5 АТГ АГГ ЦЦЦ ГГА АТТ ГГЦ АЦГ

5, АТГ АГГ ЦЦЦ ГГА АТТ ГГЦ АЦГ ЦАГ ЦЦГ ААТ АТА ТАГ ЦГЦ ЦЦА АЦЦ ДНК 3, 5, ТАЦ ТЦЦ ГГГ ЦЦТ ТАА ЦЦГ ТГЦ ГТЦ ГГЦ ТТА ТАТ АТЦ ГЦГ ГГТ ТГГ АУГ АГГ ЦЦЦ ГГА АУУ ГГЦ АЦГ ЦАГ ЦЦГ ААУ АУА УАГ ЦГЦ ЦЦА АЦЦ

5, АТГ АГГ ЦЦЦ ГГА АТТ ГГЦ АЦГ ЦАГ ЦЦГ ААТ АТА ТАГ ЦГЦ ЦЦА АЦЦ ДНК 3, 5, ТАЦ ТЦЦ ГГГ ЦЦТ ТАА ЦЦГ ТГЦ ГТЦ ГГЦ ТТА ТАТ АТЦ ГЦГ ГГТ ТГГ АУГ АГГ ЦЦЦ ГГА АУУ ГГЦ АЦГ ЦАГ ЦЦГ ААУ АУА УАГ ЦГЦ ЦЦА АЦЦ АТГ АЦЦ ГГГ ЦЦУ УАА ЦЦГ УГЦ мет Арг Про Гл Изол Гл тре

Свойства генетического кода: • триплетность - одну аминокислоту кодируют три нуклеотида; • однозначность - код не перекрывается и один триплет кодирует только одну аминокислоту; • вырожденность - способность кодировать одну и ту же аминокислоту (кроме метионина и триптофана) одновременно несколькими триплетами; • универсальность генетического кода - это способность триплетов кодировать одни и те же аминокислоты у самых разных организмов от вирусов до человека.

Транскрипция – это основной процесс экспрессии генетической информации, в ходе которого двухцепочечные ДНК копируются с образованием различных видов одноцепочечных молекул РНК.

Структура гена у прокариот

Регуляция биосинтеза белка у прокариот А - образование открытого комплекса ДНК с РНК-полимеразой, начало транскрипции; Б – одновременный процесс транскрипции и трансляции, образование полирибосом; В – индуктор связывается с белком-репрессором, который на может тормозить синтез и. РНК, Г – молекула ДНК изгибается, белок- активатор вступает в контакт с РНК-полимеразой, активизируя ее.

Структура гена у эукариот

Регуляция биосинтеза белка у эукариот

Трансляция Генетическая информация, находящаяся в клетке в виде ДНК и воспроизводящаяся в клеточных поколениях путем редупликации ДНК, реализуется через биосинтез белка.

• Процесс создания химической структуры белка (синтез полипептидной цепи) и в значительной мере ее физическое сворачивание в функционально активную белковую глобулу осуществляются рибосомой. • Количество рибосом в клетке сильно варьирует — от тысяч до десятков тысяч на клетку — в зависимости от интенсивности белкового синтеза в данном типе клеток. • Каждая рибосома полностью прочитывает одну молекулу м. РНК и в соответствии с ее программой синтезирует одну молекулу белка. • Обычно одна молекула м. РНК читается сразу несколькими рибосомами, двигающимися вдоль м. РНК друг за другом и, таким образом, независимо синтезирующими идентичные молекулы белка. Такой динамический комплекс одной м. РНК с несколькими рибосомами называется полирибосомой.

Основные реакции трансляции • Три последовательные химические реакции приводят к включению (добавлению) аминокислоты в полипептидную цепь строящегося белка: • 1) аминокислота + АТФ —» аминоацил-аденилат + пирофосфат, • 2) аминоацил-аденилат + т. РНК' —» аминоацил-т. РНК' + АМФ, • 3) пептидил(n)-т. РНК + аминоацил-т. РНК'—» т. РНК + пептидил(n + 1)-т. РНК'.

