рус eng
Главная \ Студентам \ Физиология растений бакалавры \

Б3.В.ОД.7. Информационные макромолекулы: структура, функции, синтез

Вопросы для самоподготовки к экзамену по дисциплине Б3.В.ОД.7. Информационные макромолекулы: структура, функции, синтез:

 

Организация генетической информации в ядре. Репликация ДНК:

  1. Компоненты молекулы ДНК и соединяющие их химические связи.
  2. Спиральная структура ДНК, альтернативные формы двойной спирали. Полиморфизм ДНК.
  3. Денатурация и ренатурация ДНК.
  4. Уникальные и повторяющиеся последовательности ДНК.
  5. Структура прокариотических и эукариотических генов.
  6. Прерывистые гены. Экзоны и интроны. Кластеры и повторы. Сателлитная ДНК.
  7. Отличия структуры геномов про- и эукариот.
  8. ДНК-содержащие вирусы и фаги.
  9. Особенности структуры и функций ДНК митохондрий и хлоропластов.
  10. Использование гибридизации ДНК для идентификации видов, дифференциации внутривидовых различий и отдельных особей. Геномная дактилоскопия.
  11. Структура хроматина. Гистоны и негистоновые белки хроматина. Строение нуклеосомы. Уровни конденсации хроматина.
  12. Основные принципы репликации ДНК.
  13. Группы ферментов, участвующих в процессе репликации ДНК. ДНК-полимеразы. Лигазы. Хеликазы. Гиразы. Белковые факторы репликации.
  14. Особенности репликации кольцевых ДНК. Однонаправленная и двунаправленная репликация.
  15. Репликоны. Формирование репликативной вилки.
  16. Координирование синтеза ведущей и отстающей цепей. Фрагменты Оказаки.
  17. Инициация и элонгация репликации ДНК у эукариот.
  18. Особенности репликативного аппарата фага Т4.
  19. Точность и ошибки репликации. Механизмы коррекции ошибок.
  20. Сходство начала репликации у прокариот и вирусов. Праймосома.
  21. Строение теломерных отделов ДНК, особенности их репликации. Связь активности теломераз с числом генерации клеток и продолжительностью жизни организма.
  22. Полимеразная цепная реакция.

 

Репарация повреждений ДНК:

  1. Причины ошибок при синтезе ДНК. Типы повреждений в структуре ДНК (окисление, дезаминирование, алкилирование, образование тиминовых димеров, апуринизация).
  2. Естественный, химический и радиационный мутагенез, значение для эволюции.
  3. Системы репарации ДНК.
  4. Репарация путем прямого восстановления исходной структуры.
  5. Эксцизионная репарация. Системы эксцизионной репарации E. coli. Метилазы и гликозилазы.
  6. Способы эксцизионной репарации в клетках млекопитающих.
  7. Ошибки репаративного синтеза и фенотипы мутаторов. Контроль направления репарации несовершенных пар оснований.
  8. Системы рекомбинационной репарации E. coli. SOS-система.
  9. Системы репарации эукариотических клеток.
  10. Неспециализированная система репарации двухцепочечных разрывов.

 

Структура и функции РНК:

  1. Компоненты молекулы РНК.
  2. Матричная РНК (мРНК). Первичная структура и функциональные области цепи мРНК. Трехмерная структура мРНК. Информационные рибонуклеопротеидные частицы высших эукариот (информосомы, или мРНП).
  3. Транспортная РНК.
  4. Типы рибосомных РНК (рРНК). Первичная и вторичная структура рРНК. Конформационная подвижность рРНК. Третичная структура рРНК.
  5. Типы регуляторных РНК. Малые РНК. Инактивация экспрессии генов с помощью антисмысловой РНК. Регуляторные РНК бактерий. МикроРНК. РНК-интерференция.
  6. Каталитическая РНК. Природные и синтетические рибозимы (нуклеозимы, минизимы) и перспективы их использования).

 

Транскрипция и процессинг РНК:

  1. Промоторы и энхансеры.
  2. Типы РНК-полимераз, особенности их строения и функционирования.
  3. Факторы транскрипции. TBP – универсальный фактор транскрипции.
  4. ТАТА-бокс. Инициация транскрипции.
  5. Элонгация транскрипции.
  6. Терминация транскрипции и отделение цепей РНК.
  7. Особенности транскрипции у эукариот. Механизмы активации белков-регуляторов транскрипции. Значение гормонов в регуляции транскрипции.
  8. Сайты сплайсинга ядерных генов. Участие мяРНК в сплайсинге. Сплайсосома. Автосплайсинг. Альтернативный сплайсинг.
  9. Сплайсинг тРНК. Эндонуклеазы сплайсинга. Расщепление и лигирование тРНК. Образование рРНК.
  10. Процессинг РНК у прокариот.
  11. Геном ретровирусов. Структура ретровирусной ДНК. Вирусы иммунодефицита человека, подходы для борьбы с ними. Вирусы гриппа. Онкогеннные вирусы.
  12. Способы репликации генома РНК-содержащих вирусов. Обратная транскрипция.
  13. Генная терапия: основные подходы и перспективы развития. Нуклеиновые кислоты как лекарственные препараты: их создание, способы доставки, клиническое применение в генной терапии. Использование РНК в генной терапии.

