Сравнительная характеристика ДНК и РНК

Признаки ДНК РНК
Строение макромолекулы    
Мономеры    
Состав нуклеотида    
Свойства    
Местонахождение в клетке    
Функции    

 

6.7.2.4.В молекуле ДНК тимидиловый нуклеотид составляет 16% от общего количества нуклеотидов. Определите количество (в процентах) каждого из остальных видов нуклеотидов.

6.7.3. Оценка навыков самосовершенствования:

6.7.4. Контрольные вопросы:

6.7.4.1. Кем и как была впервые доказана роль ДНК как материальной основы наследственности?

6.7.4.2. Чем отличается строение ДНК от РНК? Каковы ее функции?

6.7.4.3. Каковы функции и-РНҚ, р-РНҚ и т-РНҚ?

6.7.4.4. Почему медицину ХХІ века называют молекулярной медициной?

Ключевые слова на трех языках:

На русском языке На казахском языке На английском языке
Молекулярная биология –наука, изучающая структуру, организацию и функционирование генетического материала на молекулярном уровне (уровне нуклеиновых кислот). Молекулалық биология -генетикалық материалдың құрылысын, оның құрылымы мен қызмет атқаруын молекулалық деңгейде (нуклеин қышқылдары деңгейінде) зерттейтін ғылым. Molecular biology – the branch of biology studying structure and functions of nucleic acids
Нуклеиновые кислоты – полинуклеотиды, выполняющие роль носителей генетической информации и участвующие в реализации наследственной информации. Нуклеин қышқылдары– тұқым қуалау ақпаратын іске асыратын және генетикалық ақпаратты тасымалдау рөлін атқаратын, полинуклеотидтер. Nucleic acids - polinucleotides, carriers of genetic information taking part in realization of genetic information
Дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) –cтруктура, состоящая из двух антипараллельных, комплементарных цепей, состояшая из 4 азотистых оснований: аденин, гуанин, тимин, цитозин, связанных между собой водородными связями (А-Т, Г-Ц), носитель наследственной информации. Дезоксирибонуклеин қышқылы (ДНҚ) – тұқым қуалау ақпаратын тасымалдайтын, антипараллельді, комплементарлы, құрылысындағы 4 азотты негіздері: аденин, гуанин, тимин, цитозин өзара сутекті байланыспен (А-Т, Ц-Г) байланысқан қос тізбек. Desoxyribonucleic acid (DNA) - structure,consisting oftwo antiparallel, complementary chains, including 4 nitrogenic bases; adenin, guanin, thymin, cytosin linked by hydrogen bonds(A-T, G-C), carrier of genetic information
Рибонуклеиновые кислоты (РНК) –структуры, состоящие из одной цепи, включающей 4 азотистых основания: аденин, гуанин, урацил, цитозин; участвуют в процессе реализации наследственной информации. Рибонуклеин қышқылдары –тұқым қуалау ақпаратының іске асырылуына қатысатын, құрылысы төрт азотты негіздерден: аденин, гуанин, урацил, цитозиннен тұратын бір тізбекті нуклеин қышқылы. Ribоnucleic acids (RNA) – structures, consisting of four single chains, including 4 nitrogenic bases: adenin, guanin, uracil, cytosin; taking part in the process of realization of genetic information
Нуклеотид –мономер нуклеиновых кислот, состоящий из азотистого основания, сахара и остатков фосфорной кислоты.   Нуклеотидтер – азотты негіз, қант және фосфор қышқылының қалдығынан тұратын нуклеин қышқылдарының мономерлері. Nucleotide– a monomer of nucleic acids, consisting of four nitrogenic bases, sugar and phosphoric acid
