Курс за вибором: “Сучасні проблеми молекулярної біології” Лекція 1



Скачати 470.79 Kb.
Сторінка1/8
Дата конвертації09.11.2016
Розмір470.79 Kb.
  1   2   3   4   5   6   7   8

Курс за вибором: “Сучасні проблеми молекулярної біології”

Лекція 1

Молекулярна біологія: предмет та задачі. Структура ДНК, РНК. Молекулярні механізми реплікації, рекомбінації та репарації ДНК. Молекулярна структура гена. Структура геномів вірусів, про- та еукаріотів.

План

1. Предмет, мета і завдання молекулярної біології.

2. Поняття про молекулярну медицину.

3. Структура ДНК, РНК.

4.Реплікація, рекомбінація та репарація ДНК.

4.1 Пошкодження ДНК

4.2 Репарація ДНК

5. Сучасне визначення гена

6. Молекулярна организація генів про- та еукаріотів.

6.1 Фкнкціональна структура гена

6.2 Основні положення теорії гена:


6.3 Властивості гена

7. Класифікація генів

8. Характеристика генома людини


9. Позаядерна спадковість
  1. Предмет і завдання молекулярної біології

Молекулярна біологія – це наука про механізми зберігання, відтворення, передачі і реалізації генетичної інформації, про міжмолекулярні взаємодії, які лежать в основі біологічних процесів, про структуру і функції нерегулярних біополімерів - нуклеїнових кислот і білків.
Предметом молекулярної біології є всі молекули живих систем.

Завдання молекулярної біології:

Вивчення молекулярних структур живих систем

Вивчення взаємодій між молекулярними структурами живих організмів

Вивчення співвідношень між генами і функціями, які вони виконують

Застосування одержаних знань для молекулярних біотехнологій

Кінцева мета предмету:

Уміти пояснювати закономірності проявів життєдіяльності людського організму на молекулярно-генетичному рівні його структурної організації

2. Поняття про молекулярну медицину

Молекулярна медицина

- вчення про діагностику, лікування та профілактику спадкових хвороб на генному рівні.

Молекулярна медицина сформувалася на стику фундаментальних наук і практичної медицини як результат досягнень молекулярної і клітинної біології, молекулярної генетики та біотехнології.

Основний принцип молекулярної медицини - при кожній хворобі і кожному патологічному прояві організму є молекулярна мішень, яку можна використовувати для виявлення захворювання та дії ліків.

Генетичну сприйнятливість людини до медикаментозного лікування вивчає наука фармакогенетика. Методи молекулярної медицини застосовуються тут для індивідуального підбору лікарських засобів.

3. Структура ДНК, РНК

Е.Чаргафф та його колеги довели, що склад ДНК одного виду подібний, але є різним у різних видів. %ГЦ у різних організмів є змінним:

Модель дволанцюгової ДНК: 4 основних характеристики

- Подвійна полінуклеотидна правозакручена (за годинниковою стрілкою) спіраль.

Цукрово-фосфатні остови зовні подвійної спіралі і основи розміщені у бік центральної осі.

Цукор-фосфатні основи розташовані нерівномірно, що призводить до утворення великого та малого жолобів.

Пари основ відстоять одна від іншої на 0.34 нм. Один повний виток спіралі складає 3.4 нм (10 основ/виток).

4.Реплікація, рекомбінація та репарація ДНК

4.1 Пошкодження ДНК

ДНК може бути пошкоджена багатьма окислюючими чи алкалуючими агентами, а також високоенергетичним електромагнітним випромінюванням (ультрафіолетове світло і рентгенівські промені).

УЛЬТРАФІОЛЕТОВЕ світло здебільшого ушкоджує ДНК, створюючи димери тиміну, які є містками між суміжними основами піримідину у ланцюзі ДНК. ОКИСЛЮВАЧІ (вільні радикали або перекис водню) призводять до модифікації основ, особливо гуанін-рибозиду, а також до розривів спіралі ДНК.

У кожній людській клітині близько 500 основ на день піддаються окислювальному пошкодженню. З цих окислювальних пошкоджень, найбільш руйнівним є розриви подвійної спіралі, оскільки вони можуть призводити до точкових мутацій, вставок і випадіння нуклеотидів з послідовності ДНК, а також до хромосомних транслокацій.

ІНТЕРКАЛАТОРИ вставляються у простір між двома суміжними парами основ (етидіум, профлавін, дауномицин, доксорубицин та талідомід). ДНК-інтеркалатори використовуються у хіміотерапії для попередження реплікації ДНК у ракових пухлинах, що швидко ростуть. З іншого боку, ДНК-інтеркалатори часто є канцерогенами.

4.2 Репарація ДНК

Фотореактивація або світлова репарація відбувається під дією видимого світла та відновлюючого ферменту

- під дією фіолетового випромінювання, димерні містки з'являються між сусідніми пиримідиновими основами, частіше між Т-Т у одному ланцюзі, що запобігає зв'язку цього нуклеотида з іншим ланцюгом ДНК.

Димерні зв'язки між сусідніми тимінами знищуються, натомість утворюються відповідні водневі зв'язки між нуклеотидами різних ланцюгів ДНК.

5. Сучасне визначення гена

Ген – це ділянка молекули ДНК, яка відповідає певному протеїну (набору альтернативних протеїнів) або певній молекулі РНК. Ген є основною одиницею генетичної інформації у клітині.

6. Молекулярна организація генів про- та еукаріотів.


6.1.Функціональна структура гена

На молекулярному рівні ген складається з двох структурних ділянок:

1. ДНК ділянки, з якої внаслідок транскрипції зчитується одноланцюгова РНК-копія.

2. Додаткові ДНК ділянки, які задіяні в регуляції копіювання. Наприклад, промотор та енхансери.

Типовому гену еукаріотів передує регуляторна ДНК-ділянка - промотор, до якого приєднуються ензим РНК-полімераза та фактори транскрипції і забезпечують процес транскрипції.

Більшість генів в кожній клітині «мовчать». Активна лише 10% ДНК клітини.

Набір активних генів залежить від типу тканини, періоду розвитку організму, одержаних зовнішніх або внутрішніх сигналів.

  1   2   3   4   5   6   7   8


База даних захищена авторським правом ©lecture.in.ua 2016
звернутися до адміністрації

    Головна сторінка