1 of 24

ТРАНСКРИПЦІЯ. �ОСНОВНІ �ТИПИ РНК

2 of 24

ТЕРМІНОЛОГІЧНИЙ СЛОВНИЧОК

  • СУКУПНІСТЬ МОЛЕКУЛ ДНК, ЩО МІСТЯТЬСЯ В ОДНІЙ КЛІТИНІ, НАЗИВАЄТЬСЯ ГЕНОМОМ.
  • ГЕН (ВІД ГРЕЦ. ГЕНОС – РІД, ПОХОДЖЕННЯ) – ЦЕ ДІЛЯНКА ДНК, У СТРУКТУРІ ЯКОЇ ЗАКОДОВАНА ІНФОРМАЦІЯ ПРО ПЕВНУ ОЗНАКУ ОРГАНІЗМУ.
  • СУКУПНІСТЬ ГЕНІВ ПЕВНОГО ОРГАНІЗМУ НАЗИВАЄТЬСЯ ГЕНОТИПОМ.
  • ГЕНИ ПРОКАРІОТІВ ТА ЕУКАРІОТІВ, ЯКІ КОДУЮТЬ СТРУКТУРУ ІНШИХ МОЛЕКУЛ, НАЗИВАЮТЬ СТРУКТУРНИМИ.
  • ГЕНИ, ЯКІ КОДУЮТЬ ОСОБЛИВІ БІЛКИ, ЩО РЕГУЛЮЮТЬ АКТИВНІСТЬ БІОХІМІЧНИХ ПРОЦЕСІВ (АКТИВУЮТЬ АБО ПРИГНІЧУЮТЬ) У КЛІТИНІ, НАЗИВАЮТЬ РЕГУЛЯТОРНИМИ.
  • ГЕНИ ЕУКАРІОТІВ МАЮТЬ МОЗАЇЧНУ БУДОВУ: Є ДІЛЯНКИ ГЕНІВ, ЯКІ КОДУЮТЬ СПАДКОВУ ІНФОРМАЦІЮ, І ДІЛЯНКИ, ЯКІ ЇЇ НЕ КОДУЮТЬ.
  • ДІЛЯНКИ ГЕНА, ЯКІ КОДУЮТЬ СПАДКОВУ ІНФОРМАЦІЮ, НАЗИВАЮТЬ ЕКЗОНАМИ, А ТІ, ЩО НЕ КОДУЮТЬ, – ІНТРОНАМИ.
  • ПЕВНИЙ ГЕН МОЖЕ ПЕРЕБУВАТИ В РІЗНИХ ВАРІАНТАХ. ТАКІ РІЗНІ ВАРІАНТИ ОДНОГО ГЕНА НАЗИВАЮТЬ АЛЕЛЯМИ, А САМІ ГЕНИ – АЛЕЛЬНИМИ.

