Бактериальные плазмиды и их виды. Молекулярная организация плазмид. Репликация плазмидных ДНК.
Бил №3
Окислит.фосфорилирование. Механизм сопряжения процесса транспорта электронов с образованием АТФ. Энергетическая эффективность процесса. Регуляция электронного транспорта и фосфорилирования.
О.ф. - процесс фосфорилирования АДФ с образованием АТФ, сопряженный с переносом электронов по Электроно-Траспортной Цепи митохондрий. Передача пары электронов от НАДФ на О2 сопряжен образованием 3-х молекул АТФ. По поводу окислительного фосфорилирования сущ-т 3 теории: 1) химическая, согласно которой в мтх имеются интермедиаторы белковой природы, образующие комплекс с соответствующим восстановленным переносчиком. 2) механохимическая, согласно которой энергия окисления превращается в механическую энергию, а затем в энергию высокоэнер-ой связи АТФ. 3)хемоосмотическая теория Митчелла. Химическая и механохимическая гипотезы сопряжения. Согласно химической гипотезе в митохондриях имеются интермедиаторы белковой природы (X, Y, Z), образующие комплексы с соответствующими восстановленными переносчиками. В результате окисления переносчика в комплексе возникает высокоэнергетическая связь. При распаде комплекса к интермедиатору с высокоэнергетической связью присоединяется неорганический фосфат, который затем передается на АДФ.
Согласно механохимической гипотезе, энергия, высвобождающаяся в процессе переноса электронов, непосредственно используется для перевода белков внутренней мембраны митохондрий в новое, богатое энергией конформационное состояние, приводящее к образованию АТФ.
|
|
|
В настоящее время наибольшим признанием пользуется хемиосмотическая теория Митчелла. По этой теории, поток электронов через систему молекул-переносчиков сопровождается транспортом ионов Н+ через внутреннюю мембрану мтх. В результате на мембране создается электрохимический потенциал ионов Н+, включающий химический, или осмотический, градиент и электрический градиент (мембранный потенциал). Согласно хемиосмотической теории электрохимический трансмембранный потенциал ионов Н+ и является источником энергии для синтеза АТФ за счет обращения транспорта ионов Н+ через протонный канал мембранной Н + -АТФазы.
Теория исходит из того, что переносчики перешнуровывают мембрану, чередуясь так, в одну сторону возможен перенос и электронов и протонов, а в другую только электронов. Ионы Н+ накапливаются на 1 стороне мембраны. Между 2-мя сторонами внутренней мх-мембраны в рез-те движения протонов против концентрационного градиента возникает электрохимическии потенциал. Запасенная энергия используется для синтеза АТФ как результат разрядки мембраны при обратном транспорте протонов через АТФ-азу, работающая как АТФ-синтетаза. Хотя различные формы жизни на Земле используют разные питательные вещества, АТФ является универсальным соединением, в котором запасается энергия, необходимая для других метаболических процессов. Почти все аэробные организмы осуществляют окислительное фосфорилирование. Вероятно, широкому распространению этого метаболического пути способствовала его высокая энергетическая эффективность по сравнению с анаэробным брожением.
|
|
|
История.возник-ния.генет. инженерии. Методы, используемые в генет. инженерии.
Г. инженерия появилась благодаря работам многих исследователей в разных отраслях биохимии и молекулярной генетики.
Историю развития генетической инженерии можно условно разделить на три этапа. Первый этап связан с доказательством принципиальной возможности получения рекомбинантных молекул ДНК in vitro. Эти работы касаются получения гибридов между различными плазмидами. Была доказана возможность создания рекомбинантных молекул с использованием исходных молекул ДНК из различных видов и штаммов бактерий, их жизнеспособность, стабильность и функционирование.
|
|
|
Второй этап связан с началом работ по получению рекомбинантных молекул ДНК между хромосомными генами прокариот и различными плазмидами, доказательством их стабильности и жизнеспособности.
