September 6th, 2011

Молекулярная биология 2л 2011.09.06

СТРУКТУРА

ДНК

размеры
цепи порядка мм и даже м. в клетке оно
уложено компактно с возможностью
оперирования. У эукариот хроматин
находится в разном состоянии, фазе G0
все ядро заполнено хроматином, а при
митозе все хромосомы сконденсированы.Уровни
организации: двойная спираль, нуклеосомы,
30нм спираль, участки хромосом?, более
высшие структры?
,
хромосомы?.

Гетерохропатин
и эухроматин в ядре- гипотезы только.

Нуклеасомы
- октамер белка с намоткой, 4 пары гистонов
+ линкерный гистон, наматывает 146пар.
доказано форезом неспецифического
гидролизата. линкерный участок может
варьироваться 150-200пар длинной. гистоны
у всех почти одинаковые, 22-24кда,
положительный заряд. Что узнает уклеасома
на днк? Любая нуклеасома связывается
со всем in vitro, рестрикция с модельной
меченой днк. Но: есть небольшая
специфичность, предпочтительность
расположения к сайтам. Не все участк
днк закрыты нуклеасомами, как правило
экспрессируемые - досотупные области
длы нуклеаз в местах инициации
транскрипции.

Устройство:
тетрамер H3-H4 и H2-H2b. старые и новые
нуклеасомы перемешиваются из за
деконструкции/реконструкции.

ФИБРИЛЛА

нуклеасомный
тяж амопроизвольно завывается в спираль
(стабилизация за счет линкерного гистона
H1), линкер последовательно ориентируется.
несколько моделей 30нм спирали - в системе
обнаружена из одной цепи в спиральной
укладке.

Структуры
более высокого порядка: 2 модели - зигзаг
и плотные структуры. доказательств
мало.

ХВОСТЫ
гистонов, богаты лизином и серином,
модицифирование хромосом, еще метилирование
и т.д. все с регуляторной целю. влияет
на структуру, считывание и т.д. например,
при разрыве H2 replace HA2 X и фосорилируется
и вызывает конденсацию и репарацию с
блоком считывания. в митозе H4
фосйорилирование/дефосфорилирование
включает или выключает конденсацию.
фосфорилирование серина и ацетилирование
лизина участвует в апоптозе в процессе
деградации.

При
активной транскрипции и репликации
надо репозицинировать гистоны, днк
полимеразы имеют участки связывания
гистоновых шаперонов, те умеют частично
разбирать нуклеасомы и продвигать
комплекс, возвращая гистоны на пройденном
участке и устанавливать новыеи гистоны
на новой цепи.

при
транскрипции гистоны надо ставить
обратно и и сохранять сконденсированность
хроматина. для этого используется маркер
H3.3, с помощью гистоновых шаперонов.
перетановка гистонов по мере считывания
идет в обычном порядке. гистон метка
легче ацетилируется и уменьшает свой
заряд, потому он легче снимается -
включение облегчения считывания
(диссоциации послед. гистонов) для
накопления достаточного количнства
мрнк. H2A.Z располагается в сайте инициации
транскрипции с помощью спец гистовоного
шаперона, такая заменаоблегчает
последующее репозиционироваие гистонов.

РНК
полимераза 2 делает рибосомную рнк,
структура типа ламповых щеток, гистонов
нет вообще - как пример очень эффективной
транскрипции. гистонов нет - но днк все
равно защищена подряд идущими полимеразами.

Ремоделирование
днк - в спец сайте связываются специальные
ремоделеры, гистоны модифицируются с
энергозатратами и гистоны либо удаляются,
либо еще варианты, но идет активация
считывания.

механизм
передвижения гистонов неизвестен - либо
пересборка, либо проворачивание.
возможно, что идет проворачивание.

Допустимо
частичное удаление гистоновых белков
при прохождении полимераз - остаются
H3-H4 иногда на цепи. нужно для сохранения
защиты днк.

Ремоделирователи
гистонов - атфазы с площадками связывания
гистонов. работа в обе стороны.

Закрыватели
- складыватели эухроматина в гетерохроматине.
гетерохроматин бывает - всегда
конститутивный, кроме репликации,
центромеры и прителомерные участки.

ТЕЛОМЕРЫ
- повторящиеся блоки, обеспечивают
защиту, архитектуру ядра. связываются
со специальными белками, шелтринами.
организованы в г квадруплексы. гипотеза
Т петель на концах - мб стабилизуют 3'
конец, хотя кольцо это сигнал к
рекомбинации, связано например с ALT и
быстрой потерей теломер. Зищиоа теломер
связана с кучей доп белков и теломерподобной
рнк. многие концы хромосом прикреплены
к ядерной мембране.

белок
RAP1 может катализировать посадку на
нуклесомы спец белков для метилирования
гистонов чтобы дать гетерохроматин,
процесс сильный - идёт далеко. прителомерный
участок потому почти всегда компактизован
и не экспрессируется. все что туда
засунуть рядом - молчит.

ЦЕНТРОМЕРЫ
- спец структура и иногда последовательность,
рядом сигнальные элементы. используется
сиквенсспецийический спецгистон, он
дает посадку спецбелков, вызывающих
компактизацию и т.д.

когда
надо компактизовать - должна работать
гистондеацетилаза и гистонметилаза.
метилирование днк вызывает компактизацию
и переход в гетерохроматин.

микрорнк
- проникновение в ядро и подавление гена
на уровне трансляции. рнк узнает свою
днк, привлекает метилазу , она метилируеи
днк и та идет в гетерохроматин.

