Учебно-методический комплекс по дисциплине icon

Учебно-методический комплекс по дисциплине





Скачать 1.44 Mb.
Название Учебно-методический комплекс по дисциплине
страница 1/6
Биттуева Мадина Мухаматовна
Дата 05.05.2013
Размер 1.44 Mb.
Тип Учебно-методический комплекс
  1   2   3   4   5   6
Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова»


Биологический факультет


Кафедра общей генетики, селекции и семеноводства


Утвержден Согласовано

на заседании кафедры «___» _________________ 200__ г.

от «____» ____________200__г.

Протокол №______ Декан БФ ______ /А.Ю. Паритов/

Зав.кафедрой _____ /М.К. Керефова/


Учебно-методический комплекс по дисциплине


ДС.01.5 «Молекулярная генетика»


для студентов, обучающихся по специальности 020201.65 Биология


Нальчик 2009

Автор-составитель:

Биттуева Мадина Мухаматовна

кандидат биологических наук, старший преподаватель кафедры генетики, селекции и семеноводства


Учебно-методический комплекс по дисциплине ДС.01.5 «Молекулярная генетика» составлен в соответствии с требованиями Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования по специальности 020201.65 Биология. Шифр ДС.01.5 «Молекулярная генетика».

Дисциплина входит в федеральный компонент цикла дисциплин специализации и является обязательной для изучения.



Содержание

стр.

1. Аннотация к УМКД

4

2. Выписка из ГОС ВПО для дисциплины

5

^ 3. Рабочая учебная программа

6

3.1 Пояснительная записка

8

3.2 Распределение часов по семестрам

10

3.3 Тематический план курса

11

3.4 Содержание учебного материала

15

3.5 Глоссарий по дисциплине

30

3.6 Список литературы (основная и дополнительная)

63

3.7 Протокол согласования РУДП с другими дисциплинами направления (специальности)


65

3.8 Дополнения и изменения в РУДП на очередной учебный год

66

^ 4. Учебно-методическое обеспечение дисциплины

67

4.1. Методические рекомендации для преподавателя

67

4.2. Методические указания для студентов

70

4.3. Программа по организации контролируемой самостоятельной работы студентов


70

4.4. Обеспеченность образовательного процесса по дисциплине специализированным и лабораторным оборудованием


71

4.5. Карта обеспеченности литературой по дисциплине

72

4.6. Перечень обучающих и контролируемых компьютерных программ, мультимедиа и интерактивные материалы.


74

^ 5. Текущая и промежуточная аттестация студентов по дисциплине

75

5.1. Балльно-рейтинговая система текущей аттестации студентов по дисциплине.


75

5.2. Цели и задачи балльно-рейтинговой аттестации, обучающихся по дисциплине.


75

5.3. Состав и планирование в баллах рейтинговых контрольных мероприятий по дисциплине.


76

5.4. Шкала оценки по дисциплине.

77

5.5. График балльно-рейтинговых контрольных мероприятий по дисциплине


77

5.6. Учетная документация при рейтинг-контроле по дисциплине

80

5.7. Порядок и сдача зачетов и экзаменов

80

5.8. Отработка и повторное обучение

82

^ 6. Инновационные методы в процессе преподавания дисциплины

84

7. Приложение (тесты)

85



1. Аннотация к УМКД

Преподавание курса молекулярной генетики является необходимым этапом подготовки дипломированных специалистов биологов, специализирующихся на кафедре генетики.

Актуальность введения данной дисциплины обусловлена тем, что молекулярная генетика является одной из наиболее стремительно развивающихся областей биологии, открывающей новые горизонты знания, что дает исключительные возможности для совершенствования и создания принципиально новых методов и технологий. Достижения молекулярной генетики позволили осуществить настоящий прорыв в молекулярной и клеточной биотехнологии, перевернув представление человека о сущности процессов реализации генетической информации и передачи наследственного материала дочерним клеткам или потомкам и вооружив его инструментами для направленного изменения генома и управления его функционированием.

Целью разработки учебно-методического комплекса по дисциплине «Молекулярная генетика» является более эффективное освоение студентами данного предмета, которое достигается при решении ряда следующих задач:

  1. Рациональное распределение учебного времени по разделам курса и видам учебных занятий.

