Пострепликативная репарация

- обмен фрагментами (рекомбинация) между двумя вновь образованными спиралями ДНК. Происходит в G2 – периоде клеточного цикла.

SOS – репарация

- достраивание ДНК напротив дефектных звеньев матричной цепи. В результате ДНК оказывается удвоенной, хотя и с большим количеством ошибок, но это дает возможность провести клеточное деление.
Часто становится причиной опасных мутаций, в т.ч. онкологий.
Пример мутации: пигментная ксеродерма – дефект разных репарирующих систем. Возможно снижение активности УФ – эндонуклеазы. До 90% всех раковых заболеваний, возможно, связаны с отсутствием репарации ДНК.

Этапы реализации генетической информации в клетке

ДНК – (транскрипция) –> РНК – (трансляция) –> белок

Транскрипция – процесс копирования нуклеотидной последовательности ДНК в последовательность РНК. Фермент – РНК – полимераза.
Три этапа:

· Инициация

· Элонгация

· Терминация

Каждый ген состоит из:

· Регуляторной части (промотор и терминатор). Промотор связывается с РНК – полимеразой.

· Кодирующей части (информация о структуре иРНК)

У прокариот часть фермента РНК – полимеразы называется сигма-фактором. Он узнает промотор и указывает место связывания РНК - полимеразы с ДНК.

Промотор прокариот

Затем РНК – полимераза связывается с доменом Прибнова (ТАТААТ) и начинает расплетать ДНК. Присутствие азотистых оснований А=Т, имеющих по две водородных связи облегчает разъединение.

У эукариот

Процесс транскрипции сложнее:

1) Для активации РНК – полимеразы необходимы факторы транскрипции

2) Три РНК – полимеразы – I, II, III

3) Наличие регуляторных элементов – эпхансеров (активирующих транскрипцию) и сайленсеров (ослабляющих транскрипцию)

Типы РНК – полимераз у эукариот:

· РНК – полимераза – I синтезирует рРНК (в ядрышке)

· РНК – полимераза – II синтезирует мРНК и мяРНК

· РНК – полимераза –III синтезирует тРНК

· РНК – полимеразы митохондрий и пластид

(У прокариот одна РНК-полимераза)

Промотор эукариот

ТАТААА – домен Хогнесса

Транскрипция

1) 3’ ДНК 5’ (кодогенная цепь)

5’ РНК 3’ по принципу комплементарности

2) Обесцвечивает фермент РНК – полимераза

3) Результат: иРНК (мРНК), рРНК (рибосомальные), тРНК (транспортные), малые ядерные мяРНК, малые интерферирующие миРНК

Транскрипция прекращается при нахождении РНК - полимеразой «шпильки»

Особенности у прокариот и эукариот

У прокариот нет ядерной оболочки, поэтому после синтеза РНК к ней сразу присоединяются рибосомы и начинается синтез белка.

Процессинг

У прокариот ген состоит из экзонов (полицистронный), у эукариот – из экзонов и интронов.

Процессинг (созревание РНК) у эукариот:

1) Кэпирование – на 5’ – конце (7-метилгуанозин)

2) Полиаденилирование (образование поли-А-А-А хвоста на 3’ – конце)

3) Вырезание интронов (с помощью сплазсом мяРНК + белок) и сплайсинг (сшивание) экзонов.

Альтернативный сплайсинг
Один ген может давать несколько мРНК в результате комбинации экзонов.

1 мРНК экзоны 123456789
2 мРНК экзоны 53628197

У человека около 20000-25000 генов и 90000 белков.
Альтернативный сплайсинг:

· Выбор различных экзонов из одинаковых иРНК

· Использование разных промоторов

Транс-сплайсинг – сшивание экзонов различных генов.

Генетический код

- способ кодирования последовательности аминокислот в белке при помощи последовательности нуклеотидов.
1950-е годы, физик Г.А. Гамов