ТРАНСКРИПЦІЯ. �ОСНОВНІ �ТИПИ РНК

САМОСТІЙНА РОБОТА

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.

• 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.

​

ПОНЯТТЯ ПРО ЕКСПРЕСІЮ

• ЕКСПРЕСІЇ (ВІД ЛАТ. EXPRESSIO – ВИРАЖЕННЯ) БУВАЮТЬ РІЗНИМИ.
• ЗА СТВОРЕННЯ НОВИХ ПОЕТИЧНИХ ЕКСПРЕСІЙ В АМЕРИКАНСЬКІЙ ПІСЕННІЙ ТРАДИЦІЇ ЛАУРЕАТОМ�НОБЕЛІВСЬКОЇ ПРЕМІЇ З ЛІТЕРАТУРИ У 2016 Р. СТАВ БОБ�ДІЛАН.
• ВСЕСВІТНЬО ВІДОМА КАРТИНА «СИНІЙ КІНЬ» ПРОСЛАВИЛА ХУДОЖНЮ ЕКСПРЕСІЮ НІМЕЦЬКОГО ЖИВОПИСЦЯ�Ф. МАРКА.
• ЛІТЕРАТУРНА ЕКСПРЕСІЯ ВЛАСТИВА ТВОРАМ�ТАКИХ ВІДОМИХ УКРАЇНСЬКИХ ПИСЬМЕННИКІВ, ЯК В. СТЕФАНИК, О. ТУРЯНСЬКИЙ, М. ХВИЛЬОВИЙ.
• А ЩО ТАКЕ ЕКСПРЕСІЯ В МОЛЕКУЛЯРНІЙ БІОЛОГІЇ? �

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

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

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

ОСОБЛИВОСТІ ГЕНОМІВ �ПРОКАРІОТІВ ТА ЕУКАРІОТІВ �

• 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. �

ОСНОВНІ ТИПИ РНК �

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».

​

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 ���

ОСНОВНІ ЕТАПИ РЕАЛІЗАЦІЇ СПАДКОВОЇ ІНФОРМАЦІЇ �

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 ��

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

ПРИНЦИП КОМПЛЕМЕНТАРНОСТІ ПІД ЧАС ТРАНСКРИПЦІЇ �

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. �

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:

​

​

​

​

​

� ��

• 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. �

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. �

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). �

ЕТАПИ БІОСИНТЕЗУ БІЛКА �

ЗВОРОТНА ТРАНСКРИПЦІЯ

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

ВПРАВИ З МОЛЕКУЛЯРНОЇ БІОЛОГІЇ �

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. �

САМОСТІЙНА РОБОТА