ВОПРОСЫ
для подготовки к экзамену по дисциплине
«Молекулярная биология и генная инженерия»
Самореплицирующиеся молекулы. Естественный отбор самореплицирующихся молекул. Значение возникновения мембранных структур в эволюции клетки.
Нуклеиновые кислоты. Строение азотистых оснований. Пуриновые и пиримидиновые основания. Строение нуклеозидов и нуклеотидов.
Доказательства генетической роли нуклеиновых кислот. Явление трансформации у бактерий. Эксперименты О. Эйвери, К. Мак-Леода и М. МакКарти.
Модель ДНК Уотсона и Крика.
Вращение связей между атомами, формирующими сахарофосфатный остов ДНК и свободное вращение С-1/-N-гликозидной связи – основа структурных вариаций в ДНК. Cин- и анти-конформации.
Альтернативные двухспиральные структуры ДНК. Параметры B-, A- и Z-форм ДНК.
Положения атомов N-7, O6 и N6 в пуринах – положения Хугстена. Хугстеновское спаривание – основа формирования триплексов ДНК. Н-ДНК.
Явление суперспирализации ДНК. Образование супервитков в кольцевых молекулах ДНК – основа формирование третичной структуры.
Регуляция топологии ДНК in vivo. ДНК-топоизомеразы. Классификация ДНК-топоизомераз.
Организация бактериального генома. Нуклеоид. Роль белков HU и H в компактизации ДНК E. coli и их краткая характеристика. Вспомогательная функция полиаминов, белков HLP1 и Р в конденсации ДНК бактерий.
Характеристика волокон хроматина диаметром 10 нм и 30 нм. Мономерная нуклеосома. Структурирующая роль гистонов в организации генома эукариот.
Классификация гистонов. Эволюционная стабильность гистонов Н3 и Н4. Роль оснóвных N-концевых «хвостов» гистонов в конденсации ДНК.
Первый уровень упаковки ДНК в хромосоме. Минимальная нуклеосома (нуклеосомный кор). Нуклеосома. Гистон-ацетилтрансфераза НАТ.
Значение ацетилирования в регуляции процессов сборки нуклеосом de novo. Сайты модификации N-концевых последовательностей гистонов Н3 и Н4 с участием цитоплазматической гистон-ацетилтрансферазы HAT1.
Доказательство полуконсервативного способа репликации ДНК. Эксперимент Месельсона и Сталя. Репликативная вилка. Одно- и двунаправленная репликация.
Типы репликации. Репликация кольцевых ДНК с образованием «глазка». -структура. Репликация по типу катящегося кольца (репликация ДНК фагов М13, Х174, ). Репликация с образованием D-петель.
ДНК-полимеразы E. coli (ДНК-полимеразы I, II, III, IV и V). Сравнительная характеристика ДНК-полимераз E. coli. ДНК-полимераза III – основной фермент репликации. Понятие процессивности.
Локус oriC – точка начала репликации. Структура локуса oriC. Предзатравочный комплекс. Роль белков dnaА, HU, dnaС и dnaВ в формировании предзатравочного комплекса.
Регуляция инициации репликации ДНК E. coli. Dam-метилаза. Последовательности GATC. Терминация репликации.
Множественность точек начала репликации у эукариот. «Лицензирование» как механизм контроля согласованной активация точек начала репликации.
Точки начала репликации Saccharomyces cerevisiae. АRS-элементы. Консервативные последовательности в составе ARS-элементов.
ARS-кор, как основная (базовая) последовательность ARS-элементов. Белки ORC – основа формирования предрепликационных комплексов.
Сборка предрепликационного комплекса. Комплекс ДНК-полимераза /праймаза. Инициаторная ДНК. Процессивный синтез ДНК с участием ДНК-полимеразы .
Системы рестрикции и модификации. Уникальный тип метилирования ДНК прокариот. Представление о метилированных, полуметилированных и неметилированных сайтах. Явление рестрикции ДНК.
Рестриктазы типа II (класса I). Характеристика рестриктазы Есо RI. Природа сайтов узнавания и рестрикции. «Липкие» и «тупые» концы.
Молекулярная основа мутаций. Точечные мутации. Транзиции и трансверсии. Горячие точки. Молчащие мутации. Нейтральные мутации.
Причины мутаций. Таутомерные формы оснований. Дезаминирование оснований. Апуринизация ДНК. Алкилирующие агенты.
Действие физических факторов (влияние на равновесие амино – имино-форм). Ошибки ДНК-полимеразы, связанные с включением аналогов природных нуклеотидов.
Система коррекции несоответствий спаривания оснований. Роль последовательностей GATC в mismatch репарации.
