Генетический код Лекция 1 Генетический код

Генетический код Лекция № 1

Генетический код • способ кодирования аминокислотной по следовательности белков • при помощи последовательности нуклеотидов • одинаков для всех живых организмов 2

3

ДНК и РНК • В ДНК используется четыре нуклеотида — аденин (А), гуанин (G) (пурины), цитозин (С), тимин (T) (пиримидины) • В РНК - те же нуклеотиды, тимин заменён урацилом, (U) 4

• Структура ДНК 5

6

7

Функции ДНК • является носителем генетической информации • последовательность нуклеотидов генетический код. • реализует два основных свойства живых организмов — наследственность и изменчивость. 8

Репликация ДНК • синтез дочерней молекулы ДНК • идет во время синтетической (S) фазы жизненного цикла клетки • матричный синтез – на родительской молекуле ДНК. Репликацию ДНК осуществляет сложный ферментный комплекс, состоящий из 15 -20 различных белков. 9

10

11

Стадии репликации 1. Расплетение ДНК • хеликаза – разрывает связи между нуклеотидами • топоизомераза и ДНК-связывающие белки удерживают молекулу в разведённом состоянии. 2. Инициация синтеза – ДНК-праймаза, синтез короткого фрагмента РНК 3. ДНК-полимераза (ДНК-зависимая ДНКполимераза) синтез в направлении 3’-5’, по другой цепи – фрагментами Оказаки. 12

Стадии репликации 4. ДНК-полимераза способна распознать нуклеотиды, присоединять комплиментарные и исправить ошибку копирования. 5. Конец синтеза - закручивание синтезированных молекул по принципу суперспирализации ДНК. 6. Каждая ДНК состоит из одной родительской цепи и одной новой –полуконсервативный механизм репликации. 13

Свойства кода • • • Триплетность — единица кода - сочетание трёх нуклеотидов (триплет, или кодон). Непрерывность — между триплетами нет знаков препинания, информация считывается непрерывно. Неперекрываемость — один и тот же нуклеотид не входит одновременно в состав двух триплетов • (некоторые перекрывающиеся гены вирусов, митохондрий и бактерий кодируют несколько белков, считывающихся со сдвигом рамки). • Однозначность (специфичность) — определённый кодон соответствует только одной аминокислоте (однако, кодон UGA у Euplotes crassus кодирует две аминокислоты — цистеин и селеноцистеин) 14

Свойства кода • Вырожденность (избыточность) — одной и той же аминокислоте может соответствовать несколько кодонов. • Универсальность — генетический код работает одинаково в организмах разного уровня сложности — от вирусов до человека. • Помехоустойчивость — мутации замен нуклеотидов, не приводящие к смене класса кодируемой аминокислоты, называют консервативными; мутации замен нуклеотидов, приводящие к смене класса кодируемой аминокислоты, называют радикальными. 15

16

Хромосомы • Хроматин — это вещество хромосом — комплекс ДНК, РНК и белков. • Хромосомы представляют собой высокую степень конденсации хроматина, постоянно присутствующего в клеточном ядре. 17

18

19

Структура хромосомы • Основу хромосомы - линейная (не замкнутая в кольцо) макромолекула (ДНК) В растянутом виде длина хромосомы человека может достигать 5 см • Пять специализированных белков — H 1, H 2 A, H 2 B, H 3 и H 4 (гистоны) и негистоновые белки. Гистоны сходны в разных группах организмов. • Когда хроматин не конденсирован, его нити - комплекс из ДНК и белков. • Макромолекула ДНК обвивает октомеры (8 белковых глобул) гистоновых белков H 2 A, H 2 B, H 3 и H 4, образуя структуры, названные нуклеосомами (бусы). • Несколько нуклеосом, соединённых белком H 1, - нуклеофиламент, D - 10 нм. 20

Структура хромосомы • Перед делением ядра хромосома, (цепочка нуклеосом), спирализуется, - при помощи белка H 1 образует хроматиду, - D - 30 нм. • Дальнейшая спирализация - D хроматиды достигает ко времени метафазы 700 нм. • При D - 1400 нм на стадии метафазы видна в световой микроскоп. • Конденсированная хромосома – X, две хроматиды, (результат репликации), соединены в районе центромеры 21

Морфология хромосом • Первичная перетяжка • Хромосомная перетяжка (X. п. ), в которой локализуется центромера и которая делит хромосому на плечи. • Вторичные перетяжки • Морфологический признак, позволяющий идентифицировать отдельные хромосомы в наборе. От первичной перетяжки отличаются отсутствием заметного угла между сегментами хромосомы. Вторичные перетяжки бывают короткими и длинными и локализуются в разных точках по длине хромосомы. У человека это 9, 13, 14, 15, 21 и 22 хромосомы. 22

23

Типы строения хромосом • телоцентрические (палочковидные хромосомы с центромерой, расположенной на проксимальном конце); • акроцентрические (палочковидные хромосомы с очень коротким, почти незаметным вторым плечом); • субметацентрические (с плечами неравной длины, напоминающие по форме букву L); • метацентрические (V-образные хромосомы, обладающие плечами равной длины). Тип хромосом является постоянным для каждой гомологичной хромосомы и может быть постоянным у всех представителей одного вида или рода. 24

Ген — структурная и функциональная единица наследственности, контролирующая развитие определённого признака или свойства. • Ген включает • Промотор – место присоединения ДНКполимеразы • Оператор – место присоединения белка репрессора • Собственно ген – последовательность ДНК, кодирующая белок 25

26