Маълумот

Транскрипсия - риштаҳо, самтҳо

Транскрипсия - риштаҳо, самтҳо


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Ман умедворам, ки шумо ба ман дар беҳтар кардани фаҳмиши транскрипсия кӯмак карда метавонед. :) Ман аллакай кӯшиш кардам, ки ҷавоб ба ҳамаи ин саволҳоро дар интернет ҷустуҷӯ кунам, аммо ё дар ёфтани маълумоти дахлдор мушкилӣ доштам ё дар фаҳмидани он мушкилӣ доштам (яъне он барои ман хеле баланд буд). Ман инчунин кӯшиш кардам, ки тавассути дидани харитаҳои гуногуни генҳо ба саволҳои худ ҷавоб диҳам (ба мисли ин: http://genome.ucsc.edu/cgi-bin/hgTracks?db=hg38&lastVirtModeType=default&lastVirtModeExtraState=&virtModeType=default=t&virt=VirtModeType=default=t&virt=s chr9%3A132847932-133136551&hgsid=709471277_W3A9vdobj2J7obkSXshDnCBnaTeK), аммо саволҳои ман ҳанӯз ҳал нашудааст. Лутфан таваҷҷӯҳ намоед, ки ман дар омӯзиши мустақилонаи худ саволҳои зеринро пеш овардаам - ин саволҳо вазифаи хонагӣ дода намешаванд. Дар ҳама саволҳо ман ба ДНК эукариотӣ (хаттӣ) ишора мекунам.

  1. Оё ман дуруст фикр мекунам, ки дар як хромосома як риштаи ДНК мавҷуд аст? не хати шаблон барои ҳама генҳо дар дохили ин хромосома? Масалан, биёед як молекулаи ssDNA-ро «А» ва молекулаи ssDNA-ро «В» меномем; якҷоя, А ва В як хромосомаи ягонаро ташкил медиҳанд. Оё ман дуруст боварӣ дорам, ки дар як хромосома риштаи шаблон барои баъзе генҳо А ва барои генҳои дигар В хоҳад буд?

  2. Агар изҳороти ман дар саволи №1 дуруст бошад, пас оё ин маънои онро дорад, ки генҳои сершумор дар як хромосома метавонанд ба самтҳои муқобил транскрипт карда шаванд? Аҳамият диҳед, ки вақте ки ман самт мегӯям, ман аз 5' то 3' ва 3' то 5' -ро дар назар надорам. Он чизе ки ман бо "самт" дар назар дорам, аз чап ба рост нигоҳ кардан аст.

  3. Оё дуруст аст, ки ҳарду риштаи чархзании дукарата наметавонад барои як гени мавриди назар транскрипт карда шавад? Оё ин аз он сабаб аст, ки промоутер танҳо дар яке аз риштаҳо пайдо мешавад?

Барои вақтатон пешакӣ ташаккур!


Транскрипсия - риштаҳо, самтҳо - Биология

Мо барномасозии худро барои ҷойгир кардани мактабҳо, гурӯҳҳои таълимии хонагӣ, қисмҳои таълимӣ ва мардум дар ҷустуҷӯи имконоти виртуалӣ ва дар макон мутобиқ кардаем.

Бо Класс

Барои мактабҳо, гурӯҳҳои хонагӣ, подкастҳои таълимӣ

Дар хона

Шахсони алохида, оилахо, гуруххои чамъиятй

Дар DNALC

Шахсони алохида, оилахо, гуруххои чамъиятй

Лагерҳои шахсӣ [Ба вебсайти лагери DNALC равед бақайдгирии тобистона кушода аст]

Биология ва Китобхонаи аниматсияҳои 3D


Имкониятҳои дастрасӣ

Дастрасии пурраи маҷалларо дар тӯли 1 сол гиред

Ҳама нархҳо нархҳои NET мебошанд.
ААИ баъдтар дар кассири илова карда мешавад.
Ҳисобкунии андоз дар вақти ҳисобкунӣ анҷом дода мешавад.

Дастрасии вақти маҳдуд ё пурраи мақоларо дар ReadCube гиред.

Ҳама нархҳо нархҳои NET мебошанд.


Фаҳмидани чаро репликатсияи ДНК як самтро афзалтар медонад

Бо назардошти як риштаи ягонаи ДНК ё РНК, як нӯги он ҳамчун охири 5 & ибтидоӣ (панҷ охири асосӣ) таъин карда мешавад, зеро дар сохтори химиявии молекула он аксар вақт як гурӯҳи фосфатӣ дорад, ки ба он чизе, ки онро 5 & карбони ибтидоии рибоза меноманд, пайваст карда мешавад. ҳалқа, дар ҳоле, ки 3&нахуди асосӣ (се охири асосӣ) маъмулан бо гурӯҳи гидроксил дар карбони сеюми ҳалқа хотима меёбад. Дар спирали дугонаи ДНК, ду риштаи пайвастшуда ба самтҳои муқобил мегузаранд ва ба ин васила имкон медиҳанд, ки байни онҳо ҷуфт кардани пойгоҳҳо, хусусиятест, ки ҳам барои такрор ва ҳам транскрипсияи иттилооти генетикӣ муҳим аст.

Барои такрор кардани занҷирҳои нуклеотидҳои ДНК ва РНК, аз занҷирҳои мавҷуда нусхаҳои нав синтез карда мешаванд. Ин раванди нусхабардорӣ ҳамеша дар самти "пеш", аз 5&rsquo то охири 3" сурат мегирад. Дар ҷараёни ин раванд ДНК-и дуқабата ба ду ришта ҷудо шуда, ба самтҳои муқобил рост карда мешавад, ки ин масъаларо мушкилтар мекунад.

"Вақте ки ДНК такрор карда мешавад, яке аз ду занҷирро метавон ба таври пайваста нусхабардорӣ ё синтез кард, дар ҳоле ки занҷири дигар дар порчаҳои зиёде синтез карда мешавад, ки бояд баъдтар пайваст шаванд" мегӯяд Мин Яо аз Донишгоҳи Ҳоккайдо, муаллифи пешбари ДНК. хондан. "Яке аз саволҳои калон дар биология ин буд, ки чаро ҳуҷайраҳо ферменти баръакс надоранд, то ҳарду занҷир самаранок синтез карда шаванд."

Тадқиқотчиён ба наздикӣ як гурӯҳи ферментҳоро кашф карданд, ки сафедаҳои Thg1 монанд (TLPs) ном доранд, ки нуклеотидҳоро дар самти муқобил илова мекунанд. Мушоҳида кардани мисолҳои нуклеотидҳо бо ин роҳ хеле кам аст. Чунин ба назар мерасад, ки TLPҳо аз қоидаи 5 то 3 истисно мебошанд, ки онҳо нуклеотидҳоро дар самти 3 ба 5 ё баръакс илова мекунанд, зеро онҳо зарари "охири муқобили" РНК-ро барқарор мекунанд.

Яо ва дастаи ӯ кристаллографияи рентгениро истифода бурданд, то ошкор созанд, ки чӣ тавр TLP комплексро бо РНК ташкил медиҳад. Аз ин кор, онҳо дар бораи механизми мураккабе, ки TLPҳо барои илова кардани нуклеотидҳо ба самти баръакс истифода мебаранд, фаҳмиданд.

Ин таҳлили сохторӣ раванди думарҳиларо ошкор кард. Аввалан, молекулаҳои энергия таъминкунанда ҷалб карда мешаванд ва дуюм, нуклеотид илова карда мешавад. Ин қадами дуюм низ дар реаксияи пеш (5-39 то 3-39) мушоҳида мешавад. Аммо он чизе, ки ба реаксияи баръакс хос аст, ҷалби энергия дар ибтидо аст. Аз афташ, фермент ба ин энергия ниёз дорад, то самтро аз пеш ба ақиб тағйир диҳад. Ин бар хилофи такрори маъмулӣ аст.

Гарчанде ки асоси реаксия дар ҳарду ҳолат шабеҳ аст, аз нуқтаи назари энергетикӣ, реаксияҳо хеле фарқ мекунанд, энергияи баланди нуклеотиди иловашуда барои пайвастшавии худ бо полимеразаҳои ДНК/РНК истифода мешавад, дар TLPҳо энергияи баланди нуклеотиди воридшаванда барои илова кардани нуклеотидҳои минбаъда истифода мешавад. Ин фарқиятҳо аз фермент Thg талаб мекунанд, ки як раванди мураккаби сохториро истифода барад, ки эҳтимол онро барои такрори ДНК номувофиқ месозад.

"Бо муқоисаи механизмҳои молекулавии реаксияҳои пеш ва баръакс, мо мехоҳем контексти эволютсионии репликатсияи ДНК-ро пурра дарк кунем," хулоса мекунад Яо.


