Tibbiy va biologik kimyo kafedrasi Biologik kimyo 2 kurs Mavzu: Nuklein kislotalar biosintezi Ma’ruzachilar: professorlar: R.S. Sobirova, F.X. Inoyatova, dots. M.U. Kulmanova

Ko׳rib chiqiladigan savollar DNK va irsiyat. DNK biosintezi (replikatsiya). Replikatsiya – nasliy axborotni o׳tkazish usuli. RNK biosintezi (transkripsiya) – DNKdagi axborotni RNK sifatida shakllanishi. Posttranskipsion o׳zgarishlar – RNK ning yetilishi.

DNA replication semiconservative by. Kinds replication: The conservative The semiconservative The dispersive

In eucariot cages replication begins at once in several (thousand) DNA points (dNMP) n + dNTP ® (dNMP) n+1 + PP

For DNA synthesis are necessary: DNA-polimeraza DNA-dependent Desoxribonucleozid threefosfate DNA a matrix Magnesium ions DNA-helikaza DNA-giraza DNA-connecting of the squirrel

Biosynthesis RNA Synthesis RNA is carried out by a transcription.

The way of transfer of the genetic information which has been written down in DNA, in RNA and through it to ribosomes is called as a transcription The transcribed site of DNA is called transkripton. It contains from 300 to 108 nucleotidi.

Nuklein kislotlar Nuklein kislotalar – tabbiy yukori molekulali polimerlar, irsiy axborotni saklash va nasldan nasldan utkazish vazifasini bajaradi. DNK – dezoksiribonuklein kislota RNK – ribonuklein kislota

Nukleotid tuzilishi Nukleotidlar – DNK va RNK monomerlari. Nukleotid 3 kismdan tashkil topgan: Azotli asoslar Monosaxarid Fosfat gruppa Nukleozid –bu nukleotid fosfat gruppasiz. Nukleotid – bu fosfoefir nukleozid.

Nukleotid bog Fosfodiefir bogi Nukleotidlar uzaro fosfodiefir bogi yerdami boglanadi. Fosfodiefir bogini xosil bulishi   Fosfodiefir bogi

Nuklein kislotalar tuzilishi RNK va DNK ribonukleotidlar va dezoksiribonukleotidlarni kovalent boglinishdan xosil bolgan. Nukleotidlar ozaro fosfodiefir boglari bilan boglangan, birinchi nukleotidni 5'-ON gruppasi keyingi nukleotidni 3'-ON gruppasi bilan boglanishi orqali hosil boladi. Zanjir ҳosil bulishi fosfat-karbonsuv-fosfat-karbonsuv….. Azotli asoslar pentoza bilan oқsillarda yon radikallari boғlanishi kabi joylashadi. Fosfodiefir bogг 3' → 5' 5'-uchi 3'-uchi

DNK razmeri Organizm DNK (p.n.) Genlar soni SV40 (hayvon virusi) 5,0 ּ10³ 5 Т4 (bakteriofag) 2,0 ּ105 200 E. сoli (bakteriya) 4,6 ּ 106 4600 Odam gaploid hujayrasi 2,8 ּ 109 30000 - 40000

Odam genomini tarkibi 25000-30000 genlar (2004 y.), oksilni kodlaydi – bu xromosomani DNKasini 1,5-2 % tashkil kiladi Genomni >70% kup kismi transkripsiyaga inert, egoistik DNK (selfish DNA) deyiladi Provirus DNK DNK-transpozonlar Telomerlar – DNK uchi kismlarida joylashadi

Odam genomini tarkibi

Molekulyar genetikani markaziy postulati (F.Krik) Tirik tabiatda irsiy axborotni nasldan-naslga utishi. replikaciya DNK Transkripciya RNK translatsiya Oqsil

Genetik axborotni 3 boskichda uzatilishi Replikatsiya – ona DNKasidan kiz DNKalari sintezlanishi, sintez nukleotidlarni komplementarlik asosida amalga oshadi. 2. Transkripsiya – irsiy axborotni DNKadan m-RNK kuchirilishi. 3. Translyatsiya –oksil biosintezi: irsiy axborot 4 xarfli kodlangan m-RNKdan, ribosomalarda 20-xarfli oksil strukturasiga utkazilishi.

Replikatsiya Replikatsiya – bu DNK ikki kissa ortishi. komplementar zanjirni 2 kismga lokal ajralishi; ona DNKasini xar bir zanjiri matritsa vazifasini bajaradi; kiz DNK sintezi azotli asoslarni komplementarli asosida amalga oshadi; buni natijasida irsiy axborot ikki xissaga oshadi.

DNK yarim konservativ yоl bilan replikatsiya qilinadi DNK yarim konservativ yоl bilan replikatsiya qilinadi. Replikatsiya turlari: konservativ yarim konservativ dispers

DNK ning yarim konservativ sintezi

Eukariot xujayralarda replikatsiya bir vaqtda bir necha (xatto ming) nuqtalarda boshlanadi (dNMP)n + dNTP  (dNMP)nQ1 + PP

Replikatsiya

Replikatsiya Replikatsiya mexanizmi yarimkonservativ – 2ta ona DNKasi zanjirlari boshka- boshka kiz DNKalar Tarkibida buladi .

Replikatsiya Репликатив айри Лидирующая цепь синтезируется непрерывно в направлении движения репликативной вилки (5' → 3'). Запаздывающая цепь синтезируется короткими фрагментами Оказаки (1000 п.н.), которые затем сшиваются.

Replikatsiya DNKani gigant molekulasida replikatsii – replikonlar   DNKani gigant molekulasida replikatsii – replikonlar bir vaktni uzida bir necha yuz nuktasida buladi. . Bu esa vaktni tejaydi va DNKani despiralizatsiyasini oldini oladi.

DNK-replikatsion tizim (replisoma) Комплекс белков-ферментов и белков с другими функциями (более 20): ДНК-хеликаза и дестабилизирующие белки расплетают ДНК, формируют репликативную вилку. ДНК-полимеразы ведут синтез в направлении 5' → 3' основной цепи и коротких фрагментов Оказаки отстающей цепи. 3. ДНК-праймаза катализирует короткие молекулы РНК-затравки (впоследствии удаляются). 4. ДНК-лигаза соединяет фрагменты Оказаки. 5. ДНК-гиразы закручивают спираль ДНК и восстанавливают ее структуру. Репликация протекает с огромной скоростью: Прокариоты – 3000 п.н. в секунду !!! Эукариоты - 100-300 п.н. в секунду.

DNK-replikaznaya sistema (replisoma)

DNK-replikaznaya sistema (replisoma)

DNK-replikaznaya sistema (replisoma)

Inson xromosomasi 150 mln. juft nukleotidlardan tashkil topgan, replikatsiya tezligi esa 50 nuklG’daq. bоlgani uchun bunga 800 soat ketgan bоlar edi. Shuning uchun replikatsiya bir-necha saytlarda (oridjinlarda) boshlanadi, ular oraligi replikon deb ataladi. Sintez ikki yоnalishda ketganligi sababli ular tоqnashadilar.

DNK sintezi uchun zarur: DNKga boglik DNK-polimeraza Dezoksiribonukleozidtrifosfatlar DNK matritsa Magniy ionlari DNK-xelikaza DNK-giraza DNKni boglovchi oqsil

DNK -polimerazaning 3 turi tafovut etiladi: DNK-polimeraza I DNK-polimeraza II DNK-polimeraza III

Eukariotik DNKlar sintezida 5 DNK-polimeraza ishtirok etadi: α,β, γ, δ, ε. Ular subbirliklar soni, molekulyar ogirligi, turli yordamchi oqsillar bilan assotsiatsiyasi, funksional vazifasi bilan bir-biridan farqlanadi. α,β, γ, δ, ε DNK-polimerazalar xujayra yadrosida DNK sintezida qatnashadi, DNK-polimeraza γ – mitoxondrial DNK replikatsiyasida. β, δ, ε - qiz zanjirlar hosil bоlishini initsirlamaydi, chunki DNK bitta zanjiriga mos kelaydi. α DNK-polimeraza initsirlaydi, chunki bir zanjirli DNK ma’lum saytiga komplementardir.

DNK ning yetilishi оz ichiga metillanish, telomerazalar ta’sirida uzayish va reparatsiyani oladi.

Теломеры Теломеры – концевые участки ДНК 3 – 20 тыс. п.н. Теломеры – концевые участки ДНК 3 – 20 тыс. п.н. При каждом делении клеток происходит укорочение теломерных участков хромосом на 50 п.н.

Теломераза и рак

Мутации Мутация - изменение последовательности ДНК, генетическая ошибка, которая будет воспроизводиться во всех последующих поколениях клеток. Частота мутаций возрастает под действием мутагенов: Физические (УФ-, ионизирующее излучение и др.) Химические (различные типы соединений) Биологические (вирусы, МГЭ, некоторые ферменты)

Репарация ДНК Повреждения ДНК сводятся к минимуму благодаря наличию в клетке особых систем репарации, которые узнают эти повреждения и исправляют их. Системы репарации возникли в процессе эволюции для поддержания стабильности геномов. Системы репарации в клетке – это ферменты и ферментативные реакции для восстановления правильной структуры ДНК.

