89.Визначте особливості організації та реалізації спадкової інформації у про- та еукаріотів.

У прокаріот відсутнє оформлене ядро.У клітинах прокаріотів(бактерій і архей)кільцева або лінійна молекула ДНК,так званий нуклеоїд,прикріплена зсередини до клітинної мембрани.ДНК прокаріот побудована так само,як і еукаріот(аденін,тимін,гуанін, цитозин). Молекула ДНК несе безліч негативних зарядів,оскільки кожен фосфатний залишок містить іонізовану гідроксильну групу.У еукаріотів негативні заряди нейтралізуються утворенням комплексу ДНК з основними білками-гістонами.У клітинах переважної більшості прокаріотів не виявлено гістонів,тому нейтралізація зарядів здійснюється взаємодією ДНК з поліаміном(сперміном та спермідину),а також з іонами Mg²⁺.У деяких архе- і ціанобактерій виявлено гістони і гістоноподібні білки,пов'язані з ДНК.Зміст пар основ А+Т і Г+Ц у молекулі ДНК є постійним для даного виду організму і є важливою діагностичною ознакою.У клітинах еукаріотів ДНК знаходиться в ядрі клітини в складі хромосом,а також в деяких клітинних органелах (мітохондріях і пластидах). Хроматин—комплекс молекул ДНК та специфічних білків,що складає хромосоми.В клітинах еукаріотів хроматин знаходиться в ядрі.За допомогою гістонів ДНК упакована у так називаємі нуклеосоми,структури на яких намотані нитки молекул ДНК.Нитка ДНК з нуклеосомами утворює нерегулярну соленоїд-подібну структуру завтовшки близько 30 нанометрів,так звану 30 нм фібрилу.Подальша упаковка цієї фібрили може мати різну щільність.Реплікація-процес подвоєння ДНК,відбув.в синтетичному періоді інтерфази. Реплікація має напівконсервативний характер,тобто кожна нова молекула ДНК скл. З одного старого та з одного нового ланцюга.Реплікація починається із так званих ділянок «ori» вони вміщують 240-300 А-Т пар.Швидкість реплікації у прокаріотів=1000 нуклеотидів/с,в еукаріотів-100 нуклеотидів/с.Еукаріоти мають декілька ділянок «ori»,які ніколи не знаходяться на кінцях ДНК.Реплікація починається у всіх точках одночасно.З кожної ділянки «ori» зчитується інформація тільки один раз протягом клітинного циклу. Ферменти:хеліказа(розплетення ланцюгів ДНК).Білки ssb утримують ланцюги окремо один від одного.Топоізомераза-прибирає надлишкову суперспіралізацію нероз’єднаних ланцюгів ДНК.Основний фермент реплікації-ДНК-полімераза.У прокаріотів спочатку була відкрита ДНК-полімераза І-виконує ф-цію репарації.Основним працюючим ферментом є ДНК-полімераза ІІІ. В еукаріотів ДНК-полімераз 5 видів,яка працює від 3-5’ кінця.Для початку синтезу компліментарного ланцюга потрібен праймер,який синтезується праймазою,ланцюг РНК(10 нуклеотидів).Оскільки молекула ДНК скл.з антипаралельних ланцюгів,а ДНК-полімераза працює тільки в одному напрямку,то синтез на різних ланцюгах відбув.неоднаково-ведучий-єдиним фрагментом;відстаючий- окремі фрагменти Оказакі,які потім зшиваються лігазою.Цей процес наз.елонгацією. Транскрипція—процес синтезуРНКз використаннямДНКяк матриці,що відбувається у всіх живих клітинах,іншими словами,це перенесення генетичної інформації з ДНК на РНК.У разі ДНК,що кодуєбілок,транскрипція є першим крокомбіосинтезу білків, процесу,який приводить до перекладу генетичного коду, черезмРНКяк проміжної ланки,у поліпептидну послідовність функціонального білка.Транскрипція каталізу-єтьсяферментомДНК-залежноюРНК-полімеразою.Процес син-тезу РНК протікає в напрямку від 5'-до 3'-кінця,тобто РНК-полімераза рухається матричним ланцюжком ДНК у напрямі 3'-5'.Рівень транскрипції більшості генів чітко регулююється за допо-могоюфакторів транскрипції.