1. Строение молекулы ДНК: химический состав мономерных звеньев молекулы ДНК, 5'-3' – фософодиэфирная связь, комплементарные пары оснований; связи, удерживающие между собой две полинуклеотидные цепи; стэкинг-взаимодействие.
2. Физико-химические свойства ДНК: денатурация и ренатурация молекулы, температура плавления, гиперхромный и гипохромный эффекты.
3. Характеристика В-формы двойной спирали ДНК и альтернативных двуспиральных структур ДНК, их биологическое значение.
4. Суперспирализация ДНК. Топологические проблемы, возникающие в ходе матричных процессов.
5. Топоизомеразы I и II типов, механизм их действия.
6. Нуклеосомное строение хроматина. Эухроматин и гетерохроматин. Репликация ДНК
7. Механизм реакции полимеризации ДНК и его катализ. Экзонуклеазные активности ДНК-полимераз и их роль в обеспечении точности воспроизведения ДНК.
8. Характеристика ДНК-полимерз E.coli: размеры, субъединичный состав, ферментативные активности и участие в процессах репликации и репарации.
9. Структура ДНК-полимеразы III E.coli, функции ее отдельных субъединиц. Модель работы димерной полимеразы; координация синтеза ДНК на комплементарных нитях.
10. Характеристика ДНК-полимераз эукариот: размеры, субъединичный состав, ферментативные активности и участие в процессах репликации и репарации.
11. Структура вилки репликации: события на ведущей и отстающей нитях. Полунепрерывный синтез и фрагменты Оказаки. Участие в репликации вспомогательных белков (SSB, хеликазы, праймазы, лигазы).
12. Регуляция инициации репликации у E.coli: структура участка старта репликации (OriC), участие белков DnaA, DnaB, DnaC и DnaG в процессе инициации.
13. Механизм репликации концов линейных хромосом эукариот с помощью теломеразы. Репарация и рекомбинация ДНК
14. Прямая репарация тиминовых димеров, алкилированных оснований и одноцепочечных разрывов в молекуле ДНК.
15. Репарация неправильно спаренных оснований с помощью комплекса белков MutLSH.
16. Эксцизионная репарация оснований.
17. Эксцизионная репарация нуклеотидов с помощью белков uvrABC.
18. SOS-репарация.
19. Рекомбинационная репарация.
20. Механизм общей (гомологичной) рекомбинации: образование гетеродуплексов, миграция ветви, разрешение структур Холлидея. Роль белков RecA, RecBCD и RuvABC в рекомбинации у E.coli.
21. Сайт-специфическая рекомбинация (механизм интеграция фага λ в бактериальную хромосому). Мобильные генетические элементы
22. Характеристика IS-элементов и транспозонов бактерий: структура и механизм перемещения.
23. Характеристика ДНК-транспозонов эукариот: структура, механизм перемещения, представители.
24. Ретротранспозоны с длинными концевыми повторами: структура, механизм перемещения, представители.
25. Ретротранспозоны без длинных концевых повторов: структура, механизм перемещения, представители. Транскрипция ДНК
26. Понятие о кодирующей и некодирующей (матричной) цепях ДНК. Единица транскрипции у про- и эукариот и ее структурные элементы.
27. Особенности структуры РНК-полимеразы E.coli: кор-фермент и холофермент, роль отдельных субъединиц.
28. Альтернативные σ-факторы и их роль в инициации транскрипции.
29. Характеристика РНК-полимераз I, II и III эукариот: структура и синтезируемые ими молекулы.
30. Структура бактериального промотора и механизм его распознавания РНК-полимеразой. Инициация транскрипции у прокариот. Стадии транскрипционного цикла.
31. Завершение транскрипции у прокариот: Rho-зависимые и независимые терминаторы.
32. Структура лактозного оперона и механизм его регуляции с помощью белков репрессоров и активаторов.
33. Транскрипция генов эукариот с помощью РНК-полимеразы I: расположение и структура промотора, механизм его распознавания, транскрипционные факторы, последовательность сборки инициаторных комплексов на промоторе, терминация транскриптов.