  2. Определение места и роли дисциплины «Молекулярная генетика» в образовательной программе, ее основных учебных целей и задач.

  3. Отражение в содержании данной дисциплины современных достижений науки, техники, культуры и других сфер общественной практики, связанных с данной учебной дисциплиной.

  4. Организация самостоятельной работы студентов с учетом рационального использования и распределения учебного времени между аудиторными занятиями и самостоятельной работой студентов.

  5. Определение круга учебно-методического обеспечения дисциплины, необходимого для его усвоения.

  6. Разработка оптимальных систем текущего и итогового контроля знаний студентов.

  7. Обоснование использования инновационных методов в процессе преподавания «Молекулярной генетики».

^ 2. Выписка из ГОС ВПО для дисциплины.

Молекулярная генетика: Свойства нуклеиновых кислот как генетического материала, Вирусы, бактерии и эукариотические микроорганизмы как модельные объекты молекулярной генетики. Генетический контроль и энзимология генетических процессов. Репликация, репарация и рекомбинация ДНК. Генетический контроль и молекулярные механизмы мутагенеза. Регуляция действия генов. Регуляция транскрипции на уровне промоторов. Оперонные системы регуляции. Регуляция экспрессии генов эукариот. Роль геномных перестроек в регуляции действия генов. Организация геномов органелл эукариот.

^ Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова»


Биологический факультет


Кафедра общей генетики, селекции и семеноводства


УТВЕРЖДАЮ

Декан БФ __________ /А.Ю. Паритов/

«___» _________________ 200__ г.


^ РАБОЧАЯ УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА ПО ДИСЦИПЛИНЕ

ДС.01.5 «Молекулярная генетика»


для студентов, обучающихся по специальности 020201.65 Биология


Нальчик 2009

Рабочая программа составлена на основании ____________________________

__________________________________________________________________ (наименование государственного образовательного стандарта и (или) примерной типовой программы Утвержденной Министерством по образованию и науке, дата утверждения)


Разработчик: старший преподаватель кафедры общей генетики, селекции и семеноводства Биттуева М.М./ ______________

(подпись, Ф.И.О.)


Рабочая программа обсуждена на заседании кафедры общей генетики, селекции и семеноводства


Протокол №____

от «___»_________________200__г.


Заведующая кафедрой________________ М.К. Керефова

(подпись)


Одобрена Учебно-методическим советом (методической комиссией) биологического факультета


«___»_________________200__г.


Председатель ______________ А.Ю. Паритов

^ 3.1. Пояснительная Записка

Программа курса составлена с учетом требований типовой программы учебных дисциплин “Молекулярная генетика” для высших учебных заведений, рекомендаций кафедры генетики БФ МГУ им. Ломоносова, Института общей генетики РАН им Н.И. Вавилова, Биолого-почвенного факультета Санкт-Петербургского Государственного университета и накопленного опыта преподавания предмета на кафедре генетики, селекции и семеноводства КБГУ им. Х.М. Бербекова. Программа рассчитана на изучение курса в течение одного семестра.

^ Цели и задачи изучения дисциплины «Молекулярная генетика»

Задачи дисциплины “Молекулярная генетика” состоят в том, чтобы дать студенту фундаментальную теоретическую базу, которая необходима для освоения практических методов работы на новом молекулярном уровне, современные представления о направлениях развития молекулярной генетики, генетическом аппарате клетки, о структурной организации нуклеиновых кислот и белковых молекул, формировании их пространственной структуры, методах определения нуклеотидных последовательностей ДНК, понятие о мутагенезе и т.д.

В данном курсе студенты знакомятся с новейшими данными в области генетики, подробно изучают важнейшие механизмы, обеспечивающие реализацию основных свойств живой материи; репликацию, репарацию, рекомбинацию ДНК и РНК, строение и функции нуклеиновых кислот. Это позволяет будущему учителю биологии ориентироваться в новейших достижениях в области молекулярной генетики, практических аспектах этих достижений.

