Генетический код и его свойства. Биосинтез белка. Реакции матричного синтеза.
Генетический код и его свойства. Биосинтез белка. Реакции матричного синтеза. - раздел Биология, ЦИТОЛОГИЯ С ОСНОВАМИ ОБЩЕЙ ГЕНЕТИКИ Биосинтез Белков Происходит В Цитоплазме Клеток На Рибосомах. Информац...
Биосинтез белков происходит в цитоплазме клеток на рибосомах. Информация о структуре белка записана в молекуле ДНК, которая у эукариот находится в ядре и отделена ядерной оболочкой от цитоплазмы, где происходит синтез белка.
Участок молекулы ДНК, содержащий информацию о первичной структуре белка, называется геном. Ген у эукариот имеет мозаичное строение, в нем есть информационные участки - экзоны (кодирующие последовательности нуклеотидов, определяющие последовательность аминокислот в белке) и неинформационные участки - интроны (некодирующие последовательности между экзонами). Между генами расположены неинформационные участки, которые называются спейсеры. Информация о структуре белка в молекуле ДНК записана с помощью генетического кода.
Генетический код - это система записи наследственной информации в виде последовательности нуклеотидов в молекуле ДНК и иРНК, несущая информацию о последовательности расположения аминокислот в молекуле белка.
Свойства генетического кода:
1. Код триплетен - каждая из аминокислот закодирована тремя последовательно расположенными нуклеотидами. Эти три нуклеотида называются триплетом или кодоном. Кодон – последовательность из трех смежных нуклеотидов молекулы ДНК и иРНК, кодирующая какую-либо аминокислоту или окончание (терминацию) полипептидной цепи.
2. Код вырожден (множественен) - одна аминокислота может быть закодирована двумя или более кодонами (это объясняется существованием 4 нуклеотидов, которыми можно создать 64 различные комбинации по 3 нуклеотида - 43 = 64, а аминокислот входящих в состав белка только 20). Одним триплетом шифруются только аминокислоты: метионин, который кодируется только триплетом АУГ, и триптофан - УГГ.
3. Код специфичен (однозначен) - один кодон шифрует только одну аминокислоту.
4. Код универсален - генетический код одинаков у всех живых организмов.
5. Код однонаправлен - информация считывается в одном направлении.
6. Код неперекрываем - один нуклеотид не может входить одновременно в состав двух соседних триплетов.
7. Код непрерывен. В генетическом коде нет знаков препинания. Считывание информации начинается со стартовых (инициирующих) триплетов - АУГ (эукариоты) или ГУГ (прокариоты), а заканчивается триплетами-терминаторами (УАА, УАГ, УГА), которые обозначают окончание синтеза полипептидной цепи. Триплеты-терминаторы находятся в конце каждого гена.
ДНК непосредственного участия в синтезе белков не принимает. Информацию о структуре белка в цитоплазму несет иРНК, которая по принципу комплементарности строится на матрице ДНК при участии фермента РНК-полимеразы. Переписывание информации с ДНК на иРНК (построение иРНК на матрице ДНК) называется транскрипцией. Переписывается одна нить молекулы ДНК, которая называется кодогенной. Если в переписываемой нити ДНК стоит гуаниловый нуклеотид (Г) с азотистым основанием гуанин, то фермент РНК-полимераза включает в РНК цитидиловый нуклеотид (Ц), содержащий цитозин; если тимидиловый нуклеотид (Т) с азотистым основанием тимин - то адениловый нуклеотид (А) с азотистым основанием аденин; если адениловый нуклеотид (А) - то урациловый нуклеотид с азотистым основанием урацил (У). По длине каждая из молекул иРНК в сотни раз короче ДНК. Информационная РНК переписывает информацию только части молекулы ДНК - одного гена, несущего информацию о структуре белка. У эукариот при этом частично переписываются и спейсеры. Эта иРНК не может проникнуть через поры в ядерной оболочке, она незрелая (пре-иРНК), поэтому в ядре происходит ее процессинг — дозревание (вырезание неинформационных участков и сшивание информационных), в результате чего РНК укорачивается. Зрелая иРНК проходит через поры в ядерной оболочке и направляется к месту синтеза белка (к рибосоме). Информация закодирована в виде триплетов. Один триплет (кодон) кодирует место одной аминокислоты в белковой молекуле, а последовательность триплетов кодирует последовательность аминокислот в белковой молекуле. Перевод информации с последовательности кодонов иРНК в последовательность аминокислот молекулы белка (построение молекулы белка на матрице иРНК) называется трансляцией. В иРНК существуют триплеты: инициирующий - АУГ (определяет начало синтеза белка) и терминирующие: УАГ, УАА, УГА.
антикодон.
аминоацильный участок
пептидильный участок
Одновременно в рибосоме помещается 2 триплета: один - в пептидильном, другой — в аминоацильном (аминокислотном) центр рибосомы. В аминоацильный центр во время синтеза белка приходят тРНК, с аминокислотами, а в пептидильном центре образуется пептидная связь между аминокислотами и находится образующийся полипептид.
В цитоплазме клетки всегда находятся различные аминокислоты и соответствующие им тРНК. тРНК имеют два важных участка: к одному из них прикрепляется определенная аминокислота, а другой, называемый антикодон, содержит триплет нуклеотидов, комплементарный кодону иРНК. С помощью специфических ферментов аминокислоты узнаются, активируются и присоединяются к тРНК, которая переносит их к месту синтеза белка в рибосому. При этом по принципу комплементарности кодоны иРНК вступают в связь с антикодонами тРНК. Например, если в иРНК будет располагаться кодон АУГ, то к нему подойдет тРНК с комплементарным антикодоном УАЦ. После этого между аминокислотами, находящимися в двух центрах рибосомы, происходит образование пептидной связи. Затем тРНК, находящаяся в пептидильном центре, покидает рибосому и «уходит» в цитоплазму за другой аминокислотой, а рибосома передвигается на следующий триплет. Образовавшийся дипептид располагается в пептидильном центре, а в освободившийся аминоацильный центр рибосомы, приходит новая тРНК с аминокислотой. Так происходит считывание информации. Когда рибосома окажется на терминирующем триплете, синтез белка заканчивается. В секунду соединяются друг с другом до 50 аминокислот. Поэтому синтез одной молекулы белка длится всего 3—5с. Для протекания всех этапов синтеза необходима энергия, которая поставляется за счет расщепления АТФ.
После образования первичной структуры формируется вторичная, третичная, четвертичная структуры белка, и он начинает выполнять свои функции.
Гродно 2008
УДК 576.3(07)
ББК 28.05я73
Ц97
Авторы:
Левэ О.И. доцент кафедры биологии ГрГМУ.
Рецензент:
Жмакин А.И. доцент,
Цитология как наука. Методы изучения клетки.
Цитология - наука о клетке. Ее предметом являются клетки прокариотических (бактерий и сине-зеленых водорослей) и эукариотических (протистов, грибов, растений и животных) организмов.
Липиды. Углеводы. Белки.
Липиды - это органические вещества, которые не растворяются в воде, а растворяются в органических растворителях.
Липиды делятся на:
1. Жиры и масла (сложные э
Ферменты как биологические катализаторы.
Ферменты - это биологические катализаторы. По химическому строению они бывают простые и сложные. Простые ферменты состоят только из аминокислот. Сложные имеют в своем составе б
Нуклеиновые кислоты.
Нуклеиновые кислоты были открыты Мишером в ядрах лейкоцитов в 1868г. Но только в 1953г. Д. Уотсон и Ф. Крик предложили двухцепочечную модель строения молекулы ДНК.
В природе существуют два
Органоиды, имеющие мембранное строение.
Пластиды - это двумембранные органоиды клеток растений. Они классифицируются по окраске: хлоропласты (имеют зеленый цвет, обусловленный присутствием пигмента - хл
Органоиды, имеющие немембранное строение.
Рибосома состоит из большой и малой субъединиц, содержащих рибосомальную РНК и белок. Малая субъединица связывается с иРНК и активированными тРНК. В большой субъединице
Фотосинтез - синтез первичного органического вещества.
Пластический обмен - это совокупность всех реакций биосинтеза, которые происходят в организме. К нему относятся фотосинтез, синтез белков, жиров, углеводов и нуклеиновых кислот.
Фотосин
Энергетический обмен. Гликолиз. Клеточное дыхание.
Для жизни клетки, роста, синтеза органических веществ необходима энергия, ее клетки получают при расщеплении органических веществ.
Энергетический обмен (диссимиляция) - совокупность реакци
Мейоз и его биологическое значение.
Мейоз - особый способ деления клеток, в результате которого уменьшается число хромосом вдвое, и клетки переходят из диплоидного состояния в гаплоидное.
Мейоз состоит из двух последо
О О О О О О О О
-----------------------------------------------------¯-------------------------------¯-----------------------
Роста сперматоцит О 2n4с
Оплодотворение, онтогенез, эмбриональное развитие зародыша.
Оплодотворением называется процесс соединения двух гамет, в результате чего образуется диплоидная зигота. Оплодотворению предшествует осеменение. Осеменение - процесс, обеспечивающий встречу сперма
Постэмбриональное развитие (прямое и непрямое).
Различают прямое и непрямое постэмбриональное развитие.
При прямом развитии появившийся организм похож на взрослую особь, но отличается от нее меньшими размерами и недоразвитием некоторых
Ж.г. : 3 ж.м. : 3 з.г. : 1з.м.
Причем по каждой паре признаков в отдельности в отношении 3:1 (как при моногибридном скрещивании).
Закон независимого наследования (третий закон Менделя): При скрещивании гомозиготн
Наследование групп крови у человека.
Ген I, определяющий формирование групп крови по системе АВ0, представлен тремя аллелями: IА; IВ; I0). Аллель I0 рецессивен по отношению к аллелям IА
Хромосомная теория наследственности.
1. Гены находятся в хромосомах. Гены, расположенные в одной хромосоме, образуют группу сцепления. Число групп сцепления генов равно гаплоидному набору хромосом.
2. Гены в хромосоме располо
Изменчивость организмов, ее типы.
Изменчивость - это свойство живых организмов, противоположное наследственности, которое заключается в способности дочерних организмов приобретать признаки и свойства, которых не было у родит
Виды мутаций: генные, хромосомные, геномные.
Мутационная изменчивость обусловлена возникновением мутаций. Мутации - это внезапные, скачкообразные изменения наследственного материала, которые передаются по наследству. Мутации характериз
Селекция растений.
Селекция растений - раздел селекции, занимающийся выведением новых и улучшением существующих сортов культурных растений, используемых человеком. Сортами называют искусственно созданны
Селекция животных.
Селекция животных - раздел селекции, занимающийся выведением новых и улучшением существующих пород домашних животных, используемых человеком. Породами называют искусственно созданные человек
Селекция микроорганизмов. Биотехнология.
Микроорганизмы - мельчайшие организмы, различимые только под микроскопом. Среди них представители различных царств органического мира, относящихся как к прокариотам (бактерии и сине-зеленые водорос
Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Новости и инфо для студентов