Молекулалық биология дәрістер жиынтығы Кіріспе
жүктеу/скачать 0,87 Mb.
|
molekulalyk biologiya alpamysova gulzhayna
- Бұл бет үшін навигация:
- Дәріс Рибонуклеин қышқылы (РНҚ) Дәріс жоспары
| Әдебиеттер тізімі
Уотсон Д.Ж. Молекулярная биология гена.- М.: Мир, 1978 Молекулярная биология: Структура биосинтез нуклеиновых кислот. (под ред. Спирин А.С.).- М.: Высшая школа, 1990. Молекулярная биология : Структура рибосом и биосинтез белка. (под ред. Спирин А.С.).- М.: Высшая школа, 1996. Сингер М., Берг П. Гены и геномы . В 2-х томах. –М.: Мир, 1998. Дәріс Рибонуклеин қышқылы (РНҚ) Дәріс жоспары: РНҚ-ның құрылымы және қасиеттері РНҚ-ның түрлері РНҚ-ның генетикалық рөлі Нуклеин қышқылдарының химиялық деградациясы және гидролизі Нуклеин қышқылдарының мутациялық өзгергіштігі Көмірсулы компонент ретінде рибозадан, ал азоттық негіздер ретінде- аденин, урацил, цитозин және олардың модификацияланған туындыларынан тұратын нуклеин қышқылдары. Барлық тірі клеткалар мен көптеген вирустардың міндетті компоненттері. Генетикалық ақпараттың жүзеге асуына қатысады. РНҚ кеңістіктегі құрылым негізінен бір полинуклеотидті тізбектен, ал кейбір бөліктерінде негіздрдің комплементарлығы принципі бойынша құрылған екі спиральді болып келеді. Құрылыс ерекшеліктері мен атқаратын қызметіне сай клеткалық РНҚ-ның бірнеше класын бөліп көрсметуге болады: рибосомалық рРНҚ, тасымалдаушы тРНҚ, ақпараттық немесе матрицалық аРНҚ немесе мРНҚ. Тірі клеткада ДНҚ матирцасында РНҚ-ның синтезі РНҚ-полимераза ферментінің көмегімен жүзеге асады. Эукариоттардың клеткасында РНҚ-ны әр түрлі класын синтездейтін 3 әр түрлі РНҚ-полимеразалар табылған. Блгілі бір геннің шегінде ДНҚ-ның 2 комплементарлы тізбегінің біреуі ғана РНҚ-ның синтезінде матрица болып табылады. РНҚ-ның молекулалық функционалды белсенді молекулалар мен салыстырғанда молекулалық массасы үлкен бастамалар түрінде синтезделеді. Рибосомалқ РНҚ жоғары молекулалы және бүкіл клеткалық РНҚ-ның 80 пайызын жуық мөлшерін құрайды. Эукариоттардық клеткасында рРНҚ синтезі ядрошықта шоғырланып, 1 РНҚ полимеразамен жүзеге асырылады. Геномда рРНҚ-ны кодтайтын 50-ден 1000-ға дейін бірдей гндердің көшірмес болады. Белгілі бір ақуыздармен байланыса отырып, клетканың маңызды аппараттарының бірі рибосомаларды түзді.рРНҚ-на рибосома массасының 60 пайызы тура келеді. Тасымалдаушы РНҚ, төменгі молекулалы РНҚ-ның басқа кластарымен салыстырғанда құрылысы жақсы зерттелген. ІІІ РНҚ-полимеразасның көмегімен бастамалар түрінде синтезделеді. Барлық белгілі т-РНҚ-ның екінші реттік құрылысы үшқұлақты жапырақ пішінді болып келеді. Қосымша сутектік байланыстардың қатысуымен түзілетін үшінші реттік құрылымы латын әріпі түрінде болады. тРНҚ-ның негізгі қызметі-сәйкес аминқышқылын байланыстырып және оны аминоацетилсинтетаза ферментінің көмегімен рибосомаға тасымалдау. Фермент