Цели курса достигаются с помощью:

- изучения содержательных основ предмета исследований, понятийного аппарата и методологической базы молекулярной генетики;

- ознакомления с современными направлениями развития и практического использования молекулярной генетики, которое осуществляется на лекциях по курсу “Молекулярная генетика”;

- ознакомления с современными методами работ с нуклеиновыми кислотами, методами выделения ДНК и РНК, определения уровня экспрессии генов в различных типах клеток, методами молекулярной диагностики наследственной предрасположенности к различным заболеваниям;

- самостоятельной работы студента со специальной литературой, в том числе и электронными базами данных российских и зарубежных библиотек, а также ведущими научными журналами биологической, молекулярно-биологической и молекулярно-генетической направленности, выходящими на русском и иностранных языках.

^ Требования к уровню освоения содержания дисциплины

«Молекулярная генетика»

После изучения курса “Молекулярная генетика” дипломированный специалист должен знать:

- особенности структурно-функциональной организации нуклеиновых кислот;

- современные методы установления и анализа структуры и функции ДНК и РНК;

- механизм реализации наследственной информации;

- современные экспериментальные подходы для анализа генетического аппарата живых систем;

- современные методы выделения, очистки и анализа нуклеиновых кислот, методы молекулярной диагностики для решения научных и прикладных (медицинских) задач;

должен иметь представление:

- об основных чертах организации геномов эукариот, прокариот и вирусов;

- о проблеме стабильности генетического материала, типах структурных повреждений в ДНК и РНК;

- о генетическом контроле и механизмах спонтанного и индуцированного мутангенеза;

- о механизме регуляции экспрессии генов;

- о принципах организации генетического аппарата автономных структур клетки;

- о теоретических основах и принципах конструирования рекомбинантных ДНК, о роли полимеразной цепной реакции, гибридизации нуклеиновых кислот и других современных методах в изучении нуклеиновых кислот;

- о роли биоинформатики в современной молекулярной генетике и базах данных по молекулярной биологии и генетике, методам информационного анализа последовательностей нуклеиновых кислот.


^ 3.2. Распределение часов по семестрам.


Вид учебной работы

Всего

часов

Общая трудоемкость дисциплины

74

Лекции

25

Лабораторные работы и другие виды аудиторных занятий

26

Самостоятельная работа

10

Консультации

3

Рейтинг

6

Вид итогового контроля

(зачет, экзамен)

Экзамен

4 часа.



^ 3.3. Тематический план курса

3.3.1. Лекции, их содержание, объем в часах.

Лекционный курс составляет 25 ч. и разбит на 5 тем.


Тема 1. Введение. Строение и функции нуклеиновых кислот. Методы молекулярной генетики.

Предмет молекулярной генетики. Преемственность проблем классической и молекулярной генетики. Свойства нуклеиновых кислот как генетического материала.

^ Тема 2. Молекулярные механизмы основных процессов хранения и передачи генетического материала. Организация генетического материала у вирусов и бактерий. Полуконсервативный способ репликации ДНК. Прерывистый характер синтеза ДНК при репликации in vivo. Этапы репликации. Инициация, терминация, элонгация.

Полигенный контроль процесса репликации: свойства pol и dna мутантов. Характеристика различных ДНК- полимераз, функции продуктов dna – генов. Реконструкция процесса репликации фаговых геномов. Роль РНК – затравки в инициации синтеза ДНК. Свойства и функции белков, участвующих в «расплетении» ДНК. Схемы событий в точке репликации хромосомы бактерий. Роль мембраны в организации и репликации генетического аппарата. Строение компактной хромосомы. Модели репликации: симметричный и ассиметричный синтез дочерних нитей ДНК. Регуляция процессов репликации. Понятие о репликоне. Механизмы регуляции инициации репликации. Связь с клеточным делением. Особенности организации и репликации хромосом высших организмов. Ориджины репликации, генетика и свойство эукариотических ДНК – полимераз. Репликация концов хромосом; структура теломерных участков. Теломера, ее структура и функции. Проблема стабильности генетического материала. Типы структурных повреждений в ДНК. Понятие о типах репарационных процессов. Генетический подход к изучению механизмов репарации: мутанты, чувствительные к инактивирующим факторам, локализация генов.

