Одноцепочечный фрагмент молекулы днк имеет следующую последовательность: Одноцепочный фрагмент молекулы днк имеет следующую последовательность нуклеотидов: ЦГТ ГАТ ТТТ ГГТ ТГТ АГГ. какой…

404 Cтраница не найдена

Мы используем файлы cookies для улучшения работы сайта МГТУ и большего удобства его использования. Более подробную информацию об использовании файлов cookies можно найти здесь. Продолжая пользоваться сайтом, вы подтверждаете, что были проинформированы об использовании файлов cookies сайтом ФГБОУ ВО «МГТУ» и согласны с нашими правилами обработки персональных данных.

Размер:

AAA

Изображения Вкл. Выкл.

Обычная версия сайта

К сожалению запрашиваемая страница не найдена.

Но вы можете воспользоваться поиском или картой сайта ниже

Университет Майкопский государственный технологический университет – один из ведущих вузов юга России. История университета Анонсы Объявления Медиа Представителям СМИ Газета «Технолог» О нас пишут Ректорат Структура Филиал Политехнический колледж Медицинский институт Лечебный факультет Педиатрический факультет Фармацевтический факультет Стоматологический факультет Факультет послевузовского профессионального образования Факультеты Кафедры Ученый совет Дополнительное профессиональное образование Бережливый вуз – МГТУ Новости Объявления Лист проблем Лист предложений (Кайдзен) Реализуемые проекты Архив проектов Фабрика процессов Рабочая группа «Бережливый вуз-МГТУ» Вакансии Профсоюз Противодействие терроризму и экстремизму Противодействие коррупции WorldSkills в МГТУ Научная библиотека МГТУ Реквизиты и контакты Управление имущественным комплексом Опрос в целях выявления мнения граждан о качестве условий оказания образовательных услуг Работа МГТУ в условиях предотвращения COVID-19 Документы, регламентирующие образовательную деятельность Система менеджмента качества университета Региональный центр финансовой грамотности Аккредитационно-симуляционный центр Абитуриентам Подача документов онлайн Абитуриенту 2023 Экран приёма 2022 Иностранным абитуриентам Международная деятельность Общие сведения Кафедры Новости Центр международного образования Академическая мобильность и международное сотрудничество Академическая мобильность и фонды Индивидуальная мобильность студентов и аспирантов Как стать участником программ академической мобильности Дни открытых дверей в МГТУ День открытых дверей online Университетские субботы Дни открытых дверей на факультетах Подготовительные курсы Подготовительное отделение Курсы для выпускников СПО Курсы подготовки к сдаче ОГЭ и ЕГЭ Онлайн-курсы для подготовки к экзаменам Подготовка школьников к участию в олимпиадах Малая технологическая академия Профильный класс Социально-экономический профиль Медико-фармацевтический профиль Инженерно-технологический профиль Эколого-биологический профиль Агротехнологический профиль Индивидуальный проект Кружковое движение юных технологов Олимпиады, конкурсы, фестивали Веб-консультации для абитуриентов и их родителей Веб-консультации для абитуриентов Родительский университет Олимпиады для школьников Отборочный этап Заключительный этап Итоги олимпиад Профориентационная работа Стоимость обучения Студентам Студенческая жизнь Стипендии Организация НИРС в МГТУ Студенческое научное общество Студенческие научные мероприятия Конкурсы Академическая мобильность и международное сотрудничество Образовательные программы Расписание занятий Расписание звонков Онлайн-сервисы Социальная поддержка студентов Общежития Трудоустройство обучающихся и выпускников Вакансии Обеспеченность ПО Инклюзивное образование Условия обучения лиц с ограниченными возможностями Доступная среда Ассоциация выпускников МГТУ Перевод из другого вуза Вакантные места для перевода Студенческое пространство Студенческое пространство Запись на мероприятия Отдел по социально-бытовой и воспитательной работе