 

Биосинтез белка:

  1. Общая схема биосинтеза белка. Роль РНК в этом процессе.
  2. Свойства генетического кода.
  3. Общий план строения РНК. Взаимодействия, стабилизирующие вторичную и третичную структуры РНК.
  4. Функциональные участки матричной РНК. Моно- и полицистронные мРНК.
  5.  Информосомы. Трансляционное сопряжение у прокариот.
  6. Строение и функции транспортных РНК.
  7. Строение и функции рибосомных РНК.
  8. Аминоацил-тРНК синтетазы. Классификация, структура, специфичность, функциональная роль. 
  9. Рибосомные белки: классификация, структура, функциональная роль.
  10. Размеры и морфология рибосом прокариотического и эукариотического типа.  Полисомы. 
  11. Чем отличаются друг от друга малая и большая рибосомные субъединицы (структурно и функционально)?
  12. Функциональные центры рибосом. Принципы структурной организации рибосом.
  13. Дорибосомный этап синтеза белка. Активирование и акцептирование аминокислот. 
  14. Инициация трансляции у прокариот: инициирующий кодон, инициаторная тРНК, факторы инициации. Последовательность связывания компонентов при инициации трансляции. Значение инициации трансляции.
  15. Стадии элонгации трансляции: связывание аминоацил-тРНК, образование пептидной связи, транслокация. Белковые факторы элонгации.
  16. Терминация трансляции. Терминирующие кодоны, белковые факторы, основные стадии терминации трансляции.
  17. Регуляция синтеза белка на основе дискриминация мРНК у прокариот и эукариот.
  18. Негативная регуляция биосинтеза белка с помощью белков-репрессоров (трансляционная репрессия).
  19. Регуляция синтеза белка путем маскирования мРНК. Микро РНК.
  20. Регуляция синтеза белка с помощью рибопереключателей и “антисмысловых” РНК.
  21. Уровни структурной организации белков. Классификация белков на основании структурных мотивов.
  22. Денатурация и фолдинг белков. Фолдазы. Молекулярные шапероны.
  23. Убиквитин-зависимый протеолиз. Механизм действия и функции убиквитина. Система убиквитинирования. Строение 20S протеасомы и 19S регуляторной частицы.  Биологический смысл убиквитинирования.
  24. Ко- и посттрансляционная трансмембранная транслокация растущих полипептидных цепей. Строение трансмембранного пептидпроводящего канала.

 

Темы докладов к теме "Репликация РНК с образованием ДНК":

1.         Ретровирусы.

2.         Вирусы иммунодефицита человека, подходы для борьбы с ними.

3.         Вирусы гриппа.

4.         Онкогеннные вирусы.

 

Темы докладов к теме “Биосинтез белка“:

  1. Гипотеза “Мир РНК“.
  2. Гипотезы перехода от мира РНК к белковому миру.
  3. Модель эволюции 23 S рибосомной РНК. Проторибосома.
  4. Антибиотики – ингибиторы трансляции.
  5. Метагеномика микробиома человека.
  6. Ошибки трансляции.
  7. Взаимосвязь структуры и функций белков на примере фибриллярных белков.
  8.  Взаимосвязь структуры и функций белков на примере запасных белков семян.
  9. Медицинские аспекты применения аминокислот, пептидов и белков.

 

Литература для изучения курса “Информационные макромолекулы: структура, функции, синтез”

а) основная литература

1. Молекулярная биология [Текст] : рибосомы и биосинтез белка : учеб. для студ. вузов, обуч. по напр. "Биология" и биол. спец. / А. С. Спирин. - М. : Академия, 2011. - 496 с. : [16] вкл. л. цв. ил., ил. ; 24 см. - (Высшее профессиональное образование). - Библиогр. в конце глав. - ISBN 978-5-7695-6668-4. (3 экз.).

2. Введение в клеточную биологию [Текст] : учеб. для ун-тов, обучающихся по направл. 510600 "Биология" и биологическим спец. / Ю. С. Ченцов. - 4-е изд., перераб. и доп., стер. изд. - М. : Альянс, 2015. - 494 с. : ил., 8 л. цв. ил. ; 22 см. - Библиогр.: с. 487. - ISBN 978-5-91872-080-6. (29 экз.).

3. Молекулярная биология [Электронный ресурс] : научное издание / А. С. Коничев, Г. А. Севастьянова. - М. : Академия, 2012. - Режим доступа: ЭБ "Академия". - Б. ц.

 

б) дополнительная литература

1. Молекулярная биология [Текст] : учеб. для студ. вузов / А. С. Коничев, Г. А. Севастьянова. - 2-е изд., испр. - М. : Академия, 2005. - 398 с. : ил. ; 21 см. - (Высшее профессиональное образование : педагогические специальности). - Библиогр.: с. 393-395. - ISBN 5-7695-1965-7. (59 экз.).

2. Молекулярно-генетические и биохимические методы в современной биологии растений [Текст] : научное издание / ред.: Вл. В. Кузнецов, В. В. Кузнецов, Г. А. Романов. - М. : Бином. Лаборатория знаний, 2012. - 487 с. : ил. ; 25 см. - (Методы в биологии). - Библиогр. в конце ст. - ISBN 978-5-9963-0738-8. (2 экз.).

3. Нуклеиновые кислоты. От А до Я [Текст] : научное издание / Б. Аппель [и др.] ; ред. С. Мюллер ; пер. с англ.: А. А. Синюшина, Ю. В. Киселёвой. - М. : Бином. Лаборатория знаний, 2013. - 413 с. : ил., [4] вкл. л. ил. ; 24 см. - Библиогр.: с. 409-412. - Пер. изд. : Nucleic acids from A to Z : A Concise Encyclopedia. - 2008. - ISBN 978-5-9963-0376-2. (1 экз.).

4. Логика случая. О природе и происхождении биологической эволюции/Е. В. Кунин. Пер. с англ. – М.: ЗАО Издательство Центрполиграф, 2014. – 527 с.

5. Сайт  http://elementy.ru/news/