Реакции клеточного метаболизма презентация

Содержание

План лекции 1) Клеточный метаболизм. Анаболизм и катаболизм 2) Энергетический обмен 3) Экспрессия гена 4) Регуляция экспрессии гена 5) Изменчивость 6) Генные мутации

Слайд 1Лекция 2
Реакции клеточного метаболизма
Вольдгорн Я.И.
к.б.н, доцент кафедры биологии ПФ


Слайд 2План лекции
1) Клеточный метаболизм. Анаболизм и катаболизм
2) Энергетический обмен
3) Экспрессия гена
4)

Регуляция экспрессии гена
5) Изменчивость
6) Генные мутации


Слайд 3Метаболизм


Слайд 4Определения
Метаболизм — совокупность процессов обмена веществом и энергией.


Слайд 5Определения
Анаболизм (пластический обмен) — совокупность процессов созидания более сложных веществ из

более простых. Происходят с затратой энергии. Примеры: фотосинтез, биосинтез белка.
Катаболизм (энергетический обмен) — совокупность процессов распада более сложных веществ до более простых. Происходят с выделением энергии. Примеры: дыхание.

Слайд 6В метаболизм входят


Слайд 7Анаболизм и катаболизм


Слайд 8Энергетический обмен
(Клеточное дыхание)


Слайд 9Этапы энергетического обмена


Слайд 10Общее уравнение клеточного дыхания


Слайд 11Подготовительный этап
Расщепление полимеров до мономеров.
У человека происходит в ЖКТ.

Белки -----> аминокислоты


Нуклеиновые кислоты -----> нуклеотиды
Жиры -----> глицерин и жирные кислоты
Полисахариды -----> моносахариды

Слайд 12Анаэробный этап (гликолиз)
Глико́лиз — процесс окисления глюкозы, при котором из одной

молекулы глюкозы образуются две молекулы пировиноградной кислоты (ПВК).

ПРОИСХОДИТ В ЦИТОПЛАЗМЕ

ИТОГ: 2АТФ

Слайд 13Реакции гликолиза


Слайд 14Возможные пути ПВК


Слайд 15Молочнокислое брожение


Слайд 16Молочнокислое брожение


Слайд 17Спиртовое брожение


Слайд 18Спиртовое брожение
Дрожжевое тесто


Слайд 19Аэробный этап
ПРОИСХОДИТ В МИТОХОНДРИЯХ

ИТОГ: 36 АТФ

ПРОИСХОДИТ В 3 ЭТАПА:

1) Окислительное

декарбоксилирование ПВК
2) Цикл Кребса
3) Окислительное фосфорилирование

Слайд 20Митохондрия


Слайд 21Аэробный этап


Слайд 221) Окислительное декарбоксилирование ПВК (в матриксе митохондрий)


Слайд 23НАДФ
Никотинамидадениндинуклеотидфосфа́т


Слайд 24Ацетил-КоА — универсальный продукт, поступающий в цикл Кребса


Слайд 252) Цикл Кребса (в матриксе митохондрий)


Слайд 26ФАДH2
ФАД — флавинадениндинуклеотид.

ФАД может быть восстановлен до ФАДH2, при этом он

принимает два атома водорода.

Слайд 27АТФ-синтаза


Слайд 28Пластический обмен: синтез белка


Слайд 29Ген
Ген (от др. греч. «род») — участок ДНК, содержащий информацию о

первичной структуре белка или РНК.
Ген — функциональная и структурная единица наследственности.

Слайд 30Свойства гена
- способность к репликации
- стабильность
- лабильность (способность к мутациям)
- дискретность
-

специфичность
- аллельность
- множественный аллелизм
- плейотропия (способность влиять на несколько признаков)
- дозированность действия
- способность взаимодействовать с другими генами

Слайд 31Ген — единица эволюции?
Ричард Докинз


Слайд 32Матричная и кодирующая цепи ДНК
Матричная цепь ДНК (антисмыловая цепь, antisense) —

служит матрицей для мРНК, комплементарна мРНК.
Кодирующая цепь ДНК (смысловая цепь, sense) — совпадает с мРНК (с заменой Т на У)

Слайд 33Эукариотический ген



Кодирующая часть
Регуляторная часть
Регуляторная часть
3'
3'
5'
5'
Промотор:
- ТАТА-бокс
- ЦААТ-бокс