Наука и инновации Научная инфраструктура Проректор по научной работе и инновационному развитию Научно-технический совет Управление научной деятельностью Управление аспирантуры и докторантуры Точка кипения МГТУ О Точке кипения МГТУ Руководитель и сотрудники Документы Контакты Центр коллективного пользования Центр народной дипломатии и межкультурных коммуникаций Студенческое научное общество Новости Научные издания Научный журнал «Новые технологии» Научный журнал «Вестник МГТУ» Научный журнал «Актуальные вопросы науки и образования» Публикационная активность Конкурсы, гранты Научные направления и результаты научно-исследовательской деятельности Основные научные направления университета Отчет о научно-исследовательской деятельности в университете Результативность научных исследований и разработок МГТУ Финансируемые научно-исследовательские работы Объекты интеллектуальной собственности МГТУ Результативность научной деятельности организаций, подведомственных Минобрнауки России (Анкеты по референтным группам) Студенческое научное общество Инновационная инфраструктура Федеральная инновационная площадка Проблемные научно-исследовательские лаборатории Научно-исследовательская лаборатория «Совершенствование системы управления региональной экономикой» Научно-исследовательская лаборатория проблем развития региональной экономики Научно-исследовательская лаборатория организации и технологии защиты информации Научно-исследовательская лаборатория функциональной диагностики (НИЛФД) лечебного факультета медицинского института ФГБОУ ВПО «МГТУ» Научно-исследовательская лаборатория «Инновационных проектов и нанотехнологий» Научно-техническая и опытно-экспериментальная база Центр коллективного пользования Научная библиотека Экспортный контроль Локальный этический комитет Конференции Международная научно-практическая конференция «Актуальные вопросы науки и образования» VI Международная научно-практическая онлайн-конференция Наука и университеты Международная деятельность Иностранным студентам Международные партнеры Академические обмены, иностранные преподаватели Академическая мобильность и фонды Индивидуальная мобильность студентов и аспирантов Факультет международного образования Новости факультета Информация о факультете Международная деятельность Кафедры Кафедра русского языка как иностранного Кафедра иностранных языков Центр Международного образования Центр обучения русскому языку иностранных граждан Приказы и распоряжения Курсы русского языка Расписание Академическая мобильность Контактная информация Контактная информация факультета международного образования Сведения об образовательной организации Основные сведения Структура и органы управления образовательной организацией Документы Образование Образовательные стандарты и требования Руководство. Педагогический (научно-педагогический) состав Материально-техническое обеспечение и оснащённость образовательного процесса Стипендии и меры поддержки обучающихся Платные образовательные услуги Финансово-хозяйственная деятельность Вакантные места для приёма (перевода) Международное сотрудничество Доступная среда Организация питания в образовательной организации

Правила записи генетической информации.

Задачи 145

 

 

Задача 145.
В какой последовательности будут располагаться нуклеотиды во транскрибируемой цепи ДНК и в иРНК, если смысловая цепочка ДНК имеет следующий состав:
3′ ТАЦ-ГГТ-АТА-ГЦГ-ЦТТ-ААГ-ЦЦТ-ЦАТ-АТЦ 5′
Используя таблицу генетического кода, составьте цепочку аминокислот первичной стуктуры закодированного белка. Запишите кодоны тРНК, кодирующие эти аминокислоты.
Решение:
1. По принципу комплементарности (Г = Ц, А = Т) смысловой ДНК следующего вида 3’ТАЦ-ГГТ-АТА-ГЦГ-ЦТТ-ААГ-ЦЦТ-ЦАТ-АТЦ 5′ выставим нуклеотдную последовательность во транскрибируемой цепи ДНК, получим:

Смысловая цепь ДНК: 3′ ТАЦ-ГГТ-АТА-ГЦГ-ЦТТ-ААГ-ЦЦТ-ЦАТ-АТЦ 5′
Транскрибируемая цепь ДНК: 5′ АТГ-ЦЦА-ТАТ-ЦГЦ-ГАА-ТТЦ-ГГА-ГТА-ТАГ 3′

2. На основе кода транскрибируемой (матричной) цепи ДНК строим иРНК также пользуясь принципом комплементарности (А-У, Г-Ц), разбивая ее на триплеты (кодоны): 

мДНК: 5′ АТГ-ЦЦА-ТАТ-ЦГЦ-ГАА-ТТЦ-ГГА-ГТА-ТАГ 3′
иРНК: 3′ УАЦ-ГГУ-АУА-ГЦГ-ЦУУ-ААГ-ЦЦУ-ЦАУ-АУЦ 5′

Используя таблицу «Генетический код», можно построить белковую молекулу с соответствующими аминокислотами, получим: 

тирозин-глицин-изолейцин-аланин-лейцин-лизин-пролин-гистидин-изолейцин.

3. К кодонам иРНК подбираются комплементарные антикодоны-триплеты нуклеотидов тРНК, и соединяются водородными связями (кодон=антикодон) тоже по принципу комплементарности. Запишем кодоны тРНК, получим:

иРНК: 3′ УАЦ-ГГУ-АУА-ГЦГ-ЦУУ-ААГ-ЦЦУ-ЦАУ-АУЦ 5′
тРНК: 5′ АУГ-ЦЦА-УАУ-ЦГЦ-ГАА-УУЦ-ГГА-ГУА-УАГ 3′
 

---

Задача 146. 
Покажите порядок аминокислот в белке, если известно, что и-РНК, по которой он строится, имеет следующую последовательность нуклеотидов:
ААГЦААГУУАЦААГУУУЦ.
Решение:
Разбиваем цепь иРНК на триплеты (кодоны): ААГ-ЦАА-ГУУ-АЦА-АГУ-УУЦ. Используя таблицу «Генетический код», можно построить белковую молекулу с соответствующими аминокислотами:

лизин- глутамин — валин — треонин — серин — фенилаланин.
 