Reparatsiya DNK molekulasining shikastlanishi spontan (depurinizatsiya va dezaminlanish) va indutsirlangan (fizik va kimyoviy ta’sirotlar) bоladi. Depurinizatsiyani va ximyoviy mutatsiyalarni yоqotishda DNK insertaza, dezaminlanishni tiklashda – DNK-N-glikozidaza, AP-endonukleaza, DNK-polimeraza β va DNK ligaza ishtirok etadi. UFN ta’sirida hosil bоlgan pirimidin dimerlari fotoliaza ta’sirida yоqotiladi. DNK reparatsiyasi buzilishi bilan kechadigan kasalliklarga pigmentli sklerodermiya va trixotiodistrofiya kiradi.

Reparatsiya jarayoni quyidagilardan iborat

RNK biosintezi RNK transkripsiya yоli bilan sintezlanadi.

Одноцепочечные РНК м-РНК (75 -3000 н.) - копия части молекулы ДНК, служит матрицей для синтеза белка. т-РНК (75 н.) – переносят а.к. к определенному участку м-РНК в ходе биосинтеза белка. р-РНК (100 -3000 н.) – образуют в комплексе с белками рибосомы. гя-РНК – содержится в ядре клеток эукариот. РНК - у некоторых видов вирусов (ретровирусы) служит носителем генетической информации.

Транскрипция Транскрипция – процесс переписывания части генетической информации с ДНК на м-РНК. Это биосинтез цепи м-РНК, нуклеотидная последовательность которой комплементарна участку на одной из цепей ДНК. м-РНК поступает в рибосомы, служит матрицей и направляет синтез одного или нескольких белков.

DNKga yozilgan genetik axborotning RNKga kоchirilishi va RNKdan ribosomalarga оtkazish jarayoniga transkripsiya deb aytiladi

DNKning transkripsiya qilinadigan bоlagiga transkripton deb ataladi DNKning transkripsiya qilinadigan bоlagiga transkripton deb ataladi. Unda 300dan 108 gacha nukleotidlar bоladi. Transkriptonda quyidagi qismlar tafovut etiladi: Promotor Akseptor qism Struktur genlar Terminator qism

Transkripsiya 3 bosqichda kechadi: initsiatsiya elongatsiya terminatsiya

Транскрипция у прокариот и эукариот Транскрипция проходит в 3 этапа: Инициация –начало синтеза, присоединение РНК-полимеразы к промотору - участку ДНК, указывающему на начало транскрипции. Элонгация – последовательное присоединение свободных нуклеотидов к матрице - ДНК по принципу комплементарности оснований, т.е., рост цепи м-РНК. Терминация – завершение биосинтеза м-РНК в участке - терминаторе, который указывает на завершение транскрипции.

Transkripsiya proxodit v 3 etapa: Initsiatsiya –nachalo sinteza, prisoyedineniye RNK-polimerazo’ k promotoru - uchastku DNK, ukazo’vayuhemu na nachalo transkripsii. Elongatsiya – posledovatelnoye prisoyedineniye svobodno’x nukleotidov k matritse - DNK po prinsipu komplementarnosti osnovaniy, t.ye., rost sepi m-RNK. Terminatsiya – zaversheniye biosinteza m-RNK v uchastke - terminatore, kotoro’y ukazo’vayet na zaversheniye transkripsii.

DNKga bogliq RNK-polimerazaning 3 turi tafovut etiladi: RNK-polimeraza I - 5,8S, 18S, 28SrRNK sinteziga javobgar RNK-polimeraza II - mRNK sinteziga javobgar RNK-polimeraza III - tRNK va 5srRNK sinteziga javobgar

Transkripsiya

Transkripsiya Одна из 2-х цепей ДНК служит матрицей Одна из 2-х цепей ДНК служит матрицей Нуклеотидная последовательность м-РНК комплементарна участку на одной из цепей ДНК.

Protsessing jarayoni оz ichiga oladi: noinformativ qismlar pre-RNKdan uzib tashlanadi informativ qismlar ulanadi – splaysing 5i va 3i oxirlar modifikatsiyalanadi

Protsessing – bu funksional faol m-RNK molekulasini shakillanishi Splaysing –intronlarni kesilishi (kodlamidigan genni qisimlari). Ekzonlar – kodlaydigan genni qismlari. 3'-uchiga m-RNK poly(A) biriktirilishi. k 5 'ga birikish -uchiga m-RNK metilguanozina (“kep”) qoldigini biriktirilishi.

RNK processingi

mRNK processingi

Alternativ boshqariladigan splaysing Alternativ splaysing - xar xil mRNK xosil bolishiga olib keladi, oz navbatida xar xil oqsilar sintezlanadi ularni asosida.

tRNK processingi

rRNK processingi