3 of 24

  • КОЖНА АМІНОКИСЛОТА КОДУЄТЬСЯ З ДОПОМОГОЮ ТРЬОХ НУКЛЕОТИДІВ. ТАКА ТРІЙКА (ТРИПЛЕТ) НУКЛЕОТИДІВ, ЯКА ВІДПОВІДАЄ ПЕВНІЙ АМІНОКИСЛОТІ, НАЗИВАЄТЬСЯ КОДОНОМ.
  • СИСТЕМА ЗАПИСУ СПАДКОВОЇ ІНФОРМАЦІЇ В МОЛЕКУЛАХ НУКЛЕЇНОВИХ КИСЛОТ, ВІДПОВІДНО ДО ЯКОЇ ПЕВНА ПОСЛІДОВНІСТЬ НУКЛЕОТИДІВ У МОЛЕКУЛІ ДНК ТА РНК ВИЗНАЧАЄ ПОСЛІДОВНІСТЬ АМІНОКИСЛОТ У МОЛЕКУЛІ БІЛКА, НАЗИВАЄТЬСЯ ГЕНЕТИЧНИМ КОДОМ.
  • ГЕН ЗАЙМАЄ ПЕВНУ ДІЛЯНКУ (ЛОКУС) У ХРОМОСОМІ.
  • ВСЕРЕДИНІ ГЕНА МОЖУТЬ ВІДБУВАТИСЯ РЕКОМБІНАЦІЇ (ПЕРЕРОЗПОДІЛ ГЕНЕТИЧНОГО МАТЕРІАЛУ) І МУТАЦІЇ (ЗМІНИ ГЕНЕТИЧНОГО МАТЕРІАЛУ).
  • НАБІР ХРОМОСОМ – КАРІОТИП.
  • ПРОМОТОР — ЦЕ ДІЛЯНКА ГЕНА, ЯКА ПОЗНАЧАЄ МІСЦЕ, ДЕ ПОЧИНАЄТЬСЯ СИНТЕЗ РНК, ТЕРМІНАТОР — ДЕ ЗАКІНЧУЄТЬСЯ СИНТЕЗ.
  • ОПЕРОН (ПРОКАРІОТИ) — СТРУКТУРА, ЯКА СКЛАДАЄТЬСЯ З КІЛЬКОХ СТРУКТУРНИХ ГЕНІВ.
  • ТРАНСКРИПЦІЯ (ВІД ЛАТ. TRANSCRIPTIO – ПЕРЕПИСУВАННЯ) – ПЕРЕДАЧА ІНФОРМАЦІЇ ПРО ПЕРВИННУ СТРУКТУРУ БІЛКА З МОЛЕКУЛИ ДНК НА ІРНК, ЩО ВІДБУВАЄТЬСЯ НА ОСНОВІ ПРИНЦИПУ КОМПЛЕМЕНТАРНОСТІ.

​

4 of 24

  • ЕКСПРЕСІЯ ГЕНІВ – ПРОЦЕСИ ВИКОРИСТАННЯ СПАДКОВОЇ ІНФОРМАЦІЇ ГЕНІВ ДЛЯ СИНТЕЗУ ФУНКЦІОНАЛЬНИХ ПРОДУКТІВ – МОЛЕКУЛ РНК ТА БІЛКІВ.

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

ЕКСПРЕСІЯ ГЕНІВ У МОЛОДІЙ (1) І СТАРІЙ (2) КЛІТИНАХ � �

5 of 24

  • ГЕНОМИ ЕУКАРІОТІВ ПОДІЛЯЮТЬСЯ НА ДВІ ВЕЛИКІ ЧАСТИНИ — ЯДЕРНУ Й ПОЗАЯДЕРНУ.
  • ЯДЕРНА ЧАСТИНА ПРЕДСТАВЛЕНА ГЕНАМИ, ЯКІ РОЗТАШОВАНІ В ХРОМОСОМАХ ЯДРА КЛІТИНИ.
  • ПОЗАЯДЕРНА ЧАСТИНА ГЕНОМУ ПРЕДСТАВЛЕНА ДНК МІТОХОНДРІЙ І ПЛАСТИД. �

6 of 24

ОСНОВНІ ТИПИ РНК �

7 of 24

    • Типи РНК
      • іРНК, або мРНК
      • рРНК
      • тРНК
      • мяРНК

8 of 24

Ознака

іРНК/мРНК

рРНК

тРНК

Вигляд

мають вигляд одинарних ланцюгів

мають складну форму, утворюють комплекси з білками

формою нагадує трилисник конюшини

Розміри

кількість нуклеотидів коливається від 300 до 30 000, що залежить від складності гена.

