Имеет огром науч практич знач для увеличен пищевых ресурсов. Скоро насел земли будет более 11млрд. Сх не в силах обеспеч едой,надежды на нов ген-инженерн биотехнолог.преимущест раст по равн с животн в том, их клетки и протопласты развиваются в целое растен(тотиотентность)эт исполз в работ по получ трансген растен.Улучшен пищевых,технологических качеств(улучшен запасных белков у злак и бобов), повышен устойчивости к био и абиотич факторам окр среды(защит эфект,устойчив к фитопатогенам, гербицидам,) Ген трансформац растен мож осущетвл: А) векторный способ -исп агробактерии и вирусы, агробакт способн интегрировать свой ген материал в ктетк двудольн растен, благодаря налич Tiплазмидыс Т-Днк (передаваемая),включ в ядерн геном растит клетк,вызыв неконтролир рост недеференцир клет,опухоли(корончатые галлы),+содерж гены синтеза опинов и подавления дифференцир клеток пораж растен.+гены ответств за перенос и интеграцТ-днк в хромос раст. В т-днк встраивают нужный ген,заменяя онкогены. Так же т-днк рекомбинируют с геномами небольших плазмид,реплицирующихся как в бактер так и в е.коли.- получ векторов эффект трансформир в геном клет высш растен. Вирусные векторы - на основе фитовирусов содерж 1цепочечн молек рнк, кодир белки необход для репликац и транспорта вируса в растение. Част исп сильн промотеры для экспрессии чужеродн ген(пр: 35S промот вирус мозайки цв.капуст.)
Б) прямой перенос генов (чужерод днк) в растит протопласты. Методы: 1- электропорация =кратковр электрич разряд для увеличен прониц мембр протопластов,для лёгк проникнов чуж днк(так получ трансген кукур, рис сах тростн) 2. микроиньекция - под микроскоп спец иглой,вводя днк в ядро клетк(трансген ячмень, капуста) 3. баллистический метод — сам эфект для трансформац однодольн,на частицы вольфрама d=0,6-1,2 мкм напыляется днк подготово для трансформац вектора, под давлен из баллист пушки вольфрам частиц выбрасыв и попад в цитоплазм и ядро(рис ячм,кукур)/ так же можн перенести с исп липосом-сферических частиц с фосфолипидам на мембране(создают встряхиван или обраб ультразвук водн эмульс фосфолипидов)обволакив днк и защищ от проникнов нуклеаз(встраив Tiплазмиды, метафазные хромосомы)
31.Функции белков. ак сост белков.
Белки - сам распр в прир биополимеры(полипептиды) сост из ак остатков соединён пептид связ, определ фенотип организмов,их строен запрограмир нуклеотидн последовательн соответств.генов. Мономер-20 канонических ак.(их кодир нуклеотид АТУГЦ) функции: ферменты - тк выраж каталитич способн, регуляторы (репликац,транскрипц, трансляц), структурные( явл компанент биол мебран,основа цитоскелет, в сост соединит тканей, волосянг покров), защита (имуно-глобулины имун защ от чужеродн организм),транспорт (снабж кислород и пит в-вами), белки гормоны(инсулин), сигнальная(белк мембран) рецепторы(принят раздражен), сократительные белки(актин-миозин), запасающая(яй альбумин), энергетическая распад 1гр=17,6кдж энерг)
Амин-кислот состав белк:ак присутств в белк в виде акостатков с мол массойв средн 110, α-аминокисл образ белки явл производн карбоновых кислот. Для ак характерн оптич изомерия(обычно L а.к, редко в сост пептидов Dформы) глицин-единств ак без оптической активн.(его радик -атом Н) Все ак содерж:1) карбоксильную группу –СООН, 2аминогруппу –NH2, 3.радикал(R-группу) В качве радикаов ак содержат разн группировки :Алкильные радик: аланин,валин, лейцин+изо, Ароматические:фенилаланин,тирозин, триптофан. Серосодержащие:цистеин, метионин. Полярные незаряженные ак: тирозин,серин,треонин,глутамин,цистеин,аспаргин. Заряженные -содерж дополнит заряж груп в радикал. -заряж(кисл)аспаргиновая,глутаминовая, +заряж(основные)лизин,аргинин, гистидин.