SAM
- универсальный субстрат для всех
метилаз. убирание метила идет через
окислительное отщепление.

метилирование
одной нити днк переносится и на спаренную
нить по наследству, с помощью поддерживающих
белков после репликации. сигнал может
быть снят.

Организация
днк - никто не знает, но есть предположения.
вроде как есть матрикс, есть куча белков
в ядре, много неизвестных. конденсины
и когезины - удерживают вместе при митозе
цепи днк, также поддерживают нормальное
состояние ядра.

Модель
расположения фрагментов гетерохроматина,
пакетов фибрилл и прикрепление к ядру.

Хромосомные
территории - при митозе хромосмы
расположены в определенных местах а
при декомпактизации находяся в
определенных местах. хотя ядрышко
формируется. если нет активной транскрипции
, то нг скапливатся у ядерной мембраны,
а при транскрипции уходит внутрь ядра. 


Молекулярная биология клетки 1л 2011.09.06

Будут
чередавать МПР и МЕЗ.

Книги:
МолБиол клетки и и МолКлетБиол Lodish,
фаллер и шилдс молбиол клетки (мол основы
клеточной биологии) 2011 с 15 сен, ченцов
введение в клетбиологию 2005г.

КЛЕТКА,
КЛАССИФИКАЦИЯ И ТИПЫ ДЕЛЕНИЯ

клетка
это минимальная единица живого. определени
- ограниченная система с активной
мембраной, упорядоченная и структурированная
система биополимеров.

Классификация
жизни - 5 царств, прокариоты, протисты,
растения, грибы и животные. Прокариоты,
археи и эукариоты - археи промежуточные.
Но домен или империя прокариот объединена
с археями. доказано 94г секвенированием

Деление
на про и эу оправданно, у эу есть ядро.
еще к прокариотам относят и цианобактерий.

Методы
визуализации - курс у нано групп Киреев,
свободный курс из 4 лекций. у нас - для
живых клеток оптика, для подготовленных
электронная. расширение возможностей
- АСМ, криоЭМ..

Формы
бактерий - сферы, пруты и спирали.
Одноклеточные, но иногда - временные
агрегаты, напр. биоплёнки (пример
суперустойчивых больничных инфекций).
псевдомногоклеточность - у цианобактерий
размеры от сотен мкм до сотен нм, средне
неск мкм. как эукариоты - десятки мкм.

ПРОКАРИОТРЧЕСКАЯ
КЛЕТКА

Клеточная
стенка, принципиально отлична от
эукариот. Рибосомы, плазмиды, нуклеоид
- кольцевая днк, жгутики - средство
транспорта, пили.

Органеллы
эукариотических клеток - митохондрии
и пластиды, являющиеся потомками
прокариот.

ЭУКАРИООИЧЕСКАЯ
КЛЕТКА

Ядро
это признак эукариот. ядрышко - область
процессинга рнк и область активной
трнскрипции. рибосомы находятся на
эндоплазматическом ретикулуме -
шероховатом, на гладком нет. белки в нем
оранспортируются и подвергаюося
процессингу. митохондрии - синтез атф.
центриолы - необходимы для деления.
аппарат Гольджи, лизосомы, вакуоли и
т.д.... главное отличие про и эу - у эу днк
отделена, есть застава для днк - ядерная
мембрана через нее необходим транспорт
рнк специальный через ядерныйй поры с
контролем и т.д. у прокариот все идет
одновременно, как считывание нк, так и
синтез белка.

принципиальое
различие клеток животных и растений:
наличие пласти.


прокариоты
эукариоты

органеллы

мало

ядро, мт,
хлоропласты ,ЭР....

размер
клеток

1-10

10-100

мемэтаболизм

анаэробный,
или анаэробный

только
дыхание

ДНК

кольцевой
геном и плазмиды

хромосомы
в ядре кучей мусора и органеллы в мт
и пласт

РНК и
белки

синтезируются
в одном компартменте

синтез
разграничен

протоплазма

нет
цитоскелета, движения протоплазмы,
эндо и экзоцитоза

есть
цитокелет, эндо и экзоцитоз, движение
протоплазмы

клеточная
организация

одноклеточные

многоклеточные
с дифференциацией

деление
клеток

бинарное
деление

митоз,
реже мейоз

МНОГОКЛЕТОЧНЫЙ
ОРГАНИЗМ

Клетки
аггрегированы, разделение функций у
клеток, усоойчивые спцифические контакты
между клетками. исключение - гетероцисты
у цианобактерий для фиксации азота.

СПОСОБЫ
ДЕЛЕНИЯ

Митоз

Мейоз

Бинарное
деление - у бактерий и нек протист,
деление перетяжкой клетки надвое.
сначала репликация, затем сегрегация
впячиванрем клеточной мембраны и
расождение цитокинеом. Z-ring сократиельное
кольцо, белок FtsZ одразует протофиламенты,
затем с накоплением их новые белки
объединяют их в сетку и стягивают кольцо.
после цитокинеза еть спец. ферменты для
быстрой деградации. FitZ есть и в хлоропластах
с митохондриями. организмы с перехоными
формами деления - динофлагелляты без
разрушения ядра. у прокариот на сегрегации
есть стадия контроля передачи копий
хромосом.

Амитоз
- бинарное деление ядра, перетяжечное
разделение ядра безо всякого контроля,
аналог прокариотического недостаточный.
используется у нек. простейших и для
деления ядра у жив. и раст.