Третья реакция — транспептидация, то есть перенос карбоксильной группы растущего полипептида от гидроксила рибозного остатка т. РНК, принесшей предыдущий аминокислотный остаток в цепь, на аминогруппу аминокислотного остатка аминоацил-т. РНК осуществляется в рибосоме и катализируетсясамой рибосомой, без постороннего фермента.

В процессе биосинтеза белка рибосома: а) принимает кодированную генетическую информацию от ДНК в виде м. РНК и расшифровывает ее, б) катализирует образование пептидных связей в реакции транспептидации в) передвигает цепь м. РНК и молекулы т. РНК.

Способность рибосомы перебрасывать сравнительно большие молекулярные массы (молекулы т. РНК) из одного участка в другой в каждом элементарном элонгационном цикле предполагают ее механическую подвижность. Взаимная подвижность двух рибосомных субчастиц может быть основным видом крупноблочной подвижности рибосомы в ходе ее работы.

• Существует модель, согласно которой рибосома при прохождении элонгационного цикла осциллирует между двумя конформационными состояниями: закрытым (сомкнутым) и открытым (разомкнутым). • В сомкнутом состоянии рибосомные лиганды (т. РНК) зажаты между субчастицами, связаны максимальным количеством контактов с рибосомой и не имеют внутририбосомной подвижности. • В разомкнутом состоянии рибосомы лиганды более подвижны, контакты с рибосомой менее полны, и имеется возможность их входа и выхода из рибосомы.

Этапы инициации трансляции Механизм потриплетного сканирования м. РНК в ходе элонгации предполагает участие молекул т. РНК, которые взаимодействуют прежде всего с малой рибосомной субчастицей. Малая субчастица в составе полной транслирующей рибосомы имеет два т. РНКсвязывающих участка, обозначаемых как аминоацил-т. РНК-связывающий участок (Аучасток) и пептидил-т. РНК-связывающий участок (Р-участок) В результате кодон-антикодонового взаимодействия м. РНК с т. РНК на малой субчастице рибосомы происходит декодирование триплета м. РНК: именно тот аминокислотный остаток, который был привешен к т. РНК с комплементарным антикодоном, оказался в рибосоме.

Далее молекулы пептидил-т. РНК и аминоацил-т. РНК, расположенные рядом в рибосоме, реагируют друг с другом: пептидильныи остаток переносится на аминогруппу молекулы аминоацил-т. РНК. Это второй шаг элементарного элонгационного цикла - транспептидация, когда полипептидная цепь удлиняется на одну аминокислоту — на ту, которую принесла т. РНК, связавшаяся с А-участком. А сама т. РНК, принесшая эту аминокислоту, так и осталась с ней связанной и, таким образом, связанной с удлиненным полипептидом. В этом состоянии, однако, новообразованная пептидил-т. РНК занимает "не положенный ей" А-участок, а в Р-участке "сидит" деацилированная (без пептидильного или аминоацильного остатков) т. РНК.

Элонгация пептида на рибосоме а - инициаторная аминоацил-т. РНК находится в Р-участке, и первая элонгаторная аминоацил-т. РНК соответствующая следующему кодону (GUG), приходит в А-участок; б - транспептидация приводит к переносу аминокислотного остатка от инициаторной т. РНК на аминоацилт. РНК в А-участке: образуется дипептидил-т. РНК ); в - транслокация перемещает т. РНК из А-участка в Ручасток, и эта т. РНК увлекает за собой связанный с ней кодон м. РНК. Таким образом, м. РНК оказывается сдвинутой относительно рибосомы на один триплет нуклеотидов, и в Аучастке устанавливается очередной кодон (CUG); г - аминоацил-т. РНК, комплементарная этому кодону, связывается с А-участком; д транспептидация переносит дипептид на аминоацил-т. РНК в Аучастке: образуется трипептидилт. РНК; e - транслокация перемещает т. РНК из А-участка в Р-участок, что приводит к сдвигу м. РНК еще на один триплет.