аминқышқылы мен оған сәйкес тРНҚ «тануға» маманданған әрбір аминқыгшқылының арнайы аминоацилсинтетаза мен тРНҚ болады. Кейбір жағдайда бір аминқышқылына 2 немесе одан көп тРНҚ сәйкес келеді. Себебі бір аминқышқылы бірнеше колонмен кодталуы мүмкін. Ақпараттық немесе матрицалық РНҚ. Молекулалық массасы бойынша алуан түрлі болып келеді. Олар клеткадағы РНҚ-ның жалпы мөлшерінің 2 процентін құрайды. Олар клеткалық ақуыздардың синтезінде матрица болып табылады. Эукаиоттардың клеткасында мРНҚ-ның синтезі ядрода жүреді. Одан арнайы рибонгуклеопротеидтік бөлшектермен мРНҚ цитоплазмаға тасымалданады. Жетілген матрицалық РНҚ-дың 51 және 31 ұштарнда трансляцияланбайтын кезектесулер болады. 51 ұшында мРНҚ-дың рибосомамен жалғастыратын бөлік бар. әдетте эукариоттардың 51 ұшында 71 жағдайында метилденген гуанозин 51-51 пирофосфоаттық байланыспен келесі негізбен байланысқан. Көбіне 31ұшында мРНҚ ұзын гомополимерлі кезектесулермен аяқталады, ол мРНҚ-на оның транскрипциясы аяқталған соң жалғасады. РНҚ-ды вирустардың геномы екіспиральды немесе бірспиральды РНҚ түрінде болады. Кейбір геномдық РНҚ-ның құрылымдық ұйымдасуы эукариоттардың мРНҚ-на ұқсас және тікелей трансляциясына алады. Ал басқа втрустарда геномдық тізбекке комплементарлы РНҚ ғана трансляцияланады. Транскрипция латын тілінен аударғанда көшіріп жазамын деген мағынаны білдіреді. Транскрипция дегеніміз-ДНҚ-ның сәйкес бөлігінде РНҚ молекулаларының биосинтезі; тірі клеткалардағы генетикалық ақпараттың жүзеге асуының бірінші сатысы. Транскрипция ДНҚ-ға тәуелді РНҚ полимераза ферментінің көмегімен жүзеге асады. Ол көптеген зерттелген ағзаларда транскрипция процесінде әртүрлі қызмет атқаратын 4 немесе одан да көп бірдей емес суббірліктерден тұрады. Фермент транскрипцияның басталу белгісі-промоторды (ДНҚ бөлігі) «танып» онымен бірігеді де ДНҚ-ның қос спиралін ажыратады. Осы жерден бастап ДНҚ-ның бір тізбегі бойымен жылжып, оны қайтлайды да комплементарлық принципіне сәйкес түзіліп келе жатқан РНҚ-ға мономерлі звеноларды қосып алады. РНҚ-полимеразының қозғалысына сай РНҚ-ның өсіп келе жатқан тізбегі матрицадан ажырайды және ферменттен кейін жатқан ДНҚ-ның қос спиралі қалпына келеді. РНҚ-полимераза қайталайтын бөліктің сонына жеткенде РНҚ матрицадан бөлінеді. ДНҚ-ның әртүрлі бөліктерінің көшірмелерінің саны ағзаның даму барысында өзгеруі мүмкін. Тиімділшігі жоғары инициация үшін көбіне промоторға позитивті бақылау ақуыздарының қосылуы қажет. Прокариоттарда инициация кезеңіндегі реттеуге транскрипцияның басталу нүктесінежақын орналасқан бөліктер-операторларды біріктіретін репрессор-ақуыздардың қатысуы мүмкін екендігі дәлелденді. Транскрипцияның соңынан кейбір белгілерін РНҚ-полимеразасының өзі таниды. Басқаларын тануға ерекше терминайцияланушы ақуыз «ро» қатысады. Транскрипцияны терминация кезеңінде реттеуге