Введение. Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Ульяновский государственный университет

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
УЛЬЯНОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Институт медицины, экологии и физической культуры

В.Ф. Сыч, Н.А. Курносова, Е.П. Дрождина

ОСНОВЫ МОЛЕКУЛЯРНОЙ БИОЛОГИИ

Часть 1. Биополимеры живых систем

Учебное пособие

Ульяновск

УДК 577

ББК 28.070

С 95

Печатается по решению Ученого совета

Института медицины, экологии и физической культуры

Ульяновского государственного университета

Рецензент:

кандидат медицинских наук Е.В. Слесарева

Сыч, В. Ф.

С 95 Основы молекулярной биологии: учеб. пособие. Ч. 1. Биополимеры живых систем / В. Ф. Сыч, Н. А. Курносова, Е. П. Дрождина. – Ульяновск: УлГУ, 2008. – 64 с.

В пособии отражено небольшое количество фундаментальных тем, имеющих исключительно важное значение для познания живой природы. Одна из основных задач пособия – изложение материала в достаточно простой и лаконичной форме. Приведенные иллюстрации и схемы позволят освоить непростые молекулярно-биологические понятия, помогут студентам преодолеть различия между школьным и университетским курсами биологии.

Пособие предназначено для студентов 1-го курса медицинского и экологического факультетов, изучающих дисциплины «Основы молекулярной биологии» (элективный курс), «Биология с экологией», «Общая биология».

УДК 577

ББК 28.070

© Сыч В.Ф., Курносова Н.А., Дрождина Е.П., 2008

© Ульяновский государственный университет, 2008

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение....................................................................................................... 4

1. Основные биополимеры клетки.......................................................... 5

1.1. Белки.................................................................................................. 5

Состав и пространственная организация белковой молекулы... 5

Функции белков............................................................................ 12

1.2. Нуклеиновые кислоты..................................................................... 14

Химический состав в строение ДНК.......................................... 14

Полиморфизм двойной спирали ДНК......................................... 17

Функции ДНК............................................................................... 18

Структура РНК.......................................................................... 18

Виды РНК.................................................................................... 20

Функции РНК............................................................................... 24

Концепция «Мир РНК»............................................................... 25

2. Основные матричные процессы........................................................ 27

2.1. Репликация ДНК............................................................................. 27

Основные принципы репликации ДНК........................................ 27

Особенности репликации............................................................ 28

Ферменты, участвующие в репликации ДНК............................ 30

2.2. Транскрипция................................................................................. 36

Принципы транскрипции........................................................... 37

РНК-полимеразы......................................................................... 37

Этапы транскрипции................................................................. 39

Процессинг РНК.......................................................................... 42

2.3. Трансляция...................................................................................... 46

Подготовительные стадии........................................................ 47

Этапы трансляции..................................................................... 48

Формирование пространственной структуры белков............. 54

2.4. Регуляция биосинтеза белка........................................................... 56

Регуляция генной активности у прокариот.............................. 57

Особенности регуляции синтеза белка у эукариот................... 59

Контрольные вопросы.............................................................................. 62

Библиографический список....................................................................... 63

Введение

Молекулярная биология как самостоятельная наука, изучающая явления жизни на уровне макромолекул, сформировалась в середине XX века, когда была установлена генетическая роль и структура ДНК. В результате выдающихся открытий Дж. Уотсона, Ф. Крика, Г. Кораны, А. Корнберга и других крупнейших молекулярных биологов в середине 60-х годов XX века утвердилась «центральная догма молекулярной биологии», формулирующая магистральный путь реализации генетической информации в клетке: ДНК ® РНК ® белок. Впоследствии «центральная догма молекулярной биологии» была детализирована и дополнена представлениями о существовании процесса обратной транскрипции (биосинтезе ДНК на матрице РНК) и репликации РНК:

К настоящему времени молекулярная биология накопила огромный запас уже устоявшихся фактов, которые изложены в классических учебниках и справочных пособиях. С другой стороны, молекулярная биология продолжает стремительно развиваться, возникают принципиально новые методические подходы в изучении молекулярных основ жизнедеятельности клетки. В связи с этим предлагаемое пособие содержит не только достаточно известные и устоявшиеся научные сведения, но и знакомит студентов с последними достижениями науки.

В пособии отражено относительно небольшое количество фундаментальных тем, имеющих исключительно важное значение для познания живой природы. Одна из основных задач пособия – изложение материала в достаточно простой и лаконичной форме. Приведенные иллюстрации и схемы позволят освоить непростые молекулярно-биологические понятия, помогут студентам преодолеть различия между школьным и университетским курсами биологии. Пособие предназначено для студентов 1-го курса медицинского и экологического факультетов, изучающих дисциплины «Основы молекулярной биологии» (элективный курс), «Биология с экологией», «Общая биология».