ОРГАНИЗМДЕР ТІРШІЛІГІНІҢ МОЛЕКУЛАЛЫ-КЛЕТКАЛЫҚ МЕХАНИЗМДЕРІ

ОРГАНИЗМДЕР ТІРШІЛІГІНІҢ МОЛЕКУЛАЛЫ-КЛЕТКАЛЫҚ МЕХАНИЗМДЕРІ
Белоктар және нуклеин кышқылдары — молекулалық биологияның зерттеу обьектісі ретінде. Өмір сүру процесстеріндегі тірі материя құрылымында нуклеин қышқылдарының және белоктың маңызы. Молекулалық биологияның қысқаша тарихы және даму этаптары. ДНҚ молекуласының биспиральды үлгісінің құрылуы және комплементарлық принциптің ашылуы – қазіргі биологияның негізгі жетістігі. ДНҚ-ның кос спиральді молекулалық үлгісі (Дж.Уотсон және Ф.Крик). Нуклеин қышқылдарының генетикалық ролі. Молекулалық биологияның орталық догмасы. ХХ ғасырдың аяғында молекулалық биологияның жетістіктері. Қазақстанда молекулалық биологияның дамуы.
Молекулалық биология қазіргі заманғы теориялық және практикалық міндеттері — физика-химиялық биологияның құрамдас бөлігі.
Белоктар. Белок компоненттері және олардағы химиялық байланыстар. Белоктардың пішіні және көлемі. Белок құрамындағы домендер және олардың қызметі. Глобулярлы және фибриллярлы белоктар. Белокты зерттеудің және бөліп алудың әдістері.
Нуклеин қышқылдары: ДНҚ, РНҚ және олардың жалпы сипаттамасы. Нуклеин қышқылдарының құрылымы. Пуринді және пиримидинді негіздер. Көмірсулы компоненттер. Нуклеозидтер. Нуклеотидтер. ДНҚ-ның бірінші реттік құрылымы. Әр түрлі организмдердегі ДНҚ-ның нуклеотидтік құрамы.
ДНҚ-ның макромолекулярлы құрылымы. ДНҚ-ның қосспиралды құрылымының биологиялық маңызы. ДНҚ-ның B-, A- және Z–формалары. Сақиналы және суперспиральды ДНҚ молекуласы.
Гиперхромды эффект. Денатурация процессінің кооперативтілігі. Балқу температурасы. Денатурацияны бағалау әдістері. Нуклеин қышқылдарының молекулалық гибридизациясы және ренатурациясы. ДНҚ-РНҚ гибридизация. Молекулалық гибридизация негізінде ДНҚ-ның нуклеотидтік тізбегінің ұқсастығын анықтау.
РНҚ-ның құрылымы және қасиеттері: ақпараттық, рибосомдық және тасымалдаушы РНҚ.
РНҚ-ның сілтілі гидролизі. Нуклеин қышқылдарының қышқылдық гидролизі. Нуклеин қышқылдарының сапасын анықтау әдістері мен принциптері. Нуклеин қышқылдарының энзимологиялық деградациясы. Экзо- және эндонуклеазалар. Рибозимдер. Нуклеотид құрамын анықтау. ДНҚ-ның нуклеотидтік тізбегін анықтау (секвенирлеу). Максам-Гильберт әдісі, Сенгер әдісі. ДНҚ-ның химико-ферментативтік синтезі. ДНҚ-ның нуклеотидтік тізбегін анықтаудың дидезоксинуклеотидтік әдісі. М13 фаг негізінде вектор көмегімен ДНҚ-ның нуклеотидтік тізбегін анықтау. Праймер-себепші серуен.
Генетикалық ақпараттың өзін-өзі өндіруі. Комплементарлық принцип және оның биологиялық ролі. ДНҚ репликациясы. Репликацияның негізгі принциптері. ДНҚ репликациясының жартылай консервативтілігі механизмінің тәжірибелік дәлелдемесі. Мезельсон және Сталь тәжірибесі.
