Наследственность
<<  Молекулярные основы наследственности Задачи изучения наследственности человека  >>
Молекулярные основы наследственности
Молекулярные основы наследственности
План лекции:
План лекции:
Трансформация – включение чужеродной ДНК в бактериальную клетку
Трансформация – включение чужеродной ДНК в бактериальную клетку
Трансдукция – способность вируса захватывать с собой часть ДНК клетки
Трансдукция – способность вируса захватывать с собой часть ДНК клетки
Доказательства генетической роли ДНК:
Доказательства генетической роли ДНК:
Химический состав хромосом
Химический состав хромосом
Строение ДНК
Строение ДНК
Правила Чаргаффа
Правила Чаргаффа
Молекула ДНК включает две полинуклеотидные цепи, соединённые друг с
Молекула ДНК включает две полинуклеотидные цепи, соединённые друг с
Модель ДНК
Модель ДНК
Уровни упаковки генетического материала
Уровни упаковки генетического материала
Вторая уровень компактизации – соленоидный (супернуклеосомный)
Вторая уровень компактизации – соленоидный (супернуклеосомный)
Третий уровень – петлевой
Третий уровень – петлевой
Четвертый уровень – хроматидный
Четвертый уровень – хроматидный
Пятый уровень – метафазной хромосомы
Пятый уровень – метафазной хромосомы
Генетический код – это последовательность нуклеотидов в цепи ДНК,
Генетический код – это последовательность нуклеотидов в цепи ДНК,
Репликация ДНК
Репликация ДНК
Принципы репликации ДНК
Принципы репликации ДНК
Рнк
Рнк
И - рнк
И - рнк
Р-рнк
Р-рнк
Т-рнк
Т-рнк
Z-рнк
Z-рнк
Гены подразделяются:
Гены подразделяются:
Транскрипция
Транскрипция
И-РНК образовавшаяся в результате транскрипции называется незрелой, т
И-РНК образовавшаяся в результате транскрипции называется незрелой, т
В структуре зрелой и-РНК выделяют
В структуре зрелой и-РНК выделяют
Трансляция – это процесс реализации информации, закодированной в
Трансляция – это процесс реализации информации, закодированной в
Этапы трансляции:
Этапы трансляции:
Молекулярные основы наследственности
Молекулярные основы наследственности
Регуляция генной активности
Регуляция генной активности
Единица регуляции транскрипции – оперон, в состав которого входят: 1
Единица регуляции транскрипции – оперон, в состав которого входят: 1
Ген-регулятор расположен вблизи оперона, он постоянно активен, на
Ген-регулятор расположен вблизи оперона, он постоянно активен, на
Механизм регуляции активности оперона - индукция
Механизм регуляции активности оперона - индукция
Репарация
Репарация
Генная инженерия — совокупность приёмов, методов и технологий
Генная инженерия — совокупность приёмов, методов и технологий
1. Получают нужный ген
1. Получают нужный ген
Цитоплазматическая наследственность
Цитоплазматическая наследственность
Благодарю за внимание
Благодарю за внимание

Презентация: «Молекулярные основы наследственности». Автор: 1. Файл: «Молекулярные основы наследственности.pptx». Размер zip-архива: 4062 КБ.

Молекулярные основы наследственности

содержание презентации «Молекулярные основы наследственности.pptx»
СлайдТекст
1 Молекулярные основы наследственности

Молекулярные основы наследственности

Зенкина Виктория Геннадьевна, к.м.н.

2 План лекции:

План лекции:

Доказательства генетической роли ДНК Химический состав хромосом, функции и свойства ДНК Биологический код, его характеристика Репликация ДНК Особенности строения и виды РНК Реализация наследственной информации: транскрипция, процессинг, трансляция. Особенности строения и виды РНК. Регуляция генной активности Репаративные процессы в ДНК Генная инженерия Цитоплазматическая наследственность Мутагены и антимутагены

3 Трансформация – включение чужеродной ДНК в бактериальную клетку

Трансформация – включение чужеродной ДНК в бактериальную клетку

(Гриффитс, 1928 год, при изучении штаммов пневмококка)

Свойство убитых бактерий - наличие капсулы и вирулентность передались от убитых бактерий к живым, произошла трансформация R штамма в S.