Пуриновые основания –аденин (А) и гуанин (Г) Пуриндік негіздер – аденин (А) және гуанин (Г) Purine bases -adenine (A) and guanine (G)
Пиримидиновые основания-цитозин (Ц) и тимин (Т). Пиримидиндік негіздер – тимин (Т) және цитозин (Ц). Pyrimidine bases - cytosine (C) and thymine (T).
Нуклеозид -соединение азотистого основания с сахаром Нуклеозид - азотты негіздің қантпен байланысын айтады. Nucleoside is -join a nitrogenous base with sugar
Правило Чаргаффа -в ДНК количество аденина равно количеству тимина, а количество гуанина – количеству цитозина Чаргафф ережесі -ДНҚ молекуласындағы адениннің мөлшері тиминнің мөлшеріне тең, ал гуаниннің мөлшері – цитозинге тең Chargaff rule -Chargaff's observation that in the base composition of DNA the quantity of adenine equaled the quantity of thymine and the quantity of guanine equaled the quantity of cytosine.
Молекулярно-генетические методы -а) полимеразная цепная реакция (ПЦР); б) секвенирование ДНК (определение нуклеотидной последовательности); в) блоттинг – методы анализа ДНК. Молекулалық – генетикалық әдістер - а) полимеразалық тізбектік реакция (ПТР); б) ДНҚ-ны секвенирлеу (нуклеотидтердің орналасу ретін анықтау) в) блоттинг – ДНҚ –ны талдау әдістері. Molecular genetic methods -a) polymerase chain reaction (PCR); b) DNA sequencing (determination of the nucleotide sequence); b) Blotting - DNA analysis methods.
и-РНК - переносит информацию с ДНК в цитоплазму к месту синтеза белка   а-РНҚ - ақпаратты ДНҚмолекуласынанкөшiрiпалыпцитоплазмаға белок синтезделетiнжергежеткiзедi mRNA –transfers information from DNA to the protein synthesis site in cytoplasm
т-РНК - адаптор, обеспечивает специфическое узнавание кодонов при трансляции, транспортирует аминокислоты т-РНҚ - аминқышқылдардыңарнайытасымалдаушысы, трансляция кезiндеадапторретiндекодондардытанупроцессiнқамтамасызетедi tRNA –an adapter that provides specific recognition of codons in translation and transports amino acids
р-РНК - структурный компонент рибосом, обеспечивает узнавание и связывание рибосом с иРНК р-РНҚ - рибосоманыңқұрылымдықбөлiгi, рибосоманыңаРНҚ-нытаныпбайланысуынқамтамасызетедi rRNA –structural components of ribosomes that provide recognition and binding of ribosomes with mRNA
Принцип комплементарности-биосинтез дочерней цепи ДНК осуществляется на основе комплементарного связывания аденина с тимином, цитозина с гуанином, при этом вновь синтезированная дочерняя цепь оказывается комплементарной (дополняющей) материнскую цепь. Комплементарлық принцип -ДНҚ молекуласының жаңа тізбегі комплементарлық принципке негізделіп адениннің тиминмен, гуаниннің цитозинмен байланысуына сай түзіледі. Сондықтан жаңадан синтезделген тізбек бастапқы матрицалық тізбекке комплементарлы болып келеді. Complementary principle –biosynthesis of daughter DNA chain is carried out according to complementary binding of adenine with thymine, and cytosine with guanine, where a newly synthesized strand is complementary to maternal strand.

