Основные положения сплайсинга

Генетический аппарат прокариот и эукариот. Понятие делеции. Сплайсинг как один из этапов образования функционально активных молекул РНК из их предшественников, осуществляемый после завершения транскрипции. Механизм удаления интронов и соединения экзонов.

Рубрика Биология и естествознание
Вид контрольная работа
Язык русский
Дата добавления 20.02.2015
Размер файла 64,4 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ

УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ, МЕХАНИКИ И ОПТИКИ

ИНСТИТУТ ХОЛОДА И БИОТЕХНОЛОГИЙ

Кафедра органической, физической, биологической химии и микробиологии

Основы Генетической инженерии

Контрольная работа

Студентки 5 курса ФЗОиЭ

Ефимовой Анастасии

Санкт-Петербург, 2014

Задание 1. Выберите и запишите в таблицу соответствующие термины, отметив знаком «+» принадлежность к генетическому аппарату прокариот и/или эукариот: оперон, репликация, транскрипция, экзон, промотор, энхансер сайленсер, оператор, репрессор, активатор, сплайсинг, интрон, праймер, альтернативный сплайсинг, ген, геном, индуктор, кодон, процессинг, репликатор.

Таблица 1

Определение

Термин

Генетический аппарат

прокариот

эукариот

1.Регуляторный участок ДНК, усиливающий транскрипцию ближайшего гена в десятки и сотни раз.

энхансер

+

2.Некодирующие последовательности генов (не представлены в мРНК)

интрон

+

3.Низкомолекулярное вещество, которое предотвращает связывание репрессора с операторной областью и возобновляет транскрипцию.

индуктор

+

+

4.Нуклеотидная последовательность, в которой закодировано несколько белков, обычно контролирующих родственные функции.

оперон

+

Задание 2. Дополните недостающую информацию

Делеция - это тип хромосомной перестройки, в результате которой выпадает участок генетического материала.

Совокупность совместно транскрибируемых генов, обычно контролирующих родственные функции в клетках прокариот называется опероном.

Задание 3. Опишите основные положения сплайсинга. Приведите схему процесса

Сплайсинг - удаление из молекулы РНК нитронов (участков РНК, которые практически не несут генетич. информации) и соединение оставшихся участков, несущих генетич. информацию (экзонов), в одну молекулу.

Сплайсинг - один из этапов образования функциональноактивных молекул РНК (процессинг РНК) из их предшественников, к-рый осуществляется после завершения транскрипции (синтез РНК на ДНК-матрице). В результате удаления каждого интрона происходит разрыв двух фосфодиэфирных связей с последующим образованием одной новой (см. Нуклеиновые кислоты).

Сплайсингу подвергаются предшественники подавляющего большинства матричных РНК (пре-м РНК), а также нек-рых транспортных и рибосомных РНК (соотв. пре-т РНК и пре-р РНК). Сплайсинг характерен для РНК эукариот (все организмы, за исключением бактерий и синезеленых водорослей); известны также случаи сплайсинга РНК бактериофагов.

Механизмы сплайсинга у разл. классов РНК различаются между собой. Для всех них характерна точность удаления интронов и соединения экзонов. Специфичность удаления единств. интрона, если он имеется в пре-т РНК, обеспечивается ее трехмерной структурой. Эндонуклеаза, ассоциированная с ядерной мембраной, с участием др.ферментов расщепляет предшественник на участках (сайтах) по краям интрона с образованием на концах экзонов2',3'-циклофосфатного и 5'-гидроксильного концов (рис. 1). Соединение этих концов осуществляется в неск. стадий: у растений и дрожжей фосфорилирование 5'-конца в месте разрыва молекулы, превращение 2',3'-циклофосфата в 2'-фосфат и образование 3',5 '-фосфодиэфирной связи с участием остатка фосфорной к-ты из АТФ (левая часть рис.); у позвоночных механизм сплайсинга пре-тРНК не включает фосфорилирование экзонов в месте разрыва (правая часть рис.; на схеме указаны ферменты, катализирующие осн. этапы сплайсинга).

Сплайсинг нек-рых пре-р РНК происходит автокаталитически (аутосплайсинг, самосплайсинг). В этом случаекатализатор процесса - удаляемая интронная последовательность (рибо-зим). При этом сплайсинг осуществляется в результате серии после-доват. р-ций, включающих превращение одного фосфоэфира в другой без промежут. гидролиза фосфодиэфирных связей и использования энергии извне. Р-ция происходит в присут. Одновалентных катионов, Mg2+ и гуанозинового кофактора (гуанозинового нуклеотида или самого гуанозина), к-рый инициирует серию превращений - высвобождение интрона, соединение двух экзонов, а также циклизацию интрона (при этом гуанозиновый кофактор регенерируется).

Рис. 1. Механизм сплайсинга пре-т РНК; W, X, Y, Z-пуриновые или пиримидиновые основания; АДФ, АМФ, РР и P-соотв. аденозиндифосфат, аде-нозинмонофосфат, пирофосфорная к-та и остаток фосфорной к-ты.

Самосплайсинг происходит у пре-р РНК простейших (напр., у тетрахимоны) и ряда пре-мРНК митохондрий низших грибов и нек-рых др. пре-РНК, у к-рых интроны содержат консервативные последовательности, что обусловливает образование определенных вторичной и третичной структур.