Механизм и значение энзиматической фотореактивации. Утрата и замещение нуклеотидов: роль гликолаз и инсертаз. Эксцизионная репарация ДНК. Выщепление пиримидиновых димеров. Репаративный синтез ДНК: методы определения, генетический контроль. Генетика и энзимологияч двух ветвей эксцизионной репарации. Узнавание поврежденных участков ДНК специфическими эндонуклеазами. Механизмы пострепликативной репарации. Путь рекомбинационной репарации: доказательства существования, схема, энзимология. Нерекомбинационный путь пострепликативной репарации. Взаимоотношения различных механизмов репарации ДНК в клетке. Репарация межнитевых сшивок и двунитевых разрывов в ДНК. Особенности процессов репарации в клетках млекопитающих: роль хроматина, репарация в активно транскрибируемых генах, сопряжение систем транскрипции и репарации. Связь нарушений в системах репарации ДНК с молекулярными наследственными болезнями и раком.


^ Тема 3. Регуляция экспрессии генов. Строение и функции промоторов у прокариот. Регуляторная роль сигма- и ро-факторов, модификации структуры РНК-полимеразы. Регуляция транскрипции фаговых геномов: дифференциальная экспоессия «ранних» и «поздних» генов. Принцип каскадной регуляции. Роль суперспирализации и метилирования в регуляции экспрессии генов.

Понятие о слабых и сильных промоторах. Энхансеры и белки-регуляторы. Двухкомпонентные системы регуляции, сенсорная роль протеинкиназ. Механизм катаболической репрессии: роль циклической АМФ и белка БАК, генетический анализ системы. Регуляция синтеза стабильных РНК и белков рибосом. Строгий и ослабленный контроль синтеза РНК, функции rel-генов и гуанозинтетрафосфата. Классификация оперонных систем у бактерий. Системы негативного и позитивного контроля. Генетический анализ лактозного оперона. Свойства белка-репрессора и особенности организации оперонных участков ДНК. Полиопероная система регуляции синтеза аргинина. Позитивный контроль арабидозного оперона: функции гена-регулятора, инициатора, генетический анализ оперона.

Регуляция транскрипции на уровне терминации. Система регуляции биосинтеза гистидина: генетический анализ системы, роль тРНК. Регуляция триптофанового оперона: функции лидерной области, аттенуатора. Роль образования «шпилек» в лидерной РНК и сопряжения процессов транскрипции и трансляции в терминации транскрипции. Функции nus-генов. Особенности процесса транскрипции у эукариот. РНК-полимеразы трех типов, транскрипционные факторы, свойства промоторов, энхансеров и сайленсеров. Регуляторные белки, их функциональные домены. Роль метилирования в регуляции транскрипции. Механизмы регуляции генов при участии стероидных гормонов. Роль дифференциального сплайсинга в регуляции экспрессии генов.

Закономерности рекомбинационных перестроек генома. Системы фазовых вариаций у бактерий. Клеточная дифференцировка у цианобактерий. Кассетный механизм переключения типов спаривания у дрожжей. Мобильные элементы эукариот, ретротранспозоны; их роль в регуляции активности геномов. Активация онкогенов. Запрограммированные перестройки генетического материала в онтогенезе.

^ Тема 4. Изменчивость генетического материала. Автономная и общая нестабильность генома. Роль мигрирующих генетических элементов в возникновении мутаций, делеций, дупликаций

Молекулярные механизмы спонтанного мутагенеза. Гены-мутаторы и антимутаторы. Связь мутабильности с нарушениями в синтезе ДНК (мутации в ДНК-полимеразном гене и др). Роль «редактирующей» нуклеазы. Пострепликативная репарация неспаренных оснований: роль метилирования ДНК (dam-система), функции mut-генов. Мутагенез, связанный с репарацией 8-оксигуанина и апуриновых сайтов. Мутагенная роль 5-метилцитозина в клетках млекопитающих.

Механизмы индуцированного мутагенеза, связанные с процессом репликации (действие нитрозогуанидина, акридиновых красителей). «Мутагенные» и «безошибочные» процессы репарации ДНК. Индуцибельные механизмы репарации. Система SOS-функций. Роль генов recA, lexA, umuCD в УФ-индуцированном мутагенезе. Генетический контроль репарационной системы «адаптивного ответа».