Разработчик: преп. Жузжан К.Е.

Практическое занятие № 2

6.1. Тема: Молекулярная биология гена

6.2. Цель:

- сформировать у студентов современные представления о строении и функционировании гена на молекулярном уровне, его значении в медицине.

6.3. Задачи обучения:

- Сформировать у студентов современные знания об особенностях строения про- и эукариотических клеток.

- Сформировать у студентов современные знания о молекулярном строении про- и эукариотических генов.

- Наглядно продемонстрировать различия в строении про – и эукариотических генов.

- Сформировать у студентов знания и понимание структурно-функциональных различий регуляторной и кодирующей частей гена.

- Сформировать у студентов знания о гене, как основе сохранения и развития живых организмов на Земле.

 

6.4. Основные вопросы темы:

6.4.1. Ген, молекулярно-биологическое определение.

*6.4.2.Мутон, рекон, цистрон – определение, понятие.

Мутон, рекон, цистрон – анықтамасы, түсініктемесі.

Muton, recon, cistron – definition, concept

6.4.3. Молекулярно-генетическое строение гена прокариот.

6.4.4. Молекулярно-генетическое строение гена эукариот.

6.4.5. Кодирующие и регуляторные последовательности, определение,функции.

6.4.6. Классификация генов.

* для разбора на английском и казахском языках

6.5. Методы обучения: устный опрос, направленный на выяснение понимания студентами сущности, цели и задач занятия; умение кратко, ясно, логически излагать и изображать усвоенный материал в виде схем, графиков, рисунков; тестирование с последующим разбором ошибок, работа в группе: объяснение и демонстрация решения задач, заполнение схем; просмотр видеоролика по теме.

6.6. Литература:

Основная:

6.6.1. Генетика. Под ред. Иванова В.И. М., Академкнига, 2006. С. 3-10, 40-52, 74-81.

6.6.2. Жимулев И.Ф. Общая и молекулярная генетика. Новосибирск: Сиб.унив. изд-во,

2007. С. 9-30, 107-110, 127-129, 146.

6.6.3. Муминов Т.А., Куандыков Е.У. Основы молекулярной биологии (курс лекций).

Алматы: Эверо, 2009. С. 4-20.

6.6.4.Мушкамбаров Н.Н., Кузнецов С.Л.Молекулярная биология. М., 2003. С. 2-3, 6-8, 19-

24, 87-91, 117-125.

6.6.5. Медицинская биология и генетика. Учебное пособие под ред. проф. Куандыкова

Е.У. Алматы, 2004. С. 29-32, 42-45.

Дополнительная:

6.6.7. Фаллер Д.М., Шилдс Д. Молекулярная биология клетки. М., 2003. С.11-14.

6.6.8. Щипков В.П., Кривошеина Г.Н. Общая и медицинская генетика. М.: Академия,

2003. С. 7-11.

6.6.9. Бочков Н.П. Клиническая генетика. М.: Гэотар-Мед, 2006. С. 27-32.

6.6.10. Медицинская генетика: учеб. пособие/ Роберт Л. Ньюссбаум, РодерикР, Мак-

Иннес, Хантингтон Ф. Виллард: пер. с англ. А. Ш. Латыпова; под ред. акад. РАМН Н.

П. Бочкова.- М.: ГЭОТАР-Медиа, 2010. С. 19-20.

6.6.11. Коничев А.С., Севастьянова Г.А. Молекулярная биология. М., 2005. С. 73-114.

6.6.12. Наследственные болезни: национальное руководство /под ред. акад. РАМН Н.П.

Бочкова, акад. РАМН Е.К.Гинтера, акад. РАМН В.П. Пузырева. – М.: ГЭОТАР-

Медиа, 2012. С. 69-72.

6.7. Контроль:

6.7.1. Оценка компетенций – знание.

6..7.1.1. Устный опрос по вопросам темы.

6.7.1.2. Тестовый контроль – 3 варианта по 10 вопросов.

6.7.1.3. Проверка владения профессиональными терминами по данной теме на английском и втором языке

6.7.2. Оценка компетенций – практические навыки.

6.7.2.1. Изобразить и объяснить строение и функции гена прокариот.

6.7.2.2.Изобразить и объяснить строение и функции гена эукариот.

6.7.2.3. Заполнение таблицы «Регуляторные последовательности, их функции»у прокариот и эукариот.

Виды Функция Эукариоты Прокариоты
1. Промоторы      
  -35 последовательности      
  Прибнов-бокс      
  Голдберга-Хогнесса бокс или ТАТА-бокс      
  ЦААТ-бокс      
  ГЦ-бокс      
2. Операторы      
3. Точка начала транскрипции или сайт «О»      
4. Энхансеры      
5. Сайленсеры      
6. Аттенуаторы      
7. Терминаторы      

 

6.7.2.4. Дополнение схемы.

В зависимости от выполняемой функции гены делятся на:

 
 

 

 


? ?

 

По влиянию на жизнеспособность организмов гены делятся на:

 
 


6.7.3. Оценка навыков самосовершенствования:

 

6.7.4. Контрольные вопросы:

6.7.4.1.Что такое регуляторные последовательности?

6.7.4.2. Где располагаются регуляторные последовательности и каковы их функции?

6.7.4.3. Что входит в состав кодирующих последовательностей гена?

6.7.4.4.Какова функция кодирующих последовательностей?

6.7.4.5. Чему равны единицы мутации, рекомбинации и функции?

6.7.4.6. Чем отличаются гены у про- и эукариот?

6.7.4.7. Чем отличаются экзоны и интроны?

Ключевые слова на трех языках:

На русском языке На казахском языке На английском языке
Ген –структурно-функциональная единица наследственности, контролирующая развитие одного признака; отрезок молекулы ДНК, контролирующий синтез одной полипептидной цепи (молекулы белка).   Ген –бір белгінің дамуын бақылайтын, тұқымқуалаушылықтың құрылымдық-функциональдық бірлігі; бір полипептидтік тізбектің (ақуыз молекуласы) синтезін бақылайтын ДНҚ молекуласының кесіндісі. Gene – structural and functional unit of heredity, which controls the development of one of trait; segment of DNA that controls the synthesis of a single polypeptide chain (protein molecules).
Промотор –специфическая регуляторная последовательность (нуклеотидов) гена (молекулы ДНК) с которой связывается РНК – полимераза для его последующей транскрипции. Промотор –РНК-полимеразамен байланысып, геннің транскрипциясын бастайтын геннің (ДНК молекуласының) құрамындағы реттеуші геннің (нуклеотидтердің) арнайы қатары. Promoters – specific regulatory sequence (nucleotides) of gene (DNA molecule) which binds to RNA-polymerase for subsequent transcription.
Оператор – специфическая последовательность нуклеотидов в регуляторной части гена, регулирующая активность (транскрипцию) гена. Оператор –геннің реттеуші бөлігінде орналасқан, геннің белсенділігін (транскрипциясын) реттейтін арнайы нуклеотидтер қатары. Operator– specific sequence of nucleotides in the regulatory part of gene that regulates the activity (transcription ) of gene.
Энхансеры–регуляторные последовательности, ускоряющие процесс транскрипции генов путем взаимодействия со специфическими факторами транскрипции.   Энхансерлер –арнайы транскрипциялық факторларымен байланысу арқылы гендер транскрипциясының үдерісін жылдамдататын реттеуші қатарлары. Enhancers – regulatory sequence accelerating process of gene transcription by interacting with specific transcription factors.
Структурные гены – гены,контролирующие синтез структурных белков и ферментов. Құрылымдық гендер –құрылымдық ақуыздар мен ферменттер синтезін бақылайтын гендер. Structural genes – genes controlling synthesis of structural proteins and enzymes.
Сайленсеры– специфические последовательности нуклеотидов, которые снижают скорость транскрипции. Сайленсерлер– транскрипция жылдамдығын төмендететін нуклеотидтердің арнайы жүйесі. Silencers -specific of nucleotides sequences which reduce the rate of transcription.
Прибнов-бокс – специфическая последовательность оснований (нуклеотидов) внутри промоторного участка, с которой связывается РНК – полимераза. Она состоит из 7 оснований: ТАТААТГ и называется также консенсусная последовательность, поскольку встречается у многих организмов с небольшими вариациями. Прибнов –боксы – промоторлық учаске ішіндегі арнайы нуклеотидтер жүйесі. Мұнымен РНҚ – полимераза байланыс жасайды. Прибнов – боксы 7 нуклеотидтен: ТАТААТГ тұрады, оны консенсустық жүйе деп те атайды. Pribnow box -a specific sequence of bases (nucleotides) in the promoter region, which binds to the RNA - polymerase. It consists of the 7 bases: TATAATG and is also called a consensus sequence, as occurs in many organisms with small variations.
Структурные гены - гены, контролирующие синтез структурных белков или ферментов. Структуралық (құрылымдық) гендер – құрылымдық белоктар немесе ферменттердің синтезін бақылайтын гендер. Structural genes – genes controlling synthesis of structural proteins and enzymes.