Терминатор
Старт-кодон
Стоп-кодон
экзон
интрон
экзон
интрон


Слайд 34Экспрессия гена


Слайд 35Экспрессия гена


Слайд 36Транскрипция


Слайд 37Процессинг пре-мРНК
1) Кэпирование — присоединение структуры кэп на 5'-конец пре-мРНК.
2) Полиаденилирование

— присоединение последовательности аденинов (хвост поли-А) на 3'-конец пре-мРНК.
3) Сплайсинг — вырезание интронов и сшивка экзонов

Слайд 38Кэп — остаток 7-метилгуанозина


Слайд 39Кэпирование


Слайд 40Функции кэпа
- участие в сплайсинге
- участие в транспорте мРНК из ядра

в цитоплазму
- участие в процессинге 3' — конца
- участие в связывании с рибосомой
- защита мРНК от ферментов цитоплазмы

Слайд 41Полиаденилирование


Слайд 42Альтернативное полиаденилирование


Слайд 43Хвост полиА защищает мРНК


Слайд 44Сплайсинг


Слайд 45Сплайсосома
Сплайосома— комплекс для осуществления сплайсинга.
Сплайосома = 5 мяРНК + по 7

белковых факторов, связанных с каждой мяРНК

Слайд 46Работа сплайсосомы


Слайд 47Альтернативный сплайсинг


Слайд 48Альтернативный сплайсинг кальцитонина


Слайд 49Зрелое мРНК


Слайд 50Генетический код


Слайд 51Свойства генетического кода
- триплетность
- вырожденность
- специфичность
- дискретность
- коллинеарность
- неперекрываемость
- наличие стоп-кодонов
-

универсальность

Слайд 52Участники трансляции
- зрелая мРНК
- аминокислоты
- тРНК
- аминоацил-тРНК-синтетазы
- рибосомы
- ферменты
- АТФ


Слайд 53Аминокислота


Слайд 54Аминокислота


Слайд 55Пептидная связь


Слайд 56тРНК



Слайд 57Инозин



Слайд 58Инозин комплиментарен…


Слайд 59Роль аминоацил-тРНК-синтетазы



Слайд 60Присоединение аминокислоты к тРНК



Слайд 61Рибосома



Слайд 62Трансляция



Слайд 63Этапы трансляции


Инициация.
1. Узнавание стартового кодона (AUG), сопровождается присоединением тРНК аминоацилированной метионином

(М) и сборкой рибосомы из большой и малой субъединиц.
Элонгация.
2. Узнавание текущего кодона соответствующей ему аминоацил-тРНК (комплементарное взаимодействие кодона мРНК и антикодона тРНК увеличено).
3. Присоединение аминокислоты, принесённой тРНК, к концу растущей полипептидной цепи.
4. Продвижение рибосомы вдоль матрицы, сопровождающееся высвобождением молекулы тРНК.
5. Аминоацилирование высвободившейся молекулы тРНК соответствующей ей аминоацил-тРНК-синтетазой.
6. Присоединение следующей молекулы аминоацил-тРНК, аналогично стадии (2).
7. Движение рибосомы по молекуле мРНК до стоп-кодона (в данном случае UAG).
Терминация.
Узнавание рибосомой стоп-кодона сопровождается (8) отсоединением новосинтезированного белка и в некоторых случаях (9) диссоциацией рибосомы.

Слайд 64Полисома



Слайд 65Фолдинг белка



Слайд 66Пространственные структуры белков



Слайд 67Денатурация белка



Слайд 68Ренатурация белка



Слайд 69Регуляция экспрессии: до транскрипции

а) Регуляция за счет конденсации/деконденсации ДНК
- ацетилирование/деацетилирование гистонов
-

метилирование/деметилирование ДНК
б) Регуляция старта транскрипции
- энхансеры усиливают транскрипцию
- сайленсеры подавляют транскрипцию
- оперонная система у прокариот



Слайд 70Ацетилирование гистонов
Ацетилирование гистонов => деконденсация ДНК => повышение уровня транскрипции

Деацетилирование гистонов

=> конденсация ДНК => снижение уровня транскрипции

Слайд 71Ацетилирование гистонов (лизина)


Слайд 72Метилирование ДНК
Метилирование ДНК => конденсация ДНК => снижение уровня транскрипции