3 – 5 тисяч нуклеотидів

70 – 90 нуклеотидів

Вміст у клітині

близько 5 %

до 80 % усієї РНК клітини

близько 15 % усієї РНК клітини

Функції

перенесення генетичної інформації від ДНК до рибосом та безпосередня участь у синтезі білкових молекул

забезпечують певне розташування іРНК і тРНК під час синтезу білкової молекули

перенесення амінокислот до рибосом, на яких відбувається синтез білкових молекул

Місце знаходження

може міститься в цитоплазмі, ядрі, мітохондріях, хлоропластах, утворювати з рибосомами комплекс – полісому

входять до складу рибосом про- та еукаріотичних клітин

в цитоплазмі, мітохондріях і хлоропластах

9 of 24

ІНШІ ВИДИ РНК

  • МАЛІ ЯДЕРНІ РНК УТВОРЮЮТЬСЯ ТА ФУНКЦІОНУЮТЬ У ЯДРІ. ВОНИ БЕРУТЬ УЧАСТЬ У ПРОЦЕСІ ДОЗРІВАННЯ МАТРИЧНОЇ РНК.
  • МАЛІ ЯДЕРЦЕВІ РНК БЕРУТЬ УЧАСТЬ У ДОЗРІВАННІ РИБОСОМАЛЬНОЇ РНК.
  • 7S РНК — КОРОТКА РНК, У ВЕЛИКІЙ КІЛЬКОСТІ НАЯВНА В ЦИТОПЛАЗМІ ЯК ПРО-, ТАК Й ЕУКАРІОТИЧНИХ КЛІТИН. БЕРЕ УЧАСТЬ У ПЕРЕНЕСЕННІ БІЛКОВИХ МОЛЕКУЛ КРІЗЬ МЕМБРАНУ КЛІТИНИ (У ПРОКАРІОТІВ) ЧИ КРІЗЬ МЕМБРАНУ ЕНДОПЛАЗМАТИЧНОГО РЕТИКУЛУМУ (В ЕУКАРІОТІВ).
  • МАЛІ ІНТЕРФЕРУВАЛЬНІ РНК, МІКРОРНК І ПIРНК — НАДЗВИЧАЙНО РІЗНОМАНІТНІ ЗА БУДОВОЮ ТА ПОХОДЖЕННЯМ МОЛЕКУЛИ РНК. ВОНИ ЗАЛУЧЕНІ ДО ПРОЦЕСУ РЕГУЛЯЦІЇ СИНТЕЗУ БІЛКА, А ТАКОЖ ЗАБЕЗПЕЧУЮТЬ ЗАХИСТ КЛІТИНИ ВІД ВІРУСІВ ТА ІНШИХ ШКІДЛИВИХ АГЕНТІВ.
  • ТАКОЖ, ЯК ПОКАЗАЛИ ОСТАННІ ДОСЛІДЖЕННЯ, У КЛІТИНАХ ЕУКАРІОТІВ УТВОРЮЄТЬСЯ ВЕЛИКА КІЛЬКІСТЬ РНК РІЗНОЇ ДОВЖИНИ. ПРИ ЦЬОМУ ФУНКЦІЯ БІЛЬШОСТІ ЦИХ РНК НЕВІДОМА. МОЖЛИВО, ВОНИ Є ТАКИМ СОБІ «ІНФОРМАЦІЙНИМ ШУМОМ». СУКУПНІСТЬ ДНК, ЩО КОДУЄ ЦІ МОЛЕКУЛИ РНК, ОТРИМАЛА НАЗВУ «ТЕМНА МАТЕРІЯ ГЕНОМУ».

​

10 of 24

ЕТАПИ РЕАЛІЗАЦІЇ СПАДКОВОЇ ІНФОРМАЦІЇ �

  • СПАДКОВА ІНФОРМАЦІЯ, ЯКА ЗБЕРІГАЄТЬСЯ В ДНК, ВИКОРИСТОВУЄТЬСЯ КЛІТИНОЮ У ВИГЛЯДІ СИНТЕЗОВАНИХ ПРОДУКТІВ (МОЛЕКУЛ РНК І БІЛКІВ). РЕАЛІЗАЦІЯ ЦІЄЇ ІНФОРМАЦІЇ ВІДБУВАЄТЬСЯ В КІЛЬКА ЕТАПІВ — ТРАНСКРИПЦІЯ, ДОЗРІВАННЯ РНК І ТРАНСЛЯЦІЯ