4 Трансдукция – способность вируса захватывать с собой часть ДНК клетки

Трансдукция – способность вируса захватывать с собой часть ДНК клетки

хозяина и передавать новым хозяивам свойства прежних

Ледеберг и Зиндер в 1952 г – опыты по трансдукции. Вирус – бактериофаг добавили к бактериям, синтезирующим триптофан …

5 Доказательства генетической роли ДНК:

Доказательства генетической роли ДНК:

1) изотопный способ: бактериофаги помечали радиоактивной серой и фосфором, в результате вновь образованные фаги содержали только фосфор, которым была помечена ДНК 2) опыты по гибридизации вирусов, когда гибриды содержали белковый футляр одного вида, а нуклеиновую кислоту другого 3) конъюгационный перенос: две бактерии – кишечные палочки могут конъюгировать между собой и ДНК одной переходит к другой 4) клонирование клеток, метод соматической гибридизации

6 Химический состав хромосом

Химический состав хромосом

Хромосомы состоят из ДНК (40%) и белка (60%) Белков 2 вида: гистоновые (основные – 70%) и негистоновые (кислые – 30%)

7 Строение ДНК

Строение ДНК

ДНК – полимерная молекула, состоящая из повторяющихся мономерных звеньев, называемых нуклеотидами Нуклеотид состоит из азотистого основания, сахара – дезоксирибозы и остатка фосфорной кислоты К первому атому углерода в молекуле пентозы С-1’ присоединяется азотистое основание, к пятому атому С-5’ с помощью эфирной связи – фосфат, у третьего атома С-3’ всегда имеется гидроксильная группа – ОН Соединение нуклеотидов в макромолекулу происходит путем взаимодействия фосфата одного нуклеотида с гидроксилом другого так, что между ними устанавливается фосфодиэфирная связь Азотистые основания в ДНК: аденин, гуанин – пуриновые; тимин и цитозин - пиримидиновые

8 Правила Чаргаффа

Правила Чаргаффа

У всякого организма число адениновых нуклеотидов равно числу тиминовых, а число гуаниновых — числу цитозиновых: А=Т, Г=Ц Число пуриновых оснований равно числу пиримидиновых оснований: А+Г=Т+Ц Соотношение А+Т/Г+Ц = видовому индексу (у человека 1,53) Количество нуклеотидов в молекуле ДНК равно 100% или 1: А+Г+Т+Ц = 100%

9 Молекула ДНК включает две полинуклеотидные цепи, соединённые друг с

Молекула ДНК включает две полинуклеотидные цепи, соединённые друг с

другом водородными связями между их азотистыми основаниями по принципу комплементарности

Принцип комплементарности: аденин одной цепи соединяется двумя водородными связями с тимином другой цепи, а между гуанином и цитозином разных цепей образуются три водородные связи Полинуклеотидные цепи в молекуле ДНК антипараллельны, т.е. взаимнопротивоположны: 5’- конец одной цепи соединяется с 3’ – концом другой, и наоборот. На 5’- конце цепи ДНК всегда расположен свободный фосфат у 5’-атома углерода, на противоположном 3’- конце – свободная ОН-группа у 3’ атома углерода

10 Модель ДНК

Модель ДНК

Свойства ДНК: двухцепочечная, правозакрученная спираль, гены в которой располагаются линейно, антипараллельность цепей, прерывистость (интроны и экзоны). Ген – участок ДНК, состоящий из нуклеотидов от нескольких десятков до тысяч, кодирующий какой-либо признак Функции ДНК: хранение и воспроизводство генетической информации

11 Уровни упаковки генетического материала

Уровни упаковки генетического материала

Нуклеосомный уровень Нуклеосома – это белковая глобула (октаэдр), содержащая по 2 молекулы четырех гистонов Н2А, Н2В, НЗ, Н4, вокруг которой двойная спираль ДНК образует 1,8 витка (200 пар нуклеотидов). Нуклеосомная нить имеет диаметр = 10-13 нм. Такая структура обеспечивает компактизацию ДНК примерно в 6—7 раз.

12 Вторая уровень компактизации – соленоидный (супернуклеосомный)

Вторая уровень компактизации – соленоидный (супернуклеосомный)

Формирование хроматиновой фибриллы диаметром 25-30 нм. В этом процессе участвует гистон H1, который связывается с линкерной ДНК между нуклеосомными корами и сворачивает нуклеосомную фибриллу в спираль, с шагом в 6-8 нуклеосом. Длина ДНК сокращается в 50 раз.

13 Третий уровень – петлевой

Третий уровень – петлевой

Соленоидная фибрилла складывается, образуя петли различной длины. Длина ДНК сокращается в 1000 раз. Диаметр структуры в среднем составляет 300 нм, типична для интерфазной хромосомы.