Пептиды — ак предст соб мономерн блоки из котор строятс белки. Полипетид цепи сост из ак остатков связ пептидн связями.в белках распростр транс-пептид связь. Цис-связ обнаруж у циклическ пептид(у природ циклич антибиотик грамицидин S, циклоспорин) мног природ пептид возник в рез те органич протеолиза(ферм протеиназа разруш пептид связ,физиол актив пептид высвобожд эт мог быть нескольк одинаков или разных пептид)пакет пептидов мож изменять обм вв в сресс ситуац. Функ цептид-многие полимодальны-влияют на мног прсов(тетрапепт тафцин=имуно+психостимулятор, трипептид глутатион=поддерж востановит функц Feв гемогл+участв в перенос ак через мембр, психотропн пептид управл эмоц и поведен)
Структурн орг белков:1959 Линдерстрем-Ланг-4уровня стр орг, 80 г 20 в Шульц и Ширмер +ещё 2 =6: первичн (последовательность ак остатк в полипептид цепи белк,перепис на м-рнк служ матрицей для сост полипептид цепей в пр-се трансляции, опр свва молек белка и его пространств конфигурац) вторичн (упорядоченн строен основной цепи полипептида, без учёта боковых,им плотноупаков спиралную структуру,Витки спирали укрепл водороднсвяз, возник межд карбоксильн и аминогруп/ быв содерж тольк альфа спирали(миоглобин), тольк бэта структуры-складки(вирус грии), а+б(последовательно. рибонуклеаза), а/в(перемеш-кррбоксипептидаза). сверхвторичная (энергетически предпочитаемые насамбли вторичн стуктур, во мног белках) Домены (чётко выраж глобулярн област-структурн доменов, мол.м 20кда, соед меж соб коротк участк полипептид цепи,как на шарнирах,придают полифункциональ белкам сложн пространств структур,для разнообр функциональн возможностей), третичная (располож в пространстве всех белков молек, укладка полипептид цеп в глобулы, возник изза хим связ водородн, ион, дисульфидн и установл гидрофобн взаимодейст меж радикалами акостатк. Фолдинг-образ склад и изгиб полипепт цеп,обслужив шаперонами(3группы-нуклеоплазмиды(сборк нуклеосом в ядре),белки теплового шока, шаперонины-способст корректному сворачиваниюполипепт цеп,защищ глобул от агрегации), чевертичн (у белк построен из нескольк полипепт цепей(цепи-протомеры(субъединицы)формирэпимолекул белка мультимера) содерж чётк числ субъед,и предст соб ди(гемоглоб),тетра(альдолаза),гексо,окта-меры итд
32. Нуклеиновые кислоты.первичн структура.
н.кигр основн роль в хранен и реализ генетич информ.ДНК-хранение ген инф, РНК-реализация.хромосоома-2цепоч молек днк,собранн в нуклеотид.
Первич структур:нк — биологич полимеры, мономер- нуклеотид(фосфорн эфир нуклеозидов построен из пентозы и гетероциклич основан)+углеводный компанент-днк-D2-дезоксириб, рнк-Dрибоза.=связаны N-глиозидной связью, гетероциклич основан: пуринов-А,Г, У(тольк рнк), пиримидинов-Т,Ц. Мономерн остатки связ3',5'фосфодиэфирн связями, цепи полярны-есть 3'и5' конец. У рибозы межнуклеотид связи в рнк мобильнее чем в днк.
