно. У эукариот 2 этапа, часть процесса проходит в ядре, часть – в цитоплазме и во времени их разделяют процессы созревания иРНК, из которой должны быть удалены некодирующие последовательности. Транскриптон – ед-ца транскрипции, состоящей из неинформационной и инф-ой зоны. 7-9 – в цитоплазме, 1-6 – в ядре.

Ген-ая инженерия, ее задачи, методы, возможности. Значение ген-ой инженерии в решении продовольственных проблем, лечении наследственных заболеваний.

                   Генетическая инженерия – направление молекулярной биологии и генетики, занимается направленным изменением биол-кой инф-ии клеток или организмов для получения живых существ с заданными фенотипическими характеристиками. Задачи генетической инженерии разнообразны, что объясняет разные уровни ее применения – организменный, клеточный, генный.

                   Представление об организменном уровне применения генетической инженерии дает пример аллофенных животных. Тела их состоят из генотипически разных тканей, развившихся из клеток неск-их родителей, искусственно объединенных в данном потомке. На кл-ом уровне применения – путем соматической гибридизации получают гибриды, совмещающие в 1ой кл генотипы орг-мов разных биол-ких видов. На генном уровне – объединяет в себе методы получения отд-ых генов и введения их в геном др орг-мов с целью изменить фенотип последних.

                   Селекционеры путем пересадки генов азобактерий пытаются получить растения, фиксирующие азот из воздуха. Некоторые перспективы открываются в области медицины. Введение в организм соответствующих генов при дефектности собственных устранит наследственно обусловленные нарушения обмена веществ.

                   Генная инженерия служит мощным орудием изменения наследственности живых организмов на благо человека. Но безответственность в исследованиях такого рода таит опасность глобальной катастрофы в связи с появлением патогенных свойству микроорганизмов, в обычных условиях безвредных для человека.