Обратная транскрипция вирусная трансдукция и их значение для генетической инженерии

Обновлено: 24.04.2024

ОБРАТНАЯ ТРАНСКРИПЦИЯ - это метод получения копии РНК в виде двунитевой ДНК из вируса. Методика часто используется в ГЕННОЙ ИНЖЕНЕРИИ для получения копий ИНФОРМАЦИОННОЙ РНК в виде ДНК. Достигается путем использования ФЕРМЕНТА ревертаза, который встречается в РЕТРОВИРУСАХ.

Вирусы, использующие обратную транскрипцию, содержат одноцепочечную РНК или двухцепочечную ДНК. РНК-содержащие вирусы, способные к обратной транскрипции (ретровирусы, например, ВИЧ), используют ДНК-копию генома как промежуточную молекулу при репликации, а содержащие ДНК (параретровирусы, например, вирус гепатита B) — РНК. В обоих случаях используется обратная транскриптаза, или РНК-зависимая-ДНК-полимераза.

Ретровирусы встраивают ДНК, образующуюся в процессе обратной транскрипции, в геном хозяина, такое состояние вируса называется провирусом. Вирусы, использующие обратную транскрипцию, восприимчивы к противововирусным препаратам.

67. Опишите строение генов эукариот. Чем гены эукариот отличаются от прокариот?

Ген – участок ДНК, с которого копируется РНК.

Строение генов у эукариот: общепринятая модель строения гена – экзон – интронная структура.

Экзон – последовательность ДНК, которая представлена в зрелой РНК. В состав гена должен входить как минимум один экзон. В среднем в гене содержится 8 экзонов. Факторы инициации и терминации транскрипции входят в состав первого и последнего экзона соответственно.

Интрон – последовательность ДНК, включенная между экзонами, не входит в состав зрелой РНК. Интроны имеют определенные нуклеотидные последовательности, определяющие их границы с экзонами: на 5 конце – GU, на 3 – AG. Могут кодировать регуляторные РНК.

Сигнал полиаденилирования 5 – AATAAA -3 входит в состав последнего экзона. Поли сайты защищают мРНК от деградации.

5 и 3 фланкирующие последовательности – копирование гена происходит в направлении 5 – 3 , на флангах находятся специфические сайты, ограничивающие ген и содержащие регуляторные элементы его транскрипции.

Регуляторные элементы – промотор, энхансеры, сайленсеры, инсуляторы.

Гены эукариот по строению и характеру транскрипции значительно отличаются от прокариотических генов. Их отличительной особенностью является прерывность, т. е. чередование в них последовательностей нуклеотидов, которые представлены (экзоны) или не представлены (интроны) в мРНК . Гены эукариот не группируются в опероны, поэтому каждый из них имеет собственные промотор и терминатор транскрипции. ( из инета)

68. Назовите основные типы регуляции экспрессии генов. Опишите тип регуляции транскрипции генов на примере лактозного оперона e coli.

Активность генов определяется объемом генопродуктов (РНК и белков). Степень активности генов называется их экспрессией. Регуляцию активности генов осуществляют молекулярно-генетические системы управления (хрень какая та)

69.В чем заключается процесс метилирования днк? Каковы возможные последствия для молекулы днк, если она метилирована по определенному гену?

Метилирование ДНК — это модификация молекулы ДНК без изменения самой нуклеотидной последовательности ДНК. Метилирование ДНК заключается в присоединении метильной группы к цитозину в составе CpG-динуклеотида в позиции С5 цитозинового кольца. Метилированный цитозин может затем окисляться особыми ферментами, что в конечном итоге приводит к его деметилированию обратно в цитозин. ( ебанется если будет метилирован по определ гену… сука не попадайтесь на экзамене..)))