34. Транскрипция генов эукариот с помощью РНК-полимеразы II: расположение и структура промотора, механизм его распознавания, транскрипционные факторы, последовательность сборки инициаторных комплексов на промоторе, терминация транскриптов.
35. Транскрипция генов эукариот с помощью РНК-полимеразы III: расположение и структура промотора, механизм его распознавания,
транскрипционные факторы, последовательность сборки инициаторных комплексов на промоторе, терминация транскриптов.
36. Энхансеры, сайленсеры и изоляторы транскрипции.
37. Характеристика ДНК-связывающих доменов факторов транскрипции эукариот (спираль-поворот-спираль, гомеодомен, спираль-петля-спираль, «лейциновая застежка», «цинковые пальцы»). Процессинг РНК
38. Модификация 5' и 3'-концов молекул мРНК эукариот. Ферменты и катализируемые ими реакции. Значение модификации концов транскриптов.
39. Процессинг пре-тРНК: формирование 5'- и 3'-концов тРНК, сплайсинг пре-тРНК эукариот, модификация оснований. Реакции и ферменты, катализирующие эти процессы.
40. Механизм сплайсинга пре-мРНК в ядре: определение границ интронов, роль аденилового (А) нуклеотида, находящегося в районе точки ветвления, реакции трансэтерификации.
41. Характеристика сплайсосомы: ее структурные компоненты, механизм функционирования. мяРНК и мяРНП-частицы. Роль комплементарных взаимодействий в протекании процесса сплайсинга.
42. Аутосплайсинг на примере рРНК тетрахимены: инициация процесса, последовательные стадии процесса, рибозим L-19РНК.
43. Примеры рибозимов и катализируемых ими реакций (L-19 РНК, РНКаза P, "головка молотка").
44. Процессинг рРНК у прокариот и эукариот (участвующие в процессе ферменты). Метилирование и другие модификации рРНК в ядрышке; роль малых РНК в этих процессах. Трансляция; преобразование белковых молекул
45. Матричная (информационная) РНК, ее структура и функциональные участки у прокариот и эукариот.
46. Основные свойства генетического кода. Особенности кодового словаря.
47. Кодон и антикодон, принципы их взаимодействия. Принцип нестрогого соответствия (wobble-гипотеза).
48. Аминоацилирование тРНК как необходимый этап трансляции: механизм действия аминоацил-тРНК-синтетаз.
49. тРНК: первичная, вторичная и третичная структура, роль модифицированных нуклеотидов.
50. Структура рибосом про- и эукариот, входящие в их состав рибосомные РНК и белки. Функциональные участки рибосом: мРНК-связывающий участок, тРНК-связывающие А, Р и Е участки, факторсвязывающий участок.
51. Механизм инициации трансляции у прокариот. Инициирующие кодоны и сайт связывания рибосом на мРНК. Инициаторная тРНК и белковые факторы инициации. Инициация трансляции внутренних рамок считывания у полицистронных мРНК.
52. Механизм инициации трансляции у эукариот. Белковые факторы, взаимодействующие с рибосомой и с мРНК. Роль кэп-структуры в инициации процесса. Влияние на инициацию трансляции структур на 3'конце мРНК. Механизм распознавания инициирующего кодона.
53. Механизм элонгации трансляции. Фактор элонгации 1 (ЕF-Тu или ЕF-1 у про- и эукариот соответственно) и поступление аминоацил-тРНК в рибосому. Реакция транспептидации: механизм и катализ. Фактор элонгации 2 (ЕF-G или ЕF-2) и транслокация рибосомы.
54. Механизм терминации трансляции у про- и эукриот. Терминирующие кодоны, белковые факторы терминации (RF1, RF2, RF3), гидролиз пептидилтРНК. Фактор RRF и диссоциация трансляционного комплекса.
55. Энергетика синтеза белка: количество макроэргических связей, необходимых на присоединение к растущему полипептиду одной аминокислоты; энергетические затраты на сборку рибосомы (при инициации трансляции) и на отсоединение готового полипептида от рибосомы.
56. Особенности синтеза белка, имеющего N-сигнальную последовательность: котрансляционная транслокация белка в полость эндоплазматического ретикулума, SRP-частица и ее рецептор.
57. Фолдинг белков: молекулярные шапероны семейств Hsp60 и Hsp70 у про- и эукариот.