---

Определение последовательности нуклеотидов в цепи ДНК или РНК

 

Задача 147.
Одноцепочный фрагмент молекулы ДНК имеет следующую последовательность нуклеотидов: ЦГТГАТГАТГААГГТТГТА. Какой будет структура этой ДНК после репликации?
Решение:
Репликация — удвоение (копирование) молекулы ДНК. Нуклеотиды достраивает фермент ДНК-полимераза по принципу комплементарности. Переводя действия данного фермента на наш язык, он следует следующему правилу: А (аденин) переводит в Т (тимин), Г (гуанин) — в Ц (цитозин).
Тогда можно записать:

1-я цепь ДНК: ЦГТГАТГАТГААГГТТГТА
2-я цепь ДНК: ГЦАЦТАЦТАЦТТЦЦААЦАТ
 

---

Задача 148.
1. Каков нуклеотидный состав ДНК, если в и-РНК содержится гуанина — 9%, аденина — 23%, урацила — 27%?
Решение:
Так как иРНК одноцепочечная, то, если в ней содержится гуанина — 9%, аденина — 23%, урацила — 27%, значит цитозина будет содержаться 41% (100% — 9% — 23% -27% = 41).
Зная, что молекула иРНК комплементарна одной цепи ДНК, можно посчитать содержащиеся в этой цепи нуклеотиды: 23% аденина в иРНК соответствует 23% тимина в ДНК, 9% гуанина в иРНК соответствует 9% цитозина в ДНК, 41% цитозина в иРНК соответствует 41% гуанина в ДНК, 27% урацила в иРНК соответствует 27% аденина в ДНК.
Теперь по принципу комплементарности можно посчитать нуклеотиды во второй цепи ДНК. Если в первой цепи 23% тимина, то во второй цепи будет 22% аденина (Т = А), 
если в первой цепи 9% цитозина, то во второй цепи будет 9% гуанина (Ц = Г), соответственно во второй цепи будет 41% цитозина напротив Г (Г = Ц) и 27% Т напротив А (А = Т).
Теперь можно посчитать нуклеотиды в двух цепях: А = 27% в первой цепи + 23% во второй цепи = 50%, Т = А тоже 50%, Г = 41% в одной цепи + 9% во второй цепи = 50%, значит Ц тоже будет 50%. 

Ответ: А = 50%, Т = 50%,  Г= 50%, Ц = 50%.
 

---

Определение длины и массы участка ДНК или РНК

Задача 149.
Определите длину отрезка молекулы ДНК, состоящей из 100 пар нуклеотидов. В ответе запишите только соответствующее число.
Решение:
Известно, что длина одного нуклеотида равна 0,34 нм. Значит, длина ДНК будет 100 х 0,34 нм = 34 нм.
 

---

Задача 150. 
Фрагмент кодирующей цепи гена мыши содержит 1850 нуклеотидов. Кодирующая часть данного фрагмента 15 гена содержит 300 адениловых, 200 тимидиловых, 100 гуаниловых нуклеотидов. Определите: 1) длину данного фрагмента ДНК 2) процентное содержание нуклеотидов каждого вида в зрелой и-РНК.
Решение:
1. Так как общее число нуклеотидов фрагмента кодирующей цепи гена мыши равно 1850, то зная длину нуклеотида в цепи, можно вычислить длину ДНК: 
1850 х 0,34 нм = 629 нм.
2. Кодирующая часть данного фрагмента 15 гена содержит 300 адениловых, 200 тимидиловых, 100 гуаниловых нуклеотидов, а число цитозиновых нуклеотидов рассчитаем:
1860 — 300 — 200 — 100 = 1250. Зная, что молекула иРНК комплементарна одной цепи ДНК, можно посчитать содержащиеся в этой цепи число нуклеотидов каждого вида: 

300 аденила в ДНК соответствует 300 урацила в иРНК, 200 тимнана в ДНК соответствует 200 аденина в иРНК, 100 гуанина в ДНК соответствует 100 цитозинам в иРНК, 1250 цитозина в ДНК соответствует 1250 гуанина в иРНК.  
Теперь можно посчитать нуклеотиды в цепи иРНК:

У = 16,2 [(300 ^. 100%)/1850 = 16,2%]; 
А = 10,8 [(200 ^. 100%)/1850 = 10,8%]; 
Ц = 5,4 [(100 ^. 100%)/1850 = 5,4%]; 
Г = 67,6 [(1250 ^. 100%)/1850 = 67,6%].
 

---

Задача 151.
Достроить вторую нить ДНК по принципу комплиментарности. Определить в процентном соотношении количество А-? Т-? Ц-? Г-?
Фрагмент нити ДНК: АЦГЦАЦЦГЦЦАГЦГЦ
Решение:
1-я цепь молекулы ДНК комплементарна второй (А — Т, Г — Ц). Используя правило комплементарности, в соответствии с кодом правой цепи ДНК записываем нуклеотиды 2-й цепи, получим:

1-я цепь ДНК: АЦГЦАЦЦГЦЦАГЦГЦ
2-я цепь ДНК: ТГЦГТГГЦГГТЦГЦГ

Пдсчитаем общее количество нуклетидов, а также количество аденинов в молекуле ДНК, получим:
общее число нуклеотидов — 30;
аденинов (А) — 3, что составляет 10% от общего числа нуклеотидов в молекуле ДНК [(3 ^. 100%)]/30 = 10%.

Согласно принципу комплементарности аденин всегда стоит в паре с тимином, значит их количество одинаково, т.е. А = Т = 10%, а вместе они составляют 20%. 
Тогда на долю остальных нуклеотидов приходится 100% — 20% = 80%. Поскольку гуанин всегда находится в паре с цитозином, то Г = Ц = 80%, а на каждого из них приходится 80 : 2 = 40%.
 