Это правило переноса генетической информации составляет суть молекулярной биологии. Только один раз, в 1970 г., оно было модифицировано, когда признали существование обратной транскрипции. Впервые обратная транскрипция была обнаружена у опухолевых вирусов мышей и кур. Сейчас эти РНК-сод ержашие вирусы называют ретровирусами. Их инфекционный цикл хорошо изучен. Вирус проникает в клетку-мишень, и на основе своей РНК создает копию ДНК, которая встраивается в хромосому хозяина. При делении клетки встроенная копия ДНК вирусного генома удваивается и передается дочерним клеткам. Таким образом, наследственный материал вируса оказывается включенным в геном клетки. Вирусная РНК может образоваться позже путем копирования встроенной ДНК. Это приведет к образованию новых инфекционных вирусов.

Именно таким образом вирус иммунодефицита человека (ВИЧ) встраивается в ядерную ДНК и размножается вместе с клеточным геномом. Вот почему от этого вируса трудно избавиться, ведь каждая встроенная (интегрированная) ДНК-копия вируса может использоваться для образования множества копий РНК в результате нормального процесса транскрипции, а это в свою очередь приводит к появлению новых инфекционных ВИЧ-частиц. Еще один пример ретровирусов — это вирусы, вызывающие рак легких и лейкоз у человека и животных.

Глава 6 ОБРАТНАЯ СВЯЗЬ СОМЫ И ЗАРОДЫШЕВОЙ ЛИНИИ

Глава 6 ОБРАТНАЯ СВЯЗЬ СОМЫ И ЗАРОДЫШЕВОЙ ЛИНИИ В этой главе мы рассматриваем, как могли изменяться последовательности ДНК вариабельных генов антител в клетках зародышевой линии за эволюционное время. Некоторые данные указывают на существование обратной связи генов, т.

Перезапись генетического текста и перевод в белковый текст (транскрипция и трансляция)

Перезапись генетического текста и перевод в белковый текст (транскрипция и трансляция) В клетке ДНК служит в качестве матрицы, на которой первоначально происходит синтез разных РНК. Процесс перезаписи генетической информации из ДНК в РНКовый текст получил название

Перезапись генетического текста и перевод в белковый текст (транскрипция и трансляция)

Целенаправленное создание новых генов

Целенаправленное создание новых генов В некоторых случаях сомневаться в способности клетки направлять мутационный процесс на нужные гены не приходится. Особенно ярко проявляется это в работе иммунной системы позвоночных. Биологов и медиков давно интересовал вопрос,

7. БИОЛОГИЧЕСКАЯ ОБРАТНАЯ СВЯЗЬ (БОС)

7. БИОЛОГИЧЕСКАЯ ОБРАТНАЯ СВЯЗЬ (БОС) Интерес к исследованиям биологической обратной связи (БОС) в целях произвольного управления ФС на основе объективной информации о динамике психофизиологических показателей возник в связи с данными об изменениях в ФС человека,

7.2. Создание рекомбинантной ДНК

Обратная транскрипция

Обратная транскрипция Некоторые РНК-содержащие вирусы (вирус саркомы Рауса, ВИЧ) обладают уникальным ферментом – РНК-зависимой ДНК-полимеразой, часто называемой обратной транскриптазой или ревертазой. Этот фермент обладает время активностями. Первая из них –

Транскрипция

Транскрипция Транскрипцией называется процесс переноса генетической информации с ДНК на РНК. Матрицей для синтеза РНК служит только одна из двух нитей ДНК (так называемая смысловая цепь). Транскрипция происходит не на всей молекуле ДНК, а на участке одного гена. Ген –

Рокфеллер финансирует создание агробизнеса

Рокфеллер финансирует создание агробизнеса В то время когда братья Рокфеллеры с помощью своего плана Зеленой революции расширяли сферу влияния своего глобального бизнеса в развивающихся странах от нефти до сельского хозяйства, они финансировали малозаметный проект в

Создание орудий мышления

Создание орудий мышления Как нельзя голыми руками заниматься плотницким делом, так и мышление редко может осуществляться с помощью голого мозга Бо Дальбом, Ларс-Эрик Джанлерт. Компьютерное будущее (в печати). Перед каждым агентом стоит задача наилучшего использования