58. Рабочий цикл шаперонных комплексов GroELS и DnaKJ-GrpE.
59. Деградация белков: 26S-протеасома эукариот.
60. Система убиквитинилирования белков эукариот. Сенсорные процессы
61. Сенсорные механизмы эукариот с помощью рецепторов, сопряженных с G-белками: компоненты сигнальных путей (рецепторы, G-белки, эффекторы, вторичные мессенджеры). Структура и принцип действия Gбелков.
62. Способы передачи сигнала в ядро в сигнальных путях TGFβ-Smad, JAK-STAT и Ras/MAPK. Молекулярная биология онтогенеза
63. Эмбриональное развитие D. melanogaster: асимметрия и градиенты морфогенов в ооците и раннем эмбрионе. Механизмы транспорта материнской мРНК и белков в ооцит; формирования градиентов в ооците и тканях эмбриона.
64. Роль морфогенов в формировании переднего и заднего концов эмбриона D. melanogaster.
65. Принципы контроля сегментации и дифференциации сегментов у эмбриона D. melanogaster.
66. Характеристика гомеозисных генов комплексов Antennapedia и Bithorax дрозофилы и их продуктов; принципы их действия; фенотипическое проявление мутаций данных генов. Гомеобокс и гомеодомен.
67. Hox-кластеры гомеозисных генов у различных организмов, принципы их действия. Организация геномов
68. Семейства гомологичных генов. Ортологи и паралоги.
69. Псевдогены.
70. Типы повторяющихся последовательностей и их встречаемость в геномах различных организмов.
B-форма ДНК (B form of DNA) — одно из трех основных конформационных состояний двухцепочечной ДНК (А, В- и Z-ДНК), в которой 2 нити спирали образуют правозакрученную спиральную структуру с диаметром 20 ангстрем. В-ДНК наиболее часто встречается in vivo и характеризуется наличием большой и малой бороздок; в В-ДНК число пар оснований на 1 виток равно 10,5, а расстояние между парами оснований — 0,34 нм.
В-ДНК и родственные ей C-ДНК , D-ДНК и T-ДНК принадлежат В-семейству двойных спиралей. В B-форме, как и в А-форме, спираль ДНК, как говорилось выше, является правой. У этого семейства фуранозные кольца имеют конформацию С2'-эндо (или близкую ей С3'-экзо), расстояние между соседними фосфатами увеличивается до 7 А, а угол, описывающий вращение вокруг гликозидной связи С1'-N, оказывается в диапазоне приблизительно в 90-120 град.
В В-форме ДНК на виток спирали приходится около 10 пар оснований и расстояние между нуклеотидами вдоль оси спирали составляет от 3,3 до 3,4 А, поэтому у оснований наблюдается лишь небольшой отрицательный наклон приблизительно в 6 град. Эти характеристики и определяют макроскопическую структуру В-ДНК, представленную на Рис. B-ДНК .
Пары оснований расположены на оси спирали (смещение от оси около -0,2 А). Так как ось спирали проходит через пары, поэтому в В-ДНК желобки менее выражены, чем в A-ДНК . Их глубина примерно одинакова, но ширина различается (см. ниже Таблицу): минорный желобок узкий, а главный желобок - широкий и открытый.
Двойная спираль Уотсона и Крика — это структура B-формы ДНК. Вскоре после их работы с помощью рентгеноструктурного анализа, с помощью рассеяния рентгеновских лучей была определена структура и A-формы ДНК.
Вскоре выяснилось, что A-форма ДНК тоже имеет огромное биологическое значение. Оказалось, что двойная спираль, которая создает молекулы РНК, и в растворе, при обычной высокой влажности находится в A-форме, а не в B-форме. Это связано с тем, что РНК отличается от ДНК тем, что сахар, химический элемент структуры ДНК и РНК — это нуклеотид. Нуклеотид состоит из фосфата, сахара и азотистого основания. В том и в другом случае сахар немножко разный: у ДНК он имеет в определенном положении просто водород, а у РНК — гидроксильную группу OH. Поэтому РНК называется рибонуклеиновая кислота, отсюда сокращение РНК.
Собственная разработка
