Функции ядра: хранение и передача наследственной информации презентация

Содержание

Основные вопросы лекции: 1. Доказательства роли ДНК в передаче наследственной информации (опыты по трансформации, трансдукции). 2. Химическая организация генетического материала. Строение нуклеиновых кислот (ДНК и РНК) их свойства и функции.

Слайд 1 Функции ядра: хранение и передача наследственной

информации

Слайд 2Основные вопросы лекции:
1. Доказательства роли ДНК в передаче наследственной информации (опыты

по трансформации, трансдукции).
2. Химическая организация генетического материала. Строение нуклеиновых кислот (ДНК и РНК) их свойства и функции.
3. Тонкая структура гена, его дискретность (цистрон, рекон, мутон). Цистрон, его структура.
4. Взаимосвязь между геном и признаком. Сущность правила Бидла-Татума: ген – фермент.
5. Самовоспроизведение наследственного материала. Принципы и этапы репликации. Значение репликации.
6. Репарация как механизм поддержания гомеостаза. Виды репарации.
7. Генетический код, его характеристика.
8. Механизмы и способы реализации генетической информации:
транскрипция и посттранскрипционные процессы,
прямая и обратная транскрипция,
трансляция и посттрансляционные процессы.

Слайд 3Доказательства роли ДНК ( опыты по трансформации)

Трансформацией называется изменение наследственных свойств клетки

в результате проникновения в нее чужеродной ДНК. Это явление было открыто в 1928 году Ф. Гриффитсом при изучении бактерий.
Исследование молекулярных механизмов трансформации привело О.Т. Эйвери, К.М. Маклеода и М. Маккарти в 1944 году к важнейшему выводу о том, что носителем информации о наследственности в клетке является именно ДНК, а не белок, как полагали до этого.
ДНК, передается в бактериальную клетку, в природе, в результате размножения, гибели других клеток, в то время как в эксперименте объектом переноса становится специально выделенная и приготовленная ДНК.

Слайд 4Схема трансформации у бактерий

1. серия опытов:Штамм

пневмококка
S2:Вирулентный, образующий полисахаридную капсулу, колонии блестящие Ввели внутрибрюшинно мышам-все мыши погибли.
2. серия оытов:Штамм пневмококка R3: Авирулентный, без капсулы, колонии матовые:ввели внутрибрюшинно мышам-:мыши остались живы.
3. серия опытов:Нагрели штамм S2 (штаммы погибли) и их ввели внутрибрюшинно мышамюВсе мыши живы.

Слайд 54. серия опытов:В колбе смешали убитых температурой штамм S2 и живой

штамм R3.Ввели внутрибрюшинно мышам.Часть мышей погибла.
.Вывод: у бактерий есть трансформирующий фактор (позже, в 1944г Эвери доказал, что им является ДНК), который привел к приобретению вирулентных свойств штаммами R3 при контакте с S2,в процессе коньюгации бактерий.

Слайд 6Опыты Гриффита
Гриффит вводил смесь живых авирулентных и убитых нагреванием вирулентных пневмококков

мышам, что приводило к смерти последних. И вот О. Эйвери с соавторами показали, что трансформация авирулентного фенотипа (имеющего R-форму колоний, от английского rough - шероховатый) Streptococcus pneumoniae в вирулентный фенотип (S-форма, от smooth - гладкий) есть результат переноса (передачи) ДНК от убитых S-клеток к живым R-клеткам.

Слайд 7 Схема опыта по трансформации Гриффита

Слайд 8Опыты по трансдукции
Трансдукция (от лат. transduction - перемещение), перенос генетического материала

из одной клетки в другую с помощью вируса, что приводит к изменению наследственных свойств клеток-реципиентов. Явление трансдукции было открыто американскими учёными Д. Ледербергом и Н. Циндером в 1952 году

Слайд 9В 1982 году учёных Дж. Рубину и А.Спрадлингу для осуществления

переноса ДНК использовал в качестве транспорт-ного средства(вектора) мобильный генетический элемент, так назы-ваемый Р-элемент - небольшие фрагменты ДНК длиной 1-7 тыс. пар нуклеотидов, которые существуют в клеточном ядре, раз-множаясь вместе с хромосомами клетки хозяина.

Слайд 10Опыты по трансдукции

Слайд 11Трансдукция - перенос генетического материала от одной бактериальной клетки к другой.

Переносчиком информации является ДНК – бактериофага.
Вирус передает клетке реципиенту только отдельные фрагменты генетического аппарата клетки донора.