антитерминатор ақуыздар мен ақуыз синтезі аппаратының компоненттері қатысады. Эукариоттарда рибосомалық, ақпараттық және тасымалдаушы РНҚ-лардың синтезіне арналған арнайы РНҚ-полимеразалары болады. Стриптон немесе оперон деп аталатын транскрипция бірліктері, әдетте бірнегше функционалдық жағынан байланысты гендерден, ал эукариоттарда олар негізінен моногенді болып табылады. Қатерлі ісік тектес вирустарда ақпараттың РНҚ-дан ДНҚ-ға тасымалдануы мүмкін. Ол кері транскриптаза ферментінің көмегімен жүзеге асады. РНҚ-ң құрылымдық бөліктері РНҚ-ның құрылым бөліктері: Пентозды қант –рибоза Фосфор қышқылының қалдығы Азоттық негіздер: пуринді-аденин, гуанин, пиримидинді-урацил және цитозин. РНҚ-ның біріншілік құрылысы бір сызықты полинуклеотидтік тізбекті болып келеді. Екі комплементарлы полинуклеотидтік тізбектен құралған РНҚ аз кезедеседі және тек ьірқатар вирустар құрамынан табылған. Сонымен қатар, екі комплементарлы нуклеотидтік кезектесуден тұратын бір тәжді РНҚ-лар белгілі. Олар қос спиральды түрді кезедеседі. РНҚ-ның қос спираліне тек рибоза қалдығының С3-энжоконформациясы тән, сондықтан қос спиральды РНҚ, сонымен қатар комплементарлы екі тәжді полирибонуклеотидті кешендер тек негізгі белгілері ДНҚ-ның А-формасына ұқсас оң А-формада кездеседі. Сонымен қатар, РНҚ-ң сол қос сипральды болуы мүмкін. Екіншілік РНҚ конформациясы Табиғи РНҚ-ң көпшілік макромолекулалары бір полирибонуклеотидтік тізбектен құралған. Олардың екіншілік құрылымының негізгі элементі-оны бір тәжді сегменттермен кезектестіретін, сол бір тізбектің комплементарлы бөліктерінен түзілген, салыстырмалы қос спиралдар. РНҚ-ң екіншілік құрылымының жалпы ұйымдасу принциптерін П. Доти мен қызметкерлері, А.С. Спирин мен қызметкерлері қалыптастырды. Кейінірек, барлық бір тәжді РНҚ-лар үшін бұл принцип орындалды. Олардың негізінде біріншілік құрылымы бойынша белгілі бір кез-келген РНҚ-ның екіншілік құрылымының үлгісін жасауға болады. Үшіншілік РНҚ Бір тәжді РНҚ макромолекулалық ұйымдасуын зерттеу кезінде олардың физиологиялық жағдайда екіншілік құрылымының шкилька тәрізді элементтердің өзара әсерлесуі арқасында ұтымды үшіншілік құрылымы пайда болатыны анықталды. Транспорттық РНҚ-жалғыз табиғи полирибонуклеотидтердің өкілі. Оларды қайта кристалдап, рентген құрылымдық әдіс арқылы зерттеді. РНҚ-ның үүшіншілік құрылымының ұйымдасу принципі т-РНҚ-ң кеңістіктегі құрылымы туралы мәліметтерге негізделеді. Негізгі қағидалары: РНҚ-ның екіншілік құрылымының элементтері бүкіл макромолекулада негіздердің максимальды стэкингінтудыатындай бір-біріне қатысты орналасады. Екіншілік құрылымның жеке элементтері арасындағы байланыс үшіншілік деп аталатын молекулаішілік өзара әсерлесудің бірнеше типтері арқылы жүзеге асады. РНҚ-ның үшінлілік құрылымы фосфаттармен қата негіздермен де байланысатын екі валетті металдар