Саме на цьому етапі відбувається більша частинарегуляції експресії генів.Зазвичай процес транскрипції поділяється на 3 стадії—ініціацію, елонгацію і термінацію.Ініціація транскрипції-приєднання РНК-полімервзи до промотор-ної зони-ділянка регуляторної частини,яка не транскри-бується.Момент переходу РНК-полімерази від ініціації транскрипції до елонгації точно не визначений.Три основних біохімічних події характеризують цей перехід у разі РНК-полімерази кишкової палички:відділення сигма-фактора,перша транслокація молекули ферменту уздовж матриці і сильна стабілізація транскрипційного комплексу,який крім РНК-полімерази включає зростаючий ланцюг РНК і транскрібуючу ДНК.Ці ж явища характерні і для РНК-полімерази еукаріот.Перехід від ініціації до елонгації супровод-жується розривом зв'язків між ферментом,промотором,факторами ініціації транскрипції,а в ряді випадків-переходом РНК-полімерази в стан компетентності щодо елонгації.Фаза елонгації-побудова на матриці ДНК комплементарного ланцюга РНК.У міру руху РНК-полімерази по матриці попереду неї відбувається розплітання,а позаду-відновлення подвійної спіралі ДНК.Одночасно звільняється чергова ланка зростаючої ланцюга РНК з комплексу з матрицею і РНК-полімеразою.Ці переміщення повинні супроводжуватися відносним обертанням РНК-полімерази і ДНК.Для запобігання такого обертання рух по ДНК РНК-полімерази супроводжують топоізомерази.Елонгація здійснюється за допомогою основ-них елонгуючих факторів,необхідних,щоб процес не зупинявся передчасно.Термінація. Термінатор-ділянкаРНК,що сигналізує про закінчення транс-крипції.Оскільки в еукаріотів гени мають мозаїчну будову(нітрони,екзони),то після транскрипції у них,відбувається формування функціонально активних РНК-наз.процесингом.Він відбув.у ядрі.До цього процесу входять:Сплайсинг-вирізання інтронних ділянок та зшивання екзонних ділянок,а також приєднання до 5´кінця метилгуанозину(кепірування) та приєднання до 3´ кінця до 200 нуклеотидних залишків А(полі-аденілування). Альтернативний сплайсинг-синтез в результаті процесингу різних молекул РНК внаслідок вирізання разом із інтронами також і екзонних ділянок.Для вирізання інтронних ділянок на місцях де з’єднуються нітрони та екзони приєднуються малі ядерні РНК.Утворюються сплайсисоми і ферменти ендонуклеази вирізають інтронні ділянки,а лігази зшивають екзони.

Матеріальний субстрат,реплікація та реалізація генетичної інформації у про- та еукаріотів принципово однакові.Але 1.У прокаріотів генетичний матеріал представлений єдиною кільцевою молекулою ДНК,що пов’язана з невеликою к-стю негістонових білків. В еукаріотів гігантські лінійні молекули ДНК входять до складу хроматину-комплекс ДНК та пістонів у співвідношенні 1:1,3. 2.Оскільки у прокаріотів немає ядра їх генет. Матеріал та білок-синтезуюча система не розмежовані і процеси транскрипції та трансляції протікають майже синхронно у цитоплазмі.В еукаріотів транскрипція та трансляція розділені у часі і просторі. В еукаріот після транскрипції відбувається процесинг.іРНК еукаріотів може тривалий час зберігатися у цитоплазмі.ДНК упакована щільно разом із білками-гістонами і утв.хроматин.3.У прокаріотів одна точка реплікації та один реплікон.В еукаріотів значна к-сть точок реплікації.4.Гени прокаріотів мають неперервну будову та скл.тільки з кодуючих нуклеотидних послідовностей,а в еукаріотів-мозаїчна будова генів.5.У прокаріотів тільки 1 РНК-полімераза,а в еукаріотів 3 типи РНК-полімераз.6.У прокаріотів існує оперонна організація геному.