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

МОДЕЛЬ МОЛЕКУЛИ ТРНК ЕТАПИ РЕАЛІЗАЦІЇ СПАДКОВОЇ ІНФОРМАЦІЇ ���

11 of 24

ОСНОВНІ ЕТАПИ РЕАЛІЗАЦІЇ СПАДКОВОЇ ІНФОРМАЦІЇ �

12 of 24

ТРАНСКРИПЦІЯ

  • ТРАНСКРИПЦІЯ (ВІД ЛАТ. TRANSCRIPTIO – ПЕРЕПИСУВАННЯ) – ПЕРЕДАЧА ІНФОРМАЦІЇ ПРО ПЕРВИННУ СТРУКТУРУ БІЛКА З МОЛЕКУЛИ ДНК НА ІРНК, ЩО ВІДБУВАЄТЬСЯ НА ОСНОВІ ПРИНЦИПУ КОМПЛЕМЕНТАРНОСТІ.
  • ТРАНСКРИПЦІЯ КАТАЛІЗУЄТЬСЯ ФЕРМЕНТАМИ РНК-ПОЛІМЕРАЗАМИ І ЗДІЙСНЮЄТЬСЯ В ЯДРІ, А В ПРОКАРІОТИЧНИХ КЛІТИНАХ – У НУКЛЕОЇДІ.
  • ТРАНСКРИПЦІЯ – ЦЕ ПРОЦЕС СИНТЕЗУ РНК З ВИКОРИСТАННЯМ ДНК�ЯК МАТРИЦІ, ЩО ВІДБУВАЄТЬСЯ В УСІХ ЖИВИХ КЛІТИНАХ ��

13 of 24

ПРОЦЕСИ РЕАЛІЗАЦІЇ СПАДКОВОЇ ІНФОРМАЦІЇ: �1 – ТРАНСКРИПЦІЯ, 2 – ТРАНСЛЯЦІЯ; �3 – ФУНКЦІОНУВАННЯ БІЛКІВ �

14 of 24

ПРИНЦИП КОМПЛЕМЕНТАРНОСТІ ПІД ЧАС ТРАНСКРИПЦІЇ �

15 of 24

ДОЗРІВАННЯ МОЛЕКУЛИ РНК. СПЛАЙСИНГ �

  • ЗЕЛЕНИМ КОЛЬОРОМ ПОЗНАЧЕНО ІНТРОНИ, ЖОВТИМ – ЕКЗОНИ. З ОДНОГО ГЕНА МОЖУТЬ УТВОРИТИСЯ БІЛКИ РІЗНОЇ БУДОВИ: ДВА ЕКЗОНИ В МРНК, ЩО ЇХ КОДУЄ, Є СПІЛЬНИМИ, А ОДИН – ВІДМІННИЙ. �

