Биосинтез белка Центральная догма молекулярной биологии Транскрипция

Биосинтез белка

Центральная догма молекулярной биологии Транскрипция ДНК Трансляция и. РНК В ядре Белок В цитоплазме на рибосомах В начале 50 -х годов 20 века Ф. Крик сформулировал центральную догму молекулярной биологии. 2

Работа со схемой центральной догмы молекулярной биологии ДНК и. РНК Белок Что вам понятно в схеме? С какой информацией вы уже знакомы, а какая информация вам незнакома? 3

Что же вы узнаете сегодня на уроке? • Познакомитесь с реакциями матричного синтеза. • Углубите знания о генетической информации клетки. • Узнаете где и как синтезируются белки. 4

Поработаем со словарём биополимер мономер комплементарность аминокислоты нуклеотиды генетический кодон антикодон АТФ, ДНК, РНК метаболизм анаболизм катаболизм ферменты 5

Обратите внимание и запомните! • Кодон АУГ – инициатор (метиониновый), с которого начинается синтез любого полипептида. В дальнейшем этот кодон отщепляется. • УАА, УАГ, УГА – бессмысленные, терминирующие кодоны, знаки препинания между генами. Ещё их называют стоп-кодонами. 6

Вспомним строение нуклеиновых кислот. ДНК А Т Т А Г Ц Ц Г 7

Составьте кластер «Виды рибонуклеиновых кислот» и. РНК т. РНК Виды РНК р. РНК м. РНК Используйте материал учебника § 12 8

Строение т. РНК У СЕРИН А Ц Антикодоновая ветвь Акцепторный конец 9

Узнавание т. РНК аминокислот В цитоплазме клетки есть различные т. РНК для транспорта 20 аминокислот. Каждой т. РНК соответствует свой специфический фермент кодаза. Кодаза узнаёт антикодон т. РНК и присоединяет к ней нужную аминокислоту. А Г Ц Г АЛА Г Г А А ВАЛ ГЛИ ПРО У А ФЕН СЕР Ц У Ц Ц АСН Ц А У ТИР МЕТ ТРЕ А АРГ ВАЛ 10

Строение рибосомы • Где находятся рибосомы у эукариот? • Каково строение рибосомы? Малая субъединица (отвечает за генетические, декодирующие функции) Р А ФЦР Пептидильный участок (Р-участок) Аминоацильный участок (А-участок) Большая субъединица (отвечает за биохимические, ферментативные функции) 11

Из истории изучения биосинтеза белка Жак Люсьен Моно (19101976) - выдающийся французский биохимик и микробиолог Франсуа Жакоб (1920, Нанси, Франция) — французский микробиолог и генетик Лауреаты Нобелевской премии по физиологии и медицине в 1965 году за открытия генетического контроля синтеза ферментов и вирусов. 12

Биосинтез белка – это стройплощадка Площадка под строительство – цитоплазма Материальное обеспечение и финансирование – АТФ Проект – ДНК Прораб – и. РНК Валин Серин Строительные материалы – аминокислоты Лизин Рабочие – ферменты, т. РНК, рибосомы 13

Первый этап биосинтеза белка – транскрипция Транскрипция — это переписывание информации с последовательности нуклеотидов ДНК в последовательность нуклеотидов РНК. Что необходимо: 1. Цепь ДНК – матрица. 2. Ферменты (РНК-полимераза). 3. Свободные дезоксирибонуклеозидфосфаты (АТФ, УТФ, ГТФ, ЦТФ). 14

Механизм транскрипции Фермент Д Н К Т А Ц А А Г Т Т Ц Ц А Т Т А Т Г Т Т Ц А А Г Г Т А А и. РНК Г А Ц У Фермент РНК-полимераза А У У А У Г Г А У Какой принцип лежит в основе синтеза РНК на матрице ДНК? 15