Ҷараёни иттилоот аз ДНК ба сафеда

DNA > RNA > Протеин Догмаи марказии биологияи молекулярии ҳуҷайра Дар зинанизоми иттилооти ҳуҷайравӣ ДНК ба РНК ба сафеда. ДНК ба ДНК бештар такрор мешавад ДНК ба РНК транскрипсия карда мешавад РНК ба сафеда табдил меёбад. Дар шароити муқаррарӣ ин ягона самти ҷараёни иттилоот аст. Равандҳои ҷараёни иттилоот репликатсияи ДНК дар омодагӣ ба тақсимоти ҳуҷайраҳо, транскрипсияи ДНК ба РНК ва тарҷумаи РНК ба сафеда дар ҳуҷайраҳои афзоишёбанда ё фаъол мебошанд. Барои навиштани пайдарпаии нуклеотидҳо конвенсия истифода мешавад. Фосфат ва (дезокси) рибоза барои ҳар як нуклеотид якхелаанд, аз ин рӯ стенография танҳо асосҳоро нишон медиҳад. Молекула аз дасти чап сар карда, нуги озоди 5' дорад. Дар охири дасти рост гурӯҳи ройгони 3'OH дорад. Ин конвенсия ба полимеризатсияи ДНК ё РНК асос ёфтааст. 3' OH-и озод макони илова кардани 5' фосфати нуклеотиди навбатӣ мебошад.

5'A – A – T– C– G– C– G– T 3' репликатсияи ДНК, транскрипсияи РНК ва тарҷумаи сафеда тавассути полимеризатсияи комплексҳои ферментҳо бо истифода аз асос анҷом дода мешаванд. ҷуфт кардани нуклеотидҳо дар як ришта ҳамчун қолаби риштаи нав. Инро бо мисолҳои зерин нишон додан мумкин аст: Якчанд нуктаҳои муҳими дигар дар диаграммаи зер нишон дода шудаанд.

  1. ДНК, ки сафедаро рамзгузорӣ мекунад, тибқи анъана, дар хати болоии пайдарпай ҷойгир карда мешавад ва онро риштаи рамзгузорӣ меноманд. пайдарпаии аз чап ба рост (5′>3') бо ҳамон тартибе, ки худи сафеда синтез карда мешавад, навишта мешавад. Сатри комплементариро бо пайдарпайии хаттӣ додан талаб карда намешавад, зеро он ҳамеша метавонад аз риштаи дигар аз сабаби ҷуфтшавии асос бароварда шавад, аммо бояд эътироф кард, ки ИН ришта барои сохтани нусхаи РНК зарур аст ва ҳамин тавр риштаи шаблон номида мешавад. РНК mRNA номида намешавад, то он даме, ки интронҳо ҷудо карда нашаванд, экзонҳоро тарк кунанд ва нӯги РНК бо илова кардани сарпӯш ва дум ҳифз карда шавад (пайванди полиА - зиёда аз як А дар як саф). mRNA ҳамеша 5'>3' навишта мешавад - паёме, ки фаҳмидан мумкин аст.
  2. Қобилияти рамзгузории ДНК бо 4 асоси он тавассути истифодаи 3 асос барои рамзгузории ҳар як аминокислотаи аминокислота, ки дар сафеда ҷойгир аст, ба даст оварда мешавад. Маҷмӯи асосҳои 4x4x4 64 аст, ки барои 20 аминокислотаҳо, ки дар сафедаҳо мавҷуданд, рамзгузорӣ мекунанд. Ҳамин тариқ, зиёда аз як комбинатсияи як кислотаи аминокислотаҳо, ба монанди кондонҳои TAC ва TAT ҳарду Тир (тирозин) -ро рамзгузорӣ мекунанд. Се 4 пайдарпаии асос пунктуатсияро рамзгузорӣ мекунад: AUG дар mRNA барои аввалин аминокислотаи сафедаи нав ва 3 комбинатсияи дигар сигнали қатъро рамзгузорӣ мекунад. Кислотаҳои аминокислотаҳо баъзан бо рамзҳои як ҳарфи худ нишон дода мешаванд, ки пайдарпаии боло MSPVYYRYVA бошад.

Дар расми боло 64 комбинатсияи mRNA-и кодонҳо тасвир шудааст, ки ба 20 аминокислотаҳо табдил меёбанд. goo Барои маълумоти бештар дар бораи рамзҳои якҳафи кислотаҳои аминокислотаҳо, ба Рамзҳои кислотаи аминокислотаҳо нигаред. Маълумот дар систрон/ген Дар прокариотҳо ва вирусҳо, қисми зиёди маводи генетикӣ сафедаҳоро рамзгузорӣ мекунанд ва ҳатто дар дум ба дум ё минтақаҳои рамзгузории такрорӣ меоянд (рамкаҳои хониши кушода ё ORF). Дар эукариотҳо минтақаҳои бештари ДНК мавҷуданд, ки нисбат ба рамзгузорӣ сафедаҳоро рамзгузорӣ намекунанд. Ин минтақаҳо барои танзими генҳо, бастабандӣ ба хромосомаҳо ва пайвастшавӣ ба матритсаи ядроӣ барои тақсимоти ҳуҷайра ва дастрасии генҳо барои транскрипсия муҳиманд. Дар баъзе замимаҳои клиникӣ ҳадафи дилхоҳ ген аст, дар ҳоле ки дар дигар минтақаҳо интрагенӣ мебошанд. Ба ғайр аз минтақаи рамзгузории сафеда дар ДНК, якчанд пайдарпаии зарурӣ мавҷуданд, ки муҳиманд. Барои репликатсия, пайдарпаии мушаххасе, ки пайдоиши репликатсия (ORI) номида мешавад, дар бактерияҳо ва плазмидҳои онҳо пайдо мешаванд. ДНК-и бактериявӣ як ҳалқаи пӯшида аст, аз ин рӯ репликатсия аз ORI оғоз мешавад ва дар атрофи он тарафи дигар давом мекунад. Дар эукариотҳо, ДНК дар хромосома хаттӣ аст ва репликатсия дар якчанд ҷойҳо оғоз мешавад ва то вохӯрии пораҳо дар ҳарду самт идома меёбад. Барои транскрипсияи ген, пайдарпаии боло (5' бештар аз AUG, ки барои сафеда рамзгузорӣ мешавад) вуҷуд доранд, ки транскрипсияро оғоз мекунанд. Транскрипсияи генҳо бо пайвастани сафедаҳои омили транскриптӣ ба пайдарпаӣ бо номи минтақаҳои промоторӣ танзим карда мешавад. Протеинҳои омили транскрипсия (txn) қодиранд, ки дар посух ба ягон сигнал ё гормон аз ситоплазма ба ядро ​​гузаранд ва сипас махсусан ба промотор(ҳо)-и худ пайваст шаванд. Полимеразаи РНК ДНК ва омили txn-ро мепайвандад ва РНК аз макони оғозёбӣ дар поёноби промоутер сохта мешавад. Транскрипсия пас аз кодони қатъии ген бо сабаби пайвастшавии сафедаҳои махсуси хотимавӣ ё сохтори дуюмдараҷаи худи РНК қатъ мегардад. Транскрипти ибтидоии РНК маълумотро барои ҷудо кардани интронҳо аз экзонҳо ва илова кардани думи полиА, ки мРНК-и баркамолро ташкил медиҳад, рамзгузорӣ мекунад.

Барои тарҷумаи mRNA, дар болооби кодони ибтидоии AUG як макони ҳатмии рибосомӣ мавҷуд аст ва тарҷума аз сабаби кодони қатъ дар пайдарпай қатъ карда мешавад. rRNA-и рибосомӣ мРНК-ро ҳангоми омодагӣ ба тарҷума мепайвандад. Се асоси mRNA-ро 3 асоси комплементарӣ дар tRNA эътироф мекунанд ва рибосома иловаи аминокислотаи аминокислотаи tRNA-ро ба асосие, ки аз он пештар ҷойгир аст, катализ мекунад.

Маълумоти зерин дорои якчанд қисмҳои ниҳоӣ мебошад, ки дар бораи маълумоти пайдарпай дар бораи сатҳи сафеда зикр карда мешаванд. Транскрипти протеин пас аз тарҷума шуданаш мумкин нест. Дар N-терминус пайдарпайҳо мавҷуданд, ки ҳамчун пайдарпаии сигнал ё пептидҳои сигнал маълуманд. Инҳо аксар вақт гидрофобӣ мебошанд (ба об ҷалб карда намешаванд) ва худро ба мембранаи ретикулуми эндоплазма (ER) дохил мекунанд. Ҳамин тариқ, сафедаҳое, ки барои берун аз ҳуҷайра ҷудо карда мешаванд ё бо мембрана мемонанд, аз сафедаҳои ситозолӣ муайян карда мешаванд (сафедаҳое, ки дар ситозол боқӣ мемонанд) ва аз ситозол ба люмени ER мегузаранд. Пептиди сигнал аз сафедаи баркамол пас аз он ки дар ER ҷойгир аст, ҷудо карда мешавад. Пас аз он протеин ба мембранаи берунӣ ҳаракат мекунад ва гурӯҳҳои карбогидратҳоро ба даст меорад, агар он сафедаи гликозилшуда бошад, SS пайвандҳо, агар пулҳои дисульфидӣ дошта бошад ва ғайра. Маслиҳате, ки дар боло дар бораи догмаи марказӣ дода шудааст, аз он шаҳодат медиҳад, ки ҳолатҳое ҳастанд, ки дар онҳо догмаи марказӣ риоя карда намешавад. . Масалан: 1) Вирусҳои РНК РНК-и худро тавассути нусхабардории геноми РНК-и худ такрор мекунанд. 2) ретровирусҳо РНК-и худро ба ДНК нусхабардорӣ мекунанд ва сипас тавассути нусхабардории ДНК такрор мешаванд (транскрипсияи баръакс). 3) Прионҳо сафедаҳои худпешбаранда мебошанд. Прионҳо сафедаҳои бештари прионҳоро рамзгузорӣ намекунанд, аммо қодиранд шакли сафедаи муқаррариро ба шакли прион табдил диҳанд. Тарҷумаи баръакс ҳамчун абзори лабораторӣ барои баъзе замимаҳои тарроҳии зонд боқӣ мемонад, аммо аз сабаби зиёдатӣ дар коди генетикӣ, барои тарҳрезии зондҳо барои ошкор кардани ДНК ё РНК дақиқтарин нест. Барои маълумоти бештар дар бораи Dogma Central, Access Excellence нигаред. Рамзҳои кислотаи аминокислотаҳо. Як конвенсияи дигар, дар адабиёт маъмул аст, ки номи ген бо рамзи 3 ё 4 ҳарф бо истифода аз курсив навишта шавад ва пас аз он рақам ё ҳарф, ки тартиби онро дар оилаи генҳо ё тавассути кашф нишон медиҳад. Генҳои доминантӣ калонҳаҷм шудаанд ва генҳои рецессивӣ не. Ҳамин тариқ, гени гемоглобин А HbbA мебошад. Сафеда hbbA (рецессивӣ) ё HbbA (доминантӣ) бидуни курсив навишта шудааст.