14 Четвертый уровень – хроматидный

Четвертый уровень – хроматидный

Образуются хроматиды диаметром примерно 600-700 нм.

15 Пятый уровень – метафазной хромосомы

Пятый уровень – метафазной хромосомы

Ступень компактизации (в 7000 раз) характерна для метафазной хромосомы; ее диаметр равен 1400 нм.

16 Генетический код – это последовательность нуклеотидов в цепи ДНК,

Генетический код – это последовательность нуклеотидов в цепи ДНК,

которая определяет последовательность аминокислот в белке

Свойства кода: триплетность коллинеарность (линейность) неперекрываемость однозначность избыточность (выражденость) универсальность

17 Репликация ДНК

Репликация ДНК

Репликация ДНК Синтез ДНК называется репликацией или редупликацией. В 1959 г. Артуру Корнбергу была присуждена Нобелевская премия за открытие механизма биосинтеза ДНК.

18 Принципы репликации ДНК

Принципы репликации ДНК

Прерывистость. Синтез новых цепей ДНК фрагментами. Репликон – участок между двумя точками, в которых начинается синтез «дочерних» цепей. Комплементарность. Полуконсервативность. Антипараллельность.

19 Рнк

Рнк

Нуклеиновая кислота, состоящая из нуклеотидов, в состав которых входят азотистые основания (А У Г Ц), сахар рибоза и остаток фосфорной кислоты Виды РНК: информационная, рибосомальная, транспортная и затравочная Все виды РНК образуются в ядре

20 И - рнк

И - рнк

И-РНК образовавшаяся в результате транскрипции называется незрелой, т.к. имеет в своем составе интроны и экзоны Процесс созревания (вырезание неинформативных участков – интронов) называется процессинг. В этом участвуют рестриктазы А процесс сшивания экзонов – сплайсинг происходит с помощью лигаз

21 Р-рнк

Р-рнк

(90%) включает в себя до 3000-5000 нуклеотидов из р-РНК построен структурный каркас рибосом, ей принадлежит важная роль в инициации, окончании синтеза и отщеплении готовых молекул белка от рибосом

22 Т-рнк

Т-рнк

(10-15%) состоит из 70-100 нуклеотидов массой 25-30 тыс. содержится в цитоплазме клеток и осуществляет перенос аминокислот из цитоплазмы на рибосомы имеет вид клеверного листа. на одном из концов имеет участок, к которому прикрепляется определенная аминокислота – акцепторный участок, на другом – участок, в котором располагается антикодон – это три нуклеотида, комплементарные кодону м-РНК.

23 Z-рнк

Z-рнк

(0,1%) участвует в репликации короткие молекулы, необходимые для синтеза фрагментов Оказаки, отстающей цепи ДНК при репликации

24 Гены подразделяются:

Гены подразделяются:

Структурные – гены, кодирующие белки; Регуляторные или функциональные - гены, контролирующие синтез РНК, оказывающие влияние на активность структурных генов. Экзоны - кодирующие участки гена, отвечающие за синтез аминокислотной последовательности белка. Интроны – некодирующие участки гена.

25 Транскрипция

Транскрипция

Транскрипция – это процесс переписывания информации с молекул ДНК на и-РНК с помощью фермента РНК-полимеразы по принципу комплементарности. Этапы транскрипции: Связывание РНК-полимеразы с промотором Инициация – начало синтеза Элонгация – рост цепи РНК Терминация – завершение синтеза и-РНК.

26 И-РНК образовавшаяся в результате транскрипции называется незрелой, т

И-РНК образовавшаяся в результате транскрипции называется незрелой, т

к. имеет в своем составе интроны и экзоны. Процесс созревания (вырезание неинформативных участков – интронов) называется процессинг. В этом участвуют рестриктазы. А процесс сшивания экзонов – сплайсинг происходит с помощью лигаз.

27 В структуре зрелой и-РНК выделяют

В структуре зрелой и-РНК выделяют

1. инициирующая часть: колпачок (узнает), лидер кодон (присоединяется к комлементарному ему участку малой субъединицы рибосомы), стартовый кодон (АУГ – формил-метионин) 2. кодирующая часть (элонгатор) – экзоны, которые кодируют аминокислоты белка 3. терминатор – триплет, заканчивающий трансляцию

28 Трансляция – это процесс реализации информации, закодированной в

Трансляция – это процесс реализации информации, закодированной в

структуре м-РНК, в последовательность аминокислотных остатков белка.