Определен нуклеотид послед:моль днк фрагментир с пом рестриктаз(2 и более), образ перекрывающиеся фрагмент-опред нуклеотид послед- реконструкция первичн структур днк.певич структ опр 2 подход: 1-хим реакц,исп фрагмент очищ днк, 2-исп днккопии очищ сегмент,получ ферментативн путём(секвенирование), компьют анализ нукл после выяв: нуклеотид сост, участки богат пуринами,пиримидинами, сочетаниями основан, частот встречаем различ динулеотид.(тк харка 1структур днк- частота встреч пуур-пир основан) част встреч5'-ЦГ-3' примерн 1/2-1/5частот 5'-ГЦ-3'(редко), проги помог выявить спецефич субпоследовательности, ищут характерн особнен послед вкл прям иобратн повтор, данн гомологии разл послед,. Созданы банки данных последоват нуклеотид в днк разн организмов (genbanc).
Конформации компанентов нк: АТУЦГ-им плоскую конформацию. Взаимное располож частей, определяемое углом вращенвокруг N-гликозидной связи,в свободн нуклео-тид и -зид переход от C2'эндо к C3'экзо и меж син- и анти-конформациями происх дов легко, в полибиронуклеотид углевод чащ нах в 3'эндоконформации,а в полидезоксириб.нуклеотидн- мб в 2'или-3'эндоконформац,=у днк больш конформац чем у рнк.
33. Нуклеиновые кислоты.первичн структура. Макромолекуляр стр ДНК
н.кигр основн роль в хранен и реализ генетич информ.ДНК-хранение ген инф, РНК-реализация.хромосоома-2цепоч молек днк,собранн в нуклеотид.
ММ структ днк: модель днк - открыли Уотсон и Крик 1953, правила: 1 днк полимер сост из нуклеотид связ 3'-5'фосфодиэфирными связями, 2сост нуклеотидов по прав Чарграффа: в днк содерж пуринов нуклеотидов(аг)=сод пиримидиновых(тц); число остатков А= ч.ост Т, Г=Ц. 3.по рентгенограммам волокон днк(Уилкинс, Франклин)видно что молек облад спиральн структур и содерж более 1 полинуклеотид цепи. 4.кисл-щелочн титрован днк пока что её структур поддержив водородными связями. Титров и нагреван нативной днк взыв заметн измен физич свв, в частности вязкости, переводится в денатурированную форму,без разрушен ковалентных связей/ модель -2цепочечнпрвильная правовинтовая спираль, d=2нм, образов 2 полинуклеотидн цепями, закруч друг относит друга вокруг общ оси, 2 полинукл цеп расп по перифирии молек имеют антипараллельн ориентацию(те фосфодиэфир связи на 1 -0т 3к5, на 2 от 5-3) гидрофильн пентозофосфат остовы цепей расп на внеш сторон двойн спирали. Гидрофоб пурин и пиримидин основан обеих цепей уложены стопкой с интервалом0,34нм, направлены внуть спирали. Плоскости колец гетероциклич оснований перпендикулярн глав оси спирали, длина витка спирали(полн оборот)3,40 нм, 1 виток=10 нуклеотид остатк в 1 цепи. 2Спираль стабилизир водородн связ,меж пурин осн 1цепи и пиримидин2 цеп(образов комплиментарн пар ат, гц) в а=т паре основания соед 2 водородн связями меж амино и кето груп, меж 2 атом азота пурина и пиримидина, в г=ц паре-3 водород связ: 2шт амино и кетогр, 3 атом азот и пурин, пиримидин Поседоват основан 1 цепи опр посл основ 2 цепи. Взаимод меж гетероцикл основан нуклеотид остатк 2 вида: 1-множествен связи комплиментарн пар с пом водородн связ с др структурами- более выгодны,а-т, у-ц-энерг более выгод, г-ц стабильнее. Пары пурин-пурин, пир-при затруднено, нарушает геометрию спирали. 2.Вертикальн межплоскостные взаим од основан располож др над друг(стэкинг взаимодейств) Полиморфизм 2 спирал и: А-семейство днк-пары основан образ с осью спирали угол 20 гр, сильно отодвинуты от оси к переферии, сдвиг- 0,4-0,5 нм, почти половин радиуса, сверху выгляд как труба,в стэкинге участв основан принадлеж разн цепям,В семейство имеет структур разнообразие, Zформа-левая спираль. Формы днк:спиральн, кольцеваядуплексная замкнутая(бактер, митох,хлоропл,вирусы)
34. структура и функции рн к.
