Слайд 3
БИОСИНТЕЗ БЕЛКОВ
тРНК
иРНК
Аминокислоты
Энергия (АТФ)
Ферменты (белки)
рРНК
ДНК
Пища
Вновь образованные
Пища
Сложность процесса –биосинтез белка.
Слайд 4
ДНК
(А-Г-Ц-Т)
в ядре
БЕЛОК
(аминокислоты)
в цитоплазме
?
Проблемный вопрос
Слайд 5
Транскрипция-……………………………..?
Необходимо
1. Цепь ДНК - матрица
2. Свободные
нуклеотиды
3. Фермент РНК - полимераза
Происходит
В ядре клетки
Образуется
и-РНК
Слайд 6
Трансляция-………………………..?
Необходимо
1. и-РНК
2. Аминокислоты (20)
3. Ферменты
4. АТФ
5. т-РНК
Происходит
В цитоплазме на рибосомах
Образуется
Белковая молекула
Слайд 9
ГЕН
Ген- это участок ДНК (или РНК у вирусов),
несущий информацию о первичной структуре одного полипептида, одной молекулы
т-РНК или одной молекулы р-РНК.
В ДНК гены располагаются линейно.
Слайд 10
Гены прокариот.
У прокариот гены образуют блоки-опероны, которые являются
матрицей для транскрипции.
Блоки-опероны представляют собой непрерывную последовательность нуклеотидов, входящих
в состав кодонов.
Слайд 11
У эукариот единицей транскрипции является отдельный ген.
Гены эукариот
«разорваны»- состоят из экзонов и инронов
Экзоны – нуклеотидная последовательность,
кодирующая аминокислоты
Интроны – ничего не кодируют
Гены эукариот.
Слайд 12
Этапы синтеза и-РНК
Кепирование- модификация конца про-иРНК (правильная посадка
на рибосому, запрет ферментам нуклеазам гидролизовать РНК)
Полиаденилирование- присоединение к
другому концу про-иРНК адениловых нуклеотидов, что удлиняет жизнь и-РНК
Сплайсинг- сшивание копий экзонов
Слайд 14
ГЕНОМ
Геном- совокупность генов и некодирующих последовательностей ДНК, которые
входят в гаплоидный набор хромосом вида.
Известно, что длина всех
интронов одного гена превышает суммарную длину всех экзонов.
Более 70% нуклеотидов являются
регуляторными зонами генов, с ними взаимодействуют многие белки, активирующие или подавляющие транскрипцию разных генов.
Слайд 15
Геном человека
Трехбуквенный генетический код к 1964 г. расшифровал Ф.Крик.
Вряд ли он тогда предполагал, что в обозримом будущем
станет возможной расшифровка генома человека. Эта задача долгое время казалась неразрешимой.
Слайд 16
И вот геном прочитан
Завершение работ по расшифровке генома
человека консорциумом ученых планировалось к 2003 г. – 50-летию открытия
структуры ДНК. Однако конкуренция сказала свое слово и в этой области.
Крейг Вентер основал частную компанию «Селера», которая продает генные последовательности за большие деньги. Включившись в гонку по расшифровке генома, она за один год сделала то, на что у международного консорциума ученых из разных стран ушло десять лет. Это стало возможным благодаря новому методу чтения генетических последовательностей и использованию автоматизации процесса чтения.
Слайд 17
Итак, геном прочитан. Казалось бы, надо радоваться, но
ученые пришли в недоумение: уж очень мало генов оказалось
у человека – примерно в три раза меньше, чем ожидалось. Раньше думали, что генов у нас около 100 тыс., а на самом деле их оказалось около 38,5 тыс. Но даже не это самое главное.
10 тыс работают во всех клетках, а 28,5 тыс не во всех.
Недоумение ученых : у дрозофилы 13 601 генов, у круглого почвенного червя – 19 тыс., у горчицы – 25 тыс. генов. Столь малое количество генов у человека не позволяет выделить его из животного царства и считать «венцом» творения.
Слайд 18
Основную часть ДНК наших хромосом занимают пустынные участки
и так называемые тандемные повторы.
В пустынных участках просто-напросто
не закодировано никаких генов, а повторы бессмысленны и следуют друг за другом наподобие велосипедов-тандемов, откуда и получили название.
Зато там, где располагаются гены, активность ДНК и ферментов, синтезирующих ее копии в виде молекул информационной РНК, повышается в 200–800 раз! Это – «горячие точки» генома.
Слайд 19
В геноме человека ученые насчитали 223 гена, которые
сходны с генами кишечной палочки. Кишечная палочка возникла примерно
3 млрд. лет назад.
Зачем нам такие «древние» гены? Видимо, современные организмы унаследовали от предков какие-то фундаментальные структурные свойства клеток и биохимические реакции, для которых необходимы соответствующие белки.
Слайд 20
В нашем геноме много последовательностей, доставшихся нам в
«наследство» от ретровирусов. Эти вирусы, к которым относятся вирусы
рака и СПИДа, вместо ДНК в качестве наследственного материала содержат РНК
Таких ретровирусных последовательностей у нас много. Время от времени они «вырываются» на волю, в результате чего возникает рак (но рак в полном соответствии с законом Менделя проявляется лишь у рецессивных гомозигот, т.е. не более чем в 25% случаев).
Слайд 21
К.Вентер говорил, что понимание генома потребует сотни лет.
