Вопросы по дисциплине «Молекулярная биология и генная инженерия»

ВОПРОСЫ для подготовки к экзамену по дисциплине  «Молекулярная биология и генная инженерия»

1. Самореплицирующиеся молекулы. Естественный отбор самореплицирующихся молекул. Значение возникновения мембранных структур в эволюции клетки.
2. Нуклеиновые кислоты. Строение азотистых оснований. Пуриновые и пиримидиновые основания. Строение нуклеозидов и нуклеотидов.
3. Доказательства генетической роли нуклеиновых кислот.  Явление трансформации у бактерий. Эксперименты О. Эйвери, К. Мак-Леода и М. МакКарти.
4. Модель ДНК Уотсона и Крика.
5. Вращение связей между атомами, формирующими сахарофосфатный остов ДНК и свободное вращение С-1^/-N-гликозидной связи – основа структурных вариаций в ДНК. Cин- и анти-конформации.
6. Альтернативные двухспиральные структуры ДНК. Параметры B-, A- и Z-форм ДНК.
7. Положения атомов N-7, O⁶ и N⁶ в пуринах – положения Хугстена. Хугстеновское спаривание – основа формирования триплексов ДНК. Н-ДНК.
8. Явление суперспирализации ДНК. Образование супервитков в кольцевых молекулах ДНК – основа формирование третичной структуры.
9. Регуляция топологии ДНК in vivo. ДНК-топоизомеразы. Классификация ДНК-топоизомераз.
10. Организация бактериального генома. Нуклеоид. Роль белков HU и H в компактизации ДНК E. coli и их краткая характеристика. Вспомогательная функция полиаминов, белков HLP1 и Р в конденсации ДНК бактерий.
11. Характеристика волокон хроматина диаметром 10 нм и 30 нм. Мономерная нуклеосома. Структурирующая роль гистонов в организации генома эукариот.
12. Классификация гистонов. Эволюционная стабильность гистонов Н3 и Н4. Роль оснóвных N-концевых «хвостов» гистонов в конденсации ДНК.
13. Первый уровень упаковки ДНК в хромосоме. Минимальная нуклеосома (нуклеосомный кор). Нуклеосома. Гистон-ацетилтрансфераза НАТ.
14. Значение ацетилирования в регуляции процессов сборки нуклеосом de novo. Сайты модификации N-концевых последовательностей гистонов Н3 и Н4 с участием цитоплазматической гистон-ацетилтрансферазы HAT1.
15. Доказательство полуконсервативного способа репликации ДНК. Эксперимент Месельсона и Сталя. Репликативная вилка. Одно- и двунаправленная репликация.
16. Типы репликации. Репликация кольцевых ДНК с образованием «глазка». q-структура. Репликация по типу катящегося кольца (репликация ДНК фагов М13, jХ174, l). Репликация с образованием D-петель.
17. ДНК-полимеразы E. coli (ДНК-полимеразы I, II, III, IV и V).  Сравнительная характеристика ДНК-полимераз E. coli. ДНК-полимераза III – основной фермент репликации. Понятие процессивности.
18. Локус oriC – точка начала репликации. Структура локуса oriC. Предзатравочный комплекс. Роль белков dnaА, HU, dnaС и dnaВ в формировании предзатравочного комплекса.
19. Регуляция инициации репликации ДНК E. coli. Dam-метилаза. Последовательности GATC. Терминация репликации.
20. Множественность точек начала репликации у эукариот. «Лицензирование» как механизм контроля согласованной активация точек начала репликации.
21. Точки начала репликации Saccharomyces cerevisiae. АRS-элементы. Консервативные последовательности в составе ARS-элементов.
22. ARS-кор, как основная (базовая) последовательность ARS-элементов. Белки ORC – основа формирования предрепликационных комплексов.
23. Сборка предрепликационного комплекса. Комплекс ДНК-полимераза a/праймаза. Инициаторная ДНК. Процессивный синтез ДНК с участием ДНК-полимеразы d.
24. Системы рестрикции и модификации. Уникальный тип метилирования ДНК прокариот. Представление о метилированных, полуметилированных и неметилированных сайтах. Явление рестрикции ДНК.
25. Рестриктазы типа II (класса I). Характеристика рестриктазы Есо RI. Природа сайтов узнавания и рестрикции. «Липкие» и «тупые» концы.
26. Молекулярная основа мутаций. Точечные мутации. Транзиции и трансверсии. Горячие точки. Молчащие мутации. Нейтральные мутации.
27. Причины мутаций. Таутомерные формы оснований. Дезаминирование оснований. Апуринизация ДНК. Алкилирующие агенты.
28. Действие физических факторов (влияние на равновесие амино – имино-форм). Ошибки ДНК-полимеразы, связанные с включением аналогов природных нуклеотидов.
29. Система коррекции несоответствий спаривания оснований. Роль последовательностей GATC в mismatch репарации.
