Микробиология 4

Федеральное агентство по образованию

ТВЕРСКОЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

(ТГТУ)

Кафедра «Биотехнологии и химии»

Дисциплина «Основы микробиологии и биотехнологии»

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

Вариант № 4

Выполнил Иванова Е.А.

студ. гр. ООС-4 ФЗО

Проверил Рабинович Г.Ю.

Тверь 2009

Вопрос 93. Назовите основные этапы биосинтеза белка в клетке. В чем их суть?

Первый этап – транскрипция

Процесс создания иРНК путем «переписывания» генетической информации с ДНК на иРНК называется транскрипцией. Он начинается с того, что с двухнитевой молекулы ДНК как с матрицы списывается однонитевая молекула иРНК. Процесс списывания (т.е. синтез РНК) осуществляется с помощью фермента ДНК-зависимой РНК-полимеразы. Когда РНК-полимераза доходит до конца копируемого участка (его называют терминатором), молекула РНК отделяется от матрицы и отправляется в виде иРНК к месту сборки белка – в цитоплазму.

Информационная РНК в сотни раз короче ДНК, так как является копией не всей нити ДНК, а лишь ее отдельного участка – одного гена или группы генов, лежащих рядом и несущих информацию о структуре белка, необходимых для выполнения одной функции в клетке. С одного гена может «списываться» (транскрибироваться) множество копий молекулы иРНК.

Образовавшиеся иРНК выходят из ядра в цитоплазму через поры в ядерной оболочке и вступают в контакт с многочисленными рибосомами. Транскрипция, или процесс переноса иРНК, - это первый этап биосинтеза белка.

Второй этап – трансляция.

Процесс передачи информации для сборки аминокислот в полимерную цепь в соответствии с иРНК называется трансляцией (лат. translatio- «передача», «перенесение»).

а) Образование комплекса рибосома-тРНК – происходит соединение иРНК с двумя субъединицами рибосомы и образование комплекса, в котором выделяют ФЦР (функциональный центр рибосомы). В ФЦР одновременно может находится два триплета (шесть нуклеотидов) иРНК, образующих два активных центра: А (аминокислотный – центр узнавания аминокислоты) и П (пептидный) – центр присоединения аминокислоты к пептидной цепочки.

б) Активирование аминокислот – каждая аминокислота соединяется со своей тРНК, антикодон которой соответствует кодону иРНК. Присоединение происходит за счет энергии АТФ. Далее тРНК переносят аминокислоты к месту синтеза на рибосомы.

в) Собственно синтез белка – транспорт аминокислот, присоединенных к тРНК, из цитоплазмы в ФЦР. В активном центре А осуществляется считывание антикодона тРНК с кодоном иРНК, в случае комплементарности возникает связь, которая служит сигналом для продвижения (скачок) вдоль иРНК рибосомы на один триплет. В результате этого комплекс «кодон рРНК и тРНК с аминокислотой» перемещается в активный центр П, где и происходит присоединение аминокислоты к пептидной цепочке (белковой молекуле), после чего тРНК покидает рибосому.

г) Окончание синтеза – синтез заканчивается, когда на иРНК начинаются бессмысленные кодоны (набор 3-х стоп-кодов). Рибосомы соскакивают с иРНК и распадаются на две субъединицы. Полипептидная цепочка снимается с рибосомы, погружается в канал ЭПС и там приобретает вторичную, третичную или четвертичную структуру. Скорость сборки: 200 – 300 аминокислот за 1 – 2 минуты.

Вопрос 4. Особенности генетического аппарата бактерий. Понятие о бактериальной хромосоме и плазмидах. Значение плазмид в жизнедеятельности бактерий.

В цитоплазме бактериальных клеток расположена структура, сравнимая с ядром клетки эукариотов. Такую структуру называют нуклеоидом. Нуклеоиды бактерий содержат ДНК, которая несет в себе генетическую информацию. Бактериальная ДНК по форме представляет собой свернутую в кольцо нить длиной 1,1 – 1,6 мм, называемую также бактериальной хромосомой.

В покоящейся бактериальной клетке обычно содержится один нуклеоид; клетки, находящиеся в фазе, предшествующей делению, имеют два нуклеоида; в фазе логарифмического роста – размножения – до четырех и более. Содержание ДНК у бактерий определяется в значительной мере размерами клетки – чем больше клетка, тем больше ДНК.

ДНК бактерий не отделена от остальной части клетки мембраной, так как у прокариотов отсутствует ядерная оболочка. Однако у большинства бактерий выявляется четко отделенная от цитоплазмы центральная ядерная зона, где расположены нуклеоид или нуклеоплазма.

Генетический материал бактерий может содержаться не только в хромосоме, но и во внехромосомных структурах – плазмидах, расположенных отдельно или в интегрированном с хромосомой состоянии. При делении бактериальной клетки плазмиды равномерно распределяются между дочерними клетками. Особенностью генетической информации, содержащейся в нехромосоммных элементах, является её необязательностью для жизнедеятельности, т. е. в ее отсутствие бактериальная клетка жизнеспособна, но важная роль нехромосомных генетических элементов заключается в том, что они расширяют возможности существования бактериального вида, обеспечивают обмен генетическим материалом на большие расстояния по горизонтали и играют определенную роль в эволюции прокариот.

Плазмиды — это линейные или кольцевые ковалентно замкнутые молекулы ДНК, содержащие от 1500 до 40 000 пар нуклеотидов. Отличите