Деметилирование ДНК

=> деконденсация ДНК => повышение уровня транскрипции

Слайд 73Метилирование ДНК


Слайд 74Метилирование ДНК ведет к конденсации


Слайд 75Прокариотический ген



Кодирующая часть
Регуляторная часть
Регуляторная часть
3'
3'
5'
5'
Промотор



Терминатор
Старт-кодон
Стоп-кодон
Ген 1
Ген 2
Ген 3
Ген 4

Оператор


Слайд 76Опероны прокариот


Слайд 77Лактозный оперон:
лактозы нет


Слайд 78Лактозный оперон:
лактоза есть


Слайд 79Триптофановый оперон:


Слайд 80Регуляция экспрессии: посттрансляционно

а) Регуляция за счет длины хвоста полиА
б) Регуляция за

счет альтернативного сплайсинга



Слайд 81Регуляция экспрессии: на уровне трансляции

а) Регуляция старта трансляции за счет регуляторных

белков
Регуляторные белки связываются с со специфической нетранслируемой последовательностью на 5'-конце мРНК и препятствую трансляции
б) Регуляция старта трянсляции за счет микроРНК
микроРНК комплементарны мРНК и подавляют ее трансляцию
в) аттенюация (у прокариот)



Слайд 82МикроРНК блокирует трансляцию


Слайд 83Аттенюация триптофанового оперона


Слайд 84Аттенюация триптофанового оперона


Слайд 85Регуляция экспрессии: посттрансляционно

а) Регуляция фолдинга белка
б) Регуляция за счет дальнейшей модификации

белка
в) регуляция срока «жизни» белка



Слайд 86Шапероны — белки, участвующие в фолдинге:
функции


Слайд 87Шаперон


Слайд 88Изменения наследственного материала


Слайд 89Виды изменчивости


Слайд 90Фенотипическая изменчивость и норма реакции


Слайд 91Норма реакции разных признаков


Слайд 92Комбинативная изменчивость


Слайд 93Мутационная изменчивость


Слайд 94Мутационная изменчивость


Слайд 95Мутационная изменчивость


Слайд 96Мутационная изменчивость


Слайд 97Мутационная изменчивость


Слайд 98Мутационная изменчивость


Слайд 99Генные мутации
- затрагивают один ген
- результат ошибок репликации и репарации
- большинство

нейтральны
- возникают относительно часто (~3 после каждой репликации)

Слайд 100Генные мутации


Слайд 101Определения
Инверсия — поворот участка гена на 180°.
Замена — замена одного нуклеотида

на другой.
Делеция — выпадение нуклеотида или нескольких.
Инсерция — вставка нуклеотида или нескольких.

Слайд 102Генные мутации


Слайд 103Генная мутация может не проявиться благодаря
- диплоидности организма
- рецессивности мутации
- вырожденности

кода
- сходным свойствам аминокислот
- 99% генома не кодируют белки

Слайд 104Рамка считывания


Слайд 105Серповидноклеточная анемия
Генная мутация, замена
- аутосомно-рецессивная мутация в гене гемоглобина
- наследуется по

типу сверхдоминирования (гетерозиготы имеют преимущество)
- эритроциты больных имеют серповидную форму
- больные страдают от анемии (малокровия) и, следовательно, гипоксии (недостатка O2)
- гомозиготы (аа) умирают в подростковом возрасте
- гетерозиготы (Аа) не имеют признаков болезни, если нет серьезной нагрузки на организм (например, высоко в горах)
- гетерозиготы не болеют малярией!

Слайд 106Серповидноклеточная анемия


Слайд 107Серповидноклеточная анемия


Слайд 108Ахондроплазия
Генная мутация
- аутосомно-доминантная мутация в гене рецептора ростового гормона
- наследуется по

типу полного доминирования
- больные имеют аномально низкий рост и укороченные конечности

Слайд 109Ахондроплазия
Генная мутация
- аутосомно-доминантная мутация в гене рецептора ростового гормона
- наследуется по

типу полного доминирования
- больные имеют аномально низкий рост и укороченные конечности

Слайд 110Ахондроплазия
Ахондроплазия у людей
Ахондроплазия у собак


Обратная связь

Если не удалось найти и скачать презентацию, Вы можете заказать его на нашем сайте. Мы постараемся найти нужный Вам материал и отправим по электронной почте. Не стесняйтесь обращаться к нам, если у вас возникли вопросы или пожелания:

Email: Нажмите что бы посмотреть 

Что такое ThePresentation.ru?

Это сайт презентаций, докладов, проектов, шаблонов в формате PowerPoint. Мы помогаем школьникам, студентам, учителям, преподавателям хранить и обмениваться учебными материалами с другими пользователями.


Для правообладателей

Яндекс.Метрика