Реферат для аспирантуры на тему Проблемы передачи генетической информации в клетке в норме и при тепловом шоке (транскрипция и трансляция)

Содержание:

Введение 2
1. Процесс передачи генетической информации в клетке 4
2. Передача генетической информации в клетке при тепловом шоке 11
Заключение 21
Список использованных источников 23

Введение:

Законы и механизмы передачи генетической информации давно интересуют учёных. На сегодняшний день точно известно, что ключевая наследственная информация закодирована в ДНК и передаётся детям от родителей.
При этом генетики давно подозревают, что есть и дополнительные пути передачи информации. Например, уже известно, что стрессы, перенесённые родителями, могут отражаться на здоровье и эмоциональном состоянии потомства. Этот эффект называется эпигенетическим наследованием. До сих пор, однако, не было понятно, как происходит передача такой информации потомству [1].
Похоже, ответ на этот вопрос нашли исследователи из Калифорнийского университета в Санта-Крузе (UCSC). Они показали, что эпигенетическая информация, содержащаяся в отцовской хромосоме, может изменить работу генов потомства и повлиять на развитие детей. Тут, впрочем, стоит сразу оговориться, что речь пока идёт только об экспериментах на животных.
Напомним, что эпигенетические изменения (так называемые метки) не меняют последовательности генов в ДНК, то есть не модифицируют генетическую информацию. Метка — это химическая модификация или самой ДНК, или гистонов — белков, упаковывающих длинную молекулу ДНК в компактную форму (хромосому). Тем не менее, эпигенетические метки способны «включать» или «выключать» гены, влияя на процесс их работы — экспрессию генов.
Целью данной реферативной работы является изучение проблем передачи генетической информации в клетке в норме и при тепловом шоке.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
1. Изучить процесс передачи генетической информации в клетке
2. Рассмотреть, как передается генетическая информация в клетке при тепловом шоке
Объект исследования передача генетической информации в клетке.
Предмет исследования передача генетической информации

Заключение:

Белки являются структурными блоками клетки, а также осуществляют большую часть её функций. Биосинтез белка является одним из основополагающих процессов клетки.
Расшифровка генетического кода, правил, по которым нуклеотидная последовательность РНК переводится в аминокислотную последовательность полипептида, позволила понять принцип биосинтеза белка и связанные с этих явления.
Синтез протеина начинается с построения цепи матричной РНК из ДНК по принципу комплементарности.
После определенных преобразований молекула матричной РНК становится матрицей для построения по ней белка.
Биосинтез белка происходит в рибосомах, которые состоят из белков и рРНК. Рибосомы диссоциируют на две неравные субъединицы.
Прокароты: 70S 50S + 30S
Эукариоты: 80S 60S + 40S
Транспортная РНК состоит из небольшого числа нуклеотидов (73-97), некоторые из которых могут быть модифицированы. тРНК имеют общее строение:
универсальная CCA последовательность
акцепторный стебель
D шпилька
T шпилька
Антикодоновая шпилька
Транспортные РНК выполняют акцепторную и адапторную функции.
Для синтез белка необходима активация аминокислот. Аминокислоты активируются в цитозоле аминоацил-тРНК синтетазой. Эти ферменты катализируют образование аминоацил-тРНК и расщепление АТФ на АМФ и пирофосфаты (PPi). Точность белкового синтеза зависит от правильного протекания этой реакции.
Непосредственный синтез белка (трансляция) проходит в три стадии.
1. Инициация белкового синтеза включает в себя образование комплекса из малой рибосомной субъединицы, мРНК, ГТФ, fMet-tRNAfMet, факторов инициации и большой рибосомной субъединицы. ГТФ гидролизуется с образованием ГМФ и фосфата.
2. На стадии элонгации ГТФ и факторы элонгации учавствуют в процессе связывания аминоацил-тРНК, нагруженной аминокислотой, с А-участком рибосомы. Под действием фермента пептидилтрансферазы образуется пептидная связь. Движение рибосомы вдоль мРНК транслоцирует тРНК из А-сайта в Р-сайт за счет энергии гидролиза ГТФ. «Отработавшая» тРНК высвобождается из Е-участка.
3. После повторения нескольких циклов элонгации, на стадии терминации, синтез полипептида останавливается факторами терминации.
Полипептид сворачивается в биологически активную конформацию и транспортируется к «рабочему месту».
Несмотря на множество открытий в биохимии и значимую работу, проделанную разными учеными в области этой науки, некоторые аспекты синтеза белков еще не установлены. Например, зачем нужны молекулы рРНК и как случилось, что они приобрели главенствующую роль в структуре и функции рибосом? На этот и другие вопросы науке предстоит ответить.

Фрагмент текста работы:

1. Процесс передачи генетической информации в клетке

Передача генетической информации происходит на этапе транскрипции при синтезе мРНК (про-мРНК), рРНК и тРНК. Молекула ДНК является матрицей для синтеза мРНК, рРНК, тРНК.
Реализация генетической информации осуществляется в процессе биосинтеза белка и состоит из двух этапов: 1. транскрипция (в кариоплазме); 2. трансляция (в цитоплазме на рибосомах).
Оба этапа относятся к матричным процессам и требуют наличия молекулы-матрицы, специфического фермента, энергии и осуществляются по правилу комплементарности. Участок молекулы ДНК, структурно-функциональный эквивалент гена, на котором происходят транскрипционные процессы, называется цистрон (Рисунок 1); он состоит из последовательностей, соответствующих структурному гену, и регуляторных последовательностей: промотора и терминатора (трейлера) [2].
Промотор — специализированный участок (сайт) молекулы ДНК (протяженностью несколько десятков нуклеотидов), расположенный перед структурным геном. Промотор состоит из двух частей: 1. участок связывания РНК-полимеразы (ТАТААТ — ТАТА-бокс); 2. участок связывания регуляторного белка. Между этими двумя сайтами расстояние около 20 пар нуклеотидов.
Терминатор — специализированный участок молекулы ДНК, расположенный непосредственно за кодирующей последовательностью. Первая часть терминатора представлена участком, состоящим из GС нуклеотидов (GС богатый участок), а другая — несколькими адениловыми нуклеотидами (полиадениловый участок).
Транскрипция
Транскрипци — это процесс передачи информации в виде последо- вательности нуклеотидов с молекулы ДНК на молекулу мРНК (иРНК). Состоит из трех этапов: инициация, элонгация, терминация (Рисунок 1).