Рестрикция [Restriction] – процесс разрыва ДНК под действием специфических ферментов – рестриктаз. Разные рестриктазы узнают и расщепляют разные нуклеотидные последовательности.

Ретровирусы [Retroviruses] – группа РНК-содержащих вирусов, содержащих обратную транскриптазу; синтезированная на РНК-матрице двухцепочечная ДНК может встраиваться в хромосому инфицированной этим вирусом клетки.

Рецессивный — признак или соответству­ющий аллель, который проявляется только в гомозиготном состоянии.

Рибозим [Ribozyme] – молекула РНК, обладающая ферментативной активностью.

РНК [RNA] – присутствует во всех клетках, содержит в качестве сахара рибозу, а в качестве азотистых оснований – аденин, гуанин, цитозин и урацил. Состоит из мономеров – дезоксирибонуклеотидов, соединенных через остатки фосфорной кислоты в определенной последовательности, специфичной для каждой

индивидуальной РНК. В каждой клетке имеются рибосомные, транспортные и информационные РНК.

РНК-полимераза [RNA polymerase, RNA synthetase] – фермент, осуществляющий синтез РНК из рибонуклеозидтрифосфатов. Матрицей может служить ДНК или РНК, соответствующие РНК-полимеразы называют ДНК- или РНК зависимыми.

Сайт встраивания (клонирования) [Cloning site] – специфический участок векторной молекулы, в который встраивают фрагмент чужеродной ДНК. Очень часто это уникальный сайт рестрикции.

Сайт рестрикции [Restriction site] – нуклеотидная последовательность в

молекуле ДНК, узнаваемая рестриктазой.

Сайт-специфический мутагенез [Site-specific mutagene-sis] – внесение in vitro мутации в конкретный сайт клонированной последовательности. Позволяет идентифицировать функциональные участки в молекулах белков и получать белки с заранее заданными свойствами. Иногда называется олигонуклеотид-направленным мутагенезом.

Самореплицирующийся элемент [Self-replicating element] – внехромосомная молекула нуклеиновой кислоты, способная к независимой от хромосомной ДНК(автономной) репликации. Примером такого элемента служит плазмида.

Саузерн-блоттинг [Southern blotting] – обнаружение специфических нуклеотидных последовательностей путем переноса денатурированных молекул ДНК, подвергнутых электрофорезу, с агарозного геля на нитроцеллюлозный или нейлоновый фильтр за счет капиллярного эффекта и гибридизации с меченым зондом, комплементарным искомой последовательности.

Сексдукция [Sexduction] – перенос генов во время конъюгации от одной бактерии к другой.

Сигма-фактор [Sigma factor] – бактериальный белок, обеспечивающий узнавание ДНК-полимеразой ее участка связывания в молекуле ДНК и инициацию транскрипции.

Сигнал полиаденилирования [Polyadenylation sygnal] – нуклеотидная последовательность, ответственная за окончание транскрипции и детерминирующая ферментативное присоединение остатков аденина к 3'-концу молекулы мРНК.

Сигнальная последовательность [Signal region, initiator element] – нуклеотидная последовательность в гене, служащая местом связывания белка (фактора транскрипции), который регулирует транскрипцию.

Сигнальный пептид, сигнальная последовательность, лидерный пептид [Signal peptide] – n-концевой участок белковой молекулы длиной 15—30 аминокислот, обеспечивающий секрецию белка (перенос через мембрану). После секреции этот участок отщепляется от белковой молекулы.

Скрининг [Screening] – метод (или комплекс методов) идентификации единичного объекта (особи в популяции, клетки с искомыми свойствами, участка нуклеотидной последовательности и т.д.) путем перебора большого числа объектов.

Соматическая гибридизация – обмен генетическим материалом между неполовыми (соматическими) клетками, например, при слиянии протопластов.

Сплайсинг [Splicing] – вырезание из предшественника мРНК нитронов и ковалентное соединение экзонов с образованием зрелых мо-лекул мРНК.

Стоп-кодон — нуклеотидный триплет, яв­ляющийся сигналом окончания транс­ляции.

Структурный ген [Structural gene] – ген, кодирующий какой-либо белок.

Ступенчатый разрыв [Staggered cut] – разрезание двухцепочечной ДНК, при котором разрывы в комплементарных цепях располагаются не строго один напротив другого, а немного смещены.

Субклонирование [Subcloning] – перенос части уже клонированной молекулы ДНК в другой клонирующий вектор.

