Биосинтез белка: цитоплазматические и рибосомные события инициации. 

Начало синтеза пептида, заключается в объединении двух находящихся до этого порознь в цитоплазме субчастиц рибосомы на определенном участке мРНК и присоединении к ней первой аминоацил-тРНК. Этим задается также рамка считывания информации, заключенной в мРНК. В молекуле любой мРНК вблизи ее 5’-конца имеется участок, комплиментарный рРНК малой субъединицы рибосомы и специфически узнаваемый ею. Рядом с ним располагается инициирующий стартовый кодон АУГ, шифрующий аминокислоту метионин. Малая скбчастица рибосомы соединяется с мРНК таким образом, что стартовый кодон АУГ располагается в области, соответствующей П-участку. При этом только инициирующая тРНК, несущая метионин, способная занять место в недостроенном П-участку малой субчастицы и комплиментарного соединения со старт-кодоном. После описанного события происходит объединение большой и малой субчастиц рибосомы с образованием ее пептидильного и аминоацильного участков. К концу фазы инициации П-участок занят аминоацил – тРНК, связанной с метионином, тогда как в А- участке рибосомы располагается следующий за стартовым кодоном.

Описанные процессы инициации трансляции кактализируются особыми белками – факторами инициации, которые подвижно связаны с малой суючастицей рибосомы. По завершении фазы инициации и образования комплекса рибосома - м РНК - инициирующая аминоацил – тРНК эти факторы отделяются от рибосомы.

Репарация как механизм поддержания генетического гомеостаза.

Под действием различных химических и физических агентов, а так же при нормальном биосинтезе ДНК в клетке могут возникнуть повреждения. Клетки обладают механизмами исправления повреждений в нитях ДНК. Способность клеток к исправлению повреждений в молекулах ДНК получила название репарации. Первоначально способность к репарации была обнаружена у бактерий, подвергшихся воздействию ультрафиолетовых лучей. В результате обучения целостность молекул ДНК нарушается, так как в ней возникают димеры, т.е. сцепленные между собой соседние пиримидиновые основания. Димеры образуются между Т - Т, Т – Ц; Ц –У ; Ц – Ц; Т – У; У – У . Однако облученные клетки на свету выживают гораздо лучше, чем в темноте. После тщательного анализа причин этого установлено, что в облученных клетках на свету происходит репарация (световая репарация). Она осуществляется специальным ферментом , активирующимся квантами видимого света. Фермент соединяется с поврежденной ДНК, разъединяет возникшие в димерах связи и восстанавливает целостность нити ДНК. Фотореактивирующий фермент не является видоспецифичным, в качестве фермента в нем имеется цианокобаламин (В12), поглощающий кванты видимого сета и передающий энергию молекуле фермента. Фермент фотореактивации соединяется с ДНК, поврежденной ультрафиолетовыми лучами, образуя стабильный комплекс. На ранних стадиях эволюции живых организмов, когда отсутствовал озоновый слой задерживающий большую часть потока губительных для организмов солнечных ультрафиолетовых лучей фотореактивация играла особенно важную роль. Позднее была обнаружена темновая репарация, т.е. свойство клеток ликвидировать повреждения в ДНК без участия видимого света. При световой репарации исправляются повреждения, возникшие только под действием ультрафиолетовых лучей, при темновой - повреждения, появившиеся под влиянием ионизирующей радиации химических веществ и других факторов. Темновая репарация обнаружена как у прокариот так и в клетках эукариот. Механизм терновой репарации ДНК отличается тем, что не только разрезаются димеры (как при световой), но и вырезаются большие участки молекулы ДНК (до несколько сотен нуклеотидов); видимо, могут удаляться целые гены, после чего происходит комплиментарный матичный синтез с помощью фермента ДНК – полимеразы. На основании одной из предложенных моделей установлено пять последовательных этапов темновой репарации: 1. «узнавание» повреждения ДНК эндонуклеазой. 2. Действие эндонуклеазы по разрезанию одной цепи молекулы ДНК вблизи повреждения. 3. «вырезание»поврежденного участка и расширение бреши эндонуклеазой. 4. Матричный синтез новой цепи (репаративная репликация). 5.соединение новообразованного участка с нитью ДНК под действием фермента полинуклеотидлигазы. Открытие процесса репарации показало, что на молекулярном уровне имеется предмутационный период, во время которого может произойти восстановление исходной нормальной структуры молекулы ДНК. Если бы не этот выработавшийся в ходе эволюции процесс, количество мутаций так бы возросло, что препятствовало бы поддержанию гомеостаза и наследственности живых организмов. Не все виды ДНК репарируются, часть их проявляется в виде мутаций. Если репарация не возникает, появляется мутация, что может повлечь гибель клетки. Способность клеток осуществлять эффективеую репарацию генетического материала может иметь в клеточных механизмах старения.

 25. Морфофункциональная характеристика мужских половых клеток.

Сперматозоид приспособлен к внесению своей генетической информации в яйцеклетку. Большая часть цитоплазмы спермия элиминирует при его созревании, и сохраняются только некоторые органеллы, видоизмененные для выполнении спермием основной функции. Морфологически в спермии выделяют головку, шейку и хвост.

Головка сперматозоида содержит гаплоидное ядро и акросому – видоизмененный комплекс гольджи. Акросома содержит гиалорунидазу и другие протеазы, способные растворять оболочку яйцеклетки и помогающие сперматозоиду проникнуть в яйцеклетку при оплодотворении. Шейка содержит пару центриолей, лежащих перпендикулярно друг другу. Одна из них (проксимальная) вносится спермием в цитоплазму яйцеклетки при оплодотворении и участвует при формировании сперматотической звезды. Другая (дистальная) дает начало сократительной нити сперматозоида – аксонеме.

Средний и дистальный отделы хвостика содержат лишь аксонему. Ее строение типично для жгутиков эукариот.

Аксонему образуют микротрубочки, отходящие от центриолей. Вокруг аксонемы располагается 9 плотных волокон, и их функция не ясна. Стержень аксонемы состоит из 2-х центральных одиночных микротрубочек. Одна микротрубочка каждого дублета имеет законченное строение и содержит 13 протофиламентов, тогда как 2-ая имеет С -образное строение и содержит только 11 протофиламентов. Протофиламенты представлены белком тубулином.

С микротрубочками связан другой белок - динеин. Этот елок может гидролизовать АТФ и преобразовывать химическую энергию в механическую, за счет нее и осуществляется движение спер