Нуклеиновые кислоты
Посттрансляционная модификация
жүктеу/скачать 14,46 Mb.
|
ШОД-2Нуклеин. кислоты
- Бұл бет үшін навигация:
- Регуляция синтеза белка
| Посттрансляционная модификация. Полипептиды, полученные в результате описанного процесса, спонтанно скручиваются, образуя вторичную и третичную конформацию. В клетках животных многие белки синтезируются в виде молекул—предшественников, требующих модификации для приобретения биологической активности. Например, инсулин синтезируется в виде проинсулина и представляет собой одноцепочечную молекулу. После удаления специфическими протеазами полипептидного сегмента он преобразуется в двухцепочечную молекулу с внутри— и межцепочечными дисульфидными мостиками. Присоединение простетической группы с образованием сложных белков и объединение протомеров в олигомерный белок также происходит после завершения трансляции. Известны многие другие посттрансляционные модификации белков. Например, ковалентные модификации, такие как ацетилирование, фосфорилирование и гликозилирование. Кроме того, может происходить модификация аминокислотных остатков, например превращение пролина и лизина в оксипролин и оксилизин в коллагенах, иодирование тирозина в тирео— глобулине и т.д.
Регуляция синтеза белка Концентрация многих белков в клетке непостоянна и изменяется в зависимости от состояния клетки и внешних условий. Это происходит в результате регуляции скоростей синтеза и распада белков. Регуляция экспрессии генов может осуществляться на любой стадии на пути от гена до образования функционально—активного белка. Регуляция транскрипции Транскрипция генов может подавляться или активироваться, следовательно, синтез белков может репрессироваться или индуцироваться. Оперон — это участок DNA, кодирующий строение, как правило, функционально связанных белков и содержащий регуляторную зону, контролирующую синтез этих белков. На рисунке приведена схема лактозного оперона: Регуляция экспрессии Lac—оперона E.Coli Структурные гены, индуцируемые совместно располагаются на молекуле DNA рядом с последовательностями нуклеотидов, называемых промотором и оператором. Для регуляции транскрипции необходим еще один участок DNA — регуляторный ген, не всегда располагающийся вблизи вышеописанной группы. Во время транскрипции RNA—полимераза связывается с промотором и продвигается вдоль DNA, образуя транскрипт генов оперона. Белки—репрессоры — продукты трансляции регуляторных генов, связывающиеся с соответствующими операторными участками и блокирующие продвижение RNA—полимеразы, и, следовательно, препятствующие транскрипции. Индукторы. Небольшие молекулы, которые могут связываться с белками—репрессорами и ингибировать их способность связываться с операторными участками DNA. Таким образом, транскрипция может происходить только в присутствии индуктора. Индукторами транскрипции служат субстраты метаболических путей. Они стимулируют синтез белков, обеспечивающих их превращения. Корепрессоры — лиганды белков—репрессоров. Корепрессорами, как правило, являются конечные продукты метаболических путей. Роль индукторов и репрессоров могут играть гормоны. Регуляция действия генов и клеточная дифференцировка В клетках животных кратковременная адаптивная индукция и репрессиясинтеза белков возникает при изменении концентрации определенных веществ: субстратов, продуктов метаболических путей, гормонов. Однако существуют также длительные, часто сохраняющиеся на протяжении всей жизни индукция и репрессия, возникающие в ходе клеточной дифференцировки. Разные дифференцированные клетки одного организма имеют одинаковый набор генов, но, как правило, отличаются по белковому составу. Различия клеток при дифференцировке возникают в результате репрессии одних генов и дерепрессии других. Молекулярные механизмы регуляции такого типа недостаточно изучены, но общий принцип действия специфических регуляторов сводится к созданию зон DNA, недоступных для транскрипции за счет конденсации хроматина. Тестики