---

Задача 152.
Участок молекулы белка включает следующие аминокислоты: -лей-вал-сер-алан-. Какова масса участка одной цепи гена, кодирующей данный белок, если масса одного нуклеотида равна 350?
Решение:
Каждая аминокислота кодируется кодоном иРНК, состоящим из трех нуклеотидов (триплет), поэтому участок молекулы белка из четырех аминокислот кодируется 12 нуклеотидами: 4 ^. 3 = 12. Если масса одного нуклеотида равна 350 а.е.м. (атомных единиц массы), то молекулярная масса 12 нуклеотидов равна: 4200 а. е.м. (350 ^. 12 = 4200).
 

---

Задача 153.
Какие т-РНК (c какими антикодонами) участвуют в синтезе белка по матрице, следующей иРНК: ААААЦАГУУАЦА?
Решение:
Разобьем иРНК на триплеты: ААА-АЦА-ГУУ-АЦА. К кодонам иРНК подбираются комплементарные антикодоны-триплеты нуклеотидов тРНК, и соединяются водородными 
связями (кодон=антикодон) тоже по принципу комплементарности. Каждый триплет тРНК приносит определенную аминокислоту, согласно генетическому коду. Цепь аминокислот и есть синтезируемый белок. Антикодоны тРНК пишутся через запятую. Следовательно, при решении данной задачи необходимо записать:

иРНК: ААА-АЦА-ГУУ-АЦА
тРНК: УУУ,УГУ,ЦАА,УГУ

---

 

9.2 Репликация ДНК – Концепции биологии – 1-е канадское издание

Перейти к содержанию

Глава 9: Введение в молекулярную биологию

Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете:

• Объяснять процесс репликации ДНК
• Объясните важность теломеразы для репликации ДНК
• Описать механизмы репарации ДНК

Когда клетка делится, важно, чтобы каждая дочерняя клетка получает идентичную копию ДНК . Это достигается за счет процесса репликации ДНК. Репликация ДНК происходит во время фазы синтеза или S-фазы клеточного цикла, прежде чем клетка вступает в митоз или мейоз.

Выяснение структуры двойной спирали дало представление о том, как копируется ДНК. Напомним, что адениновые нуклеотиды сочетаются с тиминовыми нуклеотидами, а цитозин с гуанином. Это означает, что две нити дополняют друг друга. Например, цепь ДНК с последовательностью нуклеотидов AGTCATGA будет иметь комплементарную цепь с последовательностью TCAGTACT (рис. 9)..8).

Рисунок 9.8. Две цепи ДНК комплементарны, а это означает, что последовательность оснований в одной цепи может быть использована для создания правильной последовательности оснований в другой цепи.

Из-за комплементарности двух нитей наличие одной нити означает возможность воссоздания другой нити . Эта модель репликации предполагает, что две нити двойной спирали расходятся во время репликации, и каждая нить служит шаблоном, с которого копируется новая комплементарная нить (рис. 9)..9).

Рис. 9.9 Показана полуконсервативная модель репликации ДНК. Серым цветом обозначены исходные цепи ДНК, а синим — вновь синтезированная ДНК.

Во время репликации ДНК каждая из двух цепей, составляющих двойную спираль, служит шаблоном, с которого копируются новые цепи. Новая цепь будет комплементарна родительской или «старой» цепи. Каждая новая двойная цепь состоит из одной родительской цепи и одной новой дочерней цепи. Это известно как полуконсервативная репликация. При образовании двух копий ДНК они имеют одинаковую последовательность нуклеотидных оснований и поровну делятся на две дочерние клетки.

Поскольку эукариотические геномы очень сложны, репликация ДНК представляет собой очень сложный процесс, в котором участвуют несколько ферментов и других белков. Он протекает в три основных этапа: инициация, элонгация и терминация.

Напомним, что эукариотическая ДНК связана с белками, известными как гистоны, и образует структуры, называемые нуклеосомами. Во время инициации ДНК становится доступной для белков и ферментов, участвующих в процессе репликации. Как механизм репликации узнает, где начинается двойная спираль ДНК? Оказывается, существуют определенные последовательности нуклеотидов, называемые точками начала репликации, с которых начинается репликация. Определенные белки связываются с точкой начала репликации, в то время как фермент, называемый геликазой, раскручивает спираль ДНК. Когда ДНК раскрывается, образуются Y-образные структуры, называемые репликационными вилками (рис. 9)..10). В начале репликации формируются две вилки репликации, которые расширяются в обоих направлениях по мере репликации. На эукариотической хромосоме существует несколько источников репликации, так что репликация может происходить одновременно из нескольких мест в геноме.