Супрессия[Supression] – явление, препятствующее проявлению у организма признака, появившегося в результате мутации. Приводит к частичному или полному восстановлению функции организма.

Ti-плазмида [Ti plasmid] – плазмида почвенной бактерии Agrobacterium tumefaciens, Т-участок которой способен включаться в их ядерную ДНК, что приводит к образованию опухолей.

Тандемный повтор [Tandem array] – нуклеотидная последовательность, состоящая из нескольких одинаковых элементов, соединенных «голова-к-хвосту».

ТАТА-бокс [TATA box] – участок, располагающийся в промоторной области генов эукариот за 25 нуклеотидов до сайта инициации транскрипции, с которым связывается РНК-полимераза. Другое название — бокс Хогнесса. Аналогом у прокариот служит бокс Прибнова.

Т-ДНК [T-DNA] – фрагмент Ti-плазмиды, который встраивается в ядерную ДНК клетки-хозяина и стабильно наследуется ею. Вызывает образование опухоли у растений (корончатого галла).

Терапевтический ген [Therapeutical gene, therapeutic gene] – под генной терапией соматических клеток понимают коррекцию специфического наследственного заболевания путем введения в клетки организма нормально функционирующего гена, способного благоприятно повлиять на течение болезни.

Терминальная трансфераза [Terminal transferase, deoxynucleotidyl transferase] – фермент, катализирующий присоединение к З'-концу молекулы ДНК дезоксинуклеозидмонофосфатов. Используется для клонирования кДНК при участии комплементарных гомополимерных «хвостов» [poly (A) — poly (Т)].

Терминация [Termination] – остановка синтеза макромолекулы

Терминирующий кодон [Terminating codon] – стоп-кодон. Указывает на окончание считывания (окончание процесса построения молекулы белка).

Тимидилатсинтаза [Thymidylate synthase] – фермент, катализирующий метилирование урацила с превращением его в тимин.

Тимин, Т [Thymine] – 5-метилурацил, пиримидиновое основание. Входит в состав ДНК и ряда коферментов, небольшое количество содержится в транспортной РНК. С углеводом дезоксирибозой образует нуклеозид – тимидин.

Т.п.н. [T.p.n.] – единица измерения длины генов, означает количество тысяч пар нуклеотидов.

Транзиции[Transition] – вид мутаций, возникающий в результате ошибки при спаривании азотистых оснований. При этом в процессе редупликации ДНК происходит замена одного пуринового основания другим или одного пиримидинового основания другим.

Трансверсии [Transversion] – вид мутаций, возникающий в результате ошибки при спаривании азотистых оснований. В процессе редупликации происходит замена одного пуринового основания другим и наоборот.

Трансгенный организм [Transgenic organism] – организм, геном которого содержит генетический материал, включенный методами генной инженерии.

Трансгенез [Transgenosis] – процесс генетического изменения животных путем введения генов в оплодотворенные яйцеклетки называют трансгенной технологией, или трансгенезом.

Трансгеноз [Transgenesis] – введение чужеродного гена в растительную или животную клетку и его передача в ряду поколений.

Трансгены[Transgenes] – ДНК, вводимая в оплодотворенные яйцеклетки для изменения животных.

Трансдукция [Transduction] – перенос генетического материала из одной бактериальной клетки в другую с помощью бактериофага.

Транскрипт [Transcript] – молекула РНК, синтезированная на специфической ДНК как на матрице.

Транскрипционное картирование [Transcription mapping] – «привязка» индивидуальных транскриптов (клонов кДНК или экспрессированных последовательностей-мишеней) к хромосомным районам с помощью метода флуоресцентной гибридизации in situ, ПЦР и т.д.

Транскрипция [Transcription] – процесс синтеза РНК, катализируемый РНК-полимеразой, в котором в качестве матрицы используется одна из цепей ДНК.

Транслокация [Translocation] – 1. Хромосомная перестройка, заключающаяся в переносе участка хромосомы в новое положение на той же или на другой хромосоме или в переносе целой хромосомы на другую хромосому.

2. Перемещение молекулы мРНК во время трансляции на один кодон.

Трансляция [Translation] – 1. Синтез полипептидной цепи рибосомой с

использованием в качестве матрицы мРНК.

2. Перевод информации с 4-буквенного кода (по числу нуклеотидов) на 20-буквенный код (по числу аминокислот), осуществляемый в процессе синтеза белка при участии РНК и рибосом.