Эксцизионная репарация оснований. АР-сайты. ДНК-гликозилазы. Удаление урацила и тимина. Субстратная специфичность ДНК-гликозилаз UNG, hGMUG1, TDG и MBD4 человека.
Эксцизионная репарация нуклеотидов. Удаление пиримидиновых димеров. Нуклеаза АВС (АВС-эксцинуклеаза). Компоненты АВС-эксцинуклеазы – белки UvrА, UvrB, UvrC. UvrD-геликаза.
Прямая репарация (обращение повреждений) ДНК. Механизмы обращения повреждений. О6-метилгуанин-ДНК-метилтрасфераза. Прямая репарация 1-метиладенина и 3-метилцитозина. Белок AlkB – -кетоглутарат-Fe2+-зависимая диоксигеназа.
Репарация, включающая рекомбинацию. SOS-ответ. Понятие SOS-генов. Ферменты и белки SOS-репарации. Белки RecA и LexA.
Концепция информационной РНК. Концепция РНК-посредника Ф. Жакоба и Ж. Моно. иРНК – наиболее короткоживущая форма рибонуклеиновых кислот. Функциональное и химическое время полужизни информационных РНК.
Строение информационных РНК. Строение информационных РНК прокариот. Лидерные, трейлерные и кодирующие участки. Полицистронность иРНК прокариот.
Строение информационных РНК эукариот. Структурные элементы иРНК эукариот. Полиаденилирование и кэпирование иРНК. Структура кэпов. Метилирование кэпов.
Специфические участки взаимодействия РНК-полимераз с ДНК. Структура промоторов. Стартовая точка, положения по ходу транскрипции и положения против хода транскрипции. Блок Прибнова и –35-блок.
Классификация РНК-полимераз эукариот.
Промоторы эукариот. Блок Хогнесса. –70-блок.
Закрытый и открытый двойные комплексы. Тройной комплекс. Роль -фактора.
Терминация транскрипции. -зависимые и -независимые терминаторы.
Прерывистость генов эукариот. Экзоны и интроны. Процессинг и сплайсинг транскриптов РНК-полимеразы II.
Интроны, подчиняющиеся «правилу GU/AG». Донор сплайсинга и акцептор сплайсинга. Точка ветвления интрона. Малые ядерные РНК (мяРНК) и сплайсисома.
Процессинг транскриптов, синтезируемых РНК-полимеразой III.
Отличие механизма сплайсинга тРНК от механизма сплайсинга пре-иРНК. Механизм сплайсинга тРНК. Полифункциональная тРНК-лигаза.
Процессинг транскриптов РНК-полимеразы I. Наружные (НТС) и внутренние (ВТС) транскрибируемые спейсеры. Специфические малые ядрышковые РНК C/D и Н/АСА в реакциях 2′-О-метилирования и псевдоуридилирования рРНК.
Представления об интронах группы I как о рибозимах. Самосплайсинг рРНК Tetrahymena thermophila.
Интроны группы II – второй класс самосплайсирующихся интронов. Явление РНК-интерференции и редактирование РНК.
Экспериментальная расшифровка генетического кода. Синтетические олигонуклеотиды. Метод связывания рибосом.
Периодические сополимеры Кораны. Установление значения терминирующих кодонов.
Строение тРНК. Пространственная L-форма тРНК. Минорные компоненты тРНК.
Гипотеза «качаний».
Активация аминокислот. Активные центры в аминоацил-тРНК-синтетазах. Аминоацил-тРНК-синтетазы – самокорректирующие ферменты.
Стадии активации аминокислот.
Инициация трансляции. Инициаторные тРНК прокариот. Факторы инициации прокариот.
Элонгация. Факторы элонгации. Образование пептидной связи.
Терминация синтеза полипептидных цепей. Терминирующие кодоны. RF-1 и RF-2 – белковые факторы терминации. Фактор терминации RF-3.
Перепрограммирование трансляции. Включение селеноцистеина, как один из механизмов перекодирования трансляции. Уникальность структуры тРНКSec про- и эукариот.
Явление транс-трансляции. Бактериальная тм-РНК. Совмещение свойств транспортной и матричной РНК в тмРНК.
Методы промышленной микробиологии. Суперпродукция лизина.
Представления о принципах генетической рекомбинации с использованием подвижных генетических элементов.
Способы соединения фрагментов ДНК in vitro. Метод линкеров. Коннекторный метод.
Понятие вектора. Векторы в генетической инженерии. Свойства «идеального» вектора.
Плазмиды, классификация плазмид. Структура сайтов рестрикции эндонуклеаз типа II. «Тупые» и «липкие» концы.
Трансформация, трансфекция, клонирование.
Способы получения ДНК для клонирования.
|
