Дәріс тақырыбы Генетикалық код трансляция 2 Мақсаты

Дәріс тақырыбы: Генетикалық код, трансляция

2. Мақсаты: § Сформировать у студентов современные представления и знания о направлении и механизмах передачи наследственной информации в живых системах, их роли и значении в функционировании живых организмов в нормальных и патологических условиях.

Дәріс жоспары: § 1. Генетикалық код, анықтамасы, қасиеттері. § 2. Трансляция, анықтамасы, кезеңдері § 3. Транслияцияның инициациясы, элонгациясы, терминациясы § 4. Про және эукариот трансляциясының ерекшеліктері § 5. Трансляция бұзылуының медициналық маңызы

Орталық догма репликация транскрипция ДНК Бөлінген жасушаларда ақпараттың ұрпаққа берілуі РНК трансляция ақуыз Бір жасушада ақпараттың жүзеге асырылуы

Орталық догма репликация транскрипция ДНК Көшіру принципі РНК Комплементарлық трансляция белок Генетикалық код

Генетикалық код § а-РНҚ-дағы нуклеотид қатарының ақуыз тіліне көшірілуі § Нуклеин қышқылы тілінен ақуыз тіліне аударатын «сөздік» § 1966 толық ашылды

Генетикалық кодтың ашылу тарихы Георгий Антонович Гамов (1904 -1968) Физик-теоретик 1954 Триплеттілігін ашты.

Проблема Ақуыз алфавиті Алфавит ДНК мен РНК 20 а. қ. 4 нуклеотид

Гамов бойынша триплеттіліктің негізі н. а. қ. Неше а. қ. кодталған Моноплетті 1→ 1 4 Дуплетті 2→ 1 16 Триплеттілігі 3→ 1 64

Генетикалық кодтың ашылу тарихы Маршалл Ниренберг Гобинд Корана Роберт Холли Нобелевская премия 1968

Har Gobind Khorana Robert W. Holley

Симпозиум в Колд-Спринг-Харборе. 1966 Фрэнсис Крик представил результат коллективного труда нескольких лабораторий – таблицу генетического кода.

Генетикалық кодтың қасиеттері § 1. триплеттілігі қатарынан орналасқан 3 нуклеотид бір кодон (триплет) құрап, бір амин қышқылын кодтайды. § 2. үздіксіздігі- кодондар үздіксіз орналасқан, үтірсіз оқылады. § 3. колинеарлығы- кодондардың реті белоктардағы аминқышқылдарының ретіне сай § 4. қайта жабылмайтындығы-әр нуклеотид тек бір кодонның құрамына кіреді § 5. артықтылығы- бір аминқышқылын 1 -6 жуық кодон анықтайды, жалпы кодон саны 64, а. қ. саны-20 § § § 6. униполярлығы- а-РНҚ оқылу бағыты 5→ 3 бағытында 7. арнайылылығы- әр кодон тек белгілі бір аминқышқылын анықтайды 8. универсалдылығы-барлық тірі ағзаларда (бірқатар ерекшеліктерінен басқа) гентикалық код бірдей

Кодтың қасиеттері Триплеттілігі § Триплет = кодон – 3 нуклеотид, бір а. қ. кодтайды 5' АУГ 3‘ Оқылу бағыты § Триплет саны – 64 § ДНҚ және РНҚ жазылған

Қайта жабылмайтындығы АГУУАЦГЦА Қайта жабылмайтын код АГУУАЦГЦА келесі а. қ. Кез-келген емес У-дан басталады Жабылатын код

Үздіксіздігі-үтірсіз оқылады АГУУАЦГЦАЦА Сер Тир 3 нуклеотид қатар оқылады Ала 3 түрлі оқылу рамкасы бойынша оқиды АГУУАЦГЦАЦА Вал Тре Гис АГУУАЦГЦАЦА Лей Оқылу рамкасы 2 Арг Тре Оқылу рамкасы 3

Следствие отсутствия знаков препинания между кодонами – мутации сдвига рамки считывания § Нуклеотидтің қосылуы немесе түсіп қалуы? § Егер нуклеотид 3 тен кем болса→ оқылу рамкасының өзгеруі вот лес вяз дуб бук ивы а↓ вот лес авя зду ббу кив Нуклеотидтің қосылуы не түсіп қалуы ақуыз құрамын өзгертеді

1961 Сэймур Бензер мен Фрэнсис Крик Триплеттілік және үздіксіздігі бойынша жүргізілген эксперимент

§ Геннің басталу нүктесі– Лидерлік қатар + СТАРТ-кодон АУГ Лидерлік қатар § Геннің кодтаушы бөлігі Кез-келген ақуыз синтезі АУГ кодонынан басталады. Прокариоттарда формил-метионин, эукариоттарда метионин кодонынан басталады.

Стоп кодоны § Гендегі процестің аяқталуы– 3 СТОПкодоны § СТОП-кодон ешқандай а. қ. кодтамайды, процесс аяқталады УГА УАГ

Жүйелілігі 1 а. к. 1 кодон Артықтылығы Кодон – 61 Аминқышқылы – 20 кодон 1 кодон 2 кодон 3 1 а. к.

Трансляция- генетикалық ақпараттың а. РНҚның нуклеотидтік қатарынан полипептидтік тізбектегі амин қышқылдарының қатарына аударылу процесі.

