МАТРИЧНЫЕ БИОСИНТЕЗЫ Лектор доцент кафедры БИОХ ТИМОЩЕНКО Л

МАТРИЧНЫЕ БИОСИНТЕЗЫ Лектор: доцент кафедры БИОХ ТИМОЩЕНКО Л. В.

1. Репликация ДНК Молекула ДНК, состоящая из двух спиралей, удваивается при делении клетки. Удвоение ДНК основано на том, что при расплетении нитей к каждой нити можно достроить комплементарную копию, таким образом получая две нити молекулы ДНК, копирующие исходную.

Репликация

2. Транскрипция – это синтез и-РНК, который происходит в присутствии ДНК, выполняющей роль матрицы (матрицей служит одна из цепей ДНК). Синтез РНК происходит в направлении от 5’-конца к 3’концу. Все синтезированные молекулы и-РНК имеют структуру, комплементарную матрице (т. е. одной из цепей ДНК).

Транскрипция

Генетический код – свойственный всем живым организмам способ кодирования аминокислотной последовательности белков при помощи последовательности нуклеотидов ДНК

В ДНК используется четыре нуклеотида — аденин (А), гуанин (G), цитозин (С), тимин (Т). Эти буквы составляют алфавит генетического кода. В РНК используются те же нуклеотиды, за исключением тимина, который заменён похожим нуклеотидом — урацилом (U). В молекулах ДНК и РНК нуклеотиды выстраиваются в цепочки и, таким образом, получаются последовательности генетических букв.

Для построения белков в природе используется 20 различных аминокислот. Каждый белок представляет собой цепочку или несколько цепочек аминокислот в строго определённой последовательности. Эта последовательность определяет строение белка, а следовательно все его биологические свойства. Набор аминокислот также универсален для почти всех живых организмов.

Реализация генетической информации в живых клетках (то есть синтез белка, кодируемого геном осуществляется при помощи двух матричных процессов: транскрипции (то есть синтеза и-РНК на матрице ДНК) и трансляции генетического кода в аминокислотную последовательность (синтез полипептидной цепи на матрице и-РНК). Для кодирования 20 аминокислот, а также сигнала «стоп» , означающего конец белковой последовательности, достаточно трёх последовательных нуклеотидов. Набор из трёх нуклеотидов называется триплетом.

Свойства генетического кода 1. Триплетность — значащей единицей кода является сочетание трёх нуклеотидов (триплет, или кодон). 2. Непрерывность — между триплетами нет знаков препинания. 3. Неперекрываемость — один и тот же нуклеотид не может входить одновременно в состав двух или более триплетов.

Свойства генетического кода 4. Однозначность (специфичность) — определённый кодон соответствует только одной аминокислоте. 5. Вырожденность (избыточность) — одной и той же аминокислоте может соответствовать несколько кодонов. 6. Универсальность — генетический код работает одинаково в организмах разного уровня сложности — от вирусов до человека (на этом основаны методы генной инженерии).

Секторный вариант записи генетического кода, внутренний круг — 1 -е основание кодона (от 5'-конца)

Примеры записи аминокислот в виде триплетов нуклеотидов Аланин GCU, GCC, GCA, GCG Триптофан (Trp) UGG UUU, UUC Валин (Val) GUU, GUC, GUA, GUG Цистеин (Cys) UGU, UGC Серин (Ser) UCU, UCC, UCA, UCG, AGU, AGC Гистидин (His) CAU, CAC START AUG Метионин (Met) AUG STOP UAG, UGA, UAA (Ala) Фенилаланин (Phe)

3. Трансляция Взаимодействие т-РНК с аминокислотами – ферментативный процесс, приводящий к образованию ковалентной связи между аминокислотой и т. РНК, катализируются эти реакции аминоацил-т-РНК-синтетазой, имеющей специфичность одновременно к двум соединениям: какой-либо аминокислоте и соответствующей ей т-РНК. Такие соединения называют аминоацил-т-РНК (аа-т-РНК). Аминокислота присоединяется к 3’-концу нуклеотидной цепи т-РНК (где имеется последовательность нуклеотидов А –С–С, общая для всех т-РНК), при этом образуется сложноэфирная связь за счет карбоксильной группы аминокислоты и гидроксильной группы концевого остатка адениловой кислоты в т-РНК:

Существует не менее 20 разных аминоацил-т-РНК: каждый из этих ферментов катализирует реакцию только одной из 20 аминокислот с т-РНК, соответствующей этой аминокислоте. Например, аланил-т-РНК-синтетаза катализирует реакцию глицина с глициновой т-РНК: Аминоацил-т-РНК-синтетазы имеют в активном центре участок, комплементарный одной из аминокислот, и участок, комплементарный какой-то части молекулы одной из т-РНК. Именно вследствие такой субстратной специфичности каждая из аминоацил-т-РНК-синтетаз «узнает» и «выбирает» из смеси 20 аминокислот и нескольких десятков т-РНК определенную пару – аминокислоту и соответствующую ей т-РНК, и соединяет эту пару. Взаимодействие аа-т-РНК с кодоном и-РНК обеспечивается тем, что в одной из петель молекулы т-РНК имеется триплет нуклеотидов, комплементарный какому-нибудь кодону. Такой триплет называют антикодоном.

3. Трансляция Последовательность аминокислот в белке коллинеарна последовательности нуклеотидов в ДНК

Биосинтез белков

Спасибо за внимание