^ Тема 5. Организация геномов органелл эукариот. Особенности организации генома хлоропластов. Синтез пластидной ДНК в процессе развития хлоропласта. Пластидная РНК-полимераза и регуляция транскрипции хлоропластной ДНК. Роль ядерных генов и механизмы посттранскрипционной регуляции функций хлоропластов. Молекулярно-генетические аспеткы эндосимбиотического происхождения хлоропластов.

Строение геномов митохондрий дрожжей и млекопитающих. Особенности строения промоторов и транскрипции ДНК митохондрий. Рекомбинация митохондриальных геномов. Мутации генов митохондрий. Полиморфизм митохондриальной ДНК и его использование в популяционно-генетических исследованиях.


3.3.2. Лекции.

Тема 1. Введение. Строение и функции нуклеиновых кислот. Методы молекулярной генетики - 3 ч.

Лекция 1. Введение. Предмет и задачи молекулярной генетики. История возникновения и развития - 1 ч.

Лекция 2. Современные представления о строении и функции нуклеиновых кислот. Методы молекулярной генетики - 2 ч.


Тема 2. Молекулярные механизмы основных процессов хранения и передачи генетического материала - 8 ч.

Лекция 3. Репликация ДНК. Общая характеристика процесса - 2 ч.

Лекция 4. Этапы репликации: инициация, терминация, элонгация. Ключевые ферменты, участвующие в процессе репликации ДНК - 2 ч.

Лекция 5. Типы структурных повреждений в ДНК и репарационные процессы - 2 ч.

Лекция 6. Рекомбинация: гомологический кроссинговер, сайт-специфическая рекомбинация, транспозиции - 2ч.


Тема 3. Регуляция экспрессии генов - 8 ч.

Лекция 7. Регуляция транскрипции на уровне промоторов - 2 ч.

Лекция 8. Оперонные системы регуляции - 2 ч.

Лекция 9. Регуляция экспрессии генов у эукариот - 2 ч.

Лекция 10. Роль геномных перестроек в регуляции действия генов - 2 ч.


Тема 4. Изменчивость генетического материала - 4 ч.

Лекция 11. Генетический аппарат мутационного процесса. Молекулярные механизмы спонтанного и индуцированного мутагенеза - 2 ч.

Лекция 12. Мобильные генетические элементы. Роль МГЭ в возникновении мутаций - 2 ч.


Тема 5. Организация геномов органелл эукариот – 2 ч.

Лекция 13. Особенности организации генома хлоропластов. Строение геномов митохондрий дрожжей и млекопитающих - 2 ч.


3.3.3. Лабораторные работы.

Работа 1 – 6 ч.

Выделение ДНК из биологического материала.


Работа 2 – 4 ч.

Выделение РНК из биологического материала.


Работа 3 – 8 ч. Знакомство с методикой проведения полимеразной цепной реакции.

Работа 4 – 4 ч.

Выделение плазмидной ДНК. Знакомство с методикой. Экскурсия на кафедру микробиологии медфака.


Работа 5 – 4 ч. Выделение и функционирование гистонов. Используются проростки сои.


^ 3.4. Содержание дисциплины

3.4.1. Краткое содержание дисциплины.

Функция ДНК как наследственного материала.


Запись и хранение наследственного материала. Биологический код и его характеристика. Разнообразие белковых молекул определяется набором и порядком расположения аминокислот в полипептидных целях. Именно эта последовательность аминокислот в пептидных целях, определяя свойства белка, зашифрована в молекуле ДНК с помощью биологического кода. Уникальность молекул ДНК достигается различной последовательностью четырех нуклеотидов на нити ДНК. Как было установлено в эксперименте, кодирование отдельной аминокислоты осуществляется с помощью трех рядом стоящих нуклеотидов (триплетов) в полинуклеотидной цепи ДНК. Число возможных триплетов, которые образуются четырьмя нуклеотидами, соответствует 4 = 64. Такого количества триплетов вполне достаточно, чтобы зашифровать 20 наиболее распространенных в природе аминокислот, входящих в состав белка. В работах Ниренберга и Очоа (1961 -1964 гг.), посвященных расшифровке биологического кода, было установлено, что из 64 триплетов 61 кодирует аминокислоты. Избыток кодирующих триплетов объясняется тем, что большинство аминокислот шифруется более чем одним (от 2 до 6) триплетом. Таким образом, расшифровка биологического кода показала, что он:

  1. Триплетен (одна аминокислота кодируется тремя рядом стоящими нуклеотидами);

  2. Специфичен (один и тот даже триплет кодирует только одну определенную аминокислоту).