а-РНК → ақуыз Полипептидтік тізбектің түзілуі (белок биосинтезі) цитоплазмада, рибосомаларда жүреді.

Трансляцияға қатысатын аудармашылар: т-РНК аминқышқылымен Аминоацил-т-РНК-синтетаза (АРСазы) – ферменті, т-РНҚ өзінің амнқышқылымен байланыстырады Дайындық этапы +

Тасымалдаушы РНК Аминоқышқыл ы § Молекула-адаптор. § 3' Антикодоны а-РНҚ кодонымен байланысады, келесі сайтына – амнқышқылы байланысады. Антикодон т-РНК 3' 5' Г Ц У Антикодон м-РНК 5' Ц Г А Кодон 3'

АК К АК АК А АТФ ФА ФМ АТ ТФ Ф Ф т. РНК АМФ

Аминқышқылының– өз АРСазасы бар!

Матрицалық РНК Лидерлік қатар 3‘ транслияцияланбайтын бөлігі 5' АУГ Трансляцияның басталуы STOP Кодтаушы бөлігі трансляцияланады а. к. АҚУЫЗ 3'

Трансляция кезеңдері 1. Инициация (басталуы) 2. Элонгация (ұзаруы) 3. Терминация (аяқталуы)

Трансляция инициациясы м-РНК +рибосоманың кіші суббірлігі

Инициация ф. Мет А У Г Последовательность Шайна-Дальгарно

Элонгация ф. Мет т А У Г

ф. Ме т т А У Г

Транслокация Бір циклдың соңғы сатысы –А-орталық босауы керек. Бұл процесске ГТФ және элонгацияның факторы – е. EF-2 қажет. е. EF-2 (транслоказа) рибосомамен байланысып, оны м. РНҚ бойымен 3‘ұшына қарай үш нуклеотид қалдығына жылжытады. А- орталық босап, оған келесі аат. РНҚ бекінуге жағдай туады. (5' 3')

Терминация ф. Ме т А У Г стоп

Ме т А У Г стоп

Полисома и. РНК старт Ұзарған полипептидтік тізбек

Место синтеза белка зависит от назначения В цитоплазме На ЭПС В перокисомы В ядро В митохондрии и пластиды На экспорт В лизосомы В мембраны

Фолдинг § Трансляция процесі аяқталғамен белок § § § түзілу процесі аяқталмайды. Одан ары белоктың қалыптасуы - пептидтік тізбектің дұрыс кеңістіктік құрылымға жинақталуы – фолдинг жүреді. Егер белок бірнеше тізбектерден тұрса, онда фолдинг оларды бір макромолекулаға жинайды. Көптеген белоктарда белок модификациясы жүреді- мысалы көмірсу компоненттерімен байланысуы.

Белок құрылысы § § Белок құрылысының бірнеше деңгейін ажыратады: § Түзілген белоктар Гольджи аппаратында жинақталады: § § § «экспорттық белоктар» жасушадан шығарылады; Бірінші, екінші және үшінші реттік құрылымы, ал олигомерлі белоктарда – төртінші реттік құрылымдары. мембраналық белоктар – мембрана құрамына кіреді; лизосомалық белоктар - лизосома құрамына кіреді.

Фолдинг көмекші факторлары а) Фолдазалар – катализдік активтілігі бар белоктар: протеиндисульфидизомераза, пептидилпролилизомераза. б) Молекулалық шаперондар – полипептидтік тізбектердің дұрыс жинақталуын қамтамасыз етеді.

Белокттардың пострансляциялық модификацииясы 1. Бірінші аминқышқылынан формил тобының бөлінуі - фермент деформилаза көмегімен 2. Экзопептидаза ферментінің көмегімен полипептидтік тізбектің С- ұшымен N –ұшынан бірнеше аминқышқыларының бөлінуі. Бұл сатыда белок бірінші реттік, кейде екінші реттік (α-спиральдар) құрылымға ие болады. 3. Белоктың ішкі байланыстары есебінен үшінші реттік құрылымға ие болуы (сутектік, иондық, күшті дисульфидтік байланыстар). 4. Функционалды төртінші реттік құрылымға ие

Трансляцияның медициналық маңызы

Әдебиеттер: 1. Албертс Б. , Брей Д. и др. Молекулярная биология клетки. М. , 1994. 2. Введение в молекулярную медицину. Под ред. Пальцева М. А. М. , 2004. 3. Генетика. Под ред. Иванова В. И. М. , 2006. 4. Гинтер Е. К. Медицинская генетика. М. , 2003. 5. Зенгбуш П. Молекулярная и клеточная биология. М. , 1983. 6. Зенгер В. Принципы структурной организации нуклеиновых кислот. М. , 1987. 7. Казымбет П. К. , Мироедова Э. П. Биология. Астана, 2006. 8. Коничев А. С. , Севастьянова Г. А. Молекулярная биология. М. , 2005. 9. Льюин Б. . Гены. М. , 1997. 10. Медицинская биология и генетика. Под ред. проф. Куандыкова Е. У. Алматы, 2004. 11. Муминов Т. А. , Куандыков Е. У. Основы молекулярной биологии (курс лекций). Алматы, 2007. 12. Мушкамбаров Н. Н. , Кузнецов С. Л. Молекулярная биология. М. , 2003.