Слайд 12Строение ДНК
Химическая структура нуклеотида:
- остаток фосфорной кислоты
- азотистое

основание
- углевод в ДНК –дезоксирибоза,
а в РНК – рибоза

Слайд 14Строение нуклеиновых кислот

Слайд 16Поли нуклеотидная цепь днк

Слайд 17Сравнительная характеристика нуклеиновых кислот
Типы нуклеотидов в НК кислотах:
Адениловый

(А)Гуаниловый (Г)Уридиловый (У)Цитидиловый (Ц) Адениловый (А) Тимидиловый (Т)
Признаки :
Местонахождение:
ДНК-Ядро, рибосомы, цитоплазма, митохондрии, хлоропласты
РНК- в ядре,ядрышко,хромосомы

Слайд 18Строение макромолекулыРНК: Одинарная полинуклеотидная цепочка
Мономеры: рибонуклеотиды

дезоксирибонуклеотиды
Состав нуклеотида: азотистое основание (пуриновое – аденин гуанин, пиримидиновое - урацил, цитозин
местонахождение:
РНК- в ядре,ядрышко,хромосомы

ДНК Ядро, митохондрии, хлоропласты: Двойная спирально закрученная полинуклеотидная цепь рибоза (углевод) и остаток фосфорной кислоты
Состав нуклеотида: азотистое основание (аденин, гуанин, тимин, цитозин); дезоксирибоза (углевод); остаток фосфорной кислоты

Слайд 19Сравнительная характе-ристика нуклеиновых кислот
СВОЙСТВА:
РНК Не способна к самоудвоению

ДНК Способна к

самоудвоению по принципу комплементарности: А - Т, Т - А, Г - Ц, Ц - Г.

ДНК Способна к репарации (самоликвидации поврежденных участков)

Функциии-РНК переписывает и передает информацию о первичной структуре белковой молекулы; р-РНК - входит в состав рибосом и регулирует процесс сборки белка; т-РНК - переносит аминокислоты к рибосомам;затравочная РНК(праймер) инициирует репликацию

Функции-ДНК Химическая основа хромосом-ного генетического материала (гена); хранит и передает информацию о синтезе белка

Слайд 20репликация
РЕПЛИКАЦИЯ – удвоение молекул ДНК
.Единица репликации – репликон.– это участок молекулы

ДНК между двумя точками, где в данный момент идет репликация. У прокариот один репликон, у эукариот – тысячи.
Матрица для репликации – материнская цепь ДНК.
Продукт репликации – дочерние цепи ДНК.
Когда и где происходит репликация – в синтетический период интерфазы
Биологическое значение репликации – обеспечение непрерывности хромосом, точная передача информации в дочерние клетки при делении

Слайд 21Принципы репликации:
комплементарность,
полуконсервативность,
антипараллельность,
матричность.

Слайд 22Условия необходимые для репликации:

1. нуклеотиды:дезоксирибонуклеотид трифосфаты – дАТФ, дГТФ, дЦТФ, дТТФ

(из нуклеоплазмы)
2. Праймаза фермент, необходимый для образования РНК - праймера
3. РНК-праймер затравка для репликации
4. ДНК-полимеразы (I,II,III)для синтеза ДНК
5. ДНК - топоизомераза (гираза)блокирует одну из нитей ДНК и разрывает фосфатидную перемычку в одной из ее цепей

Слайд 23Условия необходимые для репликации:
6. Геликазаразрывает водородные связи в двухцепочечной молекуле ДНК

и раскручивает нить
7. ДНКДСБ ДНК- связывающий белок, который обволакивает раскрученные нити ДНК и препятствует их соединению
8. Рибонуклеаза Н -удаляет затравки из вновь синтезированной нити
9. ДНК-лигаза сшивает новые нити

Слайд 24комплементарность

Слайд 27 КАК ПРОИСХОДИТ РЕПЛИКАЦИЯ
ЭТАПЫ РЕПЛИКЦИИ

Слайд 281. Инициация
1. Фермент ДНК - топоизомераза (гираза) блокирует одну из нитей

ДНК и разрывает фосфатидную перемычку в одной из ее цепей, а фермент геликаза разрывает водородные связи в двухцепочечной молекуле ДНК, используя энергию АТФ для расплетения двойной спирали ДНК. Как только нити ДНК разошлись ДСБ обволакивает их и препятствует их скручиванию. В результате этого в месте раскрутки образуется «вилка репликации», которая имеет вид «глазка».