  3. Универсален (он применим для всех живых организмов);

  4. Вырожден (то есть одна и та же аминокислота может кодироваться несколькими различными триплетами);

  1. Однонаправлен (считывание информации происходит только в одном направлении);

  2. Неперекрываем (то есть каждый нуклеотид входит в состав только одного триплета и занимает в нем строго определенное место).

^ Редупликация (репликация) наследственного материала. Одним из свойств наследственного материала является способность ДНК к самовоспроизведению (самоудвоению, авторепродукции). Для репликации ДНК требуется участие множества белков, которые быстро движутся вдоль ДНК и согласованно осуществляют процесс репликации с высокой точностью. Репликация включает несколько этапов:

  1. Разрыв водородных связей между комплементарными азотистыми основаниями двух полинуклеотидных цепей осуществляет фермент ДНК-геликаза, расплетая двойную спираль ДНК.

  2. ДНК-топоизомераза разрывает фосфодиэфирную связь в одной из полинуклеотидных цепей ДНК, снимая напряжение, вызываемое расплетением спирали и расхождение цепей в репликационной вилке.

  3. Дестабилизирующие белки выпрямляют участок ДНК, растягивают одиночные цепи ДНК, не позволяя им сомкнуться, и делают азотистые основания свободными для связывания с комплементарными нуклеотидами.

  4. В области репликацинной вилки действуют ферменты ДНК-полимеразы: на ведущей (лидирующей) и отстающей (запаздывающей) цепях. На ведущей цепи ДНК-полимераза работает непрерывно, а на отстающей фермент время от времени прерывает и вновь возобновляет свою работу, используя короткие молекулы РНК-затравки, синтезируемые ферментом ДНК-праймазой.

  5. ДНК-праймаза синтезирует одну РНК-затравку ("праймер") для лидирующей цепи и для каждого фрагмента ДНК (фрагмента Оказаки) в запаздывающей, У прокариот фрагменты Оказаки содержат от 1000-2000 нуклеотидов. У эукариот значительно короче - 100-200 нуклеотидов. Молекула ДНК-праймазы непосредственно связана с ДНК-геликазой, образуя структуру, называемую прайсмосомой, которая движется в направлении раскрывания репликационной вилки и по ходу движения синтезирует РНК-затравку для фрагментов Оказаки. В этом же направлении движется ДНК-полимераза ведущей цепи и ДНК-полимераза отстающей цепи. Для этого, как полагают, последняя накладывает цепь ДНК, которая служит ей матрицей, саму на себя, что и обеспечивает разворот ДНК-полимеразы отстающей цепи на 180°. Согласованное движение двух ДНК-полимераз обеспечивает координированную репликацию обеих нитей. Репликация происходит путем непрерывного роста обеих новых цепей по мере перемещения репликационной вилки, при этом, так как две цепи в спирали ДНК антипараллельны, одна из дочерних цепей должна была бы расти в направлении 5'→ 3' концу, а другая - от 3' → 5'. В действительности, оказалось, что дочерние цепи растут только в направлении 5' → 3', то есть всегда удлиняется 3' - конец затравки, а матрица считывается ДНК-полимеразой в направлении 3'→ 5'.

  1. РНК-затравка, не обладающая корректирующей активностью, отличается от новосинтезированной цепи ДНК, поскольку состоит из рибонуклеотидов и в дальнейшем удаляется с помощью специфической рибонуклеазы. Образовавшиеся бреши достраиваются комплементарными участками ДНК.