Трансляция in vitro [In vitro translation] – синтез белков, который осуществляется либо на очищенной ДНК с использованием бактериальных экстрактов, либо на мРНК с использованием экстрактов зародышей пшеницы или ретикулоцитов кролика. Экстракты содержат рибосомы, тРНК и белковые факторы; в реакционную смесь добавляют также ATP, GTP и аминокислоты.

Транспозаза [Transposase] – фермент, участвующий в транспозиции (перемещении из одного сайта в другой) некоторых мобильных генетических элементов.

Транспозиция [Transposition] – перемещение мобильного генетического элемента из одного локуса в другой.

Транспозоны[Transposones] – мобильные генетические элементы, несущие структурные гены, которые детерминируют функции, не связанные с самим процессом перемещения (например, гены устойчивости к антибиотикам).

Транспортная РНК, тРНК [Transfer RNA] – молекула РНК, выступающая в роли адаптера при специфическом переносе аминокислот к растущей полипептидной цепи в процессе трансляции.

Трансфекция [Transfection] – искусственное введение в эукариотические клетки изолированных молекул ДНК.

Трансфицирование – 1. изменение состава или структуры. 2. (в молекулярной биологии) трансформация клеток с помощью изолированной вирусной ДНК

Трансформация[Transformation] – 1. Перенос генетической информации в бактериальные клетки с участием плазмид или без них, но всегда — без участия вирусов; часто приводит к изменению фенотипа реципиентной клетки.

2. Превращение нормальных клеток животных в опухолевые.

Триплет [Triplet] – комбинация из трех последовательно расположенных нуклеотидов в молекуле нуклеиновой кислоты. С помощью триплетов в информационных РНК закодирована последовательность расположения аминокислот в белках. Специальные триплеты определяют, кроме того, начало (инициирующие кодоны) и конец (терминирующие кодоны) синтеза цепи белка.

Тупой конец [Blunt end] – конец двухцепочечной молекулы ДНК, у которого не выступает ни одна из цепей.

Улавливание экзона [Exon trapping] – метод идентификации и клонирования экзонов из геномных клонов. Фрагменты геномной ДНК (1—6 т.п.н.) встраивают в полилинкер вектора, расположенный внутри интрона, фланкированного двумя экзонами. Полученным искусственным геном (экзон 1— интрон—экзон 2) трансфицируют клетки E.coli, в которых происходит его транскрипция и сплайсинг мРНК. Если в интроне присутствует экзон, то зрелая мРНК будет иметь большую длину, чем ожидалось. мРНК можно подвергнуть обратной транскрипции, провести ПЦР и выделить экзон.

Урацил, U [Uracil] – пиримидиновое основание; одно из четырех азотистых оснований, входящих в состав РНК.

Фактор транскрипции [Transcription factor] – белок, помогающий РНК-полимеразе пройти все этапы транскрипции и обеспечивающий избирательность этого процесса.

Фенотип [Phenotype] – совокупность всех признаков особи, формирующаяся в процессе взаимодействия ее генотипа и внешней среды.

Фетоскопия — процедура, позволяющая визуально обследовать плод в матке при помощи волоконно-оптической тех­ники.

Фетотерапия (плодная терапия; пренатальная терапия) — лечение плода до рож­дения.

Физическая карта [Physical map] – расположение генов на хромосоме, установленное с помощью различных методов (электронная микроскопия, секвенирование, рестрикционное картирование). Расстояние на такой карте измеряется в числе пар нуклеотидов.

Фосфодиэфирные связи – связь между фосфатными группами при 3'- и 5'- углеродных атомах соседних нуклеотидов одной полинуклеотидной цепи (или другими веществами), при которой каждый нуклеозид связан с молекулой фосфорной кислоты. Эта молекула служит как бы мостиком между двумя нуклеозидами (или другими веществами, которые этой связью связаны).

Фрагментация ДНК [Shearing] – разрыв молекул ДНК под действием гидродинамических сил (например, при пропускании раствора ДНК через иглу шприца). Гидродинамические силы в растворе возникают в результате скольжения одного слоя жидкости относительно другого.

Фрагмент Кленова [Klenov fragment] – более крупный из двух фрагментов ДНК-полимеразы I E.coli, образующийся при ее протеолитическом расщеплении.

Сохраняет полимеразную активность в направлении 5'–>3' и экзонуклеазную – в направлении 3'–>5'. Используется, в частности, при секвенировании ДНК.

Функциональная мРНК – передачу записанной в ДНК информации к месту синтеза белка осуществляет матричная или информационная РНК (мРНК). В клетке первичная РНК, синтезированная на такой ДНК, подвергается модификации, в процессе которой участки, соответствующие интронам, вырезаются, а экзонные последовательности сшиваются. В результате образуется зрелая мРНК, на которой синтезируется белок.