арқылы тұрақталады. РНҚ-ның түрлері және гентикалық ролі. РНҚ-ның рибосомалы, транспорттық және ақпараттық немесе матрицалық деген түрлері бар. рРНҚ рибосоманың негізін құрайды, т-РНҚ трансляция процесінде амин қышқылдарын тасымалдайды, ал мРНҚ материалы транскрипция процесі кезінде ДНҚ-дан көшіріліп алынған РНҚ-болып табылады. Барлық РНҚ генетикалық ақпараттын тасымалдау және сақтау қызметтірен атқарады. ДНҚ молекуласының құрылысы. Уотсон мен Крик ДНҚ-ның 2 полинуклеотидтік тізбектен тұратынын көрсетті.әрбір тізбек оңға қарай спиральге оралған. Сондықтан қос спираль түұзеді. Тізбектер антипараллельді, яғни қарама-қарсы бағытталған бір тізбектің 31 –ұшы екіншісінің 51 ұшына қарама-қарсы орналасқан. Әрбір тізбек қантты-фосфатты қаңқадан құралған, ал оның бойында спиральдың өсіне перпендикуляр түрлде негіздер орналасады. Екі қарама қарсы тізбектердің негіздері бір-бірімен сутектік байланыстармен байланысқан. Қантты-фосфатты қаңқаның ара қашықтығы тұрақты және ол бір пурин мен бір ипирмидин жұбының алып жатқан ара қашықтығына тән. Молекула өсінің бойында көршілес негіздер жұбы бір-бірінен 0,34 ним қашықтықта орналасқан. Спиральдың толық айналымы 3,4 нм, яғни 10 жұп негіздерге сәйкес келеді. Спиральдың екі тізбегі бір-біріне комплементарлы. Уотсон мен Криктің жасаған қорытындылары молекулалық биологияның дамуына түрткі болды. 1962 ж. Уотсон мен Крик және Уилкинс Нобель сыйлығын иеленді. ДНҚ-ң биосинтезі жартылай консервативті механизм бойынша матрицалық синтез жолымен жүзеге асады. Бөлініп жатқан клеткадағы хромосомалық ДНҚ-ның репликаиясы қос спиральдың локальды ажырап, репликативті вилканың түзілуінен басталады. Оны арнайы эндонуклеазалар мен ажырау ақуыздары жүзеге асырады. Екі антипараллельді тізбектердің репликациясының синхрондылығы, оның синтезі қысқа фрагменттермен жүруіне байланысты, олар кейін өсіп келе жатқан тізбектерге ДНҚ-лигазалардың көмегімен жалғанады. Тірі ағзаларда дезоксирибонуклеотидтердің синтезі рибонуклеотидтердің тікелей рибозаның 2-ші атомы бойынша тікелей тотықсыздануы тотықсызданбаған НАДФ және тиоредоксиннен тұратын конферментті жүйемен жүзеге асады. Кейбір ағзаларда В12 витаминніің қатысуында рибонуклеозидүшфосфаттардың тотықсыздануы арқылы жүреді. ДНҚ-ның тікелей алғы бастамалары дезоксирибонуклеозидүшфосфаттардың синтезі АТФ-тің қатысуымен дезоксирибонуклеозидмоно және дифосфаттың фосфолануы реакцияларымен аяқталады. Бақылау сұрақтары: Нуклеин қышқылдарының ашылуы? Тұқым қуалайтын материалдың химиялық табиғаты қандай? Генетикалық материал, ДНҚ құрылысы? Нуклеин қышқылдарының сапвсын анықтау әдістері және принциптері Нуклеин қышқыылдарының сілтілік гидролизі Нуклеин қышқылдарының нуклеотид құрамын анықтау әдістері ДНҚ-ның нуклеотидтік тізбегін анықтау жүктеу/скачать 0,87 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|