  2. Соединение синтезированных фрагментов ДНК (фрагментов Оказаки) происходит с помощью фермента ДНК-лигазы в запаздывающей нити ДНК.

В процессе репликации синтез новых полинуклеотидных цепей осуществляется в соответствии с принципами комплементарности и антипараллельности. На каждой их двух ранее существовавших материнских полинуклеотидных цепей синтезируется комплементарная ей полинуклеотидная цепь. В результате репликации в дочерних молекулах ДНК одна полинуклеотидная цепь является вновь синтезированной, а другая - ранее входила в состав материнской молекулы ДНК. Такой способ синтеза называется полуконсервативным. Благодаря ему, обеспечивается точное воспроизведение в дочерних молекулах ДНК той информации, которая была записана в материнской молекуле. Репликация осуществляется в синтетический период жизненного цикла клетки перед митозом и мейозом.

"Проблема концевой репликации" заключается в том. что все известные ДНК-полимеразы, являющиеся ключевыми ферментами сложного репликативного белкового комплекса, неспособны полностью реплицировать концы линейных молекул ДНК. Для того чтобы клетки не теряли при делении часть генетического материала, З'-концы ДНК хромосом эукариот наращиваются перед каждым раундом репликации короткими повторяющимися последовательностями. Это осуществляется ферментами — теломеразами.

Генетический материал живых организмов имеет огромные размеры и реплицируется с высокой точностью. В среднем в процессе воспроизведения генома млекопитающего, состоящего из ДНК длиной 3 млрд. пар нуклеотидов, возникает не более трех ошибок. При этом ДНК синтезируется очень быстро (скорость ее полимеризации колеблется в пределах от 500 нуклеотидов/с. у бактерий, до 50 нуклеотидов/с. у млекопитающих). Высокая точность репликации, наряду с ее высокой скоростью, обеспечивается наличием специальных механизмов, осуществляющих коррекцию, т. е. устраняющих ошибки. Суть механизма коррекции заключается в том, что ДНК-полимеразы дважды проверяют соответствие каждого нуклеотида матрице: один раз перед включением его в состав растущей цепи и второй раз перед тем, как включить следующий нуклеотид. Очередная фосфодиэфирная связь синтезируется лишь в том случае, если последний (3'-концевой) нуклеотид растущей цепи ДНК образовал правильную уотсон-криковскую пару с соответствующим нуклеотидом матрицы.

Если же на предыдущей стадии реакции произошло ошибочное спаривание оснований, то дальнейшая полимеризация останавливается до тех пор, пока ошибка не будет исправлена. Для этого фермент перемещается в обратном направлении и вырезает последнее добавленное звено, после чего его место может занять правильный нуклеотид -предшественник.

  1   2   3   4   5   6

Ваша оценка этого документа будет первой.
Ваша оценка:

Похожие:

Учебно-методический комплекс по дисциплине icon Научно-образовательный комплекс По специальности 050701 «Биотехнология» учебно-методический комплекс

Учебно-методический комплекс по дисциплине icon Учебно-методический комплекс по дисциплине

Учебно-методический комплекс по дисциплине icon Учебно-методический комплекс по дисциплине “ Нейрофармакология”

Учебно-методический комплекс по дисциплине icon Учебно-методический комплекс по дисциплине «Патопсихология»

Учебно-методический комплекс по дисциплине icon Учебно-методический комплекс по дисциплине «психогенетика»

Учебно-методический комплекс по дисциплине icon Учебно-методический комплекс по дисциплине «Психофизиология»

Учебно-методический комплекс по дисциплине icon Учебно-методический комплекс по дисциплине «Клиническая психология»

Учебно-методический комплекс по дисциплине icon Учебно-методический комплекс по дисциплине «общая психопатология»

Учебно-методический комплекс по дисциплине icon Учебно-методический комплекс по дисциплине ен ф 05 Биология с экологией

Учебно-методический комплекс по дисциплине icon Учебно-методический комплекс по дисциплине «Клиническая психология»

Разместите кнопку на своём сайте:
Медицина


База данных защищена авторским правом ©MedZnate 2000-2016
allo, dekanat, ansya, kenam
обратиться к администрации | правообладателям | пользователям
Документы