Маркази таълимии биотехнологияи Донишгоҳи Калгари

Интихоб аз Шӯрои Коллеҷ Дастурамали Лабораторияи Ҷойгиркунии Биология барои донишҷӯён (2001)

"Эндонуклеазаҳои маҳдудкунанда ё "ферментҳо" асбобҳои муҳим дар технологияи рекомбинатии ДНК мебошанд. Эндонуклеазаҳои маҳдудкунанда ё "ферментҳо" бори аввал дар солҳои 1960-ум аз ҷониби муҳаққиқон, ки бактерияҳоро меомӯзанд, кашф карда шуданд. Ферментҳои маҳдудкунанда табиатан дар ҳуҷайраҳои бактериявӣ мавҷуданд ва дар ҳифзи ҳуҷайраи бактериявӣ аз ДНК-и бегонаи организмҳои дигар, ба монанди дигар намудҳои бактерияҳо ё фагҳо (вирусҳое, ки ҳуҷайраҳои бактерияро сироят мекунанд) фаъолият мекунанд. Ферментҳои маҳдудкунанда ҳуҷайраҳои бактерияро тавассути буридани ДНК-и хориҷӣ ва эҳтимолан зараровар муҳофизат мекунанд. Садҳо ферментҳои гуногуни маҳдудкунанда мавҷуданд, ки муайян ва ҷудо карда шудаанд ва дар қобилиятҳои худ барои буридани молекулаҳои ДНК дар шумораи маҳдуди маконҳои мушаххас беназир мебошанд, ки моликияти арзишманд, ки имкон дод, клонкунии генҳо ва муҳандисии генетикӣ имконпазир гардад. Барои номгузории ферментҳои маҳдудкунанда як номенклатураи мушаххасе мавҷуд аст, ки дар он ҳарфҳо ба организмҳое ишора мекунанд, ки фермент аз онҳо ҷудо карда шудааст. Ҳарфи аввали ин ном номи ҷинси организмҳоро ифода мекунад. Ду ҳарфи навбатӣ калимаи дуюм ё номи намудро ифода мекунанд. Ҳарфи чорум (агар вуҷуд дошта бошад) шиддати организмро ифода мекунад. Рақамҳои румӣ нишон медиҳанд, ки оё ферменти мушаххас аввалин ҷудошуда буд, дуюм ва ғайра». (Дастур оид ба лабораторияи биологияи Коллеҷи Шӯрои AP (2001) Лабораторияи 6 Биологияи молекулавӣ саҳ.68-69)

Интихоб аз Кэмпбелл ва Рис, AP Biology, Нашри ҳафтум "Садҳо ферментҳои гуногуни маҳдудкунанда муайян ва ҷудо карда шудаанд. Ҳар як ферментҳои маҳдудкунанда хеле мушаххас аст, ки як пайдарпаии мушаххаси кӯтоҳи ДНК ё макони маҳдудкуниро эътироф мекунад ва ҳарду риштаи ДНК-ро дар нуқтаҳои мушаххаси дохили ин макони маҳдудкунанда буридааст. ДНК-и ҳуҷайраи бактериявӣ аз ферментҳои маҳдудкунандаи ҳуҷайра тавассути илова кардани гурӯҳҳои метил (-CH3) ба аденинҳо ё ситозинҳо дар пайдарпаии аз ҷониби ферментҳо эътирофшуда муҳофизат карда мешавад. Аксарияти ферментҳои маҳдудкунанда пайдарпаии дорои чор то ҳашт нуклеотидро эътироф мекунанд. Азбаски ҳама гуна пайдарпаии ин кӯтоҳ одатан (тасодуфан) дар як молекулаи дарози ДНК борҳо рух медиҳад, ферментҳои маҳдудкунанда дар молекулаи ДНК буришҳои зиёдеро ба вуҷуд меоранд ва маҷмӯи порчаҳои маҳдудкунандаро ба вуҷуд меоранд. Ҳама нусхаҳои як молекулаи муайяни ДНК ҳангоми дучор шудан ба як ферментҳои маҳдудкунанда ҳамеша як маҷмӯи порчаҳои маҳдудкунандаро медиҳанд. Аз ҳама муфидтарин ферментҳои маҳдудкунанда сутунмӯҳраҳои қанд-фосфатро дар ҳарду риштаи ДНК ба таври беғаразона ҷудо мекунанд. Дар натиҷа порчаҳои маҳдудкунандаи дуқабата ҳадди аққал як нӯги якқатор доранд, ки онро нуги часпак меноманд. Ин васеъкуниҳои кӯтоҳ метавонанд ҷуфтҳои асоси бо гидроген пайвастшударо бо нӯгҳои часпанда дар ҳама гуна молекулаҳои дигари ДНК, ки бо ҳамон фермент бурида шудаанд, ташкил кунанд. Ассотсиатсияҳое, ки бо ин роҳ ба вуҷуд меоянд, танҳо муваққатӣ мебошанд, аммо ассотсиатсияҳои байни порчаҳо тавассути ферментҳои ДНК лигаза метавонанд доимӣ шаванд. Ин фермент ташаккули пайвандҳои ковалентиро катализ мекунад, ки сутунмӯҳраҳои шакар-фосфатро мебанданд. Пайвастшавии бо катализшудаи ДНК аз ду манбаи гуногун молекулаи устувори рекомбинатии ДНК-ро ба вуҷуд меорад." (Кэмпбелл ва Рис, AP Edition Biology Нашри ҳафтум, саҳ.386)


mRNA ҳангоми транскрипсия тавлид мешавад. Дар прокариотҳо полимеразаи РНК пайдарпайии мушаххаси ДНК-ро эътироф мекунад, ки промоутер номида мешавад. Промоутер асосан ба полимеразаи РНК "мегӯяд" дар куҷо раванди транскрипсияро оғоз кунад. Транскрипсия бо пайвастшавии полимеразаи РНК ба макони промотор оғоз мешавад. Сипас полимеразаи РНК ДНК-ро ҷудо мекунад ва ду риштаро ҷудо мекунад. Яке аз риштаҳо ҳамчун риштаи шаблон барои транскрипсия истифода мешавад. Полимеразаи РНК баъдан трифосфатҳои нуклеозидҳои озодро барои сохтани mRNA дар самти 5'&rarr3' истифода мебарад. Ин трифосфатҳои нуклеозидӣ ба ҷуфтҳои асосии иловагии онҳо дар риштаи шаблон пайваст мешаванд. Ҳангоми пайваст шудан онҳо ду гурӯҳи фосфатҳоро аз даст дода, энергияро озод карда, нуклеотидҳо мешаванд. Азбаски РНК тимин надорад, урацил ба ҷои аденин ҷуфт мешавад. РНК полимераз байни ин нуклеотидҳо пайвандҳои ковалентиро ташкил медиҳанд. Он дар баробари ДНК ҳаракат мекунад, то пайдарпаии mRNA-ро дароз кунад, то он даме ки он ба пайдарпаии ДНК бо номи терминатор мерасад. Ин пайдарпаии ДНК ба полимеразаи РНК барои боздоштани транскрипсия "мегӯяд". Сипас полимеразаи РНК аз ДНК озод карда мешавад ва mRNA-и навтаъсис аз риштаи ДНК-и қолабӣ ҷудо мешавад. Дар ниҳоят, ДНК ба сохтори аслии дугонаи чархзании худ бармегардад.

РНК полимераза ба минтақаи промоутер пайваст мешавад

Ин транскрипсияро оғоз мекунад

РНК полимераза ДНК-ро мекушояд

Танҳо як ришта истифода мешавад, риштаи шаблон

Трифосфатҳои озоди нуклеозидҳо бо асосҳои иловагии онҳо дар риштаи шаблон пайваст мешаванд

Аденин ба ҷои тимин ба урацил пайваст мешавад

Вақте ки трифосфатҳои нуклеозид пайваст мешаванд, онҳо ба нуклеотидҳо мубаддал мешаванд ва бо гум кардани ду гурӯҳи фосфатҳо энергия ҷудо мекунанд.

mRNA дар самти 5'&rarr3' сохта шудааст

РНК полимераз байни нуклеотидҳо пайвандҳои ковалентӣ ташкил мекунад ва дар тӯли ДНК ҳаракат мекунад, то он даме ки он ба терминатор мерасад


Чаро генҳо тақсим мешаванд?