Функциональное картирование [Functional cloning] – идентификация гена исходя из известной аминокислотной последовательности его продукта.

Хромосома [Chromosome] – структура, основу которой составляет конденсированная молекула ДНК; носитель генетической информации. Способна к воспроизведению с сохранением структурно-функциональной индивидуальности в ряду поколений. У эукариот находится в ядре клетки, у прокариот — непосредственно в цитоплазме.

Хромосомные аберрации [Chromosome abberration] – отклонения в строении и функциях хромосом. Вызываются ионизирующим излучением, химическими мутагенными факторами, вирусами (краснухи, гепатита, ветряной оспы), различными расстройствами обмена веществ.

Хромосомный сайт интеграции [Chromosomal integration site] – место в хромосоме, куда может встроиться чужеродная ДНК, часто без всяких последствий для организма-хозяина.

Х-сцепленное наследование — тип наследования признаков, гены которых ло­кализованы в Х-хромосоме.

Цистрон [Cistron] – генетическая единица, эквивалентная гену и кодирующая отдельный белок.

Цитозин, С [Cytosine] – одно из четырех азотистых оснований, входящее в состав ДНК и РНК.

Экзогенная ДНК [Exogenous DNA] – ДНК, выделенная из организма-донора и встроенная в вектор или хромосомную ДНК организма-хозяина. Называется также чужеродной (Foreign) и гетерологичной (Heterologous) ДНК.

Экзон [Eхоn] – участок гена, входящий в состав первичного транскрипта, который остается в нем после процессинга (вырезания интронов). Вместе с другими экзонами образует зрелую мРНК.

Экзонуклеаза HI [Exonuclease III] – экзонуклеаза E.coli, отщепляющая нуклеотиды с 3'-концов двухцепочечной ДНК.

Экспансия тринуклеотидных повторов — патологическое увеличение числа копий внутригенных тандемных последовательностей, состоящих из 3 нуклеотидов; этот тип мутаций называют также динамическими мутациями.

Экспрессия генов – реализация закодированной в ДНК информации через цепь событий: ДНК - РНК - белок.

Экспрессирующий вектор [Expression vector] – плазмидный вектор, сконструированный таким образом, чтобы клонированный ген экспрессировался только в определенной фазе клеточного цикла и только в течение определенного времени. Для этого в плазмиду встраивают сильный регулируемый промотор.

Экспрессивность [Expressivity] – степень фенотипического выражения наследственного признака, кодируемого данным аллелем. Различают постоянную экспрессивность (в отсутствие изменчивости признака) и вариабельную.

Экспрессия[Expression] – транскрипция и трансляция гена.

Экспрессия рекомбинантных ДНК – чтобы достичь высокого уровня экспрессии гена, введенного в эукариотическую клетку, его нужно встроить вблизи отактивного промотора транскрипции. Образующаяся при этом м-РНК будет эффективно транслироваться. Для обеспечения активной экспрессии используются, как правило, промоторы фаговых и хромосомных генов, включаемые в плазмидный вектор.

Электропорация[Electroporation] –образование пор в клеточных мембранах под действием электрического тока. Через эти поры в летки проникает чужеродная ДНК.

Электрофорез [Electrophoresis] – метод разделения заряженных молекул (ДНК, РНК или белков), основанный на разной скорости их перемещения в электрическом поле.

Элонгация [Elongation] – последовательное присоединение мономеров к полимерной цепи.

Эндонуклеаза [Endonuclease] – фермент, гидролизующий внутренние

фосфодиэфирные связи и расщепляющий молекулы ДНК и РНК. Эндонуклеазы участвуют в рекомбинации, репарации и рестрикции; в последнем случае называются рестриктазами (рестрицирующими эндонуклеазами).

Ядерное клонирование [Nuclear cloning] – получение живого организма из безъядерной яйцеклетки с вживленным диплоидным соматическим ядром.

ЛИТЕРАТУРА

1. Альбертс Б. И др.. Молекулярная билогия клетки: В 3-х т. - М.: Мир, 1994.- 504с.

2. Белясова Н.А. Биохимия и молекулярная биология. - Книжный дом, 2004.-415с.

4. Борисов Л.Б.,: Медицинская микробиология, вирусология, иммунология: учебник.- М.:000 «Медицинское информационное агентство»,2005,-736с.