Взаимодействие эндокринных систем: прямая связь, обратная связь, синергизм, пермиссивное действие, антагонизм

Взаимодействие эндокринных систем: прямая связь, обратная связь, синергизм, пермиссивное действие, антагонизм Как уже было упомянуто, отдельные эндокринные железы и их гормоны взаимодействуют друг с другом, обеспечивая функциональное единство организма. Между

Теория главной копии

Теория главной копии По мнению ведущего молекулярного биолога Харриса Бернштейна (Harris Bernstein) из Аризонского университета, половой процесс возник для починки генов. Первым намеком на это стало исследование особых мутантных дрозофил, не способных репарировать

Создание Олиновского нейропсихиатрического исследовательского центра

Создание Олиновского нейропсихиатрического исследовательского центра Одним из главных спонсоров Института жизни было семейство Олин, у которого несколько детей лечились в ИЖ. Доктор Хэнк Шварц решил назвать наше новое здание в тюдоровском стиле в их честь. Теперь

Создание каталога мира: вербально-концептуальная ассоциативная зона

Создание каталога мира: вербально-концептуальная ассоциативная зона Вербально-концептуальная ассоциативная зона, расположенная в месте пересечения височной, теменной и затылочной долей, в первую очередь отвечает за формирование абстрактных концепций и за их

Некоторые РНК-содержащие вирусы (вирус саркомы Рауса, ВИЧ) обладают уникальным ферментом – РНК-зависимой ДНК-полимеразой, часто называемой обратной транскриптазой или ревертазой. Этот фермент обладает время активностями. Первая из них – РНК-зависимая ДНК-полимеразная. Она обеспечивает синтез одноцепочечной комплементарной ДНК на матрице РНК. Вторая – рибонуклеазная активность, обеспечивающая удаление цепи РНК. Третья активность – ДНК-зависимая ДНК-полимеразная, обеспечивающая синтез второй цепи ДНК.

В результате образуется ДНК которая содержит гены, обуславливающие развитие рака (онкогены). Эта ДНК встраивается в геном эукариотической клетки, где может в течение многих поколений оставаться в скрытом состоянии. При определенных условиях такие гены могут активироваться и вызвать репликацию вируса, при других же условиях они могут способствовать перерождению такой клетки в раковую. Вирусы с таким механизмом размножения индуцируют развитие опухолей у животных и человека, поэтому их еще называют онкогенными вирусами (Рис. 6.5.).

Рис. 6.5. Обратная транскипция

Данный текст является ознакомительным фрагментом.

Продолжение на ЛитРес

Обратная транскрипция — создание ДНК-копии по матрице РНК

Обратная транскрипция — создание ДНК-копии по матрице РНК За десять лет после открытия структуры ДНК и расшифровки генетического кода сформулированная Джеймсом Уотсоном в 1952 г. гипотеза об однонаправленном переносе генетической информации (от нуклеиновых кислот к

Глава 6 ОБРАТНАЯ СВЯЗЬ СОМЫ И ЗАРОДЫШЕВОЙ ЛИНИИ

Перезапись генетического текста и перевод в белковый текст (транскрипция и трансляция)

7. БИОЛОГИЧЕСКАЯ ОБРАТНАЯ СВЯЗЬ (БОС)

Транскрипция

Взаимодействие эндокринных систем: прямая связь, обратная связь, синергизм, пермиссивное действие, антагонизм

Имеется медицинское и хозяйственное значение-метод генной инженерии.

Например, инсулин. Ген человеческого инсулина встроили в кишечную палочку. Взяли РНК у человека, построили с помощью обратной транскрипции ДНК, ген инсулина.

Применение обратной транскрипции в молекулярной биологии вирусов

Значение для вирусов

Обратная транскрипция необходима, в частности, для осуществления жизненного цикла ретровирусов, например, вирусов иммунодефицита человека и T-клеточной лимфомы человека типов 1 и 2. После попадания вирусной РНК в клетку обратная транскриптаза, содержащаяся в вирусных частицах, синтезирует комплементарную ей ДНК, а затем на этой цепи ДНК, как на матрице, достраивает вторую цепь.