Гены супрессоры- подавляющие активность структурных генов. Супрессор гендер – структуралық гендердің активтілігін басып тастайтын эпистаздық гендер. Suppressor genes -overwhelming activity of structural genes.
Спейсеры - в промежутках между генами располагаются некодирующие последовательности нуклеотидов Спейсерлер -гендердің ара-арасында ақпарат жазылмаған нуклеотидтер жүйесі Spacers -in intervals between by genes are located non-coding of nucleotides sequences
Экзон - информативный участок кодирующей части гена. Экзон - геннің кодтаушы бөлігіндегі ақпаратты бөлігі Exon –informative fragment of the coding part of the gene.
Интрон- неинформативный участок кодирующей части гена Интрон- геннің кодтаушы бөлігіндегі ақпаратсыз бөлігі Intron -are parts of genes that do not directly code for proteins.
Кодирующая часть - транскрибируется. В которой с помощью кодонов записана информация о структуре кодируемого данным геном полипептида (структурного белка или фермента) Кодтаушы бөлігі – транскрипцияланады. Сонымен қатар (құрылымдық белок немесе фермент жайлы) ақпарат кодондардың ретімен жазылған Coding partis transcribed. It carries information in the form of codons about the structure of a protein encoded by a given polypeptide (structural protein or enzyme)
Регуляторная часть -не транскрибируется. Контролирует начало (инициацию) транскрипции, регулирует ее скорость и интенсивность (процессивность). Реттеуші бөлігі – транскрипцияланбайды. Транскрипцияның басталуын (инициацияны) бақылап, оның жылдамдығы мен қарқындылығын реттейді. Regulatory partis not transcribed. It controls transcription initiation and regulates its rate and progression.
Аттенуатор -специфические последовательности нуклеотидов (локусы), располагающиеся перед группой регулируемых ими структурных генов, контролирующие процесс транскрипции. Активация аттенуатора лежит очевидно в основе прекращения синтеза продуктов генов-белков, в которых клетка в данный момент не нуждается. Аттенуатор - структуралық (құрылымдық) гендердің алдында орналасып, транскрипцияның аяқталуы (терминация) жайлы белгі беретін арнайы нуклеотидтер жүйесі. Аттенуаторлардың активтілігі ақуыз – ферменттің жасушаға қажеттілігі болмай, оның синтезі тоқтаған кезде байқалады.   Attenuator –specific sequence of nucleotides, (loci), located upstream of their regulated structural genes that control transcription process. Activation of attenuator stops synthesis of protein products of genes that are not required by a cell at the moment.
Цистрон -элементарная (неделимая) структурно-функциональная единица наследственности. Цистрон - тұқым қуалаушылықтың элементарлық (бөлінбейтін) құрылымдық - функционалдық бірлігі7 Cistron –elementary (indivisible) structural and functional unit of heredity.

 

Разработчик: преп. Жузжан К.Е.

Практическое занятие № 3

6.1. Тема: Реализация наследственной информации. Основной постулат Крика. Репликация ДНК, особенности репликации линейных молекул ДНК

6.2. Цель: Сформировать у студентов современные представления и знания о молекулярных механизмах и закономерностях реализации наследственной информации у живых организмов, принципах и механизмах репликации ДНК.

6.3. Задачи обучения:

-сформировать у студентов понимание роли ДНК в хранении, передаче и реализации наследственной информации;

- разъяснить студентам сущность реализации наследственной информации и ее значение в функцировании живых организмов;

- сформировать у студентов знания об особенностях реализации наследственной информации в разных живых организмах;

- разъяснить студентам роль и значение нарушения механизмов реализации наследственной информации в возникновении наследственных болезней и старения.

6.4. Основные вопросы темы:

6.4.1. Направления и типы переноса наследственной информации в живых организмах

* 6.4.2. Репликация, определение, принципы