3. Биология. Под ред. В.Н.Ярыгина, в 2кн.- 3-ое изд. М.: Высш. Шк.,2000- 742с.

5. Бочков Н.П. Клиническая генетика. - М.: ГЭОТАР-мед, 2002.-448с.

6.Бугаевская Т.И. Основы медицинской генетики.-Киш.:Здоровья. -2001.-134с.

7.Геннис Р. Биомембраны. Молекулярная структура и функции. -М.: Мир, 1997.-624с.

8.Глик Б., Пастернак Дж. Молекулярная биотехнология. -М.:Мир, 2002.-589с.

9.Горбунова В.Н., Баранов В.С..Введение в молекулярную диагностику и генотерапию наследственных заболеваний.- СПБ.: Специальная литература, 1997.-285с.

10. Дикий И.Л., Холупяк И.Ю., Шевелева Н.Е., Стегний М.Ю.,: Микробиология: Учебник для фармацевтических ВУЗов и фармацевтеических факультетов медицинских институтов- 2-ое издание.- К.: ИД «Профессионал», 2004,-624с.

11. Дранник Г.Н.,: Клиническая иммунология и аллерология - М.: 000 «Медицинское информационное агентство», 2003. -604с.

12. Жегунов Г.Ф., Жегунова Г.П.,: Цитогенетические основы жизни: учебное пособие для студентов высших учебных заведений. -Х.: «Золотые страници», 2004.-672с.

13. Инге-Вечтомов С.Г.,: Генетика с основами селекции: учебник для биологических специальностей университетов.- М.: «Высшая школа», 1989. - 591с.

14. Кларк Д., Рассел Л. Молекулярная биология: простой и занимательный подход.- М.: КОНД, 2004. -466с.

15. Коничев А.С. Молекулярная биология.- М.: Академия, 2003. -400с.

16. Медична біологія/ За ред. В.П. Пішака, В.П. Бажори. Підручник.- Вінниця: Нова книга, 2004.- 656с.

17. Молекулярная клиническая диагностика. Методы.: Пер. с англ../Под ред. С Херрингтона.- М.:Мир, 1999. -558с.

18. Молекулярные основы генетики. Г.Ф. Жегунов, Б.И. Кулаченко. Учебное пособие для студентов 1 курса.-Харьков, 2001. -74с.

19. Мушкамбаров Н.Н., Кузнецов С.Л.: Молекулярная биология: Учебное пособие для студентов медицинских вузов. - М.: 000 «Медицинское информационное агенство», 2003. -544с.

20. Орлов В.Д., Липсон В.В., Иванов В.В: Медицинская химия: Учебник для студентов высших учебных заведений. - Х.: «Фолио», 2005. -461с.

21. Рис Э., Стернберг М. Введение в молекулярную биологию.- М.: Мир, 2002. -142с.

22. Сингер М., Берг П. Гены и геномы / В 2-х т. Пер. с англ.- М.: Мир, 1998.

23. Фаллер Д.М., Шилдс Д. Молекулярная биология клетки. Руководство для врачей. Пер. с англ.- М.: БИНОМ-Пресс, 2003. -272с.

Приносим благодарность авторам и издательствам, чьи иллюстрации использованы нами в данной книге.

Авторы

СОДЕРЖАНИЕ

Предисловие. 2

Часть 1. Молекулярные основы наследственности. 4

1.1 Введение в молекулярную биологию. 4

1.2. Макромолекулы как обьекты изучения молекулярной биологии. 23

1.3. Экспрессия генов и её регуляция. 76

1.4. Организация геномов неклеточных и клеточных организмов. 100

Часть 2. Молекулярные основы наследственных заболеваний. 138

2.1. Молекулярные механизмы генных, хромосомных и геномных мутаций. 138

2.2. Регуляция клеточного цикла. Апоптоз. Онкогенетика. 160

Часть 3. Современные вопросы генных технологий. 193

3.1 Исследование нуклеиновых кислот. Методы ДНК-диагностики. 193

3.2 Методы генной инженерии. 221

3.3 Клонирование организмов и клеток. 241

ПРИЛОЖЕНИЯ.. 259

КОНТРОЛЬНО-ОБУЧАЮЩИЕ ВОПРОСЫ... 259

Ответы на контрольно – обучающие вопросы.. 270

Терминологический словарь. 271

ЛИТЕРАТУРА.. 291

УДК 577.2+575(075.8)

ББК 28я73

Рекомендовано Центральным методическим Советом

Запорожского государственного медицинского университета

(протокол № 2 от 30.11.2006г)