Слайд 292. Элонгация
Синтез дочерней цепи на материнской цепи идет в наравлении от

от 5/ к 3/концу - антипараллельно. Синтез начинается с РНК -праймера, который, представляет собой короткий набор рибонуклеотидов и обеспечивает прикрепление к точке инициации ДНК-полимеразы. ДНК-полимеразы начинают встраивать нуклеотиды по принципу компле-ментарности. Нить на которой процесс синтеза ДНК направлен к вилке репликации и идет непрерывно называется лидирующей.

Слайд 30Вторая нить называется запаздывающей, т.к. процесс синтеза идет фрагментами Оказаки (шитье

вперед иглой назад). Каждый фрагмент начинается с праймера и заканчивается точкой терминации. Несмотря на то, что синтез в каждом отдельном фрагменте идее «назад» от «вилки репликации» удлинение вновь синтезированной цепочки направлено к «вилке».

Слайд 313. Терминации
Процесс синтеза идет до точки терминации.

Рибонуклеаза Н удаляет затравки, а лигаза сшивает фрагменты в единую цепь.

Слайд 32Модификация
Пострепликативная репарация – один из важных моментов модицикации новых молекул ДНК,

когда происходит проверка дочерних нитей по материнской и исправление ошибок репликации.

Слайд 33 вилка репликации

Слайд 34репликация

Слайд 36 В РЕЗУЛЬТАТЕ репликации
ОБРАЗУЮТСЯ ДВЕ
НОВЫЕ ЦЕПИ ДНК

Слайд 37 А КАК ЖЕ ПРОИСХОДИТ ВОСПРОИЗВЕДЕНИЕ ГЕНЕТИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ ???- оно

осуществляется в процессе транскрипции

Слайд 38Транскрипция РНК

ТРАНСКРИПЦИЯ – первый этап реализации наследственной информации. Синтез и -

РНК( всех видов РНК).
Единица транскрипции – у прокариот транскриптон, у эукариот оперон.
Матрица для транскрипции – одна из цепочек ДНК – кодогенная
Принцип транскрипции –комплиментарность
.Продукт транскрипции – все виды РНК

Слайд 39Условия для транскрипции
наличие транскриптона, нуклеотиды, ионы магния, АТФ, ДНК зависимая

РНК-полимераза (I, II, III), рестриктазы, РНК-лигазы
Где идет процесс? – в ядре
Этапы транскрипции:
1. ИнициацияПроцесс начинается с инициирующих кодонов промотора к которому прикрепляется РНК- полимераза
2. Элонгация По принципу комплементарности от 5/ к 3/ концу.
3. Терминация Процесс идет до терминального кодона (УАА, УАГ, УГА). В результате образуется про-РНК.

Слайд 40Условия для транскрипции
4. Модификация (процессинг)Созревание про-РНК до и-РНК:кэпирование 5'-конца, заключающееся в

присоединении к этому концу мРНК так называемой шапочки (кэп-структуры, которая образована ГТФ),полиаденилование - присоединение поли-А, так же для сохранения информации на терминальном конце сплайсинг - вырезание протяженных внутренних участков мРНК, так называемых интронов, и ковалентное воссоединение оставшихся фрагментов (экзонов) через обычную фосфодиэфирную связь.
5.Затем происходит транспорт и-РНК из ядра в цитоплазму через ядерные поры

Слайд 41транскрипция

Слайд 44 ТРАНСЛЯЦИЯ
(СИНТЕЗ БЕЛКА)

Слайд 45Трансляция
. Перенос генетической информации с м-РНК на белок называется трансляцией.
При

этом осуществ-ляется перевод информации с языка нуклеотидной последовательности на «язык»ами-нокислотной последовательности.

Слайд 46Трансляция. Биосинтез белка
Трансляция- процесс перевода генетической информации, заложенной в

нуклеотидной последовательности мРНК, в аминокислотную последовательность полипептидной цепи. С м-РНК на АК.
Биосинтез белка- это процесс трансляции. Это важнейший процесс в живой природе, создание молекул белка на основе информации о последовательности аминокислот в его первичной структуре, заключенной в структуре ДНК, содержащейся в ядре.
Этапы биосинтеза белка:
цитозольный
рибосомальный

Слайд 47Условия, необходимые для трансляции и этапы трансляции
1.Матрица для трансляции: и –РНК

(мРНК)
2.Принцип трансляции: комплементарность
3.Продукт трансляции: первичный полипептид
4.Условия трансляции:тРНК Д - петля в которой
работают ферменты Аминоацил-тРНК синтетазы,
которые активируют аминокислоты и нагружают ими
тРНК. Каждая синтетаза (их должно быть не меньше
20) узнает только свою аминокислоту и навешивает ее
на свою тРНК.Т-петляпетля в которой работают
ферменты, обеспечивающие присоединение тРНК к
субчастице рибосомы

Слайд 48
4.Условия трансляции:тРНК Д - петля в
которой работают ферменты Аминоацил-
тРНК синтетазы,

которые активируют
аминокислоты и нагружают ими тРНК. Каждая
синтетаза (их должно быть не меньше 20)
узнает только свою аминокислоту и навешивает
ее на свою тРНК.Т-петляпетля в которой
работают ферменты, обеспечивающие
рисоединение тРНК к субчастице рибосомы

Слайд 495.Антикодоновая петля, определяющая какая аминокислота должна присоединиться к данной тРНК.

6.Акцепторная

ветвь место прикрепления аминокислот.м-РНКматрица для трансляциир-РНКоколо 80%, образуют структурный каркас и функциональные центры универсальных белок-синтезирующих частиц - рибосом. Именно рибосомные РНК ответственны - как в структурном, так и в функциональном отношении - за формирование ультрамикроскопических молекулярных машин, называемых рибосомами

Слайд 507.РибосомыИграет роль организующего центра в чтении генетической информации. Это молекулярная машина,

построенная по единой схеме у всех организмов с некоторыми вариациями. Она состоит из двух рибонуклеопротеидных субчастиц: малой и большой. На рибосоме происходит взаимодействие иРНК с тРНК и синтезируется белок. При этом "руководит" образованием пептидных связей между аминокислотными остатками сама рибосома. Имеет 2 центра: аминоацильный (центр узнавания аминокислоты) и пептидильный (центр присоединения аминокислоты к пептидной цепочке).

Слайд 518.Аминокислоты строительный материал для белков
9.ЭнергияАТФЦитозольный этап биосинтеза белка:на этом этапе происходит

узнавание, отбор аминокислот и присоединение их к тРНК в


Слайд 52 Этапы синтеза
Цитозольный этап биосинтеза белка:на этом этапе происходит узнавание, отбор аминокислот

и присоединение их к тРНК а такжеактивация аминокислоты,. перенос активной аминокислоты на тРНК.
Рибосомальный этап синтеза белка:на этом этапе происходит сборка полипептидной цепи на рибосомах в соответствии с генетическим кодом.
Стадии рибосомального этапа:инициация – сборка инициирующего комплекса,элонгация - образование первого дипептида, наращивание полипептидной цепи, перемещение мРНК,терминация – завершение построения первичной структуры будущего белка, сброс полипептида с рибосомы.

Слайд 53Характеристика рибосомального этапа

1. Инициация.К участку м(и)-РНК с инициирующим кодоном АУГ присоединяется

первая т-РНК с АК- метионин, которая является затравочной. При формировании данного инициирующего комплекса происходит объединение двух субъединиц рибосом. В результате этого к концу инициации в пептидильном участке рибосомы располагается – АК-метионин, а в аминоацильном – следующая т-РНК с соответствующей АК. Рибосома делает «шаг» на один триплет.

Слайд 542. Элонгация-удлинение
по принципу триплетности генетического кода, неперекры-ваемости, непрерывности. Пептидильный и

аминоацильный участки рибосомы находятся очень близко, поэтому между двумя АК, расположенными в них образуется пептидная связь под действием пептидилтрансферазы.

Слайд 553. Терминация. Весь процесс идет до терминального кодона (УАА, УАГ, УГА),

который входит в акцепторный участок рибосомы, после чего связь и РНК с рибосомой теряется, рибосома распадается на 2 субъединицы

Слайд 564. Пострансляционные изменения -модификация)
Образовавшийся первичный белок через ЭПС проходит в аппарат

Гольджи, где осуществляется его модификация (белок приобретает вторичную структуру).


Слайд 57УЧАСТНИКИ ПРОЦЕССА

Слайд 59трансляция

Слайд 60Транспортная -рнк

Слайд 64Регуляция активности генов

Слайд 65Тонкое строение гена
Цистрон- элементарная единица функции, определяющая последовательность аминокислот в специфическом

белке. Цистрон – это синоним гена.
Рекон- элементарная единица рекомбинации при кроссинговере. Представляет собой пару нуклеотидов.
Мутон- элементарная единица генетической изменчивости, т.е. минимальная единица цистрона, способная мутировать. Соответствует 1 паре нуклеотидов в ДНК.
Транскриптон- единица транскрипции у эукариот, представляющая собой моноцистронную модель гена.
Оперон- единица транскрипции у прокриот, представляющая собой полицистронную модель гена.
Участки ДНК (цистроны), которые содержат информацию о группе функционально связанных структурных белков и регуляторную зону, которая контролирует транскрипцию этих белков (ген – оператор).

Слайд 67Оперон – полицистронная модель
Спейсорный участок
Промотор
Оператор
Структурный блок: S1,S2,S3
Терминатор

Слайд 68Участок Спейсерный сайт рестрикции (ССР)
Структура:
Полидромный участок ДНК, разделяющий транскриптоны, образуя так

называемые «шпильки» в ДНК. Состоит из инвертированных нуклеотидов (чаще гуанин и цитозин) по принципу «КАЗАК»
Функция: Разделение транскриптонов

Слайд 69Промотор (П
-Последовательность нуклеотидов ДНК,
обеспечивающая узнавание и присоединение РНК-полимеразы
-Или акцепторная зона

- с него начинается синтез и-РНК и с ним взаимодействует особый белок репрессор или индуктор от этого будет зависеть будет или нет идти транскипция

Слайд 70Промотор (П)
1.ЦААТ блок – активный участок, состоящий их 70-80-100 пар

нуклеотидов и заканчивается ЦААТ
Функция:узнавание РНК-полимеразы
2.ТАТА блок (блок Хогнесса) – состоит из 30 пар нуклеотидов, обогащен последовательностями аденина и тимина
Функция-присоединение РНК-полимеразы

Слайд 71Сайт инициации транскрипции
- ТАЦ - который при трансляции будет соответствовать АК

– метионин (ТАЦ на ДНК)
Точка инициации, стартовая точка

Слайд 72Оператор (О)
-Смысловые участки ДНК несут информацию о структуре -функционально-связанных белков, т.е.способных

происоединять регуляторные белки

Слайд 73Структурный
экзоны – смысловые участки, несут информацию о структуре белка
интроны

– несмысловые участки,не несут информацию о структуре белка
ДСС –донорный сайт сплайсинга – последовательности нуклеотидов, разделяющие интроны и экзоны. По ним идет вырезание интронов в процессе сплайсинга Триплеты ДНК, соответствующие стоп кодонам и-РНК,остановка трансляции

Слайд 74Терминатор (Т)
Нуклеотидная последовательность поли-А, где прекращается рост цепи РНК (точка

терминации)

Слайд 75Генетический код
Процесс транскрипции происходит по программе генетического кода

Слайд 76Генетический код
Генетический код – это система записи информации в молекулах ДНК

, которая отражена в последовательности нуклеотидов, предопределяющих порядок расположения аминокислот в молекулах белков. Информация «переписывается» в ядре с молекулы ДНК на и–РНК.
Таблицы генетического кода построены для и-РНК.

Слайд 77Свойства генетического кода
1 Триплетность. Одну аминокислоту кодирует последовательность из трех нуклеотидов,

названная триплетом, или кодоном.
2. Вырожденность (избыточность). Каждая аминокислота зашифрована более, чем одним кодоном. Исключение составляют аминокислоты метионин и триптофан. Каждая из них кодируется только одним триплетом. Для кодирования 20 аминокислот используется 61 комбинация нуклеотидов. Триплет АУГ, кодирующий метионин, называют стартовым. С него начинается синтез белка. Три кодона (УАА, УАГ, УГА) несут информацию о прекращении синтеза белка. Их называют триплетами терминации.
3. Универсальность. У всех организмов на Земле одни и те же триплеты кодируют одинаковые аминокислоты.
4. Однозначность. Каждый триплет кодирует только одну аминокислоту.
5. Колинеарность – совпадение последовательностей аминокислот в синтезируемой молекуле белка с последовательностью триплетов в и–РНК (табл. 20).
6. Неперекрываемость один нуклеотид не входит в состав двух рядом стоящих триплетов.
7. Непрерывность кодоны следуют друг за другом.

Похожие презентации

TestKit Субд 599
Предварительная программа Предварительная программа 7 октября 2009 года, среда. 09:00 Вступительное заседание. 10:00 Кофе-брейк и открытие выставки. 7. 188
О проблеме организации самостоятельной работы студентов при реализации образовательных программ на основе ФГОС ВПО. Опыт Оренбургского государственного университета 175
Правила техники безопасности по оформлению групп детского сада к Новому году презентация 265
Носов Николай Николаевич 296
Кейс специальности Технология продукции общественного питания 189

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