А) происходит синтез транспортных РНК; Б) происходит синтез (копирование) ДНК; В) рибосомы узнают антикодоны; Г) образуются пептидные связи. 2. Соотнесите функции ферментов, участвующих в репликации прокариот, с их названиями. Ферменты Функции 1) ДНК геликаза а) синтез РНК-праймера на отрезке прерывной репликации 2) Праймаза б) раскрутка двуцепочечной ДНК 3) ДНК полимераза I 3´→5´-нуклеазная активность в) удаление праймера РНК 4) ДНК полимераза I 5´→3´-нуклеазная активность г) сшивание пробелов между фрагментами Оказаки 5) ДНК лигаза д) удаление неспаренных нуклеотидов 6) Топоизомераза е) снижение топологического стресса при расщеплении двуцепочечной ДНК 3. Во время репликации в эукариотических клетках удаление праймеров А) осуществляется ферментом только с ДНК-азной активностью Б) образует фрагменты Оказаки В) происходит только в отстающих цепях Г) происходит только в ядре 4. Если Вы проэкстрагируете ДНК бактериофага fX174, вы обнаружите, что в его составе находится 25% A, 33% T, 24% G, и 18% C. Как Вы могли бы обьяснить эти результаты? А) Результаты эксперимента неправильные; где-то произошла ошибка. Б) Можно было бы допустить, что процентное содержание A приблизительно равно таковому T, что также справедливо для C и G. Следовательно, правило Чаргаффа не нарушается, ДНК является двуцепочечной и реплицируется полуконсервативно. В) Поскольку процентные соотношения A и T и, соответственно, C и G различные, ДНК представляет собой одну цепь; она реплицируется при помощи особенного фермента, следующего особенному механизму репликации с одной цепью в качестве матрицы. Г) Поскольку ни A не равно T, и ни G не равно C, то ДНК должна быть одноцепочечной, она реплицируется путем синтеза комплементарной цепи и использованием этой двуцепочечной формы как матрицы. 5. Диаграмма относится к репликации двуцепочечной ДНК. Для каждого из квадратов I, II, III выберите один фермент, который функционирует на этом участке. А) Теломераза Б) ДНК-топоизомераза В) ДНК-полимераза Г) ДНК-геликаза Д) ДНК-лигаза 6. Культура бактерий из среды с легким изотопом азота (N-14) перенесли в среду, содержащую тяжелый изотоп (N-15) на время, соответствующее одному делению, а затем вернули в среду с легким изотопом азота. Анализ состава ДНК бактерий после периода, соответствующего двум репликациям, показал: Варианты ответа ДНК легкая средняя тяжелая А 3/4 1/4 - Б 1/4 3/4 - В - 1/2 1/2 Г 1/2 1/2 - 7. Одно редкое генетическим заболевание характеризуется иммунодефицитом, отставанием в умственном и физическом развитии и микроцефалией. Предположим, что в экстракте ДНК пациента с этим синдромом вы обнаружили почти одинаковые количества длинных и очень коротких отрезков ДНК. Какой фермент у этого пациента наиболее вероятно отсутствует/дефектный? А) ДНК-лигаза Б) Топоизомераза В) ДНК-полимераза Г) Геликаза 8. Молекула ДНК, представляет собой двойную спираль, содержащую четыре различных типа азотистых оснований. Какое из следующих утверждений в отношении как репликации, так и химического строения ДНК, является правильным? A) Последовательности оснований двух цепей одни и те же. B) В двойной цепи ДНК содержание пуринов равно содержанию пиримидинов. C) Обе цепи синтезируются в направлении 5’→3’ непрерывно. D) Присоединение первого основания вновь синтезируемой нуклеиновой кислоты катализируется ДНК-полимеразой. E) Активность ДНК-полимеразы по исправлению ошибок осуществляется в направлении 5’→3’. 9. Большинство ДНК-полимераз обладает также активностью: А) лигазной; Б) эндонуклеазной; В) 5'-экзонуклеазной; Г) 3'-экзонуклеазной. 10. ДНК-хеликаза - это ключевой фермент репликации ДНК, раскручивающий двуцепочечную ДНК до одноцепочечной. Ниже описан эксперимент, посвященный выяснению свойств этого фермента. Линейная одноцепочечная ДНК (ssDNA) длиной 6000 нуклеотидов была гибридизована с короткой (300 нуклеотидов) комплементарной одноцепочечной ДНК, меченой радиоактивными нуклеотидами (a). Эта гибридизованная ДНК была обработана одним из трех способов: ДНК-хеликазой, кипячением без геликазы или прокипяченной геликазой. Затем образцы ДНК были подвергнуты электрофорезу в агарозном геле. На рисунке b показаны полосы ДНК, которые можно было обнаружить в геле при помощи авторадиографии. (Предположено, что необходимая для этой энзиматической реакции энергия АТФ была предоставлена во время обработки ДНК-хеликазой). Какое из следующих утверждений относительно этого эксперимента является правильным? А) Полоса, появляющаяся в верхней части геля, является только ssДНК, величиной 6,3 kb. Б) Полоса, появляющаяся в нижней части геля, это меченная 300bp ДНК. В) Если гибридизованную ДНК обработать только ДНК хеликазой и довести реакцию до конца, расположение полос выглядит так, как изображено на дорожке 3 на рисунке b. Г) Если гибридизованную ДНК обработать только кипячением без обработки хеликазой, расположение полос выглядит как изображено на дорожке 2 на рисунке b. Д) Если гибридизованную ДНК обработать только прокипяченной хеликазой, расположение полос выглядит как изображено на дорожке 1 на рисунке b. жүктеу/скачать 14,46 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|