Второй этап биосинтеза белка трансляция Трансляция – перевод последовательности нуклеотидов в последовательность аминокислот белка. Что необходимо: 1. 2. 3. 4. 5. 6. Рибосомы. и. РНК. Аминокислоты. т. РНК. Ферменты. Источники энергии (АТФ, ГТФ). Этапы трансляции Инициация Элонгация Терминация 16

Инициация – сборка рибосомы: 1. присоединение малой субъединицы рибосомы к и. РНК; 2. взаимодействие первого (стартового) кодона и. РНК АУГ с т. РНК, несущей аминокислоту метионин; 3. присоединение большой субъединицы. Р и. РНК А У А Г У У Ц А А Г 5’ У А Г У А А Ц А А Г А 3’ У А СЕР ФЕН МЕТ У Ц Ц МЕТ АРГ 17

Элонгация – удлинение полипептидной цепи: 1. начинается с образования первой пептидной связи между аминокислотами; Р и. РНК А У А Г У У Ц А А Г 5’ У А Г У А А Ц А А Г А 3’ У А СЕР ФЕН МЕТ У Ц Ц Первая пептидная связь АРГ 18

Элонгация (продолжение): 2. после образования первой пептидной связи рибосома начинает двигаться по и. РНК; 3. образования следующих пептидных связей между аминокислотами; Р и. РНК У Г 5’ А У У У А А У Ц А А А Г Г У А А А Г 3’ У Ц ФЕН СЕР У Ц Ц МЕТ Пептидные связи АРГ 19

Элонгация (продолжение): 4. заканчивается при «прочтении» последовательности и. РНК до стоп-кодона РНК. Р и. РНК А 5’ У А У Г А У У У Ц А А А Г Г У А А А 3’ А Г У У Ц Ц Ц ФЕН СЕР АРГ МЕТ Пептидные связи 20

Терминация – завершение синтеза белка: 1. происходит узнавание стоп-кодонов (УАА, УАГ, УГА); 2. к последней аминокислоте в полипептидной цепи присоединяется вода и она отщепляется от т. РНК; 3. пептидная цепь отделяется от рибосомы; 4. рибосома распадается на две субъединицы. А 5’ У Г У У Ц МЕТ ФЕН СЕР А Г Г У и. РНК А Ц Ц У А А 3’ АРГ 21

Работа полисомы Для увеличения производства белков и. РНК часто одновременно проходит не через одну, а несколько рибосом последовательно. Такую структуру, объединённую одной молекулой и. РНК, называют полисомой. На каждой рибосоме последовательно синтезируются несколько молекул одинаковых белков. и. РНК на рибосомах Белок 22

Это интересно… • Синтез одной молекулы белка длится 3 -4 секунды • За одну минуту образуется от 50 до 60 тыс. пептидных связей • Половина белков нашего тела ( всего 17 кг белка) обновляется за 80 дней • За свою жизнь человек обновляет весь свой белок около 200 раз 23

Повторим изученное! Какие процессы изображены под номерами 1, 2, 3? 2 1 7 6 3 4 8 5 9 Что изображено под номерами 4, 5, 6, 7, 8, 9? 24

Подумаем вместе! 1. Как отражён в процессе транскрипции принцип комплементарности? В чём смысл такой точности переписывания информации с ДНК на РНК? 2. Объсните, почему синтез белка происходит не непосредственно на матрице ДНК, а на и. РНК? 3. Что представляет собой код ДНК? 4. Какой процесс называется трансляцией, в чём её суть? 25

Решите! ДНК А Ц Ц А Т А Г Т и. РНК У Г Г У А У Ц т. РНК А Ц Ц А У А Г Белок Триптофан Тирозин Ц А У Ц Г Г Ц Ц Глутамин А А У А Г У А Валин Г Ц Ц Г А У Г А Пролин Чем руководствовались при решении данной задачи? 26

Поразмышляем! 27

Выскажи своё мнение об уроке • Что нового узнали сегодня на уроке? • Что вызвало затруднение? • Какое значение лично для вас имеют знания о биосинтезе белка? • На какой вопрос хотели бы больше получить информации? 28