Во время элонгации фермент под названием ДНК-полимераза добавляет нуклеотиды ДНК к 3′-концу матрицы. Поскольку ДНК-полимераза может добавлять новые нуклеотиды только в конце остова, последовательность праймеров, которая обеспечивает эту отправную точку, добавляется с комплементарными нуклеотидами РНК. Позже этот праймер удаляют, а нуклеотиды заменяют нуклеотидами ДНК. Одна цепь, комплементарная родительской цепи ДНК, непрерывно синтезируется в направлении репликационной вилки, поэтому полимераза может добавлять нуклеотиды в этом направлении. Эта непрерывно синтезируемая цепь известна как ведущая цепь. Поскольку ДНК-полимераза может синтезировать ДНК только в направлении от 5′ к 3′, другая новая цепь собирается в короткие фрагменты, называемые фрагментами Окадзаки. Каждому из фрагментов Окадзаки для начала синтеза требуется праймер, состоящий из РНК. Цепь с фрагментами Окадзаки известна как отстающая нить. В ходе синтеза фермент удаляет РНК-праймер, который затем заменяется нуклеотидами ДНК, а промежутки между фрагментами заделываются ферментом, называемым ДНК-лигазой.

Процесс репликации ДНК можно обобщить следующим образом:

1. ДНК раскручивается в точке начала репликации.
2. Новые основания добавляются к комплементарным родительским цепям. Одна новая прядь изготавливается непрерывно, а другая прядь изготавливается по частям.
3. Удаляют праймеры, вместо праймеров помещают новые нуклеотиды ДНК и остов запечатывают с помощью ДНК-лигазы.

Рис. 9.10 Репликационная вилка образуется путем открытия точки начала репликации, и геликаза разделяет нити ДНК. Синтезируется РНК-праймер, который удлиняется ДНК-полимеразой. На ведущей цепи ДНК синтезируется непрерывно, тогда как на отстающей цепи ДНК синтезируется короткими отрезками. Фрагменты ДНК соединяют с помощью ДНК-лигазы (не показано).

Вы изолируете клеточный штамм, в котором соединение фрагментов Оказаки нарушено, и подозреваете, что произошла мутация в ферменте, обнаруженном на репликационной вилке. Мутация какого фермента наиболее вероятна?

Репликация теломер

Поскольку эукариотические хромосомы линейны, репликация ДНК происходит в конце линии в эукариотических хромосомах. Как вы уже знаете, фермент ДНК-полимераза может присоединять нуклеотиды только в одном направлении. В ведущей цепи синтез продолжается до тех пор, пока не будет достигнут конец хромосомы; однако на отстающей цепи нет места для создания праймера для копируемого фрагмента ДНК на конце хромосомы. Это представляет проблему для клетки, потому что концы остаются непарными, и со временем эти концы становятся все короче по мере того, как клетки продолжают делиться. Концы линейных хромосом известны как теломеры, которые имеют повторяющиеся последовательности, не кодирующие определенный ген. Как следствие, с каждым раундом репликации ДНК укорачиваются не гены, а теломеры. Например, у человека последовательность из шести пар оснований, TTAGGG, повторяется от 100 до 1000 раз. Открытие фермента теломеразы (рис. 9.11) помогли понять, как сохраняются концы хромосом. Теломераза прикрепляется к концу хромосомы, а на конце цепи ДНК добавляются основания, комплементарные матрице РНК. Как только матрица отстающей нити становится достаточно удлиненной, ДНК-полимераза теперь может добавлять нуклеотиды, комплементарные концам хромосом. Таким образом, концы хромосом реплицируются.

Рис. 9.11. Концы линейных хромосом поддерживаются действием фермента теломеразы.

Теломераза обычно активна в зародышевых клетках, взрослых стволовых клетках и некоторых раковых клетках. За открытие теломеразы и ее действия Элизабет Блэкберн (рис. 9.12) получила Нобелевскую премию по медицине и физиологии в 2009 году.

Рисунок 9.12 Элизабет Блэкберн, лауреат Нобелевской премии 2009 года, была ученым, открывшим принцип работы теломеразы. (кредит: посольство США, Стокгольм, Швеция)

Теломераза не активна во взрослых соматических клетках. Взрослые соматические клетки, которые подвергаются клеточному делению, по-прежнему имеют укороченные теломеры. По сути, это означает, что укорочение теломер связано со старением. В 2010 году ученые обнаружили, что теломераза может обратить вспять некоторые возрастные состояния у мышей, и это может иметь потенциал в регенеративной медицине. ¹ В этих исследованиях использовались мыши с дефицитом теломеразы; у этих мышей наблюдается атрофия тканей, истощение стволовых клеток, недостаточность системы органов и нарушение реакции на повреждение тканей. Реактивация теломеразы у этих мышей вызвала удлинение теломер, уменьшение повреждения ДНК, обратимую нейродегенерацию и улучшение функционирования яичек, селезенки и кишечника. Таким образом, реактивация теломер может иметь потенциал для лечения возрастных заболеваний у людей.

Репликация ДНК у прокариот

Напомним, что прокариотическая хромосома представляет собой кольцевую молекулу с менее обширной спиральной структурой, чем у эукариотических хромосом. Эукариотическая хромосома линейна и сильно закручена вокруг белков. Хотя в процессе репликации ДНК есть много общего, эти структурные различия обусловливают некоторые различия в процессе репликации ДНК у этих двух форм жизни.