Рнк в клетках в 5-10 раз больше чем днк, роль- трансляция ген информац с образ белков осущ некотр расщепляющ функц, регулир различ этапы экспресси генов. Виды рнк: рибосомальн, транспортн, информацинон, малые цитоплазматич, малые ядерные. Макромолекуляр структур рнк: 2утяжевые рнк- из 2 комплиментарн полинуклеотид цепей(тольк в сост некотор вирусов), однотяжевые рнк(виройды) сост из 2комплиментарн нуклеотид последоват поэтому существ в виде 2 спиральн молек.
Т-рнк- акцептир ак и перенос их в белок синтезирующ аппарат клетки, выступ в роли затравки(праймера) в пр-се обратной транскрипции. Послед трнк вкл 70-90 нуклеотидов и10% минорных компанентов- образ вторичную структуру известн под назван клеверный лист(сост из 4-5 2цепочечн спуральн стеблей и 3петель.стебли сост из 4-7 уотсонкриковских пар-атгц,образ 2спирали. Различ акцепторный, антикодоновый, дигидроуридиловый псевдоуридиловый, добавочный стебель. В послед трнк есть инвариантные основания(присутст во всех трнк), участв в третичных взаимодействиях, возникающ тогда когда мол трнк сворачивается в натиевую Г-образную структуру(она сост из 2 почти перпендикулярн др другу спиралей а-рнк. Их длина 7 нм,толщ 2нм)
р-РНК - высокомолекуляр рнк структур основа для формир рибонуклепротеинового тяжа котор складываясь в пространстве даёт начало 30-40S, 50-60S субчастицам рибосом, ррнк взаимод с мрнк и аминоацил трнк в процессе трансляции.
М-РНК - котор в последоват нуклеотидн остатк в молек несёт информац обеспеч синтез спецефич белка непосредственно на ней самой и также информац о времени, колве, месте и условиях синтеза этого белка.
Мал.ядерн-рнк - содержатся во всех эукариотич клетк в больш колвах. Мярнк коротк стабильн молек рнк, большинство котор в составе нуклеотидных частиц присутствующ в ядре. Обнаружены в сост сплайсингсом млекопитающ их назыв Uрнк, из за больш содержан урацила и его модифицированных форм. Нуклеотид послед всех Uрнк позвоночн совпадают на 95%.
мал.цитоплазмат рнк - функции мцрнк за исключением 7SL-рнк(сигналраспознающих частиц), не установлены. Известн что большинство этих рнк ассоциированы с крупн семействами последовательностей содержащ гены и псевдогены.
35.Структура генома вирусов и фагов (=вир бактер).