Эукариот және прокариот репликациясының ерекшеліктері. Репликацияның басталу нүктесі және оның құрылымы. Репликация инициациясы. Репликативті айырым, оның құрылымы және қызметі. Бір бағытты және екі бағытты репликация.
Прокариоттарда ДНҚ полимеразаның қызметі және құрылымы. 3’—5’ және 5’——3’ бағыттарының маңызы. Корнберг бойынша ДНҚ репликациясының сызбажобасы. Эукариоттардағы ДНҚ полимеразаның жіктелуі және қызметі. ДНҚ-лигаза. ДНҚ–топоизомераза. Топоизомераза-II (гидраза). ДНҚ байланыстырушы белоктар, олардың сипаттамасы және қызметі. Катенандар. ДНҚ-ның жаңа тізбектерінің түзілуінің басталуы. Праймаза және праймосомалар. Оказаки фрагменттері. Репликондар. Эукариоттар хромосомаларының репликациясы.
ДНҚ тізбегін оқудың ассиметриялығы. E.coli-дің ДНҚ тәуелді РНҚ полимераза ферментінің қасиеті және қызметі. Фермент қызметіндегі жеке суббірліктердің ролі. Фагтық РНҚ-полимераза. Эукариоттар РНҚполимеразасы. Транскрипцияның инициациясы, элонгациясы және терминациясы. Промоторлы аймақ. ТАТА-тізбек (Прибнов-бокс). Транскрипцияның белоктық факторлары. Транскрипция терминаторы. Бактерия клеткаларындағы мРНҚ синтезінің негативті реттелуі. Гендердің белсенділігінің дифференциалдылығы. Бактерия оперондары және олардың репрессия, депрессия механизмдері. Транскрипцияның реттелуінде рибосомалардың және аттенюаторлардың ролі. Эукариоттарда мРНҚ-ның синтезінің ерекшелігі.
Белоктардың әр түрлілігі және олардың промоторларының, терминаторларының, энхансерлерінің және басқада бақылаушы элементтерінің маңызы. Белок белсенділігінің механизмі. Транскрипцияның реттелуінде гормондардың маңызы.
тРНҚ және рРНҚ процессингі. Эукариоттарда мРНҚ-ның жетілуі және процессинг (кэптеу, полиаденилирлеу, сплайсинг). Жетілген мРНҚ-ның құрылымы. Моно- полицистронды мРНҚ. Сплайсинг механизмдері және оның түрлері. Альтернативті сплайсинг. Аутосплайсинг. Экзондар және интрондар. РНҚ–ға тәуелді ДНҚ–полимераза. Митохондриядағы гендер транскрипциясы. Жоғарғы сатылы организмдер транскрипциясы реттелуінің үлгісі.
Генетикалық код. Оның негізгі қасиеттері. Кодон құрылымы. Белок биосинтезі. Трансляция аппараты. Транспорттық РНҚ. тРНҚ-ның бірінші, екінші, үшінші реттік құрылымы. Антикодон. Аминоацил тРНҚ-синтетаза құрылымы. Аминоацилдену мехамизмі. Аминоацилдену реакциясының арнайылығы. Про- және эукариоттардағы рибосома құрылымы. рРНҚ-ның процессингі. мРНҚ-ның процессингі. мРНҚ-ның прокариоттардағы трансляциясы, этаптары және оның механизмдері, реттелуі. Бактериялардағы трансляция процесінің инициациясы және оның этаптары. Шайн-Далгарно тізбегі. Трансляция элонгациясы. Элонгацияның белоктық факторлары. Трансляция процесінің терминациясы. Эукариоттардағы мРНҚ трансляциясы.
Трансляцияның реттелуі. Трансляция және транскрипция ингибиторлары.
Белоктардың мембраналар арқылы тасымалдануы. Шаперондар және олардың полипептидтік тізбектегі ролі.