Репликация ДНК

чрезвычайно хорошо изучена у прокариот, в первую очередь из-за небольшого размера генома и большого количества доступных вариантов. Escherichia coli имеет 4,6 миллиона пар оснований в одной кольцевой хромосоме, и все они реплицируются примерно за 42 минуты, начиная с одного источника репликации и проходя по хромосоме в обоих направлениях. Это означает, что в секунду добавляется примерно 1000 нуклеотидов. Процесс идет намного быстрее, чем у эукариот. В таблице ниже приведены различия между прокариотическими и эукариотическими репликациями.

Различия между прокариотическими и эукариотическими репликациями

Собственность	Прокариоты	Эукариоты
Происхождение репликации	Одноместный	Несколько
Скорость репликации	1000 нуклеотидов/с	от 50 до 100 нуклеотидов/с
Хромосомная структура	циркулярный	линейный
Теломераза	Нет	Подарок

Концепция в действии

Просмотрите руководство по репликации ДНК.

ДНК-полимераза может ошибаться при добавлении нуклеотидов. Он редактирует ДНК, проверяя каждую вновь добавленную базу. Неправильные базы удаляются и заменяются правильными, после чего полимеризация продолжается (рис. 9.13 a ). Большинство ошибок исправляются во время репликации, хотя, когда этого не происходит, используется механизм исправления несоответствия. Ферменты репарации несоответствия распознают неправильно включенное основание и вырезают его из ДНК, заменяя правильным основанием (рис. 9)..13 б ). При еще одном типе репарации, эксцизионной репарации нуклеотидов, двойная цепь ДНК раскручивается и разделяется, удаляются неправильные основания вместе с несколькими основаниями на 5′- и 3′-концах, которые заменяются путем копирования матрицы с помощью ДНК-полимеразы (рис. 9.13 c ). Эксцизионная репарация нуклеотидов особенно важна для коррекции димеров тимина, которые в первую очередь вызываются ультрафиолетовым светом. В димере тимина два нуклеотида тимина, соседствующие друг с другом на одной цепи, ковалентно связаны друг с другом, а не с комплементарными основаниями. Если димер не удалить и не восстановить, это приведет к мутации. Люди с дефектами в генах эксцизионной репарации нуклеотидов проявляют чрезвычайную чувствительность к солнечному свету и в раннем возрасте заболевают раком кожи.

Рис. 9.13. Корректура с помощью ДНК-полимеразы (а) исправляет ошибки во время репликации. При восстановлении несоответствия (б) неправильно добавленная база обнаруживается после репликации. Белки восстановления несоответствия обнаруживают это основание и удаляют его из вновь синтезированной цепи под действием нуклеазы. Промежуток теперь заполнен правильно спаренной базой. Удаление нуклеотидов (с) восстанавливает димеры тимина. При воздействии УФ-излучения тимины, лежащие рядом друг с другом, могут образовывать димеры тимина. В нормальных клетках они вырезаются и замещаются.

Исправлено большинство ошибок; в противном случае они могут привести к мутации, определяемой как постоянное изменение в последовательности ДНК. Мутации в генах репарации могут привести к серьезным последствиям, таким как рак.

ДНК

реплицируется полуконсервативным методом , в котором каждая из двух цепей родительской ДНК действует как матрица для синтеза новой ДНК. После репликации каждая ДНК имеет одну родительскую или «старую» цепь и одну дочернюю или «новую» цепь.

Репликация у эукариот начинается с нескольких источников репликации, тогда как репликация у прокариот начинается с одного источника репликации. ДНК вскрывается ферментами, в результате чего образуется репликационная вилка. Primase синтезирует РНК-праймер для инициации синтеза ДНК-полимеразой, которая может добавлять нуклеотиды только в одном направлении. Одна цепь синтезируется непрерывно в направлении репликационной вилки; это называется ведущей нитью. Другая цепь синтезируется в направлении, противоположном репликационной вилке, на коротких участках ДНК, известных как фрагменты Оказаки. Эта нить известна как отстающая нить. После завершения репликации РНК-праймеры заменяются нуклеотидами ДНК, а ДНК запечатывается с помощью ДНК-лигазы.

Концы хромосом эукариот представляют собой проблему, так как полимераза не может удлинить их без праймера. Теломераза, фермент со встроенной матрицей РНК, удлиняет концы, копируя матрицу РНК и удлиняя один конец хромосомы. Затем ДНК-полимераза может удлинить ДНК с помощью праймера. Таким образом, концы хромосом защищены. В клетках есть механизмы для восстановления ДНК, когда она повреждается или при репликации возникают ошибки. Эти механизмы включают репарацию несоответствия для замены нуклеотидов, которые связаны с некомплементарным основанием, и эксцизионную репарацию нуклеотидов, которая удаляет поврежденные основания, такие как димеры тимина.

