Воспроизведение на молекулярном и клеточном уровнях

Лекция №4

Актуальность определяется тем, что современные данные по структуре ДНК человека достаточны для понимания всех главных особенностей. В настоящее время не требуется доказательств, что почти все свойства живых организмов такие как активный перенос через клеточные мембраны, передача нервного импульсамогут быть поняты на молекулярном уровне. Центральными явлениями в процессе воспроизведения живого является аутрепродукция: ДНК,…Все эти являются направлены на то, чтобы дочерние клетки получили всю долготу.

Принципы самопроизведения ДНК заложена основа устойчивого сохранения всей специфики ген информации данного виды информации.

Воспроизведение ДНК

Для осуществления а у трепродукции необходимы ферменты 4 типов нуклеотидов для полимерации полинуклеотидной цепи, энергия. Синтез ДНК идет с затратой энергии, поэтому он не может состояться при использовании простых нк – они должны быть обогащены энергией (присоединения пирофосфата АТФ – фосфолирование). АТФ-аккумулятор и переносчик энергии имеет адениновую кислоту, в составе нуклеиновых кислот. От АТФ выпадает фосфорный остаток, который переноситься на другую кислоту, которая является основой А,Т,Г,Ц.

Согласно модели Уотсона и Крика(полуконсервативный метод)разрыв между водородными связями воды к одноклеточным. В результате разрыва водородных связей образуется 2 цепочечный полинуклеотид – каждая из них становиться матрицей для новой цепи. Репликация ДНК сов-ся в 2 этапа:

1.Раскручивание и разделение

2.Каждая цепь действует как матрица, действующая как 2 ДНК.

1958 – Мэссельсон и Сталь подтвердили гипотезу Уотсона и Крика-кишечная палочка. Прослеживая изменение, происходящее в палочке они полностью доказали правильность гипотезы о полуконсервативном способерепликации ДНК. В процессе репликации ДНК работает фермент ДНК-полимераза. Кормберг обнаружил фермент, способный синтезировать ДНК-полимеразу.

1959 - Кормберн и Очуа получили Нобелевскую премию за открытие биомеханизма синтеза ДНК и РНК. Этот синтез невозможен без высокомолекулярной ДНК-затравки. ДНК-полимераза не может определить ДНК нуклеотида, она способна регулярной.. фермент может работать в присутствии ДНК-затравки, которая определяет порядок расположения нуклеотид в продуктах синтеза.

Фрагмент ДНК от 1 точки до другой образует единицу репликации – репликон. Спираль род-й ДНК распределяется и потом разделяется. Область распределения полицепей – репликационная вилка. В каждой области при участии фермента к освобод-ся связям присоединяться свободные нуклеозитриптофазы из нуклеоплазмы. В синтезе инвитро было установлено, что комплементарные нити ДНК синтезируются в противоположных направлениях. И каждый тип ДНК имеет уникальную динукл-ю последовательность – 1 из 2 репликационной цепей репликируются непрерывно и синтез быстрей – лизирующая. Синтез другой медленный, так как из отдельных фрагментов – запаздывающая(рестриктаза разрезает, объединение реплик-м фрагментов в единое целое с помощью ДНК-лигазы-сшивает)

1970 – I рестриктаза. 1978 – Нобелевская премия Натансу, Смит, Арбер за открытие фермента. Вэсрих открыл фермент ДНК-лигазу.

Синтез ДНК инвитро – биологический процесс. Подтверждаеться гипотеза Уотсона и Крика о структуре хром ДНК после разделения мышцы. Репликация я-РНК происходит в синтезируемый период интерфазы. Аутрепродукция хромосом и деление клетки направлены на то, чтобы дочерние клетки получили всю информацию в клетке. Чередование – основа клеточного цикла (повторение событий, занимаемый определенное время). Клетка делиться примерно 50 раз и отмирает.

Клеточный цикл состоит из 3 стадий:

Интерфаза: G1(пресинтетический), S(синтетический), G2(постсинтетический)

Митоз:

Профаза – длительна. Интерфазные деконденсированные и репликационные нити хромосом, нити проходят в компактную форму. Образование аппарата веретена деления (выстраивание d-хромосом из 2х сестринских хроматид)

Метафаза – хромосомы состоят из 2х хроматид. Выстраиваеться на экваторе клетки, формируя метафазную пластинку

Анафаза – расщепление центромерной области каждой S-хромосом – полностью разделяеться (каждая по 46 хромосом в дочерних)

Телофаза – у каждого полюса – деспирилизация хромосом в обратном порядке от хромосомного уровня. Наследственное в-во принимает вид упаковок. Образование ядрышка\. Ядерной оболочки в ядре парноплазмы. Цитокинез – деление цитоплазмы.

Роль митоза: 2 дочерние клетки, что и материальная. Механизм поддержания гомеостаза(способность организма сохранять равновесие среды в условиях изменяющихся условий среды)

Здоровье поддерживается за счет гомеостаза. Нарушение – дисгомеостаз, болезнь

Причины дисгомеостаза:

1)Усиление воздействия факторов среды

2)Ограничение возможности врожденной нормой реакции(размах признака в зависимости от генотипа факторов среды)

Пол Нерс – нобелевский лауреат, 1854,в области медицины и физиологии. В 2001г- регуляция клеточного цикла эукориот циклином и циклозависимыми циназами. Президент университета, доктор биол наук и философии. Открытие на гене SDS-2 – дрожжей. Ген контролировал клеточный цикл переход от G1 к S, G2 – митоз. 1977г – обновил гомолог ген у человека. ДК1 – циклозависимая киназа. 1989г – член королевского общества, иностр член США. 1988 – Альберта Ласкера премия. Полнерс с Тимати Ханта(сэр дворянского происхождения, 9.02.43-лауреат Нобелевской премии) и Лелант Хартвел – Нобелевская премия в области медицины и физиологии в образование клет цикла.

Лилант Хартвелл – 30.10.39. – президент онкологического центра «Фреда Ханчерсова» Сиэтл. Нобел. премия за открытие гена, участвующего в клеточном цикле. В 70-71 г открыл, что у генов, которые отвечают за регенерацию клеточного цикла Кл деления мутации могут вызвать онкологические заболевания. 1988 – премия Альберта Ланскера за фундаментальные исследования.

Премию заслужили тем, что независимо изучили механизмы размножения, который присущи каждой 100 тысяч миллиард клеток. Все клетки делаться, передавая равные количества в дочерние, но когда нормальный процесс нарушается – клетки делаться бесконтрольно – раковая опухоль. Их исследования обеспечили прорыв в понимании того, как норм клетки контролируют деление. Ли Хартвел, работая на модели бактериальной клетки открыл класс ранних делений клетки S периода. Д. Паулнерс – открыл онколог клетки дрожжей, затем вывел и идентифицировал человеческий ген, кодирующий синтез спец белка, блокирующий клеточное деление. Именно тогда клеточное деление не остаётся и начинается бесконтрольный клеточный рост.

Важным звеном в понимании механизмов деления стали результаты деления Ти Ханта-он открыл существование особого типа биомолекул циклинов, которые регулируют деятельность белка, открытого Паулем Нернсом. Этот белок, остан-й в нужный момент Клеточный цикл включается под активированным действием циклина или не включаеться.

Эти ученые открыли гены, индецированные 1 стадии клеточного деления. Выявлен белок, кодирующий генами и обновлены и изучены биол регуляторы белка. В результате исследований выявлены точные цели при раке – соверш опр гены, специф белок, кодирующий геном, активные биомолекулы циклины. Воздействие на эти цели можно добиться прекращением бесконтольного деления или даже выстланные норм ритма Кл деления – излечение рака.

Пример: рождение на свет и внедрение в практику для лечение хронический миеловидной лейкимии. STI581 –гилмек. В США регистрируются 10 случаев заболевания. Эффективности нет. Гилмек, который лечили больных, способствовал стойкому улучшению 90 % больных. Причины возникновения лейкимии миелов-й являются патогенный белок, кодирующий изменению участками хромосом. Именно он вызывает образование количества злокачественных белых телец, что приводит к вредным изменениям систем органов. Гимиер блокирует сигналы, который несет патогенный белок и предотвращает возникновение, созревание лейкоцитк. Только блокирует сигналы! Но достаточно, чтобы оказать эффект при заболевании. У гилмека – единственный метод лечениямиеловидной лейкимии – пересадка костного мозга, который в 40% -смерть. Гилмек – средство, являеться эффективным при лечении моиеловидной лейкимии, который сразу действуют на причину заболевания.

Амитоз – нарушение гомеостаза. Неравномерное деление клетки. Встречается в клетках отживающих. Неспособных. В стареющих клетках сопровождаются наростанием биосинтетических процессов – репликация, репарация, трансляция, транскрипция. Изменяется состав цитоплазмы, структура и функции органоидов, что ведет функциональные нарушение на всех последующих уровнях. По мере угасания – естественная смерть. Иногда амитоз в норме в зародышевых оболочках животных.

Плюсы – процессы регенерации тканей и органов. Амитоз – деление клетки, у которых ядро в интерфазном состоянии. Нет конденсации хромосом и веретена деления. Появление 2х клеток, однако, происходит разделения ядра на 2 и многоядерных клеток.

Дата добавления: 2014-01-04