30. Эксцизионная репарация оснований. АР-сайты. ДНК-гликозилазы. Удаление урацила и тимина. Субстратная специфичность ДНК-гликозилаз UNG, hGMUG1, TDG и MBD4 человека.
31. Эксцизионная репарация нуклеотидов. Удаление пиримидиновых димеров. Нуклеаза АВС (АВС-эксцинуклеаза). Компоненты АВС-эксцинуклеазы – белки UvrА, UvrB, UvrC. UvrD-геликаза.
32. Прямая репарация (обращение повреждений) ДНК. Механизмы обращения повреждений. О⁶-метилгуанин-ДНК-метилтрасфераза. Прямая репарация 1-метиладенина и 3-метилцитозина. Белок AlkB – a-кетоглутарат-Fe²⁺-зависимая диоксигеназа.
33. Репарация, включающая рекомбинацию. SOS-ответ. Понятие SOS-генов. Ферменты и белки SOS-репарации. Белки RecA и LexA.
34. Концепция информационной РНК. Концепция РНК-посредника Ф. Жакоба и Ж. Моно. иРНК – наиболее короткоживущая форма рибонуклеиновых кислот. Функциональное и химическое время полужизни информационных РНК.
35. Строение информационных РНК. Строение информационных РНК прокариот. Лидерные, трейлерные и кодирующие участки. Полицистронность иРНК прокариот.
36. Строение информационных РНК эукариот. Структурные элементы иРНК эукариот. Полиаденилирование и кэпирование иРНК. Структура кэпов. Метилирование кэпов.
37. Специфические участки взаимодействия РНК-полимераз с ДНК. Структура промоторов. Стартовая точка, положения по ходу транскрипции и положения против хода транскрипции. Блок Прибнова и –35-блок.
38. Классификация РНК-полимераз эукариот.
39. Промоторы эукариот. Блок Хогнесса. –70-блок.
40. Закрытый и открытый двойные комплексы. Тройной комплекс. Роль s-фактора.
41. Терминация транскрипции. r-зависимые и r-независимые терминаторы.
42. Прерывистость генов эукариот. Экзоны и интроны. Процессинг и сплайсинг транскриптов РНК-полимеразы II.
43. Интроны, подчиняющиеся «правилу GU/AG». Донор сплайсинга и акцептор сплайсинга. Точка ветвления интрона. Малые ядерные РНК (мяРНК) и сплайсисома.
44. Процессинг транскриптов, синтезируемых РНК-полимеразой III.
45. Отличие механизма сплайсинга тРНК от механизма сплайсинга пре-иРНК. Механизм сплайсинга тРНК. Полифункциональная тРНК-лигаза.
46. Процессинг транскриптов РНК-полимеразы I. Наружные (НТС) и внутренние (ВТС) транскрибируемые спейсеры. Специфические малые ядрышковые РНК C/D и Н/АСА в реакциях 2′-О-метилирования и псевдоуридилирования рРНК.
47. Представления об интронах группы I как о рибозимах. Самосплайсинг рРНК Tetrahymena thermophila.
48. Интроны группы II – второй класс самосплайсирующихся интронов. Явление РНК-интерференции и редактирование РНК.
49. Экспериментальная расшифровка генетического кода. Синтетические олигонуклеотиды. Метод связывания рибосом.
50. Периодические сополимеры Кораны. Установление значения терминирующих кодонов.
51. Строение тРНК. Пространственная L-форма тРНК. Минорные компоненты тРНК.
52. Гипотеза «качаний».
53. Активация аминокислот. Активные центры в аминоацил-тРНК-синтетазах. Аминоацил-тРНК-синтетазы – самокорректирующие ферменты.
54. Стадии активации аминокислот.
55. Инициация трансляции. Инициаторные тРНК прокариот. Факторы инициации прокариот.
56. Элонгация. Факторы элонгации. Образование пептидной связи.
57. Терминация синтеза полипептидных цепей. Терминирующие кодоны. RF-1 и RF-2 – белковые факторы терминации. Фактор терминации RF-3.
58. Перепрограммирование трансляции. Включение селеноцистеина, как один из механизмов перекодирования трансляции. Уникальность структуры тРНК^Sec про- и эукариот.
59. Явление транс-трансляции. Бактериальная тм-РНК. Совмещение свойств транс­портной и матричной РНК в тмРНК.
    1. Методы промышленной  микробиологии. Суперпродукция лизина.
    2. Представления о принципах генетической рекомбинации с использованием подвижных генетических элементов.
    3. Способы соединения фрагментов ДНК in vitro. Метод линкеров. Коннекторный метод.
    4. Понятие вектора. Векторы в генетической инженерии. Свойства «идеального» вектора.
       1. Плазмиды, классификация плазмид. Структура сайтов рестрикции эндонуклеаз типа II. «Тупые» и «липкие» концы.
       2. Трансформация, трансфекция, клонирование.
       3. Способы получения ДНК для клонирования.