Ведь мы до сих пор не знаем функций и
роли более чем 25 тыс. генов. И даже не знаем, как подступиться к решению этой задачи, поскольку большинство генов просто «молчит» в геноме, никак себя не проявляя.
В то же время, хотя генов у нас и не слишком много, они обеспечивают синтез до 1 млн (!) самых разных белков.
Слайд 22
Хромосомы
На примере человека- 46 молекул ДНК- это
4 метра. Как они умещаются в ядре диаметром 10
мкм
Ген- это основа хромосомы
(ДНК+белок гистон)
Белки обеспечивают упаковку ДНК в ядре
Существует 4 уровня комплектации ДНК
Слайд 23
Уровни комплектации ДНК в хромосоме
На первом уровне двойная
спираль ДНК наматывается на множество одинаковых белковых комплексов, содержащих
по 8 молекул гистонов – белков с повышенным содержанием положительно заряженных аминокислотных остатков лизина и аргинина.
В состав нуклеосомы входит по 2 одинаковые молекулы четырёх разных гистонов.
Между нуклеосомами содержится 20, 20 или 40 пар нуклеотидов.
нуклеосома
Слайд 24
На втором уровне- нуклеосомы сближаются с помощью пятого
гистона, отличающегося от тех, которые входят в состав сердцевины
нуклеосомы.
Образуется фибрилла.
Слайд 25
На третьем уровне упаковки формируются петли, содержащие от
20-80 тыс. пар нуклеотидов.
В «устье» каждой петли находятся белки,
которые узнают определенные нуклеотидные последовательности и при этом имеют сродство друг с другом.
Образуется комплекс, называемый хроматином (виден только в электронный микроскоп).
Слайд 26
На четвертом уровне- петли укладываются в стопки, хромосома
утолщается и становится видна в световой микроскоп.
Слайд 29
Строение хромосомы на четвертом уровне упаковки.
Каждая хромосома состоит
из 2-х идентичных хроматид, каждая из которых содержит по
одной молекуле ДНК.
Центромера- участок соединения хроматид.
Теломера – конец хромосомы. Состоит из 10 тыс.пар
нуклеотидов. Теломеры защищают кодирующие последовательности ДНК –гены от действия экзонуклеаз –ферментов, гидролизирующих молекулы нуклеиновых кислот с концов, и обеспечивают прикрепление хромосом во время удвоения к
внутренней мембране ядра.
Плечо- часть хромосомы от центромеры до теломеры.
Слайд 30
Классификация хромосом
1- телоцентрическая (центромера отсутствует либо расположена на
конце хромосомы)
2- акроцентрическая (центромера смещена к концу плеча хромосомы)
3-
субметацентрическая (центромера делит хромосому на два неравных плеча)
4- метацентрическая (центромера делит хромосому на два равных плеча)
Слайд 31
Кариотип
Кариотип- совокупность признаков хромосомного набора.
Кариотипы разных видов
различаются числом, размерами и формой хромосом
Слайд 32
У человека нормальный кариотип состоит
из 46 хромосом.
Тогда как у шимпанзе,
гориллы — 48.
Кариотип бурозубки обыкновенной составляет от 20 до 33 хромосом в зависимости от конкретной популяции
Слайд 33
Нарушения кариотипа у человека
47,XXY; 48,XXX- Синдром Клайнфельтера
(Полисомия по X-хромосоме у мужчин)
45X0; 45X0/46XX; 45,X - Синдром
Шерешевского — Тёрнера (Моносомия по X)
47,ХХ, 21+; 47,ХY, 21+ Синдром Дауна (Трисомия по 21-й хромосоме)
47,ХХ, 18+; 47,ХY, 18+ Синдром Эдвардса (Трисомия по 18-й хромосоме)
47,ХХ, 13+; 47,ХY, 13+ Синдром Патау (Трисомия по 13-й хромосоме)
46,XX, 5р- Синдром кошачьего крика
(Делеция короткого плеча 5-й хромосомы)
Делеции — хромосомные перестройки, при которых происходит потеря участка хромосомы
Слайд 34
Митохондриальный геном
Генетическая информация содержится не только в хромосомах
клеточного ядра, но и в митохондриях(это самовоспроизводящиеся полуавтономные органеллы
клетки)
Митохондриальный геном – это 1 или несколько кольцевых(редко линейных) молекул мтДНК
В митохондриях также содержатся рибосомы, но они синтезируют только 5% белков
Свой геном имеют также и хлоропласты
Слайд 35
Закрепление .
В чём принципиальное отличие строения генов эукариот
от генов прокариот?
2.Какие органеллы соматических клеток
высших растений имеют
свой геном?
У прокариот нуклеотиды располагаются непрерывно,
а у эукариот они «разорваны».
Ядро, митохондрии и хлоропласты
Слайд 36
Назовите части в структуре хромосом.
1
2
3
4
1-теломера
2-центромера
3-плечо
4-хроматида
Слайд 37
Каким образом «упакована» ДНК в ядре клетки?
Расположите
в правильном порядке уровни комплектации ДНК.
1
2
3
4
3, 2, 4, 1
Слайд 38
Домашнее задание.
Параграф № 18.
Подготовить сообщения о заболеваниях
человека, связанные с нарушением его кариотипа:
Синдром Клайнфельтера
Синдром Шерешевского — Тернера
Синдром Дауна
Синдром Эдвардса
Синдром Патау
Синдром кошачьего крика