16 of 24

РЕГУЛЯЦІЯ РЕАЛІЗАЦІЇ СПАДКОВОЇ ІНФОРМАЦІЇ �

  • У ГЕНОМІ ЛЮДИНИ БІЛЬШЕ 20 000 ГЕНІВ. АЛЕ ДЛЯ ЖИТТЄДІЯЛЬНОСТІ І ВИКОНАННЯ СВОЇХ ФУНКЦІЙ КОЖНІЙ ОКРЕМІЙ КЛІТИНІ ПОТРІБНО НАБАГАТО МЕНШЕ ГЕНІВ. ТАК, НЕРВОВІЙ КЛІТИНІ ЗОРОВОГО НЕРВУ НЕ ТРЕБА ВИРОБЛЯТИ ФЕРМЕНТИ СЛИНИ АБО СТАТЕВІ ГОРМОНИ. А КЛІТИНІ М’ЯЗІВ НЕМАЄ СЕНСУ В СИНТЕЗІ ГЕМОГЛОБІНУ. ТОМУ БІЛЬША ЧАСТИНА ГЕНІВ У КЛІТИНАХ Є «ВИМКНЕНОЮ», НЕАКТИВНОЮ.
  • АЛЕ Й ТІ ГЕНИ, ЯКІ ПРАЦЮЮТЬ, НЕ ЗАВЖДИ ПРАЦЮЮТЬ ОДНАКОВО. ЯКЩО Є ПОТРЕБА У ВИРОБЛЕННІ СЛИНИ, ТО ГЕНИ, ЯКІ ВИРОБЛЯЮТЬ ПОТРІБНІ ФЕРМЕНТИ, ПРАЦЮЮТЬ АКТИВНО. А КОЛИ ПОТРЕБА МИНАЄ, ІНТЕНСИВНІСТЬ ЇХНЬОЇ РОБОТИ СЛІД ЗМЕНШУВАТИ. ТАК КЛІТИНИ МОЖУТЬ ЕКОНОМИТИ РЕСУРСИ ОРГАНІЗМУ. У КЛІТИНАХ РЕГУЛЯЦІЯ РЕАЛІЗАЦІЇ ГЕНЕТИЧНОЇ ІНФОРМАЦІЇ МОЖЕ ВІДБУВАТИСЯ ЗА ДОПОМОГОЮ КІЛЬКОХ МЕХАНІЗМІВ:

​

​

​

​

​

� ��

17 of 24

  • ПЕРШИЙ МЕХАНІЗМ — ВЗАЄМОДІЯ ПРОДУКТІВ РЕГУЛЯТОРНИХ ГЕНІВ (ЗАЗВИЧАЙ БІЛКІВ) З ПЕВНИМИ СТРУКТУРАМИ ГЕНІВ: ОПЕРАТОРОМ, ПРОМОТОРОМ АБО РЕГУЛЯТОРНИМИ ДІЛЯНКАМИ. ЦЕ ДОЗВОЛЯЄ ЗМІНЮВАТИ ШВИДКІСТЬ РОБОТИ ГЕНІВ АБО «ВМИКАТИ» ЧИ «ВИМИКАТИ» ЇХ.
  • ДРУГИЙ МЕХАНІЗМ — МОДИФІКАЦІЯ ДЕЯКИХ НУКЛЕОТИДІВ У ЛАНЦЮЖКАХ ДНК. ЯКЩО ДО НИХ ПРИЄДНУЄТЬСЯ МЕТИЛЬНИЙ РАДИКАЛ (СН3), ТО ЗЧИТУВАННЯ ІНФОРМАЦІЇ З ДІЛЯНКИ ДНК ЗА ТАКИМ НУКЛЕОТИДОМ СТАЄ НЕМОЖЛИВИМ.
  • ТРЕТІЙ МЕХАНІЗМ — ПАКУВАННЯ ПЕВНИХ ДІЛЯНОК ДНК ЗА ДОПОМОГОЮ БІЛКІВ ТАКИМ ЧИНОМ, ЩОБ З НИХ НЕ МОЖНА БУЛО ЗЧИТАТИ СПАДКОВУ ІНФОРМАЦІЮ.
  • КРІМ ТОГО, РЕГУЛЯЦІЯ МОЖЛИВА Й НА БІЛЬШ ПІЗНІХ ЕТАПАХ, КОЛИ КЛІТИНА БЛОКУЄ РОБОТУ РНК АБО БІЛКІВ, ЯКІ Є ПРОДУКТАМИ РОБОТИ ГЕНА. �

18 of 24

ЦЕ ЦІКАВО

  • БЛИЗНЯТА ССАВЦІВ, ЯКІ ПОЧИНАЮТЬ РОЗВИВАТИСЯ З КЛІТИН, ЩО УТВОРИЛИСЯ ПІСЛЯ ПОДІЛУ ОДНІЄЇ ЗИГОТИ, ОТРИМУЮТЬ ОДНАКОВІ ГЕНОМИ. ВОНИ В УСІХ СВОЇХ КЛІТИНАХ МАЮТЬ ОДНАКОВУ ПОСЛІДОВНІСТЬ НУКЛЕОТИДІВ ДНК.
  • АЛЕ ПРОТЯГОМ ЖИТТЯ ЇХНІ ГЕНОМИ ПРИСТОСОВУЮТЬСЯ ДО НАВКОЛИШНІХ УМОВ ТРОХИ ПО-РІЗНОМУ. ТОМУ З ВІКОМ КІЛЬКІСТЬ І РОЗТАШУВАННЯ «ВИМКНЕНИХ» ГЕНІВ У ЇХНІХ ГЕНОМАХ ВІДРІЗНЯЄТЬСЯ ВСЕ БІЛЬШЕ, І ВОНИ СТАЮТЬ ДЕДАЛІ МЕНШЕ СХОЖИМИ ОДИН НА ОДНОГО З ТОЧКИ ЗОРУ �ЕПІГЕНЕТИКИ — НАУКИ, ЩО ВИВЧАЄ МЕХАНІЗМИ РЕГУЛЯЦІЇ РОБОТИ ГЕНІВ. �

19 of 24

УЗАГАЛЬНЕННЯ

  • ОСНОВНИМИ ЕТАПАМИ РЕАЛІЗАЦІЇ СПАДКОВОЇ ІНФОРМАЦІЇ В КЛІТИНАХ Є ТРАНСКРИПЦІЯ, ДОЗРІВАННЯ РНК І ТРАНСЛЯЦІЯ.
  • У ЖИВИХ ОРГАНІЗМАХ ІСНУЄ БАГАТО ТИПІВ РНК. НАЙБІЛЬШ ПОШИРЕНИМИ СЕРЕД НИХ Є ІНФОРМАЦІЙНА, АБО МАТРИЧНА РНК (ІРНК, АБО МРНК), РИБОСОМАЛЬНА РНК (РРНК), ТРАНСПОРТНА РНК (ТРНК) І МАЛІ ЯДЕРНІ РНК (МЯРНК). �

20 of 24

ЕТАПИ БІОСИНТЕЗУ БІЛКА �

21 of 24

22 of 24

ЗВОРОТНА ТРАНСКРИПЦІЯ

  • ФЕРМЕНТ ЗВОРОТНА ТРАНСКРИПТАЗА (РЕВЕРТАЗА) БУДУЄ ЛАНЦЮЖОК ДНК ЗА ЗРАЗКОМ ЛАНЦЮЖКА РНК.

23 of 24

ВПРАВИ З МОЛЕКУЛЯРНОЇ БІОЛОГІЇ �

24 of 24

БІОЛОГІЯ І НАУКА �

  • У 2006 Р. Е. ФАЙР ТА К. МЕЛЛО ОТРИМАЛИ НОБЕЛІВСЬКУ ПРЕМІЮ З ФІЗІОЛОГІЇ ТА МЕДИЦИНИ «ЗА ВІДКРИТТЯ РНК-ІНТЕРФЕРЕНЦІЇ – ПРИГНІЧЕННЯ ЕКСПРЕСІЇ ГЕНІВ ДВОЛАНЦЮГОВОЮ РНК».
  • ЦІ ВЧЕНІ ПОКАЗАЛИ, ЩО ВВЕДЕННЯ КОРОТКИХ РНК У КЛІТИНИ НЕМАТОДИ CAENORHABDITIS ELEGANS ПРИГНІЧУВАЛО РЕАЛІЗАЦІЮ СПАДКОВОЇ ІНФОРМАЦІЇ ГЕНА. ОЦІНІТЬ ЗНАЧЕННЯ ЗНАНЬ ТРАНСКРИПЦІЇ ТА РНК-ІНТЕРФЕРЕНЦІЇ ДЛЯ МЕДИЦИНИ Й БІОТЕХНОЛОГІЇ. �