Шояд дар давоми эволютсия генҳои эукариотӣ аз генҳои хурдтар ва ибтидоӣ ва экзонҳои имрӯза ҷамъ оварда шудаанд. Баъзе сафедаҳо, ба монанди антитело ки дар боби гузашта зикр шудаанд, дар мачмуи фаслхои алохида ташкил карда шудаанд ё доменҳо ҳар яки онҳо дорои вазифаи махсус барои иҷрои молекулаи пурра. Ҳар як домен бо экзони алоҳида рамзгузорӣ шудааст. Доштани қисмҳои гуногуни функсионалии молекулаи антитело, ки бо экзонҳои алоҳида рамзгузорӣ шудаанд, имкон медиҳад, ки ин воҳидҳо дар комбинатсияи гуногун истифода шаванд. Ҳамин тариқ, маҷмӯи экзонҳо дар геном метавонад муодили генетикии қисмҳои гуногуни модулӣ дар қуттии Lego® бошад, то кӯдакон дар ҳар шакле, ки мехоҳанд ҷамъ шаванд.

Аммо сарҳади экзонҳои дигар ба сарҳадҳои домени сафеда мувофиқат намекунанд. Пас, шояд бартарии асосии генҳои тақсимшуда танҳо он аст, ки онҳо барои тавлиди сафедаҳои гуногун аз як ген тавассути пайвасти алтернативӣ таъмин мекунанд.


Транскрипсия дар ҳуҷайраҳои прокариотӣ ва эукариотӣ

Доктор Елена Киселева / КИТОБХОНАИ АКСҲОИ ИЛМ / Getty Images

Гарчанде ки транскрипсия ҳам дар ҳуҷайраҳои прокариотӣ ва ҳам эукариотӣ рух медиҳад, раванд дар эукариотҳо мураккабтар аст. Дар прокариотҳо, ба монанди бактерияҳо, ДНК тавассути як молекулаи РНК полимераза бидуни кӯмаки омилҳои транскрипсия транскрипт карда мешавад. Дар ҳуҷайраҳои эукариотӣ, омилҳои транскрипсия барои ба амал омадани транскрипсия лозиманд ва намудҳои гуногуни молекулаҳои РНК полимераза мавҷуданд, ки вобаста ба намуди генҳо ДНК-ро транскрипт мекунанд. Генҳое, ки сафедаҳоро рамз мекунанд, тавассути РНК полимераза II, генҳое, ки барои РНК-ҳои рибосомӣ рамзгузорӣ мекунанд, тавассути РНК полимераза I ва генҳое, ки РНК-ҳои интиқолиро рамз мекунанд, тавассути РНК полимераза III транскрипт карда мешаванд. Илова бар ин, органеллҳо ба монанди митохондрия ва хлоропластҳо полимеразҳои РНК-и худро доранд, ки ДНК-ро дар дохили ин сохторҳои ҳуҷайра транскрипт мекунанд.


Лексияи 8: Транскрипсия

Пас аз фаро гирифтани механизмҳои дақиқ, суръат ва таъмир дар репликатсияи ДНК, профессор Империали ба раванди транскрипсия ва тавлиди mRNA баркамол мегузарад.

Инструктор: Барбара Империали

Лексияи 1: Хуш омадед Муқаддима.

Лексияи 2: Пайванди химиявӣ.

Лексияи 3: Сохторҳои Ам.

Лексияи 4: Ферментҳо ва мета.

Лексияи 5: Карбогидратҳо ва.

Лексияи 9: Ремоди хроматин.

Лексияи 11: Ҳуҷайраҳо, Содда.

Лексияи 16: ДНК-и рекомбинантӣ.

Лексияи 17: Геномҳо ва ДНК.

Лексияи 18: SNPs ва инсон.

Лексияи 19: Қочоқи ҳуҷайра.

Лексияи 20: Сигнализатсияи ҳуҷайра.

Лексияи 21: Сигнализатсияи ҳуҷайра.

Лексияи 22: Нейронҳо, амал.

Лексияи 23: Сикли ҳуҷайра ва .

Лексияи 24: Ҳуҷайраҳои бунёдӣ, Апо.

Лексияи 27: Тасвири лиф.

Лексияи 28: визуалии лиф.

Лексияи 29: Тасвири ҳуҷайра Те.

Лексияи 32: Бемории сироятӣ.

Лексияи 33: Бактерияҳо ва Ан.

Лексияи 34: Вирусҳо ва мӯрчаҳо.

Лексияи 35: Репродуктивии Cl.

БАРБАРА ИМПЕРИАЛИ: Хуб, мо оғоз мекунем. Ман ҳама чизро дар ин ҷо фаъол кардам. Пас, якчанд чиз. Ман зикр кардам, ки ин воқеан як навъ аҷиб аст, ман фикр мекунам, ки дар ин марҳила, ки шумо дар баъзе мавзӯъҳо буғи кофӣ ҷамъ кардаед, ки чизҳои зиёде, ки дар хабарҳо пайдо мешаванд, метавонанд ба шумо таваҷҷӯҳ кунанд ё ба шумо мувофиқат кунанд. Ва ман инро ёфтам.

Дар он мухтасари ахбор буд Дар Олим, ва он гоҳ ман ба коғази аслӣ, ки дар Табиат Биотехнология. Ва агар шумо ба ёд оред, дар охири кор оид ба сафедаҳо, мо дар бораи фенилкетонурия, ки як бемории ирсӣ алоқаманд аст, сухан ронда будем, ки дар он одамон фенилаланинро метаболизм карда наметавонанд, то сатҳи фенилаланини пастшударо дар назорат нигоҳ доранд. Ҳамин тавр, чӣ рӯй медиҳад, ки фенилаланин ба маводи заҳролуд табдил меёбад ва он боиси бисёр ихтилоли физиологии бунёдӣ мегардад, ки бисёр ихтилоли асаб мебошанд.

Пас, як ширкати хурд дар ин минтақа чӣ ном дорад-- ин ширкат чӣ гуна аст? Ман инро дар ин ҷо дида метавонам. Ба ҳар ҳол. Synlogic як ширкати биологияи синтетикӣ мебошад, ки асосан штаммҳои бактерияҳоро ҳамчун пробиотикҳо таҳия мекунад, ки метавонанд барои сабук кардани баъзе ихтилоли генетикӣ истифода шаванд. Ва аз ин рӯ, онҳо як штамми бактериявиеро офаридаанд, ки метавонад фенилаланинро метаболизм кунад, аз ин рӯ кори хубе кард, то нагузорад, ки сатҳи фенилаланин аз ҳад зиёд баланд шавад. Ҳамин тавр, дар системаи GI, ин бактерия асосан дар фенилаланин кор мекунад, то онро метаболизатсия кунад, то одамон набояд чунин режими қатъии ғизоро роҳбарӣ кунанд ва хатари камтар дошта бошанд.

Аз ин рӯ, ман фикр мекунам, ки ин як чизи хеле аҷиб аст. Ин пробиотик дар як ва ду озмоиши клиникӣ аст. Он зуд пайгирӣ карда мешавад. Ва дар маҷмӯъ, ин ширкат як ширкати биологияи синтетикӣ мебошад, ки дар ҳалли намудҳои муайяни бемориҳо кор мекунад, ки метавонад шуморо аз маҳдудиятҳои зиёд дар тарзи ҳаёти шумо наҷот диҳад ё ба ҷои дигар, шуморо аз истеъмоли доруҳо ва ашёҳо наҷот диҳад. Ҳамин тавр, ин чизест, ки чашми маро ҷалб кард.

Ман мехоҳам ба шумо хотиррасон кунам, ки ман ҳоло истинодро ба он гузоштам Дар Олим дар лавҳаи паҳлӯии вебсайт ба шумо осонтар аст, ки онро гиред ва ба он чизе ки дар хабарҳо мавҷуд аст, назар кунед. Ҳар ду-се рӯз дар хабарҳо чизҳое ҳастанд. Ва чизҳое ҳастанд, ки ман фикр мекунам, ки шумо шавқовар хоҳед ёфт, ки воқеан ба технология, муҳандисӣ ва илми фундаменталие, ки ба биология алоқаманданд, алоқаманданд.

Чизи дигаре, ки ман мехоҳам анҷом диҳам, ба шумо хотиррасон кардан аст, ки дар охири синф -- аммо ҳеҷ гоҳ ба мисли ҳозира, зеро он як навъ муодили яке аз маҷмӯи мушкилот аст, аммо дар асл, каме бештар аз масъала гузошта шудааст. Ман мехоҳам, ки шуморо ташвиқ кунам, ки бодиққат бошед Дар Олим истинод кунед ва шояд мавзӯъеро интихоб кунед, ки ду ё се нафари шумо мехоҳед дар бораи мухтасари ахбор бо банди навиштан дар бораи муқаддима ва технология чист, чӣ гуна технология як мушкили мушаххаси илмӣ ё биологиро ҳал кардааст. Ва он гоҳ инчунин бояд графикае бошад, ки онро тавсиф мекунад.