Глоссарий

ДНК-лигаза: фермент, катализирующий соединение фрагментов ДНК вместе

ДНК-полимераза: фермент, синтезирующий новую цепь ДНК, комплементарную матричной цепи для раскрытия спирали ДНК во время репликации ДНК путем разрыва водородных связей

отстающая цепь: во время репликации 3′-5′-цепь, цепочка, которая реплицируется короткими фрагментами и удалена от репликационной вилки

ведущая цепь: цепь, которая непрерывно синтезируется в направлении от 5′ к 3′, которая синтезируется в направлении вилки репликации

репарация несоответствия: форма репарации ДНК, при которой распознаются, вырезаются и заменяются правильными нуклеотидами

мутация: постоянная вариация в последовательности нуклеотидов генома повреждения нуклеотидов, поврежденные нуклеотиды удаляются и заменяются новыми нуклеотидами с использованием комплементарной цепи, а цепь ДНК повторно запечатывается и позволяет воссоединиться с комплементарной

Фрагменты Оказаки: фрагменты ДНК, которые синтезируются короткими участками на отстающей цепи
праймер: короткий участок нуклеотидов РНК, который необходим для инициации репликации и позволяет ДНК-полимеразе связать и начать репликацию

репликация вилка: Y-образная структура, образующаяся во время инициации репликации

полуконсервативная репликация: метод, используемый для репликации ДНК, при котором двухцепочечная молекула разделяется, и каждая цепь действует как матрица для синтеза новой цепи , поэтому полученные молекулы ДНК состоят из одной новой нити нуклеотидов и одной старой нити нуклеотидов

теломераза: фермент, содержащий каталитическую часть и встроенную РНК-матрицу; он поддерживает теломеры на концах хромосом

теломеры: ДНК на концах линейных хромосом

Footnotes

1 Mariella Jaskelioff, et al. , «Реактивация теломеразы обращает вспять дегенерацию тканей у старых мышей с дефицитом теломеразы», ​​ Nature , 469 (2011):102–7.

License

Concepts of Biology — 1st Canadian Edition Чарльза Молнара и Джейн Гейр распространяется по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License, если не указано иное.

Поделиться этой книгой

Поделиться в Твиттере

Глоссарий общеупотребительных терминов

---

Большинство этих определений были взяты из ДНК Технология в криминалистике , (1992) Национальное исследование Совет, Вашингтон, округ Колумбия: National Academy Press

---

А

Б

С

Д

Е

Ф

Г

Н

я

Дж

К

Л

М

Н

О

Р

В

Р

С

Т

У

В

Ш

Х

Д

З

Аденин : пуриновое основание; один из четыре молекулы, содержащие азот, присутствуют в нуклеиновых кислотах ДНК и РНК; назначенный письмом А.

Аллель : Альтернативная форма гена.

Частота аллеля : The доля определенного аллеля среди хромосом, которые несут отдельные особи в популяции.

Аминокислота : любая из класса 20 молекул, которые объединяются в белки в живых существах. Последовательность аминокислот в белке и, следовательно, в белке функции определяются генетическим кодом.

Усиление : Ан увеличение количества копий определенного фрагмента ДНК; может быть в естественных условиях или in vitro.

Аутосома : Хромосома, не участвующая в поле определение. Диплоидный геном человека состоит из 46 хромосом, 22 пар аутосомы и одна пара половых хромосомы (X- и Y-хромосомы).

Пара оснований : Два комплементарных нуклеотида, соединенных водородными связями; спаривание оснований происходит между A и T и между G и C.

Базовая последовательность : Порядок нуклеотидных оснований в молекуле ДНК.

Базовая последовательность анализ : Метод, иногда автоматический, для определение базовой последовательности.

Биотехнология : А набор биологических методов, разработанных в ходе фундаментальных исследований и теперь применяется к исследованиям и разработке продуктов.

Хромосома :Структура по какая наследственная информация физически передается от одного поколения к следующему.

Дополнительные последовательности : Основание нуклеиновой кислоты последовательности, которые образуют двухцепочечную структуру путем сопоставления пар оснований; дополнительный последовательность к G-T-A-C равна C-A-T-G.

Цитозин : пиримидиновое основание; один из четырех молекул, содержащих азот, присутствующих в нуклеиновых кислотах ДНК и РНК; назначенный письмом С.

Денатурация : процесс расщепление комплементарных двойных цепей ДНК с образованием одиночных нити

Дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) : Генетический материал организмов, обычно двухцепочечный; класс нуклеиновых кислоты, идентифицированные по наличию дезоксирибозы, сахар и четыре азотистых основания.

Последовательность ДНК : Родственник порядок пар оснований, будь то фрагмент ДНК, ген, хромосомы или всего генома.

Двойная спираль : Форма, которая две линейные нити ДНК предположить, когда они связаны вместе.

Электрофорез : а метод, в котором молекулы разделяются по их скорости в электрическое поле

Фермент : Белок которые могут ускорить конкретную химическую реакцию, не будучи изменяется или потребляется в процессе.

Гель : полутвердая матрица (обычно агароза или акриламид), используемые в электрофорезе разделить молекулы

Ген : основная единица наследственности; последовательность нуклеотидов ДНК на хромосоме

Частота гена : относительное появление определенного аллеля в населении

Картирование генов : Определение взаимного расположения генов на молекуле ДНК (хромосоме или плазмиде) и расстояния, в единицах связи или физических единицах, между ними.

Генетика : Изучение закономерности наследования определенных признаков.

Геном : Все генетические материал в хромосомах конкретный организм; его размер обычно определяется как сумма количество пар оснований.

