Cеместр IV. Семинары по молекулярной биологии

Коллоквиум №2 (26 мая 2009 г.)

Процессинг первичного транскрипта. Этапы созревания эукариотических мРНК: кепирование, сплайсинг и полиаденилирование. Структура кепа. Интроны и экзоны. Консервативные последовательности на 5' и 3' границах интрона и в месте разветвления. Химическая основа сплайсинга - нуклеофильные атаки 2' и 3'гидроксильных групп. Структура "лассо". Малые ядерные РНК - характерные особенности. Поэтапная схема сплайсинга- порядок присоединения и ухода мяРНК. Регулируемый сплайсинг. Полиаденилирование: консервативные последовательности в пре-мРНК и узнающие их белковые факторы. Координация транскрипции и всех этапов созревания мРНК. Элонгация и терминация трансляции. Элонгационный цикл. Связывание аминоацил-тРНК. Пептидилтрансферазная реакция. Транслокация. Белковые факторы, катализирующие связывание аа-тРНК и транслокацию. Структурные особенности декодирования. Узнавание комплементарных пар с помощью взаимодействия аденозина с малой бороздкой РНК. Терминация трансляции. Белковые факторы трансляции. Стоп-кодоны. Сходство в связывании с рибосомой факторов терминации и комплекса аа-тРНК*EF-Tu*GTP. Процесс "декодирования" стоп-кодонов. Сходство и отличие от прочтения кодонов, кодирующих аминокислоты. Механизмы возникновения мутаций Мутации, классификация мутаций (геномные, хромосомные, точечные, транзиции, трансверции, миссенс, нонсенс, инверсии, делеции, дупликации). Супрессорные мтации. Химические мутагены и пормутагены. Сдвиги рамки считывания. Экспансия ДНК. Механизмы крупных делеций, инверсий и дупликаций. Рибозимы hammerhead и hairpin, функциональное значение и механизм катализа. Рибосома как рибозим. Автосплайсируюиеся интроны. Самозарождение жизни. Эксперименты по пребиотическому синтезу. Пребиотический синтез аминокислот, сахаров и оснований. Рибозимы в качестве РНК-зависимых РНК-полимераз. Гипотеза мира РНК. Механизмы и регуляция рекомбинации Общая (гомологическая) рекомбинация.Инициация рекомбинации при однонитевых разрывах. Структура Холлидея в модели рекомбинации. Миграция ветви, гетеродуплексы, "разрешение" структуры Холлидея. Инициация рекомбинации при двунитевых разрывах ДНК. Функции белка RecA и комплекса RecBCD. Пресинаптические фибриллы. Мейотическая и соматическая рекомбинация у эукариот. Эукариотические гомологи RecA, конкуренция с белком RPA за взаимодейтвие с однонтевой ДНК. Пути рекомбинационных событий у эукариот, функциональное значение рекомбинации. Сайт-специфическая рекомбинация.Сериновые и тирозиновые рекомбиназы, механизмы катазила. Cre-белок, интеграза фага лямбда. Базальная транскрипция при помощи РНК-полимеразы II Промотор РНК-полимеразы II, компоненты промотора (TATA, Inr, др.). Инициация на ТАТА-содержащих промоторах: белковые факторы (TBP, TAFs, факторы TFII), последовательность взаимодействий и привлечение полимеразы. ТАТА-несодержащие промоторы. Энхансеры, сайленсеры, инсуляторы, локус-контролирующие элементы. Петлевая модель работы энхансера. Регуляция инициации транскрипции у эукариот Регуляция транскрипции генов, транскрибируемых полимеразой II. CTD-домен. Регуляторные области промоторов полимеразы II у эукариот. Разнообразие GTF. Факультативные факторы транскрипции. Регуляция активности факторов транскрипции. Комбинаторный принцип в регуляции транскрипции. Энхансеры, инсуляторы и сайленсеры. Петлевая модель. Медиаторный комплекс. Метилирование ДНК. CpG-островки. Роль метилирования ДНК в регуляции транскрипции. Эпигенетическое наследование. Связь между метилированием ДНК и модификациями гистонов. Ремоделлироание хроматина. Инициация трансляции у эукариот, регуляция экспрессии генов на уровне трансляции Особенности инициации трансляции у прокариот, последовательность SD. Особенности эукариотических мРНК, сканирующая модель и IRES-элементы. Факторы инициации трансляции: общие для про- и эукариот (IF1/eIF1A, IF2/eIF5B, IF3/eIF1) и эукариот-специфические (eIF2, eIF3, eIF4A, 4B, 4F, eIF5). Влияние вторичной структуры мРНК на инициацию трансляции у про- и эукариот. Общая и мРНК-специфическая регуляция инициации трансляции у эукариот (фосфорилирование eIF2a, белки 4Е-ВР; регуляция мРНК GCN2, ферритина и церулоплазмина; регуляция посредством микро(РНК)).