На чизҳое, ки аз ҳар чизе ки шумо мехонед, ҷудо карда шудаанд. Чизе, ки шумо ҳамчун як гурӯҳ эҷод мекунед, то як консепсияро ба одамон тавсиф кунед. Бо ин супориш алтернативаҳо мавҷуданд. Шумо инчунин метавонед аз PDB сафедаи ҷолиберо интихоб кунед, чопи 3D-и онро созед, тарзи чопи онро омӯзед ва ба принтерҳои 3D дар лабораторияҳои истеҳсолкунанда равед ва протеинро чоп кунед ва сипас мухтасари мухтасари он чист, нависед . Ва як идеяи дигаре, ки ман ба назари муҳандисон доштам, ин аст, ки ман як намоиши беҳтар ва камтари топоизомеразаро дӯст медорам.

Аз ҷумла, ман хеле мехоҳам, ки дар он шумо метавонед пораҳоро аз ҳам ҷудо кунед, бигзоред, ки кандашавӣ рух диҳад ва онҳоро дубора якҷоя кунед. Ҳамин тавр, баъзеи шумо метавонистанд бо якчанд ҳамкасбон кор кунанд ва чизе созанд, ки ман медонам, ки бисёре аз шумо ба он ҳавас доред, аз ин рӯ шумо муҳандис ҳастед.

Хуб, ягон савол дар бораи яке аз инҳо? Ман кӯшиш мекунам боварӣ ҳосил кунам, ки ин ба шумо халал нарасонад. Ин танҳо чизест, ки шумо мекунед. Огоҳӣ аз технология дар илмҳои ҳаёт хеле хуб аст, зеро он чӣ қадар саҳм мегузорад. Пас, агар шумо ба чизҳо диққат диҳед, шумо маҷбур намешавед, ки дар дақиқаи охирин ногаҳон чизи хубе пайдо кунед. Шумо танҳо чизе ёфтаед ва меравед, ин чизи беҳтаринест барои тавсиф. Ҳамааш нағз? Саволҳо?

Ва чизи дигар ин аст, ки агар шумо боварӣ надошта бошед, шумо ҳамеша метавонед ба мо хабар диҳед, ки чӣ интихоб кардаед ё он чизеро, ки шумо фикр мекунед, дар сӯҳбат бо мо интихоб мекунед ва мо мегӯем, бале, фикри хуб аст. . Хуб, биёед ҳоло ба пеш ҳаракат кунем. Хуб, пас он чизе, ки ман мехоҳам иҷро кунам, пеш аз ҳама, танҳо ба шумо хотиррасон кардан аст, ки он каме парвоз кард - такрори ДНК дуҷониба аст.

Ҳамин тавр, ин маънои онро дорад, ки дар ҳар ҷое, ки шумо пайдоиши такрорӣ доред, шумо метавонед дар ду самт такрор кунед. Ва ман дар бораи ин фикр хоб рафтам. Ман бешубҳа ҳайронам, ки дар тарафи дигари плазмидаи даврашакл чӣ мешавад, вақте ки мошинҳо як навъ бархӯрд мекунанд ва шумо як нусхаи нави як порчаи даврии ДНК-ро туф мекунед. Аммо дар ин бора аз ҳад зиёд фикр накунед. Эҳтимол он шуморо аз ҳад зиёд бедор нигоҳ медорад.

Ҳамин тавр, ин ДНК-и даврашакл аст. Пас, кадом организмҳо ДНК-и даврашакл доранд?

БАРБАРА ИМПЕРИАЛИ: Прокариотхо. Дар хотир доред, ки ДНК эукариотӣ хаттӣ аст. Ва воқеан, вақте ки мо дар бораи теломераза гап мезанем, мо дар бораи муаммои ДНК эукариотӣ аз сабаби ақсои ДНК, ақсои хромосомаҳо ва нусхабардории онҳо сӯҳбат хоҳем кард. Аммо ин хоси ДНК-и даврии бактериявӣ аст. Он одатан хеле печида аст ва барои такрор шуданаш кушода мешавад.

Ҳамин тавр, баръало, рафтан ба ду самт ба шумо ду маротиба суръат медиҳад, зеро гурриши шумо дар як вақт. Геликаз ДНК-ро мекушояд. ДНК полимераза вазифаи худро иҷро мекунад. Дар ин ҷо риштаи гулобӣ риштаи пешбар хоҳад буд. Ва бешубҳа дар ҳарду риштаи ДНК якто хоҳад буд, ки хеле хуб такрор мешавад. Аммо фаромӯш накунед, ки шумо бояд дар ҳарду ҳолат бо риштаҳои ақибмонда мубориза баред.

Ҳамин тавр, дар ҳарду ҳолат, коре, ки шумо мекунед, ин аст, ки як праймерро часпонед, то он риштаҳои ақибмондаро бунёд кунед. Дар акси ҳол, ДНК полимераза наметавонад ДНК-и дуқабатаро ба даст орад, то синтезро иҷро кунад. Ҳамин тавр, дар ин ҳолатҳо, як праймер барои насб кардани риштаи ақибмонда вуҷуд хоҳад дошт ва он гоҳ синтези ДНК метавонад ба амал ояд. Пас биёед онро ба он гузорем.

Вақте ки дар ин ҷо як праймер мавҷуд аст, синтези ДНК метавонад ба амал ояд. Ва он гоҳ бо пораҳое, ки мо бо онҳо сарукор дорем, чӣ мешавад? Бо праймер чӣ мешавад? Мо бояд чӣ кор кунем, то ба риштаи хуби комил ва солимии ДНК бирасем? Кадом ферментҳо иштирок мекунанд? Бале?

БАРБАРА ИМПЕРИАЛИ: Дар ин ҷо фаъолияти лигаза вуҷуд хоҳад дошт. Ба мо ин лозим аст. Дар охири дигар чӣ гуфтан мумкин аст? Мо бо праймер чӣ кор мекунем ва пас чӣ гуна метавонем пеш равем? Дигар кас? Бо праймер чӣ мешавад? Ин аксар вақт як праймери РНК мебошад. Шумо дар як лаҳза хоҳед дид, ки РНК ба примаза ниёз надорад, аз ин рӯ дӯхтани полимеразаи РНК ба қисмҳои хурд хеле осон аст. Аммо барои ба даст овардани риштаи ДНК чӣ кор кардан лозим аст? ХУБ.

ТАМОШОБИНОН: Бояд [? РНК. ?]

БАРБАРА ИМПЕРИАЛИ: Бале. Ҳамин тавр, шумо RNA-ро хориҷ мекунед. Пас полимераз, баъдтар, вақте ки мо идома медиҳем, метавонад ин порчаро созад. Ва он гоҳ мо бояд онро низ пайваст кунем. Ҳамин тавр, шумо мехоҳед ҳамаи функсияҳои он ферментҳоро, ки дар репликатсия иштирок мекунанд, дар хотир доред. Ин каме ташвишовар аст, ки одамон-- Ман медонам, ки шумо сӯҳбат кардан намехоҳед ё шумо фикр мекунед, ки ин ҷавоби равшан аст, аммо воқеан муҳим аст, ки шумо онҳоро дар сарангушти худ дошта бошед, баъзе аз ин ферментҳо, ки дар ин раванд иштирок мекунанд. Зеро онҳо бояд табиати дуюмро оғоз кунанд.

Вақте ки шумо бояд нусхаи пурраи ДНК-и тамоми геномро созед, қисмҳои зиёди ҳаракаткунанда мавҷуданд. Аммо агар шумо аз рӯи мантиқи онҳо рафтор кунед, онҳо маъно доранд. Агар ман ДНК-ро тоза карданӣ бошам, ба ман геликаз лозим аст. Агар ман онро як қатор нигоҳ дошта бошам, ба ман протеинҳои ягонаи пайвасткунанда лозиманд. Агар ман ба пеш ҳаракат карданӣ бошам, албатта, ба ман полимераз лозим аст, аммо ба полимераз чӣ лозим аст? Барои он ки риштаи дукарата дошта бошад, ба он праймер лозим аст, зеро полимеразаи ДНК танҳо мехоҳад, ки ба риштаи дукарата баста шавад, то кори худро оғоз кунад.

Ин мушкилиҳо бо риштаҳои ақибмонда, ки воқеан асабонӣ мекунанд, аммо табиати хеле аҷиб ин масъаларо ҳал кардааст ва қодир аст, ки ДНК ва бактерияҳоро бо суръати 100 ҷуфти асосӣ дар як сония такрор кунад. Ҳамин тавр, тамоми ин раванд идома дорад. Бубахшед. 1000 ҷуфти асосӣ дар як сония. Ман танҳо мехоҳам, ки шумо дар хотир доред, ки ин раванд дар эукариотҳо сусттар аст. Ин тақрибан аз 30 то 50 ҷуфти асосӣ дар як сония аст. Аён аст, вақте ки шумо суръат мебахшед, шумо хатогиҳои бештар мекунед, аз ин рӯ дар такрори геноми бактерияҳо хатогиҳои бештар вуҷуд доранд.

Чаро ин қадар муҳим нест, агар хато дар геноми бактерия вуҷуд дошта бошад? Шумо дар бораи бактерияҳо ва тарзи ҳаёти онҳо чӣ медонед? Оё онҳо муддати тӯлонӣ мемонанд? Не. Ҳамин тавр, онҳо зуд тақсим мешаванд. Онҳо зуд зиндагӣ мекунанд ва мемиранд. Ҳамин тавр, ба шумо лозим нест, ки геноми солимро дар муддати тӯлонӣ бидуни хатогӣ нигоҳ доред, зеро шумо танҳо бактерияҳоро табдил медиҳед. Агар хато бошад, он эҳтимол аз байн меравад. Ё осмон манъ мекунад, муқовимат ба маводи мухаддир таҳия шудааст.

Ва мо дар бораи онҳо баъдтар сӯҳбат хоҳем кард, зеро онҳо дар натиҷаи хатогиҳо ва дар такрори бактериявӣ ба амал меоянд. Аммо дар геноми эукариотӣ, мо бояд тамомияти геномро нигоҳ дорем. Ҳамин тавр, ман ҳоло дар бораи ду чиз сӯҳбат мекунам, ки ба дақиқии такрорӣ алоқаманданд, зеро ин ҷузъи воқеан муҳим аст.

Хуб, пас аввал ин аст, ки дар бораи он фикр кунед, ки суръати базавии хатогиҳои полимеразаи ДНК чӣ гуна аст? Ҳамин тавр, бо ин мақсад, ман танҳо як пораи ДНК-ро бо шарики он, ки синтез карда мешавад, мегузорам, аз панҷ аз се ибтидоӣ. Ва ман дар баъзе пойгоҳҳо гузошта, то A. Пас, ки мебуд, як T дар муқобил гузошта. G, ки он дорои C мебуд.

Ҳамин тавр, онҳо ду пайванди гидроген доранд. Инҳо се пайванди гидроген доранд. Ва биёед бигӯем, ки мо ҳоло дар ин ҷо як C дорем. Ҳамин тавр, мо мехоҳем G дар ҷои муқобил гузорем. ДНК полимераз мехоҳад ҷуфти навбатии асосиро илова кунад. Он бояд G бошад, зеро он дар муқобили як C меравад. Он дар самти дуруст парвариш карда мешавад, аз панҷ то се сарвазир. Ҳамин тавр, сатҳи хатогии базавӣ тақрибан аз 1000 то 1 аст. Ҳамин тавр, 999 маротиба аз 1000, пойгоҳи дуруст гузошта мешавад. 1 маротиба аз 1000, шумо метавонед меъёри нодурустро гузоред.

Ҳамин тавр, сатҳи хатогӣ тақрибан аз 1 дар 10 то 3 аст. Ин дар ҳақиқат ҳама чиз аст-- ҳама чизе, ки дар ин ҷо бозӣ мекунад, энергетикӣ аст, маҳз гузоштани пойгоҳи дуруст то чӣ андоза мусоид аст. Аммо эҳтимоли андаке вуҷуд дорад, ки пойгоҳи нодуруст танҳо ворид шавад. Азбаски энергияҳо ба таври кофӣ гуногунанд, аммо шумо танҳо аз сабаби тавозуни термодинамикӣ хато мекунед. Агар шумо 999-ро гузошта бошед, шумо баъзан онро хато мекунед, танҳо аз рӯи омор, зеро фарқияти энергия байни гузоштани пойгоҳи дуруст ё гузоштани пойгоҳи нодуруст.

Ҳамин тавр, сатҳи хатогиҳо хеле баланд аст. Агар мо геноми худро, 32 миллиард ҷуфти асосиро такрор кунем ва мо сатҳи хатогиро аз 10 то 3 медоштем, мо дар геном хатогиҳои зиёде хоҳем дошт, дуруст? Ва мо наметавонем ба ин таҳаммул кунем, зеро ҳамаи он хатогиҳо дар геноми мо пас аз он ба хатогиҳо дар протеоми мо паҳн мешаванд, агар мо дар сегментҳои дурусти геном бошем. Ҳамин тавр, ин нисбат ба сатҳи хатогӣ қобили қабул нест.

Ҳамин тавр, як роҳе, ки табиат бо ин кор мекунад, ин аст, ки полимеразаи ДНК воқеан каме таҳрир мекунад, дуруст? Ҳамин тавр, он дорои функсияи таҳриркунӣ мебошад. Пас шумо чӣ кор мекунед? Вақте ки шумо таҳрир мекунед, шумо зуд ба он чизе, ки навиштед, назар карда, мегӯед, оҳ, ҳа, ин хуб аст. Ин хуб ба назар мерасад. So what DNA polymerase is-- it more or less reaches back to the base it puts in and checks that it's OK.

It can only proofread one base back. It can't proofread from work that's been done a long time ago. It can just proofread very recent work. And if it looks like it's the wrong base, DNA polymerase has an opposite function. It has what's known as a three prime exonuclease activity. So I'll write that down, and then we'll talk about what that means. Three prime exonuclease.

So let's say we put in, instead of G, we put in a T. That's bad news. So what it can do is it can reach back and cut off, from the three prime end, a single nucleotide, the one that just got put in, all right? And then allow the process to reoccur to get the right base pair in.

So a lot of enzymes will catalyze both forwards and backwards reactions. DNA polymerase, the energetics of such are that it is able to catalyze both the addition of a nucleotide and the removal of a single nucleotide, only if it's at the three prime end. Only if it's at an open end, where it's just been put in. So, remember, the DNA polymerase is still here, because its plan is to move forward and keep on putting in nucleotides. But it actually checks back.

You could picture DNA pol just sort of quickly looking over its shoulder at the work it's just done and realizing that's the wrong one. So what this does is brings the error rates down considerably. Goes in 1 in 10 to the 5. So that's way better. 1 in 100,000 is much better, and that's pretty acceptable. So it means you're really making very minimal mistakes in the replication.

So this part, the proofreading, brings the error rate from 1 in 10 to the 3 to 1 in 10 to the 5. But it can only work during DNA polymerase activity, and it can only work on the most recent nucleotide that has been put in. So this is basically a summary of-- yes, question?

AUDIENCE: So are [INAUDIBLE] in prokaryotes and eukaryotes?

BARBARA IMPERIALI: They are, and they are similar-- actually, there's slightly less error rates in eukaryotes, because the speed is slower. So the opportunity to fix things is going to be a little bit better. So, in the end, your goal, really, is to bring your error rate between 10 to the 5 and 10 to the 6. But for bacteria, because the speed is so much larger, this is sort of the limit of it. But in eukaryote, it can be a little bit better, because the speed is slower.

So you could imagine, if you're quickly proofreading, you're doing a less good job than if you're slowly proofreading. But the enzymes that I'll talk to you about in a second in eukarya are to fix entire work that's already been done. We'll see that in a moment. And that's what really cleans up. These enzymes are called the guardians of the genome, and they are much more sophisticated in eukarya. Пас, ин як нуқтаи хеле хуб аст.

All right, so here's the general scheme. There is an extension. There's a mistake. So there's proofreading. The mistake gets taken out. And then you keep on extending again, all right? So this now becomes pretty good. But what we need to talk about now is, what are the enzymes that go to work-- and I'm leaving what's on that board there, because I'm going to come back to it-- to actually correct mistakes in DNA.

So let's talk about the guardians of the genome. Because remember that your DNA is your permanent record of what needs to be made. All right, so the types of mistakes that can be fixed with proofreading are only recent mistakes. The types of enzymes I'm going to talk to you about mistakes that are found globally within double-stranded DNA.

And these are mistakes wherever. They may be mistakes that didn't get corrected by proofreading. But more importantly, they're mistakes that occur due to some kind of damage on the DNA. So what kind of things might impact the integrity of our DNA on a day-to-day basis? Бале?

BARBARA IMPERIALI: Sunlight. So terrible stuff. UV light will actually cause some cross-links, and I'll show you one of those, that are very serious in DNA. What else might hurt the genome? So sunlight. People say, don't go out in the sunlight. They're right about that. Боз чӣ? Бале?

BARBARA IMPERIALI: Radiation is another form. So that's like radioactivity. Radiation is important, right? So if our ozone layer gets thin, there's more risk there, as well. What about barbecue? Бале?

AUDIENCE: Harmful chemicals.

BARBARA IMPERIALI: Yeah. Awful chemicals, terrible chemicals, right. So chemicals. So these are things like polyaromatic structures that actually slip into your genome and cause mistakes in the reading. Or they actually physically modify the bases to make it a base that doesn't look like a base anymore. So these are commonly very reactive chemicals. So these are all very serious things to the genome. And so the enzymes that mitigate the damage to the DNA basically screen along the double-stranded DNA to look for defects.

Because if you have perfectly paired DNA, then you're not-- you're going to have a very regular structure. Whereas, if something has happened to the DNA, there's something wrong with the base-- it's not base pairing well or something has actually happened between bases where they're causing a bulge in the genome-- then these enzymes will come into play. About a few years ago-- actually, it was on a class day, so I always enjoy these.

The Nobel Prize was awarded in 2015 for the researchers who deciphered the mechanisms for correcting the genome through DNA repair mechanisms. So there are two basic mechanisms that I'll talk to you about. One is base excision repair. And the other one is a lot more serious. It's actually the entire nucleotide excision repair. So one fixes just the base that's gone wrong, but the other one takes much more of the structure out to fix it. So it's nucleotide excision repair.

So BER and NER, and we're going to talk about both of those mechanisms, because they're very fascinating. And they kind of lean on some of what you've learned already. So base excision repair occurs when there's a defect in the base. Maybe it's the wrong base. Maybe it's just been modified a little bit. So what happens in base excision repair is that the base gets-- all right, I'm going to just use the pointer, because my little spotlight-- it'll pop back. It's a bit magical.

So base excision repair, only the base, a single localized base, is damaged. There is some chemistry, for example, that will convert cytosine to uracil called a deamination mechanism. And in fact, if you replace the cytosine with a uracil, then you get in trouble with respect to its base pairing with its appropriate purine partner. So in base excision repair, what will happen is that base will be detected. It will be flipped out from the context of double-stranded DNA.

If it's tucked in the double-stranded DNA, you can't quite cut the bond that's attached from the ribose sugar to the base. So the base gets flipped out of the DNA structure. And there's an enzyme known as a glycosylase that cuts the bond between the ribose and the base and gets rid of it. And then what happens is the rest of the nucleotide, just that one nucleotide, gets removed. And then DNA polymerase fills the gap, and the strand is sealed by a ligase.

So a glycosylase cuts the base out. There's a couple of enzymes that actually cut the ribose, the phosphodiester linkages out. And then the two enzymes, remember, that are important when we're making DNA, the polymerase and the ligase, work together to put a base into this position. And then they put the base back in, and then the ligase joins the gap.

So DNA polymerase will make one of the bonds. The ligase will make the other bond, all right? So that's base excision repair, and it's monitored by finding that there is a lack of integrity in the double-stranded DNA. It's only a base that's affected, so that base gets removed. The rest of the nucleotide is removed, but only one of them. And then they're replaced through the concerted action of polymerase and ligase.

Now, there is another mechanism that's much more serious, and this is very typical of the types of damage that get formed from sunlight and UV radiation, is when two thymidines are adjacent to each other, they will undergo, quite commonly, a chemical reaction where they form a dimeric structure. So there's much more wrong with the DNA strand in that situation. So those get noticed.

This thing's driving me nuts. Those get noticed as a real defect in the DNA. Base excision repair won't work. Why wouldn't it work? Бале?

AUDIENCE: Because the two are bound together.

BARBARA IMPERIALI: Yeah, they're bound together. You can't peel them back out. You can't break in that structure. So you've got to move to a much more sort of major fixing of the DNA strand. So there is a genetically linked disorder where the enzymes involved in nucleotide excision repair do not work. And when a child has a copy of both defective genes from the parents, both one from the mother and the father, it's impossible for them to fix these defects in the DNA. And they get a lot of physiologic problems like sort of scarring and sunburns, barely anything at all.

So this is a group of children that are so afflicted with this genetic disorders that they cannot go out in the daytime at all. So you'll sometimes see they're called Children of the Night, because basically, they have to flip their schedules. They just can't go near sunlight. And if they go out, they basically have to be covered from head to toe. And that's including their eyes, because you can get sunburn of the eyes. You can sort of see, in some of these pictures, that it looks really serious defects.

And this is just the external manifestation. The internal manifestation would be cases of skin cancer very, very readily. So if you don't have at least one good copy of the enzyme that does nucleotide excision repair, then you're in trouble. And the defects are called-- it's called xeroderma pigmentosum. And there's actually a lot of family groups that get together, because the best way is just to form a sort of social network so the children understand what each other-- the limitations that they all have. And they can play together and be on these sort of flipped schedules in order to avoid any sunlight.

So, in this case, it's essential to basically clip out a large chunk of the DNA. So what happens in this case is that the DNA is recognized, and then a large portion of it-- about a dozen nucleotides-- are cleaved out. And then, once again, DNA polymerase fills the gap, and DNA ligase seals the last gap. So DNA polymerase will be able to fill going from the five prime to three prime. There'll still be one gap, and then the ligase fixes it.

So I think these kinds of things that are done to mitigate damage on the genome are very important to understand, because this is happening all the time. Any minor things that get fixed, that need fixing due to sunlight, radiation, chemicals will be fixed through these methods to keep that rate, that error rate, in your genome down to, like, one in a billion or something like that.

All right, I'm just going to flash this up. I'm going to, very quickly. I'm going to give you guys a copy of this. But these are the components that you want to be able to understand the function of when thinking about DNA replication. So you don't have that on your slides, but we're going to give you a copy so that you can really make sure that you understand all the moving parts and how they come together for replication.

Now I want to talk about one last conundrum with DNA, and that is the issue of telomerase. And this is particularly critical in eukaryotes that have linear chromosomes. Now, if you think about DNA being replicated, when you look at the two strands of DNA, as you approach the very end of the chromosome, you'll do just fine making the copy that's built five primes-- sorry about this.

You'll do just fine making the copy that is built in this direction, because it's the leading strand. And it's built five prime. Am I going wrong here? It's built five prime to three prime. Can someone help me out here? I'm losing my mind. So this piece is built five prime to three prime, so therefore, this was five prime and three prime.

But then on the other strand, you have a problem, because you need to put in a primer here in order to build the other strand. Оё ин маъно дорад? So we've got to have put in that short primer, because DNA polymerase is will not work otherwise. And then we need to build this strand of DNA. All right, so what's the problem here with respect to these ends? What's going to happen next? If it's an RNA primer, what happens next?

We nibble it up, right, with the full intention of replacing that bit of DNA. But then what can DNA polymerase do? It can't do anything, right? DNA polymerase needs double-stranded DNA to hold on to so it could fill this gap. So what happens is every time you replicate DNA, you end up with a gap, with a small amount you don't quite copy. Is everyone following me?

And that's a problem, right? Because doesn't it mean every time my cells divide, my genes get a little bit shorter and a little bit shorter and a little bit shorter? So there are things in place that help. One important feature is that, usually, you don't have important genetic material at the ends of your genes-- at the ends of chromosomes, rather. There's sort of extra DNA that doesn't need to be copied.

But the basic theory, the whole theory about telomerase, is that for certain types of cells-- these ascend stem cells and germ cells-- there is an enzyme that can fill this gap. It's called telomerase. So in those cells-- what's special about these types of cells? We need to keep them good. They're what defines your starting DNA. The stem cells and the germ cells, like in the sperm and egg, have to have a good copy of DNA. They can't be getting shorter and shorter every time a new generation is born.

But once your cells are the somatic cells, the DNA gets shorter and shorter, because those cells don't have telomerase. And this is associated with theories of aging. So the cells you get, the ones that are finally the ones in your body, every time they divide, the ends of the chromosomes will get a little shorter. But there's no mechanism to replace those. And so it's associated with the belief that, at a certain stage, you've divided the cells enough times. And then you can't-- you're actually starting to nibble into important coding DNA.

Does everybody understand what would be the significance of that? Оё ин маъно дорад? Бале?

AUDIENCE: So once the [INAUDIBLE] are gone, is this [INAUDIBLE] able to divide?

BARBARA IMPERIALI: No. So the telomerase keeps the DNA in those types of cells in good condition. In the cells that divide daily, and your body wants-- the somatic cells. You will keep on shortening, but they'll just be more mistakes, basically. And those are the sorts of things that would be associated with an organism that's growing to a certain age, because it's just a certain number of cells. So the cells may not divide, or there may be mistakes in certain parts of the coding genome.

Any other questions? OK, so telomerase was also another important discovery that was awarded a Nobel Prize. And this gives you details. So the telomerase protects the genetic information on every cell division, though you will lose a little bit of genetic information. So it limits the number of divisions a cell can make in a lifetime.

All right, so we're going to move on now. And I've spent quite a bit of time on this, but I want to guarantee you that now, as we move forward to transcription, there's a few simplifications that we can make in the story of transcription. So moving on. Ҳамааш нағз. So what have we done so far? We've seen replication. Now we're moving to the process of transcription.

So when you transcribe something, you're basically making a copy of something, but in a slightly different format. So, for example, if you're transcribing from handwritten to a typed version, you go from something that's in the script to something that's typed. It has the same content, but it's in a different format. So this is what the process is called when you convert DNA into RNA. And very specifically, this is part of the process to make what's known as the messenger RNA.

The first phase of transcription in eukaryotic cells gets us to a pre-messenger RNA. So there's a little bit more needs to be done to it before it can leave the nucleus to encode protein translation. But in bacteria, you're basically just going straight from the DNA to the messenger RNA. At the beginning of the next class, we will also talk about going from the pre-messenger RNA to the messenger RNA.

And let's take a look at the cell up here, where what we're focusing in on here is the process whereby we're copying that DNA. I have no idea why this is really being monstrously behaved like that. I'm done, done with these gizmos. The process whereby the double-stranded DNA opens up a little bit and we make that pre-messenger RNA copy, all right? So I want you to think back to the processes that we learned about for translation. And now we're going to move forward to take a look at transcription.

And frankly, it's a lot simpler. So let's just look at the players in transcription. And you've got a copy of this in your notes, so I don't need to necessarily put it all on the board. So in DNA, remember, we had a A, G, C, T. We have a deoxyribose, and it's mostly used as hereditary genetic information. But in RNA, we're making a new copy of the DNA, where we use slightly different building blocks-- A, G, C, U. U instead of T. Plus, there are some modified bases that occur in some of the types of RNA, and the sugar is a ribose.

So the first main thing about the RNA copy relative to the DNA copy is that ribose/deoxyribose difference. What's quite remarkable is that when you have two deoxyribose in your DNA, it's nice and stable. We need it to be nice and stable. It's our genome. We can't let our genome be falling apart as we're sort of walking down the street.

