Биосинтез белка. Фолдинг белка. Ингибиторы матричных биосинтезов

Вопросы к разделу

1. Генетический код и его свойства. Концепция: один ген - один белок, цистрон - одна подипептидная цепь. Особенности строения информационной РНК.

2. Особенности строение транспортных РНК. Адапторная функция тРНК. Взаимодействия аминокислота – тРНК, кодон-антикодон. Строение и роль рибосом в синтезе белка.

3. Биосинтез белка. Этапы матричного синтеза белка: рекогниция, инициация и инициирующий комплекс, элонгация и транслокация, терминация.

4. Посттрансляционные изменения белка, понятия о фолдинге, прионовых болезнях.

5. Биохимические основы биологической эволюции, наследственности и изменчивости. Теория оперона. Схема Жакоба и Мано. Особенности регуляции генов у про- и эукариотов, характеристика процессов индукции и репрессии. Роль энхансеров (усилителей) и селенсеров (тушителей), амплификации (увеличение копий) и перестройки генов, процессинга, транспорта из ядра в цитоплазму и изменение стабильности мРНК в регуляции синтеза белков у эукариотов-основа онтогенеза и специализации органов и тканей организма.

6. Ингибиторы матричных синтезов (ингибиторы репликации и транскрипции. Роль антибиотиков.Вирусы, токсины, система интерферона.

При подготовке к занятию, используя лекции, учебники и дополнительную литературу, выполните следующие задания согласно таблице 21.

Таблица 21. Биосинтез белка

Задание	Указания к выполнению задания
Рассмотрите роль нуклеиновых кислот в передаче генетической информации, принципы кодирования.	Напишите схему переноса генетической информации. Дайте определение понятиям «цистрон», «ген», «кодон», «антикодон», «триплетный код». Найдите кодоны для серина и триптофана. Напишите их антикодоны. Выпишете особенности триплетного кода.
Изучите строение рибосом.	Опишите строение малой и большой субъединиц рибосом. Назовите функции рибосом.
Ознакомьтесь с основными этапами биосинтеза белка.	Охарактеризуйте фазу активации аминокислот (рекогницию). Напишите реакцию активации на примере лейцина. Опишите трансляцию, обращая внимание на фазы инициации, элонгации, терминации.
	Охарактеризуйте процесс транслокации. Какое количество макроэргических соединений и на каких этапах трансляции расходуется при синтезе одной пептидной связи? Дайте объяснение возможности образования полисом.
Рассмотрите механизм регуляции биосинтеза белка.	Нарисуйте схему регуляции биосинтеза белка у прокариот по Жакобу и Моно. Представьте схему регуляции биосинтеза белка уэукариот, назовите роль энхансеров, сайленсеров.
Изучите механизм фолдинга белка	Дайте понятиемолекулярным шаперонам и охарактеризуйте их роль в предотвращении денатурации белков. Опишите строение, функции, локализацию шаперонов-70.Опишите процесс участия шаперонов-70 в фолдинге белка. Охарактеризуйте функции и строение комплекса Ш-60. Дайте понятие прионам, охарактеризуйте их действие. Приведите примеры прионовых болезней.
Изучите действие ингибиторов матричных биосинтезов	Проинтерпретируйте действие интерферонов, антибиотиков, ядов, токсинов и некоторых лекарств как ингибиторов матричных биосинтезов. Приведите примеры лекарств-ингибиторов матричных биосинтезов. Опишите механизм их действия.

Примеры заданий для контроля исходного уровня знаний

Выберите один правильный ответ

1.НА РИСУНКЕ 36 ИЗОБРАЖЕН ЭТАП СИНТЕЗА БЕЛКА

мРНК

3^′

УАГ

ГАУ

5′

А-центр

Рисунок 36. Схема для теста

1) элонгации

2) инициации

3) рекогниции

4) терминации

2. НА ЭТОМ ЭТАПЕ В А-ЦЕНТР МОЖЕТ ПРИСОЕДИНИТЬСЯ

1) Асп-тРНК^асп

2) Мет-тРНК^мет

3) любая аминоацил –тРНК

4) ни одна аминоацил –тРНК

3. ЭТО ПРОИСХОДИТ ТАК КАК КОДОН УАГ

1)соответствует Асп

2) вырожден

3) кодирует Мет

4) бессмысленный (терминирующий)

4. ПОЭТОМУ НА ЭТОМ ЭТАПЕ УЧАСТВУЮТ

1) Асп-тРНК^асп

2) Мет-тРНК^мет

3) факторы терминации

4) пептидилтрансфераза

5) факторы элонгации

Эталоны ответов на задания

1.-4), 2.-4), 3.-4), 4.-3)

Примеры ситуационных задач

Задача 1. Выделена часть молекулы мРНК со следующей последовательностью оснований: ЦГААЦГАУГТЦУААЦУУУ. Как скажется на структуре пептида, закодированном этой мРНК, мутация, приводящая к замене в 12-м положении У на Ц?

Задача 2.В клетке имеется несколько десятков разных тРНК и несколько десятков тысяч мРНК. Чем объясняется такое различие в количестве разных типов нуклеиновых кислот? При ответе объясните, как это различие связано с функциями молекул РНК.

Задача 3.Регуляция экспрессии генов у бактерий, как известно, происходит на стадии транскрипции при помощи оперонов. Однако существуют дополнительные механизмы регуляции экспрессии бактериальных генов. Один из них – синтез антисмысловой РНК. Для синтеза антисмысловой РНК используется специальный, отличный от данного «анти-ген».Антисмысловая РНК комплементарна последовательности мРНК и может образовывать с ней двуцепочечную молекулу, стабилизированную водородными связями.

Искусственно синтезированные антисмысловые РНК в настоящее время проходят экспериментальные испытания на способность задерживать развитие рака, а также используются для борьбы с ВИЧ-инфекцией способом блокировки синтеза определенных вирусных белков.

Объясните, почему антисмысловые РНК замедляют экспрессию определенных генов.

Для этого:

a) приведите схему процесса, скорость которого снижается при активации транскрипции «анти-гена». Назовите его этапы и стадии;

б) укажите, какие виды РНК принимают участие в этом процессе.