Реализация наследственной информации Все свойства любого организма определяются

Реализация наследственной информации Все свойства любого организма определяются его белковым составом. В каждой клетке синтезируется несколько тысяч различных белковых молекул. Белки недолговечны, время их существования ограничено, после чего они разрушаются. Структура и свойства молекулы белка определяется последовательностью аминокислотных остатков. Информация о последовательности аминокислот в белковой молекуле закодирована в виде последовательности нуклеотидов в ДНК.

Реализация наследственной информации Ген – участок молекулы ДНК, кодирующий первичную структуру одной молекулы белка Код ДНК: три последовательных нуклеотида (триплет) кодируют одну аминокислоту

Генетический код

Реализация наследственной информации Свойства кода ДНК: 1. Триплетность (каждая аминокислота кодируется триплетом нуклеотидов – кодоном) 2. Код однозначен (один триплет кодирует только одну аминокислоту) 3. Код избыточен (аминокислота может кодироваться несколькими разными триплетами – до шести) вырожденность кода 4. Код неперекрывающийся (любой нуклеотид входит в состав только одного триплета)

Реализация наследственной информации Свойства кода ДНК: 5. Полярность: триплета не кодируют аминокислоты (это стоп-кодоны, определяющие начало и конец отдельных генов), есть кодон — инициатор (метиониновый), с которого начинается синтез любого полипептида) 6. Универсальность кода (генетический код одинаков, одинаковые аминокислоты кодируются одними и теми же триплетами нуклеотидов у всех организмов Земли)

Биосинтез белка Центральная догма молекулярной биологии: ДНК РНК белок.

Транскрипция Информация о гене с ДНК переписывается в виде и-РНК • первый этап биосинтеза белка • происходит в ядре • участок ДНК раскручивается и на одной из цепей по принципу комплементарности образуется и. РНК, копируя генетическую информацию с ДНК • и-РНК поступает через поры ядра в цитоплазму к рибосомам

Транскрипция

Трансляция

Строение гена эукариот. В ДНК одна цепь кодирует последовательность аминокислот, другая, комплементарная ей, не кодирует аминокислоты. Начало гена принято изображать на рисунке слева, на 3‘ конце кодирующей цепи. Перед геном находится промотор – последовательность нуклеотидов, с которой соединяется РНКполимераза.

Транскрипция у эукариот. Транскрипция – синтез РНК на матрице ДНК. РНКполимераза может присоединиться только к промотору, который находится на 3'-конце матричной цепи ДНК, и двигаться только от 3'- к 5'-концу этой матричной цепи ДНК. Синтез и. РНК происходит на одной из двух цепочек ДНК в соответствии с принципами комплементарности. Транслируемая область на и. РНК начинается кодоном -инициатором, заканчивается кодономтерминатором.

Трансляция Информация о структуре белка, записанная в виде последовательности нуклеотидов в молекуле и-РНК, реализуется в виде последовательности аминокислот в синтезируемой молекуле белка • Второй этап биосинтеза белка • Происходит на рибосомах • Рибосомы последовательно движутся вдоль молекулы и -РНК, и на каждой синтезируется молекула белка • Белок образуется по образцу и-РНК из аминокислот, которые приносят к рибосомам т-РНК

Трансляция

Трансляция • Синтез белковых молекул может происходить в цитоплазме или на шероховатой эндоплазматической сети • В цитоплазме синтезируются белки для собственных нужд клетки, белки, синтезируемые на ЭПС, транспортируются по ее каналам в комплекс Гольджи и выводятся из клетки

Транспортная РНК комплементарный участок свободная петля

Транспортная РНК • в антикодоновой петле РНК имеется антикодон, комплементарный кодовому триплету определенной аминокислоты, • акцепторный участок способен с помощью специального фермента присоединять соответствующую аминокислоту (с затратой АТФ • у каждой аминокислоты есть свои т. РНК и свои ферменты, присоединяющие аминокислоту к т. РНК.

Трансляция • В малой субъединице рибосомы расположен функциональный центр рибосомы (ФЦР) с двумя участками. В ФЦР может находиться шесть нуклеотидов и. РНК • Синтез белка начинается с того момента, когда к и. РНК присоединяется малая субъединица рибосомы, в ФЦР заходит метиониновая т. РНК • Большая субъединица рибосомы катализирует образование пептидной связи между метионином и второй аминокислотой • Как только образовалась пептидная связь, метиониновая т. РНК отсоединяется от метионина, а рибосома передвигается на следующий кодовый триплет и. РНК.

Трансляция • Скорость передвижения рибосомы по и. РНК — 5– 6 триплетов в секунду, на синтез белковой молекулы, состоящей из сотен аминокислотных остатков, клетке требуется несколько минут. • Когда в ФЦР попадает кодон-терминатор (УАА, УАГ или УГА), с которым связывается особый белковый фактор освобождения, полипептидная цепь отделяется от т. РНК и покидает рибосому. Происходит разъединение субъединиц рибосомы.

Трансляция

Трансляция

Трансляция Условия, необходимые для протекания трансляции: 1. и-РНК 2. рибосомы 3. т-РНК 4. аминокислоты 5. ферменты 6. энергия АТФ

Биосинтез белка Для увеличения производства белка через и. РНК могут одновременно проходить несколько рибосом, последовательно транслирующие один и тот же белок. Такую структуру, объединенную одной молекулой и. РНК называют полисомой. Первым белком, синтезированным искусственно, был инсулин, состоящий из 51 аминокислотного остатка. Потребовалось провести 5000 операций, в работе принимали участие 10 человек в течение трех лет.

Реакции матричного синтеза – особая категория химических реакций, происходящих в клетках живых организмов. Во время этих реакций происходит синтез полимерных молекул по плану, заложенному в структуре других полимерных молекул-матриц. На одной матрице может быть синтезировано неограниченное количество молекул-копий.

Реакции матричного синтеза Матрицей является молекула, которая служит для получения множества копий Реакции матричного синтеза 1. 2. 3. 4. Редупликация ДНК Транскрипция Трансляция Обратная транскрипция (у РНК-вирусов: с РНК на ДНК) Какие молекулы служат матрицами для этих реакций? Матричный тип реакций лежит в основе размножения организмов