29 Этапы трансляции:

Этапы трансляции:

- присоединение и-РНК к рибосоме - активация а/к и ее присоединение к т-РНК - инициация (начало синтеза полипептидной цепи) - элонгация – удлинение цепи - терминация – окончание синтеза - дальнейшее использование и-РНК или ее разрушение

30 Молекулярные основы наследственности
31 Регуляция генной активности

Регуляция генной активности

Схема Ф. Жакобо и Ж. Моно, 1961 г.

32 Единица регуляции транскрипции – оперон, в состав которого входят: 1

Единица регуляции транскрипции – оперон, в состав которого входят: 1

Промотор – место прикрепления РНК-полимеразы 2. Ген-оператор – регулирует доступ РНК-полимеразы к структурным генам, взаимодействуя с регуляторными белками 3. Инициатор – место начала считывания генетической информации 4. Структурные гены – определяют синтез белков-ферментов, обеспечивающие цепь последовательных биохимических реакций 5. Терминатор – последовательность нуклеотидов завершающих транскрипцию

33 Ген-регулятор расположен вблизи оперона, он постоянно активен, на

Ген-регулятор расположен вблизи оперона, он постоянно активен, на

основе его информации синтезируется белок – репрессор Белок – репрессор образует химическое соединение с геном-оператором, и препятствует соединению РНК-полимеразы с промотором

34 Механизм регуляции активности оперона - индукция

Механизм регуляции активности оперона - индукция

35 Репарация

Репарация

ФОТОРЕАКТИВАЦИЯ или СВЕТОВАЯ репарация. В результате УФ - облучения целостность молекул ДНК нарушается, так как в ней возникают димеры, т. е. сцепленные между собой соединения в области пиримидиновых оснований. Фотореактивация катализируется ферментом фотолиазой, который активируется фотоном света и расщепляет димер на исходные составляющие. ТЕМНОВАЯ или ЭКСЦИЗИОННАЯ репарация. Осуществляется в пять этапов: 1 - нарушения узнаются специфическими белками; 2 - эндонуклеазы делают надрезы в поврежденной цепи; 3 - экзонуклеазы осуществляют вырезание поврежденного участка; 4 - синтез нового участка по принципу комплементарности взамен удаленного фрагмента, с помощью ДНК-полимеразы; 5 - ДНК-лигаза соединяет концы старой цепи и восстановленного участка.

36 Генная инженерия — совокупность приёмов, методов и технологий

Генная инженерия — совокупность приёмов, методов и технологий

получения рекомбинантных РНК и ДНК, выделения генов из организма (клеток), осуществления манипуляций с генами и введения их в другие организмы. Основные направления – создание трансгенных растений и животных и разработка принципов генной терапии.

37 1. Получают нужный ген

1. Получают нужный ген

2. Подбирают вектор, обладающий всеми необходимыми характеристиками. 3. Вектор и клонированный ген обрабатывают одинаковыми рестриктазами. 4. Сшивают вектор и встроенный ген с помощью ДНК-лигазы. 5.Вводят рекомбинантную конструкцию из вектора и встроенного гена в клетки–мишени реципиента – осуществляют трансформации. 6. Проверяют наличие трансгена в клетках – мишенях.

38 Цитоплазматическая наследственность

Цитоплазматическая наследственность

Собственную ДНК имеют пластиды, митохондрии, центриоли. Пластидная наследственность обнаружена у декоративных цветов львиного зева, ночной красавицы. В цитоплазме бактерий обнаружены автономно расположенные плазмиды, состоящие из кольцевых молекул ДНК. Выделяют три типа плазмид: содержащих половой фактор F, фактор R и плазмиды-колиценогены. Фактор R встречается у ряда патогенных бактерий, с ним связана устойчивость к ряду лек. средств. Эти плазмиды имеют ген образования конъюгационного мостика. Такие мостики образуются между кишечной палочкой, обитающей в кишечнике и патогенными бактериями и фактор R может переходить от кишечной палочки к ним. В результате они становятся нечувствительными к тем лекарствам, которые обычно для них губительны.

39 Благодарю за внимание

Благодарю за внимание

«Молекулярные основы наследственности»
http://900igr.net/prezentacija/biologija/molekuljarnye-osnovy-nasledstvennosti-207757.html
cсылка на страницу

Наследственность

14 презентаций о наследственности
Урок

Биология

136 тем
Слайды
900igr.net > Презентации по биологии > Наследственность > Молекулярные основы наследственности