Третий этап - начало работ по включению в векторные молекулы ДНК (ДНК, используемые для переноса генов и способные встраиваться в генетический аппарат клетки-рецепиента) генов эукариот, главным образом, животных. Формально датой рождения генетической инженерии следует считать 1972 год, когда в Стенфордском университете П. Берг, С. Коэн, Х. Бойер с сотрудниками создали первую рекомбинантную ДНК, содержавшую фрагменты ДНК вируса SV40, бактериофага и E. coli. Методы г. инженерии позволяют провести генетическую паспортизацию, диагностировать генетические заболевания, создавать ДНК-вакцины, проводить генотерапию различных заболеваний. Технология рекомбинантных ДНК использует следующие методы:
специфическое расщепление ДНК рестрицирующими нуклеазами, ускоряющее выделение и манипуляции с отдельными генами;
быстрое секвенирование всех нуклеотидов очищенном фрагменте ДНК, что позволяет определить границы гена и аминокислотную последовательность, кодируемую им;
конструирование рекомбинантной ДНК; гибридизация нуклеиновых кислот, позволяющая выявлять специфические последовательности РНК или ДНК с большей точностью и чувствительностью, основанную на их способности связывать комплементарные последовательности нуклеиновых кислот; клонирование ДНК: амплификация in vitro с помощью цепной полимеразной реакции или введение фрагмента ДНК в бактериальную клетку, которая после такой трансформации воспроизводит этот фрагмент в миллионах копий;
|
|
|
введение рекомбинантной ДНК в клетки или организмы.
Бил№4.1. Электрические свойства клетки, дзета потенциал клеточной поверхности.(У нейронов поверхн. мембрана в покое электрически поляризована, т е имеет разный электрически потенциал наружной и внутренней поверхности) Электрические явления, которые возникают в возбудимых тканях, обусловлены электрическими свойствами клеточных мембран. Особая морфология клеточных мембран определяет их электрические характеристики, среди которых наиболее важными являются емкость и проводимость.
Емкостные свойства в основном определяются фосфолипидным бислоем, который непроницаем для гидратированных ионов и в то же время достаточно тонок (около 5 нм), чтобы обеспечивать эффективное разделение и накопление зарядов и электростатическое взаимодействие катионов и анионов.
В целом обр-ся система из неподвижных зарядов и свободных противоионов. ЭКП при этом обр-ся в пр-ве между фиксированными зарядами и св-ми противоионами.
ЭКП-разность потенциалов, возникающая в системе при механическом движении фаз.
Различают след-е типы ЭКП:
- Электрофорез – движение компонента дисперсной фазы в сторону электрода, имеющего противоположный заряд (в основе-электростатика).
- Электроосмос – движение элементов дисперсионной среды в сторону <> движению элементов дисперсной фазы (аномальный осмос в почках).
- Потенциал течения – обр-ся в сложных мембранных с-мах при прохождении ч/з их стр-ры биоэлектролитов (ток крови по арт-ям и венам).
- Потенциал седиментации – обр-ся внеподвижном биоэлектролите в рез-те расслоения элементов дисперсной фазы и дисперсионной среды из-за несовпадения центра тяжести (кровь- плазма и форм-е эл-ты).
- Дзета потенциал – обобщенный потенциал, присущ отдельным клеткам и молекулам.
Также емкостные свойства клеточных мембран являются одной из причин, определяющих временные характеристики электрических процессов, протекающих на клеточных мембранах.
(Проводимость (g) — величина, обратная электрическому сопротивлению и равная отношению величины общего трансмембранного тока для данного иона к величине, обусловившей его трансмембранной разности потенциалов)
Т.о., ЭКП явл-ся одной из важнейших характеристик двойного электрического слоя.
Бактериальные плазмиды и их виды. Молекулярная организация плазмид. Репликация плазмидных ДНК.
Бактериальные плазмиды — небольшие кольцевидные двухцепочечные молекулы ДНК, способные удваиваться независимо от хромосомы хозяина. Плазмиды, которые включены в хромосому бактерии, удваиваются вместе с ней. Многие плазмиды несут гены, влияющие на фенотип клетки-хозяина, и сообщают ей новые свойства: устойчивость к лекарственным препаратам, способность к образованию токсинов (бактериоцины), к конъюгации. В последние годы описаны скрытые (криптические) плазмиды, которые не имеют фенотипических выражений. Они найдены у многих бактерий только с помощью ультрацентрифугирования. Обнаружение плазмид у различных видов бактерий показывает, что присутствие их в бактериальных клетках — широко распространенное явление. Типы плазмид. Большинство плазмид классифицируют на основании тех свойств бактериальной клетки, которые привели к обнаружению этих плазмид:
1) F-факторы (fertility — плодовитость);
2) R-факторы (resistance — резистентность, устойчивость);
3) Соl-факторы (соlicinogeny — колициногенность);
4) пенициллиназные плазмиды золотистого стафилококка; 5) плазмиды деградации псевдомонад и др.