Вирусы -внеклеточн форма жизни, обладающ собственным геномом и способная к воспроизведен тольк в клетк жив организм.жизнен цикл вируса начин с проникновен внутрь клетки. Вирусн частица-вирион-сост из 1 или несколк молек днк или рнк заключ в белков оболочку(капсид), иногда содержащ липидн и углеводн компаненты. Геном вир в вирионе,мб в днк или рнк,1-2 цепочеч, колцев, линейн.мол мас днк вир- 1x106-200x106 онк1x106-15x106, дальтона. Все днксодерж вирус позвоночн имеют геном заключён в 1 мол днк-линейн,кольцев1-2цепочечн. Типы ген матер и мех его репликац: Рнк сод вир-(рнк-рнк) линейн. 3 групы: 1.1нитивые геномы+ полярности нуклеотид послед соответств мрнк. Вир табачн мозайк,полимиелит,клещ энцефалит.+рнкгеном кодир репликазу котор синтез — нить рнкфага,затем синтез+нити. 2. 1Нит геном — полярность грип крь бешенство, внедр клетк генома ирнк -зависим рнк полимеразу котор копир вирусный геном образ +рнк и явл матрицей для синтез вирусн белков. 3.2нитевый геном+-, рнк геном сост из неск разн молек сегментир. У Ретровирус. +рнк производ вирусн белк на рибос хоз клет, и служ матриц для синтез -рнк цепоч вирус рнк полимеразы. цепочки+-рнк образ 2 нитевой геном, упак в белков обол. Рнк сод вир(рнк-днк-рнк)-их цикл репликац разбит на синтез рнк на днк матр,синт днк на матр рнк. Геном вирус часст предст рнк(ретровирус-саркома птиц,лейкоз мыш),или днк(ретройдные вир) харкатер для вич и возбудит злокачеств образован.в вир геном закод транскриптаза попад в клетк неся вирусн+рнк и синтез её днк копии в одноцепоч -днк,потом в 2цепоч форм ± днк. Д нк содерж вирус. 1. 2Цепоч дн к-ретройднве. Реплиц днк-рнк-днк,гепатитВ,мозайк цв капуст. Рнк образ в прсе транскрипц вирусн днк в клеточ ядре днкзавис рнкполимеразой,транскрибир 1из нит вирус днк. Синтез днк на рнк матр катализируется обратной транскриптаз-днк-+днк 2.вир 2 цеп днк,реплицир днк-днк. в зараж клет днкзавис рнкполимераз транскрибир с геном вирус молек мрнк(те +рнк),принимающ участ в синтез вирус белков.размн вир геном осущ днкзавис днкполимераз. Герпес, оспа. 3. 1цеп+-днк попав в клет вирус геном превр в 2цепоч,за счёт клеточн днкзавис днкполимераз,транскр и репликац как у вир +-днк геномами
36.Типы взаимод вируса с клетк хозяином.
1. литический путь -инфекц заканчив гибелью клеткхозяин,не подчин клет контроль,бактериофаг лямбда зараж клетку,реплицир образ дочерние фагов частиц,выходящ нааружу в момент лизиса клеткт лизоцином. 2 Лизогенный путь инфекц. Линейн инфицир молек днк фага лямбды замык в кольцо и интегрир помощ интегразв кольцев хромос клетк хоз. Клетк содерж днк фага в хромос лизогенная, встроенная днк фага-профаг. При воздейсств повреждающ фактор активир sos функц, привод к выщеплен профага из днк и началу цикла его размножен. Профаг не погибает а приступ к размнож в неповреждён клетк.
Пермиссивные животн клетки -в котор днквирус размнож литическим путём, в непермессивных кл размн вирус блокируется. У ретровирус (рнк содерж вир саркома рауса,спид)ревертаза превр их рнк в форму днк, котор встраив в клеточн хромос.в рез транскрипц вирусднк клеточн днкзависим рнкполимераз образуется больш колво молек вирусн рнк. Хар-ка вирусо в: фаг лямбда -днк упак в гексогональную(6граней)голвку,образ нескольк белками+хвост из белков. Днк-линейн 2цепоч сод 48502 нп, во врем жизнен цикл мож нахся в разн формах. вир имунодефицита - спецефич форма d=100микро м,2липид слой пронизан гликопротеинами, липид мембрана происходит из внешн мембран клетк хозяина. Ретровирусы -группа вир разл по биологич(злокачопух), морфологичсв-вам. Выводят из строя имунн сист. Спид,лимфотропн ретровир вызыв лейкозы) Фаг фи Х174 -кольцев 1 цепоч днк сод 5386 нуклеотид,белки кодир днк содерж мног акостатк. фагМ13 -нитчатый бактериофаг 1цеп кольцев днк 64000нп упаков в капсид из 3 белков инфицир клетки киш палочк. вирусSV40 -эукар днксод вир онкогенен 1замкнут 2цепоч днк. Природн хозяин макака Резус. Нукл посл-5243нп.