Установлено участие при удалении ряда интронов мито-хондриальных пре-мРНК у низших грибов особых белков-матюраз, к-рые кодируются частично нитронами, частично экзонами. Роль матюраз, как и нек-рых др. белков, сводится, по-видимому, к фиксации конформации интрона, необходимой для осуществления им каталитич. ф-ции.

Сплайсинг пре-м РНК, находящихся в ядре, происходит в составе специфич. нуклеопротеидных частицах (сплайсомах). Обычно сплайсингу подвергается кэпированная полиаденилированная линейная пре-м РНК. К.-л. строгого порядка для удаления множественных интронов из пре-мРНК не наблюдается, хотя удаление однихинтронов может происходить быстрее, чем других. Сплайсинг происходит исключительно в ядре; несплайсированная РНК остается в ядре и деградирует. Однако если пре-м РНК содержит интрон, к-рый может участвовать в альтернативном пути сплайсинга (см. ниже), то она м. б. транспортирована в цитоплазму.

Сплайсинг ядерных пре-мРНК происходит обычно по границам интронов, к-рые содержат на концах динуклеотиды 5'-GU и AG-3' (A, G и U-соотв. остатки аденозина, гуанозина и уридина; правило Шамбона). Известно только неск. исключений, когда вместо GU расположен динуклеотид GC (С-остаток цитидина). Рядом с этими динуклеотидами расположены т. наз. консенсусные· последовательности, к-рые имеют близкое строение у разл. пре-м РНК. Общая схема сплайсинга ядерных пре-мРНК показана на рис. 2.

Для мн. пре-РНК известны альтернативные пути сплайсинга, дающие множественные формы зрелой РНК из транскрип-тов одного гена. Это может иметь значение как один из механизмов регуляции экспрессии генов, а также как ср-во увеличения кодирующей емкости генома (экспрессия одного гена может выражаться в синтезе разныхмРНК). Известен также транс-сплайсинг (межмолекулярный сплайсинг), при к-ром происходит соединение двух экзонов из разных молекул РНК.

прокариота делеция сплайсинг

Рис. 2. Схема сплайсинга пре-м РНК в ядрах клеток высших эукариот: 1 и 3-соотв. 5'- и 3'-концы интрона; 2-место разветвления; Y-остаток псевдоуридина (отсутствует атом N в положении 1 гетероцикла основания). Толстые линии-экзоны (L1 и L2), тонкие - интроны.

Нарушение правильного сплайсинга в результате мутаций, затрагивающих нуклеотидные последовательности ок. границ интронов или экзонов, м. б. причиной возникновения наследственных болезней; нарушенный сплайсинг у пре-м РНК арги-нинсукцинатсинтетазы приводит к цитрулинемии, пре-мРНК глобинов-к разл. типам талассемий, пре-м РНК иммуноглобулинов - к заболеваниям, связанным с нарушением синтеза тяжелых цепей антител и др.

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

  • Процессинг молекул первичных РНК в ядре клеток человека. Канонический и альтернативный сплайсинг, его механизм и значение в жизнедеятельности организма, взаимосвязь и оценка пластичности. Основные факторы сплайсинга: разнообразие, строение и функции.

    курсовая работа [513,7 K], добавлен 11.05.2015

  • Транскрипция – процесс переноса генетической информации от ДНК к РНК. Природа информационной связи между ДНК и белками. Строение и организация единиц транскрипции у прокариот и эукариот. Синтез РНК - выделение стадий инициации, элонгации и терминации.

    лекция [27,1 K], добавлен 21.07.2009

  • Одноклеточные живые организмы, не обладающие оформленным клеточным ядром. Строение и размножение прокариот. Основные группы прокариот: фототрофы, хемоавтотрофы, органотрофы и бактерии-паразиты. Сравнительная характеристика прокариот и эукариот.

    презентация [748,9 K], добавлен 01.02.2011

  • Созревание информационной РНК. Сплайсосомные интроны. Альтернативный сплайсинг. Сборка сплайсосомы. Структура интеинов. Современные представления о механизме белкового сплайсинга. Эндонуклеазная активность интеинов. Использование интеинов в биотехнологии.

    реферат [1,1 M], добавлен 04.02.2009

  • Трансляция – синтез белка на матрице-РНК. Различие в рибосомах про- и эукариот. Процесс образования аминоацил-тРНК. Этапы трансляции, их сущность и краткая характеристика. Сопряженность с транскрипцией в прокариотических и эукариотических клетках.

    презентация [832,8 K], добавлен 05.12.2012

  • Механизмы регуляции экспрессии генов у прокариот и эукариот. Регуляция содержания РНК в процессе биосинтеза. Согласованная регуляция экспрессии прокариотических родственных генов. Репрессия триптофанового оперона. Суммарный эффект аттенуации и репрессии.

    лекция [24,2 K], добавлен 21.07.2009

  • Молекулярно-генетический уровень организации живого. Схема строения ДНК. Экспрессия гена как процесс реализации информации, закодированной в нем. Центральная догма молекулярной биологии. Транскрипционный аппарат клетки. Схемы транскрипции и сплайсинга.

    презентация [725,1 K], добавлен 21.02.2014

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.