Лекция 4-5.

Структура
генома
вирусов
• Вирусные (+) РНК-геномы кодируют несколько белков, среди
которых РНК-зависимая РНК-полимераза (репликаза),
способная синтезировать молекулы РНК без участия ДНК. С
помощью этого фермента синтезируются сначала (-) нити РНК
фага, а затем при наличии особого белка, называемого
«хозяйским фактором», репликаза осуществляет синтез (+) нити
РНК. На заключительной стадии из накопившихся вирусных
белков и (+) РНК формируются вирионы.
• Инфекционный процесс начинается с того,
что вирусный фермент копирует вирусный
геном, образуя (+) РНК, которая выступает
в качестве матрицы для синтеза вирусных
белков, в том числе РНК-зависимой РНКполимеразы, которая входит в состав
образующихся вирионов.
• Вместе с вирусной РНК в клетку попадает и
вирусная РНК- зависимая РНК-полимераза,
которая обеспечивает синтез молекул (+) РНК. В
свою очередь (+) РНК обеспечивает
производство вирусных белков на рибосомах
хозяйской клетки и служит матрицей для синтеза
новых (-) РНК-цепочек вирусной РНК. Цепочки (+)
и (-) РНК, комплексируясь друг с другом,
образуют двунитевый (±) РНК-геном, который
упаковывается в белковую оболочку
• Вирусная частица содержит две молекулы
геномной одноцепочечной (+) РНК. В вирусном
геноме закодирован необычный фермент
(обратная транскриптаза, или ревертаза),
который обладает свойствами как РНКзависимой, так и ДНК-зависимой ДНК-полимеразы. Этот фермент попадает в заражаемую
клетку вместе с вирусной РНК и обеспечивает
синтез ее ДНК-копии сначала в одноце почечной
форме [(-) ДНК], а затем в двуцепочечной [(±)
ДНК]
• Молекулы РНК образуются в результате
транскрипции вирусных ДНК в клеточном ядре
хозяйским ферментом ДНК-зависимой РНКполимеразой. Транскрибируется только одна
из нитей вирусной ДНК. Синтез ДНК на РНКматрице происходит в результате реакции,
катализируемой обратной транскриптазой;
сначала синтезируется (-) нить ДНК, а затем
на вновь синтезированной (-) нити ДНК тот же
фермент строит (+) нить
• В зараженной клетке ДНК-зависимая
РНК-полимераза транскрибирует с
генома этих вирусов молекулы мРНК
(т.е. (+) РНК), которые принимают
участие в синтезе вирусных белков, а
размножение вирусного генома
осуществляет фермент ДНКзависимая ДНК-полимераза
• Попав в клетку, вирусный геном сначала
превращается в двуцепочечную форму,
это превращение обеспечивает клеточная
ДНК-зависимая ДНК-полимераза.
Транскрипция и репликация на
последующих этапах происходит так же,
как и для вирусов, с (±) ДНК-геномом
Функциональная характеристика генов Е. coli, выявленных
по полной нуклеотидной последовательности ее генома
А — общая схема оперона; Б — галактозный оперон Е. coli. Представлены оператор
(О), промотор (Р) и три гена оперона — gat Е, gal Т, gal К. Все три фермента
транслируются единственной полицистронной gal мРНК, ген gal R, кодирующий
репрессор галактозного оперона, не сцеплен с опероном
Структура типичной конъюгативной R-плазмиды
IS-элемент Е. coli
Энхансеры эукариотических генов
А — возможные районы локализации энхансера
с разной
ориентацией(-») относительно направления транскрипции; Б —
взаимодействие белка с энхансером; стрелка — транскрипция гена
Структура хроматина с разной степенью конденсации.
В левой части рисунка показан хроматин, представленный полинуклеосомой,
в растянутой форме. Она имеет вид нити с нанизанными на нее бусинками».
Хроматин в частично конденсированной форме представляет собой волокно
диаметром 10 нм. Обратите внимание на гистон HI, связанный с каждой
нуклеосомой, что спосо бствует конденсации волокна диаметром 10 нм в
более плотную у - нуклеофиламент.
В правой части рисунка представлен хроматин в наииболее
конденсированном состоянии, когда волокно образует соленоид диаметром
30 нм
Различные уровни организации хроматина в клетке:
1 — свободная ДНК; 2 - полинуклеосома после связывания HI
образует нуклеофиламент; 3 - соленоидная структура
диаметром 30 нм; 4 - суперспирализация волокна диаметром 30
нм; 5 - петли суперскрученной ДНК диаметром 60 нм
присоединяются к остову в центре хромосомы