Геномика – геном туралы ғылым. Хромосомалық карталар. Эукариоттар геномдарыныың көлемі. Эукариоттардағы «артық» ДНҚ мәселесі. Псевдогендер. ДНҚ-ның бірегей және қайталанбалы тізбектері. Сателлитті ДНҚ, оның құрамының ерекшеліктері, хромосомаларда орналасуы және ролі. Хромосомалардың центромера мен теломера аймағындағы ДНҚ тізбегі. Палиндромдар. Олардың ДНҚ құрылымындағы ролі және хромосомадағы қызметі. Хромосомалардағы ДНҚ-ның орамы. Хроматин құрылымы. Гистондар сипаттамасы. Гистон фракциялары. Хроматин құрылымында гистондардың әртүрлі ролі. Хроматин құрылымындағы ДНҚ-ның ықшамдалуы. Нуклеосома құрылымы. Нуклесомалық кор. Хроматин белоктарының модификациясы (фосфорлану, ацетилдену, поли-АДФриболиздену және т.б.).
Геномның тұрақсыздығы. Геномның мобильді элементтері және олардың қызметі. Мобильді элементтерді жіктеу. Дрозофиладағы мобильді элементтер. Ашытқы саңырауқұлақтардағы Ту–элементтер. Сүтқоректілердегі транспозондар. Прокариоттардағы транспозон элементтері. IS-элементтері және транспозондар. Ерекше мобильді элементтер. Эукариот геномы. Хлоропласт және митохондрия ДНҚ-ның қызметі және ерекшелігі. Органеллалардағы ДНҚ-ның пайда болуы.
Нуклеин қышқылдарының мутациялық өзгергіштігі. Спонтанды және индукцияланған мутациялар. Мутагендер және олардың әсер ету механизмдері. Гендік мутациялар. Ген мутаторлар. Белоктардың гендік инженериясы және бағытталған мутагенез. ДНҚ репарациясы. Репарация типтері. Мутациялық бұзылыстардың коррекциясы. Фотореактивация. Эксцизионды репарация. Рекомбинациялық репарация. SOS–репарация. Клетканың генетикалық аппаратының тұрақтылығының сақталуындағы ДНҚ репарациясының ролі.
ДНҚ рекомбинация. Рекомбинация типтері. ДНҚ молекулаларының гомологты бөліктерінің жалпы рекомбинациясы. Рекомбинацияға қатысатын ферменттер. Сайт–спецификалық (арнайы) рекомбинация. Гендік конверсия.
Рекомбинантты ДНҚ туралы түсінік. ДНҚ рестрикциясы. Рестриктазалар, олардың түрлері, қасиеті және ДНҚ-ға әсер ету ерекшеліктері. Рестрикциялық карта құру. Генді клондау. Геном кітапханасын құру. Плазмидтердің қасиеттері және қызметтері. Плазмидті векторлар. ДНҚ-ның фрагменттерінің тізбегін анықтау. Нуклеин қышқылдарының гибридизациясы, оның мүмкіндіктері. ДНҚ–зондтар. Блоттинг, оның түрлері. Саузерн-блот талдау. Нозерн–блот талдау. Полимеразды тізбекті реакция (ПТР). ПТР көмегімен гендерді синтездеу.
Биотехнология жетістіктері мен міндеттері. Өсімдіктер биотехнологиясы. Трансгенді жануарлар. Микроорганизмдер биотехнологиясы. Гендік терапия. Молекулалық ауруларды емдеу. «Адам геномы» бағдарламасы. «Адам геномы» бағдарламасы, оның жүзеге асырылуы және жетістіктері.
Организмдегі химиялық сигнализация. Белок-белоктық өзара әрекеттестік. Олардың белок мултимерлерінің өзіндік жиналу үшін маңызы және молекулалық құрылымы. Геном белсенділігін реттеу процесіндегі өзара әрекеттестік. Клетка аралық химиялық сигнализация және оның түрлері. Пептидті гормондар мен нейротрансмиттердің рецепторлары. Пуфтарды гормональды бақылау. Дамудың молекулалық биологиясы. Даму барысындағы гендердің дифференциалды белсенділігі. Клеткалық генетикалық бағдарламаланған өлімі (апоптоз). Апоптоз сигналының трансдукциясы. Апоптоздың реттелуінің молекулалық механизмі. Реттеуші белоктар. Молекулалық биология дамуының болашағы.





Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *