Матричные биосинтезы в организме человека и их регуляция

Матричные биосинтезы в организме человека и их регуляция

Матричные биосинтезы включают:

Репликацию (снятие «копии» ДНК).

Репарацию («ремонт» ДНК).

Транскрипцию (биосинтез мРНК, тРНК, иРНК).

Трансляцию (биосинтез белка).

Репликация (в ядре клетки) - синтез дочерней молекулы ДНК на матрице материнской молекулы ДНК, основанной на принципе комплементарности азотистых оснований, происходит в S-фазу клеточного цикла.

1. Механизм репликации - полуконсервативный. В результате репликации образуются 2 новые молекулы ДНК, в каждой из них - 1-я цепь «материнская», 2-я - «дочерняя».

Этапы репликации:

1) инициация,

2) элонгация,

3) терминация.

Субстратами и источниками энергии, необходимыми для репликации, являются д-АТФ, д-ГТФ, д-ЦТФ, д-ТТФ, матрицей - двухспиральная молекула ДНК.

Ферментами репликативного комплекса являются ДНК-полимераза, ДНК-лигаза, эндонуклеаза, ДНК-раскручивающие белки.

Ко-факторами служат Mg2+.

2. Репарация (в ядре клетки) - устранение повреждений молекулы ДНК, вызванных эндогенными и экзогенными факторами. Для репарации необходима одна неповрежденная цепь ДНК.

Этапы репарации:

1) узнавание места повреждения и разрыв 3'-5'-фосфодиэфирных связей,

2) удаление поврежденных мононуклеотидов,

3) биосинтез нового фрагмента по принципу комплементарности,

4) связывание нового участка ДНК со старой цепью.

Ферменты репарации: эндонуклеаза, экзонуклеаза, ДНК-полимераза репарирующая, ДНК-лигаза.

Субстратами и источниками энергии являются д-АТФ, д-ГГФ, д-ТТФ, д-ЦТФ.

Репарация не происходит, если:

1) отсутствуют ферменты репарации или имеются в недостаточном количестве,

2) повреждаются комплементарные азотистые основания во второй цепи ДНК.

При нарушении репарации возникают наследственные заболевания, онкозаболевания, происходит преждевременное старение клетки.

3. Транскрипция - биосинтез молекул РНК на матрице ДНК, локализован в ядре клетки, идет постоянно, независимо от цикла клетки.

Субстратами и источниками энергии для биосинтеза РНК являются: АТФ, ГТФ, УТФ, ЦТФ.

Ферментом транскрипции является РНК-полимераза ДНК-зависимая.

Кофакторами являются Mg2+.

Этапы транскрипции:

1) инициация,

2) элонгация,

3) терминация.

Транскрипция осуществляется по правилу комплементарности в направлении 3'-5' со скоростью 40-50 нуклеотидов в 1 сек.