In contrast, when RNA is used, it's much more transient. We make a messenger RNA copy of part of DNA to move forward to make proteins, but we don't need that to stick around forever. And when you have the ribose with the two hydroxyls, a two and three, it's a much more fragile material. It is a transient message, and it gets degraded quite quickly. So that difference in the sugar really dictates the stability there.

RNA is found in a lot of polymers, biopolymers. We'll talk we'll focus mostly on the messenger RNA today. It's less than 1% of the DNA. And then on Friday, we'll be talking about the transfer RNA and the ribosomal RNA. So we're really going to focus in right now on the messenger RNA.

And the one thing about RNA structures I'll elaborate later is they have very different structures to canonical DNA, which adopts the double-stranded, anti-parallel structure. RNA structures are much more like folded protein structures, where there may be sections of base pairing, but there'll also be lots of loops and different characteristics. So even the ribose structure makes a difference in the stability of the double stranded structure and encourages a lot more of these unusual structures, which is really why people have a lot of faith in the theories about the RNA world.

OK, so let's look at DNA polymerase, RNA polymerase. So here's all the good news that we'll be able to describe to you. So when you copy DNA, you copy all of it. When you copy RNA, you only copy-- when you make the copy of messenger RNA, you only copy about 1.5% of the genome. So you do not copy the entire thing. So the process is much more restricted to sections of DNA that need to be copied. And we'll talk about the features of the DNA that tell you about that later.

Here's the important details. So in eukaryotes, transcription happens in the nucleus. And the key enzyme involved is RNA polymerase, RNA pol. And it has very different features to DNA polymerase, but there are two big things that are different. It includes its own helicase. So you remember, with replication, we needed a DNA polymerase and a helicase. RNA polymerase is much smarter than that. It actually includes both functions within its structure.

So it's an RNA polymerase that grows the new nucleotide five prime to three prime. But it also has a built-in helicase, so that's an advantage. It still grows the messenger RNA five prime to three prime, but it uses the different nucleotide triphosphate building blocks. Or one of them is different. So UTP, ATP. So remember, the U replaces the T in RNA, so that's one key difference.

It includes a helicase activity. And the other really neat thing, because it's such a complication in replication, is it doesn't require a primer. That is why even when we were replicating the DNA, we were using RNA polymerase to make those little pieces of primers, because it didn't need a priming sequence. So there's really fundamental differences about the RNA polymerase.

And then the other thing is that only one of the two strands of DNA is transcribed. And in a moment, or maybe the beginning of next class, we'll judge how we can understand which sequence is transcribed. And then, obviously, the messenger RNA is a complementary sequence to the sequence of DNA that is being copied. Finally, only part of the DNA is transcribed, under unlike the process of replication.

All right, so you can see already that there are a lot of simplifications in transcription that we did not have the advantage of in replication. So the helicase activity and the primary issue are two key features that make life a lot simpler. I just wanted to show you this small detail about RNA polymerase.

There are a lot of natural products out there that are known to be inhibitors of vital processes, and one that caught my eye is the small molecules that are found in mushrooms, the really toxic mushrooms, when you see some of these. In fact, never eat a mushroom that you don't know and you know where it came from, because there's problems with them. Because a lot of these mushrooms include potent natural products.

And in fact, there's a compound known as amanitin, alpha-amanitin, and it's found in certain mushrooms known as either the Death Cap or Destroying Angel mushrooms. So you could tell from their names that they are a real problem. And what the amanitin does is it actually interferes directly with RNA polymerase by acting as an allosteric inhibitor of RNA polymerase and locking it into a closed state so it can't keep on transcribing.

So I thought this was very interesting, incredibly. Tiny, tiny, tiny, tiny doses will arrest transcription and cause dire consequences. So I think what's very interesting is that it's an allosteric inhibitor. It's very potent. What it does is it seals the polymerase in a locked, closed state that it can't move forward for transcription.

Now, finally, a couple of points. When we decide that a portion of gene is going to be transcribed, there are a lot of mechanisms in place to identify the portion of that gene. And one of the key things that is known is that there are what are called promoter sites, which are actually upstream of the portion of gene that's to be transcribed, where you recruit a bunch of proteins that actually park down on the double-stranded DNA and then, at the end of the day, recruit the RNA polymerase.

So all that extra genome, some of it is not transcribed into messenger RNA for making proteins, but it's part of an area of the gene that gets recognized by all of the proteins that collaborate to bring in the RNA polymerase in order for your RNA to be transcribed. So what I'm showing you here is a double-stranded DNA with one of the very common promoters that's just upstream of the part of the DNA that gets transcribed. And it's called the TATA box, because it's T-A-T-A sequence. It's got a complement that looks like it.

And it's shown in pink here. And then the proteins that bind to the DNA at the TATA box actually drape over that segment of double-stranded DNA and then serve as recruitment entities to bring in all the machinery that's needed for transcription of the gene beyond it. So some of the identity of all that extra double-stranded DNA is actually guide places to guide where the machinery for transcription has to park in order for messenger RNA to be formed.

So immediately, you can see we're only going to transcribe part of this genetic material beyond here. But we need a whole bunch of genetic material that's actually just serving as sort of the runway for the plane landing in the right position, all right? So I'm going to put up a puzzle that you can think about. And then we'll start with these at the beginning of the next class, because I don't want to rush them.

When you decide to transcribe a gene-- let's say you've got a promoter site here-- the thing that I want you to think about is, which strand would you transcribe? And what's the logic behind this? And then we'll just do a recap on this at the beginning of the next class, because I just want you to think about it. Because a lot of the information you need is directly here. Hi there. We're just wrapping up. Дуруст? So that's it for today.


Шикояти DMCA

Агар шумо боварӣ дошта бошед, ки мундариҷаи тавассути вебсайт дастрасшуда (тавре ки дар Шартҳои хидмати мо муайян карда шудааст) як ё якчанд ҳуқуқи муаллифии шуморо поймол мекунад, лутфан моро тавассути пешниҳоди огоҳиномаи хаттӣ ("Огоҳӣ оид ба вайронкунӣ"), ки дорои маълумоти дар зер тавсифшуда ба шахси таъиншуда тавсиф шудааст, огоҳ кунед. агенти дар поён овардашуда. Агар Мураббиёни Varsity дар посух ба Огоҳии Ҳуқуқвайронкунӣ чора андешанд, он кӯшиши софдилона кӯшиш мекунад бо тарафе, ки чунин мундариҷаро тавассути суроғаи охирини почтаи электронӣ дастрас кардааст, агар мавҷуд бошад, ки ин тараф ба Мураббиёни Varsity пешниҳод кардааст, тамос гирад.

Огоҳӣ дар бораи вайронкунии шумо метавонад ба тарафе, ки мундариҷаро дастрас кардааст ё ба шахсони сеюм, ба монанди ChillingEffects.org ирсол карда шавад.

Лутфан огоҳ карда шавад, ки шумо барои ҷубронпулӣ (аз ҷумла хароҷот ва ҳаққи адвокатҳо) масъулият доред, агар шумо ба таври ҷиддӣ хабар диҳед, ки маҳсулот ё фаъолият ҳуқуқи муаллифии шуморо вайрон мекунад. Ҳамин тариқ, агар шумо мутмаин набошед, ки мундариҷаи дар вебсайт ҷойгиршуда ё ба он пайвастшуда ҳуқуқи муаллифии шуморо вайрон мекунад, шумо бояд аввал дар бораи тамос бо адвокат фикр кунед.

Лутфан ин қадамҳоро барои пешниҳоди огоҳӣ иҷро кунед:

Шумо бояд инҳоро дар бар гиред:

Имзои ҷисмонӣ ё электронии соҳиби ҳуқуқи муаллиф ё шахси ваколатдор барои амал кардан аз номи онҳо. Тавсифи хусусият ва макони дақиқи мундариҷае, ки шумо даъвои вайрон кардани ҳуқуқи муаллифии шуморо талаб мекунед, ба андозаи кофӣ тафсилот барои иҷоза додан ба омӯзгорони донишгоҳ барои дарёфт ва муайян кардани он мундариҷа, масалан, мо истинод ба саволи мушаххасро талаб мекунем (на танҳо номи савол), ки мундариҷа ва тавсифи кадом қисми мушаххаси саволро дар бар мегирад - тасвир, як истинод, матн ва ғайра - шикояти шумо ба ном, суроға, рақами телефон ва суроғаи почтаи электронии шумо дахл дорад ва Изҳороти шумо: (a) шумо ба таври софдилона боварӣ доред, ки истифодаи мундариҷае, ки шумо даъво мекунед, ки ҳуқуқи муаллифии шуморо вайрон мекунад ки аз ҷониби қонун ё соҳиби ҳуқуқи муаллиф ё намояндаи чунин соҳиби он иҷозат дода нашудааст (б) дуруст будани тамоми маълумоти дар Огоҳинома оид ба вайронкунии шумо мавҷудбуда ва (в) таҳти ҷазои шаҳодати бардурӯғ, ки шумо ё соҳиби ҳуқуқи муаллиф ё шахсе, ки аз номи онҳо ваколатдор аст.

Шикояти худро ба агенти таъиншудаи мо ба суроғаи зерин фиристед:

Чарлз Кон Varsity Tutors LLC
101 S. Hanley Rd, Suite 300
Сент-Луис, MO 63105