Значение для эукариот

Ретротранспозоны эукариот кодируют обратную транскриптазу, которая используется ими для встраивания в геном хозяина подобно тому, как это происходит у вирусов.

Роль в генетической инженерии и молекулярной биологии

В генетической инженерии обратную транскриптазу используют для получения кДНК — копии эукариотического гена, не содержащей интронов. Для этого из организма выделяют зрелую мРНК, кодирующую соответствующий генный продукт (белок, РНК) и проводят с ней в качестве матрицы обратную транскрипцию. Полученную кДНК можно трансформировать в клетки бактерий для получения трансгенного продукта.

8. Трансляция у прокариот и у экариот

В прокариотических клетках процесс трансляции сопряжен с синтезом мРНК: они происходят практически одновременно. В значительной степени это связано с недолговечностью бактериальной мРНК, которая достаточно быстро подвергается распаду.

Трансляция у прокариот начинается вскоре после образования 5'-конца мРНК, раньше, чем заканчивается ее синтез. В результате вслед за РНК-полимеразой по мРНК движутся рибосомы, осуществляющие сборку пептидных цепей. Через некоторое время после начала транскрипции (около 1 мин) и до завершения трансляции 3'-конца матрицы начинается деградация ее 5'-конца. Ввиду того что время жизни разных мРНК не одинаково, количество белка, синтезированного на разных матрицах, различно.

Соединение рибосомы с мРНК обусловлено комплементарным взаимодействием нуклеотидов одной из рРНК с нуклеотидной последовательностью лидера мРНК.

У эукариот трансляция осуществляется в цитоплазме, куда попадает из ядра зрелая мРНК. Копированный конец мРНК распознается малой субчастицей рибосомы, затем лидирующая последовательность, содержащая до 100 нуклеотидов, взаимодействует с рРНК. Синтез белка в эукариотической клетке, осуществляемый на моноцистронной мРНК, завершается после прохождения рибосомой по всей мРНК, вплоть до узнавания ею кодона-терминатора, прекращающего образование пептидных связей.

9. Строение и функции рибосом у про- и эукариот

Любая рибосома клетки состоит из двух субъединиц: большой и малой. Между ними образуется небольшая щель, по диаметру в точности подходящая для молекулы мРНК, которая там должна находиться. Рибосомы представляют собой сложные нуклеопротеидные комплексы, т. к. в состав как малой, так и большой субъединицы входят молекулы рибосомальной РНК и белки. Белки выполняют функцию каркаса, а РНК, которые обладают рибозимной (ферментативной) активностью, используются в процессе трансляции.

Т. к. прокариоты и эукариоты – это две разные группы организмов, у них есть отличия в составе рибосом, а значит, и полисом тоже. Упрокариот в цитоплазме находится большое количество 70S рибосом (S – это константа седиментации, которая показывает скорость осаждения частиц в центрифуге). Они образованы большой 50S субъединицей и малой 30S субъединицей. В состав большой субъединицы у прокариот входят 5S и 23S РНК. В свою очередь, малая субъединица образована 16S РНК. В бактериальных клетках образуется много полисом. Это связано с тем, что у них процесс синтеза белка идет очень быстро: трансляция начинается еще до того, как закончится процесс транскрипции. По этой же причине концентрация рибосом в клетке самая большая возле нуклеоида. Уэукариот наблюдаются отличия в значениях константы седиментации элементов рибосомы. Для нее это значение равно 80, для большой и малой субъединиц – 60 и 40 соответственно. В составе большой субъединицы выделяют 5S, 28S и 5,8S РНК, а в малой - 18S РНК. И упрокариот, и у эукариот полисомы ускоряют процесс синтеза белка. Это очень важно, когда необходимо быстрое образование копий молекул белков. Высокая скорость синтеза особо характерна для бактерий, т. к. их матричная РНК существует непродолжительное время, и за этот промежуток необходимо синтезировать как можно больше молекул белка.

Читайте также: