Учебно-методический комплекс дисциплины СД. Ф.15, СД.15 Молекулярная биология (стр. 6 )

Килобаза (кб) — единица измерения длины молекулы ДНК, равная тысяче пар оснований.

Комплементарность оснований – свойство оснований специфически спариваться друг с другом: гуанин с цитозином и аденин с тимином (в РНК или гибридных ДНК/РНК-дуплексах – аденин с урацилом).

Нуклеозиды - гликозиды, в состав которых входят пуриновое или пиримидиновое основание и углевод рибоза или дезоксирибоза.

Нуклеотиды - фосфорные эфиры нуклеозидов. Нуклеотиды состоят из азотистого основания (пуринового или пиримидинового), углевода (рибозы или дезоксирибозы) и одного или нескольких остатков фосфорной кислоты. Нуклеотиды входят составной частью в нуклеиновые кислоты, коферменты и др.

Отжиг – процесс восстановления (ренатурация) двухцепочечной молекулы ДНК из одиночных полинуклеотидных цепей одного происхождения путем постепенного охлаждения.

Палиндром - последовательности в двунитчатой ДНК, в которой одинаковые основания расположены в противоположных направлениях.

Ренатурация – восстановление (после денатурации) нативной (биологически активной) пространственной структуры биополимера (белка или нуклеиновой кислоты). В частности, ренатурация ДНК (после денатурации нагреванием) может происходить при медленном охлаждении, что используется для получения гибридных гетеродуплексов.

Рибонуклеиновая кислота (РНК) — нитевидная молекула, в которой остов из чередующихся остатков рибозы и фосфорной кислоты ковалентно соединен с 4 азотистыми основаниями, расположенными в варьирующем порядке: аденином, урацилом, гуанином и цитозином.

Шпилька - двухцепочечный участок одноцепочечной молекулы ДНК или РНК, образованный в результате комплементарных взаимодействий между соседними инвертированными последовательностями нуклеотидов.

Лекция № 6, 7. Репликация ДНК.

ДНК-геликаза; белок, раскручивающий двойную спираль – фермент, катализирующий локальное раскручивание двойной спирали ДНК вверх и/или вниз от места ее связывания с молекулой ДНК за счет двух молекул АТФ на каждую пару нуклеотидов. ДНК-геликаза участвует в разделении нитей в репликационной вилке в процессе репликации ДНК.

ДНК-лигаза - фермент, катализирующий образование фосфодиэфирных связей между соседними нуклеотидами в молекуле ДНК.

ДНК-полимераза—фермент комплементарного синтеза ДНК.

ДНК-праймаза - фермент, осуществляющий синтез РНК-праймера во время репликации ДНК. У E. coli ДНК-праймаза является отдельным ферментом и кодируется геном dna C. У эукариот ДНК-праймаза - это субъединица бДНК-полимеразы. ДНК-праймаза отличается от обычных РНК-полимераз тем, что способна использовать в качестве субстрата как рибо-, так и дезоксирибонуклеотиды.

ДНК-топоизомераза I - фермент, который катализирует раскручивание негативно (но не позитивно) суперспирализованной ДНК в кольцевую, ковалентно замкнутую двунитчатую ДНК, за счет временной насечки (разрыва) одной нити ДНК.

ДНК-топоизомераза II - фермент, образующий временные двунитчатые разрывы в релаксированной или суперскрученной кольцевой ДНК.

Затравка, праймер - короткий олигонуклеотид ДНК или РНК, комплементарный участку более длинной молекулы ДНК или РНК. К его 3’-OH-концу ДНК-полимераза может добавлять нуклеотиды в растущую цепь ДНК в 5’→3’-направлении.

Отстающая цепь, запаздывающая цепь - цепь дочерней ДНК, на которой синтез комплементарной цепи во время репликации осуществляется посредством соединения фрагментов Оказаки.

Праймосома - комплекс белков (ферментов), требующийся для инициации синтеза запаздывающей цепи в репликативной вилке посредством образования фрагментов Оказаки.

Редупликация ДНК – самоудвоение молекулы ДНК.

Репликатор — участок ДНК, ответственный за инициацию репликации.

Репликон — молекула ДНК или её участок, репликация которого протекает под контролем одного репликатора.

Теломер - концевой участок хромосомы, иногда богатый гетерохроматином, играющим роль в сохранении целостности хромосомы за счет предотвращения слипания теломеров.

Теломераза - фермент группы трансфераз, контролирующий размер, количество и нуклеотидный состав теломеров хромосом. Теломераза представляет собой сложный рибонуклеопротеиновый комплекс (РНК, содержащая 159 нуклеотидов, является матрицей для синтеза мотива TTGGG, до 100 повторов которого содержится в каждом теломере) с молекулярной массой около 500 кД.

Точка начала репликации, ориджин репликации – нуклеотидная последовательность (ori-сайт), с которой начинается синтез ДНК. Кольцевые бактериальные хромосомы содержат 1 ori-сайт, тогда как в каждой эукариотической хромосоме их много.

Фрагменты Оказаки - фрагменты ДНК размером в несколько тысяч (бактерии) или несколько сотен (эукариоты) нуклеотидов, вновь синтезирующиеся в период ДНК-репликации с запаздывающей нити.

Экзонуклеаза — фермент, гидролизующий фосфодиэфирные связи с концов ДНК.

Эндонуклеаза — фермент, гидролизующий фосфодиэфирные связи внутри нити ДНК.

Лекция № 8. Репарация ДНК.

Ник — однонитевой разрыв в дуплексе ДНК с образованием З‘ОН - и 5‘Р-концов; ликвидируется ДНК-лигазой.

Пострепликативная репарация, рекомбинационная репарация - обнаружение и замена неправильно спарившихся оснований во вновь синтезированной ДНК. В основе лежит механизм гомологичной рекомбинации. Например, у E. coli система репарации ошибок спаривания оснований выявляет ошибочные спаривания во вновь синтезированной нити ДНК, в результате происходит вырезание этих оснований и коротких расположенных рядом последовательностей и восстановление их ДНК-полимеразой. Пострепликативная репарация имеет место в тех случаях, когда для полного исправления повреждения недостаточно процесса эксцизионной репарации.

Репарация - ферментативная коррекция ошибок в нуклеотидной последовательности молекулы ДНК (т. е. исправление повреждений, спонтанно возникающих в процессе репликации и рекомбинации или вызванных действием внешних факторов). Различают фотореактивацию, эксцизионную и пострепликативную репарацию. Репарацию осуществляют специфические репаративные ферменты.

Фотореактивация, световая репарация - явление восстановления молекул ДНК, поврежденных УФ излучением, в результате последующего воздействия видимого света. Этот процесс катализируется ДНК-фотолиазой, которая связывается с пиримидиновыми димерами в темноте, но использует световую энергию (365-405, 435-445 нм) для разрыва связей, образовавшихся между соседними тимидинами в результате воздействия УФ излучения.

Эксцизионная репарация – явление восстановления молекул ДНК, основанном на удалении поврежденного участка и последующем его восстановлении ДНК-полимеразой, использующей в качестве матрицы комплементарную цепь.

SOS-репарация; репарация, склонная к ошибкам - репарация поврежденной ДНК у E. coli, катализируемая ферментами, которые индуцируются сложным, но скоординированным механизмом. SOS-репарация - это клеточная реакция на сильные повреждения ДНК (напр., радиацией) и мутации нуклеотидов, которые ингибируют репликацию. Поскольку повреждения часто полностью разрушают матрицу, то SOS-репарация может приводить к мутациям.

Лекция № 9. Рекомбинация.

Гомологичная рекомбинация, общая рекомбинация – обмен последовательностями между гомологичными молекулами ДНК.

Интеграза — фермент, осуществляющий внедрение какого-либо генетического элемента в геном через специфический сайт.

Кроссинговер - взаимный обмен генетическим материалом между гомологичными хромосомами, приводящий к новой комбинации аллелей.

Незаконная рекомбинация – сборная группа процессов, где рекомбинация происходит без гомологии между молекулами ДНК, и при этом без участия механизмов сайт-специфической рекомбинации или транспозиций. В качестве примеров можно привести захват ретровирусом некоторых клеточных генов при его эксцизии из хромосомы хозяйской клетки, а также интеграцию фрагментов ДНК, вводимых в клетки позвоночных с помощью микроинъекций. Механизмы незаконной рекомбинации малоизучены. Общим для них является соединение концов негомологичных молекул ДНК.

Рекомбинация - перераспределение генетического материала родителей, приводящее к наследственной комбинативной изменчивости. В общем смысле под рекомбинацией понимают создание новой комбинации генов при соединении гамет родителей, более узко рекомбинация – обмен участками хроматид и хромосом в процессе клеточного деления. У прокариот рекомбинация осуществляется в процессе конъюгации, трансформации либо трансдукции, у вирусов – при смешанной инфекции. У эукариот, как правило, рекомбинация характерна для мейоза (мейотическая рекомбинация), но иногда имеет место и в митозе (соматическая рекомбинация).

Сайт-специфическая рекомбинация – рекомбинация, происходящая между специфическими последовательностями ДНК в пределах очень коротких участков гомологии, обычно 15-30 п. н. Широко распространена у прокариот и низших эукариот. Характерным примером такой рекомбинации служит встраивание кольцевой ДНК фага л в хромосому Е. coli и ее обратное выщепление.

Транспозиция – процесс перемещения небольшой последовательности нуклеотидов в новый генетический локус.

Лекция № 10. Структура геномов.

Ген — основная физическая и функциональная единица наследственности, несущая информацию от одного поколения к другому. Ген представляет собой специфическую последовательность нуклеотидов в ДНК, а у некоторых вирусов - в РНК, детерминирующих или нуклеотидную последовательность транспортных РНК (тДНК), или рибосомных РНК (рДНК), или последовательность аминокислот в белках (структурные гены).

Геном — полная генетическая система клетки, определяющая характер онтогенетического развития организма и наследственную передачу в ряду поколений всех структурных и функциональных признаков.

Интрон — не кодирующая область гена, вырезаемая в процессе сплайсинга при образовании мРНК из первичного РНК-транскрипта.

Кластер генов - 1. Группа генов, входящих в семью мультигенов. 2. Повторы одного и того же или родственных генов, расположенных на хромосоме рядом.

Лидерная последовательность, лидер - транскрибируемая часть эукариотического гена, следующая за кэп-сайтом и предшествующая стартовому кодону.