Терминация трансляции: апосле добавления последнего аминокислотного остатка к растущему полипептиду в Аучастке устанавливается триплет, не кодирующий никакой аминокислоты кодон терминации (UAG, UAA или UGA). Завершенный полипептид остается ковалентно связанным с т. РНК, которая принесла последний аминокислотный остаток в рибосому;

Задачи для самоконтроля Задача 1 Бета-лактоглобулин - белок коровьего молока имеет генетические варианты А, В и с, различающиеся по аминокислотам в позициях В и С. На других участках аминокислоты, входящие в состав белка, одинаковые. Аминокислотный состав в этих позициях следующий: ала Ала – глу – про – глу - глн - сер – лей - вариант В - цис вал вариант С позиции 111 – 112 – 113 – 114 - 115 - 116 - 117 - 118 - 119 Определите последовательность нуклеотидов в матричной и комплиментарной ей нитях молекулы ДНК в варианте В. Какие изменения произошли в последовательности нуклеотидов в молекуле ДНК в варианте С? Определите антикодоны в т-РНК.

Задача 2 Установите длину гена, кодирующего синтез белка коровьего молока беталактоглобулина, если известно, что он состоит из 350 аминокислот, а расстояние между нуклеотидами ДНК составляет 0, 34 нм. Найдите молекулярную массу гена, если средняя молекулярная масса нуклеотида равна 340 дальтон. Задача 3. В одной из цепочек молекулы ДНК нуклеотиды расположены в такой последовательности: АЦГ ТТА ГЦТ АГТ … Какова последовательность нуклеотидов в другой цепочке белка этой же молекулы? Какой аминокислотный состав имеет белок, кодируемый данной ДНК? Задача 4 Длина гена, контролирующего синтез белка составляет 335, 24 нм. Определите, сколько аминокислот входит в состав белка, если расстояние между двумя нуклеотидами составляет 3, 4 А 0. . Найдите молекулярную массу гена, если средняя молекулярная масса нуклеотида равна 340 дальтон.

Задача 5 Укажите последовательность аминокислот в белковой молекуле, кодируемой ДНК: . . АТА ЦТГ АЦА ТТА ГАА Какой будет последовательность аминокислот, если между 10 и 11 нуклеотидом произойдет вставка гуанина? Задача 6 Длина гена, контролирующего синтез белка составляет 7799, 6 А 0. Определите, сколько аминокислот входит в состав белка, если расстояние между двумя нуклеотидами составляет 3, 4 А 0 Найдите молекулярную массу гена, если средняя молекулярная масса нуклеотида равна 340 дальтон. Задача 7 Выпишите нуклеотиды м-РНК, кодирующие белковой молекулы в следующих вариантах: а) аспарагин – аланин – тирозин- лизин; б) фенилаланин –изолейцин- валин-глицин; аминокислотный состав

Задача 8 Одна цепь участка ДНК имеет следующую последовательность оснований: ГТАГЦЦТАЦЦЦАТАГГ 3 а) Допустим, что с этой ДНК транскрибируется м-РНК, причем матрицей служит комплиментарная цепь. Какова будет последовательность и. РНК? б) Сколько пептидов кодирует эта и-- РНК? Задача 9 Одна цепь участка ДНК имеет следующую последовательность оснований: ГТАГЦЦТАЦЦЦАТАГГ 3 Допустим, что с этой ДНК транскрибируется последовательность и-РНК? м-РНК, какова будет Задача 10 При неполном окислении 38 молекул глюкозы образовалось 18 молекул молочной кислоты. Сколько молекул АТФ, кислорода и углекислого газа образовалось при окислении глюкозы?