Геномные проекты : Усилия по исследованиям и развитию технологий, направленные на картирование и секвенирование части или всего генома организма.

Генотип : генетический состав организм, характеризуемый его физическим видом или фенотип

Гуанин : пуриновое основание; один из четыре молекулы, содержащие азот, присутствуют в нуклеиновых кислотах ДНК и РНК; назначенный письмом Г

Наследственность : передача характеристики от поколения к поколению

Гетерозиготность : Наличие разных аллелей в одном или больше локусов на гомологичных хромосомах.

Гомологии : Сходства в ДНК или белковые последовательности между особями одни и те же линейные последовательности, каждая из которых происходит от одного родителя.

Гомологичный хромосомы : Пара хромосом содержащие одинаковые линейные последовательности генов, каждый происходит от одного родителя.

In vitro : Вне живой организм

Килобаза (КБ) : Единица длины ДНК фрагменты, равные 1000 нуклеотидов.

Связь : Близость двух и более маркеров (генов, др.) на хромосоме; чем ближе вместе маркеры, тем ниже вероятность того, что они будут разделены во время репарации или репликации ДНК процесса, и, следовательно, тем больше вероятность того, что они будут унаследованы вместе.

Локализовать : Определение исходного положения (локуса) гена или другого маркера на хромосоме.

Местонахождение (мн. место) : Конкретное физическое расположение гена на хромосома.

Маркер : Ген известного расположения на хромосоме и фенотип, который используется в качестве точки отсчета при картировании другие локусы.

Мегабаза (МБ) : Единица длины ДНК фрагменты, равные одному миллиону нуклеотидов.

Митоз : Процесс ядерного деление клеток с образованием дочерних клеток, генетически идентичны друг другу и родителю.

Мультиплексирование : Подход к секвенированию, использующий несколько одновременное объединение образцов, что значительно увеличивает скорость секвенирования.

Мутация : Любая наследственное изменение последовательности ДНК.

Нуклеиновая кислота : нуклеотидный полимер, в котором ДНК и РНК являются основными типы.

Нуклеотид : единица нуклеиновой кислоты, состоящая из фосфата, рибоза или дезоксирибоза и пуриновое или пиримидиновое основание.

Nucleus : Сотовый органелла эукариот, содержащая генетический материал.

Онкоген : Ген, одна или несколько форм которого ассоциированы с раком. Вовлечены многие онкогены, прямо или косвенно, в контроле скорости роста клеток.

Физическая карта : А карта расположения идентифицируемых ориентиров на ДНК. Расстояние измеряется в парах оснований.

Полимеразная цепь реакция (ПЦР) : Ан в vitro процесс, который дает миллионы копий желаемой ДНК путем многократного повторения. зацикливание реакции с участием фермента ДНК-полимеразы.

Полимераза, ДНК или РНК : ферменты, катализирующие синтез нуклеиновых кислот на ранее существовавшие матрицы нуклеиновых кислот, сборка РНК из рибонуклеотидов или ДНК из дезоксирибонуклеотиды.

Полиморфизм : Разница в последовательности ДНК среди лица. Генетические вариации, встречающиеся более чем у 1% популяции, могут считаться полезными полиморфизмами для сцепления. анализ.

Население : Группа лица, проживающие на данной территории в данное время.

Грунтовка : Короткая ранее существовавшая полинуклеотидная цепь, к которой присоединяется новая дезоксирибонуклеотиды могут быть добавлены ДНК-полимеразой.

Зонд : одноцепочечная ДНК или РНК с определенной последовательностью оснований, помеченная либо радиоактивно или иммунологически, которые используются для обнаружения комплементарная последовательность оснований гибридизация.

Белок : Большой молекула, состоящая из одной или нескольких цепей амино кислоты в определенном порядке; порядок определяется базовой последовательностью нуклеотидов в гене, кодирующем белок. Белки необходимы для строения, функционирование и регуляция клеток, тканей, органов и каждый белок имеет уникальные функции.

Рекомбинантная ДНК технологии : Процедуры, используемые для соединения последовательностей ДНК в бесклеточной системе. При соответствующих условиях молекула рекомбинантной ДНК может попасть в ячейку и размножаться в ней либо автономно, либо после того, как встраиваются в клеточную хромосому.

Разрешение : Степень молекулярных деталей на физической карте ДНК.

Фермент рестрикции : Белок, который распознает специфические короткие последовательности нуклеотидов и разрезает ДНК в этих местах. Бактерии содержат более 400 таких ферментов, которые распознавать и вырезать более 100 последовательностей ДНК.

Ограничение полиморфизм длины фрагмента (RFLP) : вариация между людьми в ДНК размеры фрагментов, разрезаемые специфическими ферментами рестрикции; полиморфные последовательности, которые приводят к RFLP которые используются в качестве маркеров как на физических картах, так и на картах генетического сцепления. RFLP обычно вызываются мутацией в участок резки.

Секвенирование : Определение порядок нуклеотидов (последовательности оснований) в молекуле ДНК или РНК или порядок аминокислот в белке.

Половые хромосомы (х и у хромосомы) : Хромосомы которые различаются у обоих полов и участвуют в сексе определение.