Плазмиды – молекулы ДНК, молекуле плазмидной ДНК присущи различные конформации: может быть 2-хцепочечная кольцевая форма (в результате смыкания одной из цепей ДНК – «релаксированная» форма), в результате смыкания обеих цепей образуется ковалентно закрытая сверхспиральная кольцевая форма. Для большинства бактерий и плазмид обычна суперспирализированная форма. У микроорганизмов ряда видов встречаются плазмиды в линейной форме, например, у стрептомицетов – плазмида SCP1. Значительная часть сверхспиральной ДНК отдельных плазмид находится в «релаксационном» комплексе с белком.Кольцевая форма молекулы ДНК плазмиды характерна лишь для бактерий, но не для грибов и растений, где она существует в линейной форме. Репликация плазмид происходит независимо от репликации хромосомы, причем на одну хромосому в бактерии может приходиться одна или несколько одинаковых плазмид. Эписомы - это плазмиды, способные включаться в хромосому бактерии. Некоторые внехромосомные элементы могут вести себя как эписомы в одних бактериях и как плазмиды в других. Плазмиды могут быть инфекционными ( переносимыми) или неинфекционными. В первом случае они содержат гены для синтеза - половых пилей ( разд. А, 1 г) и способны - переносить свою ДНК в другую клетку. Если плазмида способна интегрироваться с хромосомой, а потом и выходить из нее, захватывая с собой при этом другие гены, то такую плазмиду называют фактором пола. Для своей репликации плазмиды используют репликативную машину клетки-хозяина, однако репликация плазмид происходит независимо от хромосомы. Каждая плазмида является самостоятельным репликоном, сама контролирует собственную репликацию и поддерживается в клетке в опредапенном, характерном для нее числе копий.
Бил №5 . 1. Понятие о нейромот. Ед-це. Классиф-я мот. единиц. Нервно-мышечный синапс. Совр-е предст. о холин-ре и его ионном канале. Нейромоторная единица - совокупность нейрона и группы мышечных волокон, иннервируемых аксоном этого нейрона.
В состав нейромоторной единицы входят: нервная клетка - в основном мотонейроны, тела которых лежат в передних рогах спинного мозга;аксон мотонейрона - миелиновые волокна;группа мышечных волокон.
Различают нейромоторные единицы, участвующие в фазных движениях (сокращениях и расслаблениях) и в длительных напряжениях мышц. В скелетных мышцах, как правило, содержатся обе группы волокон. Фазные единицы разделяются на быстрые и медленные, в которых скорость проведения возбуждения в несколько раз меньше, чем в быстрых, а его возникновение и продолжительность сокращения больше. В мышцах человека, осуществляющих быстрые и точные движения, например в глазных мышцах, в одну моторную единицу, входит 3-6, а в мышцах пальцев рук 10-25 мышечных волокон. В мышцах, производящих медленные движения регуляции позы человека, количество мышечных волокон в одной моторной единице доходит до 2000-3000, в икроножной мышце оно составляет примерно 2000.
Нервное волокно непосредственно не контактирует с мышечным. Нервное окончание, часть мышечного волокна, к которой прилегает это окончание, и щель между ними составляют нервно-мышечный синапс. Эти синапсы имеют высокое сопротивление синаптических мембран. Хар-но наличие в пресинаптической нервной терминали большого числа пузырьков – пресинаптических везикул, заполненных медиатором – химическим передатчиком. В НМС этим медиатором является ацетилхолин. Пресинаптический ПД работает как инициатор нейросекреторного акта. В состав постсинаптической мембраны входят рецепторные белки, которые реагируют на ацетилхолин и называются холинорецепторами. Они реагируют также на никотин, отсюда их название - Н-холинорецепторы.
При развитии ПД терминали в нее из среды входят ионы Са2+ . это стимулирует практически синхронный выброс медиатора в синаптическую щель из 100-200 пресинаптических везикул. В нормальных условиях в ответ на нервный импульс высвобождается около млн молекул ацетилхолина. Медиатор диффундирует к постсинаптической мембране, где для него имеются рецепторы (холинорецепторы). При взоимодействии ацетилхолина и холинорецептора в последних открывается проницаемые для Na+ и K+ ионные каналы с d=0.65нм. Т.к. холинорецепторов и соответственно каналов много, сопротивление постсинаптической мембраны сильно падает, что приводит к ее частичной деполяризации, т.е. к развитию возбуждающего постсинаптического потенциала (ВПСП). Для нервно-мышечного синапса ВПСП наз-ют потенциалом концевой пластинки.
Дата добавления: 2020-01-07; просмотров: 362; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!