генетический код. Биосинтез белковMicrosoft Office Word

Формат документа: docx
Размер документа: 0.02 Мб




Прямая ссылка будет доступна
примерно через: 45 сек.



  • Сообщить о нарушении / Abuse
    Все документы на сайте взяты из открытых источников, которые размещаются пользователями. Приносим свои глубочайшие извинения, если Ваш документ был опубликован без Вашего на то согласия.


ГЕНЕТИЧЕСКИЙ КОД. БИОСИНТЕЗ БЕЛКОВ.
Важнейшая проблема генетики середины ХХ в. - выяснение шифра записи генетического кода, установление связи между чередованием нуклеотидов в нуклеиновых кислотах и строгой последовательностью аминокислотных остатков в молекуле белка.
1 Генетический код и его свойства
Организмы обладают способностью передавать следующим поколениям свои признаки, т.е. воспроизводить себе подобных. Это явление наследования признаков основано на передаче из поколения в поколение наследственной информации. Материальным носителем этой информации является молекула ДНК. В ДНК хранится информация о белке. Участок молекулы ДНК служит матрицей для синтеза одной полипептидной цепи белка и называется геном. В молекуле ДНК много разных генов. Всю информацию, заключенную в молекулах ДНК, называют генетической.
Чтобы расшифровать записанную в молекуле ДНК информацию, необходимо знать код ДНК. Генетический код - это система записи генетической информации о последовательном расположении аминокислот в белках с помощью расположения нуклеотида в ДНК и в иРНК.
ДНК служит носителем наследственной информации, но непосредственное участие в синтезе белка принимает иРНК. Поэтому генетический код записан на языке иРНК.
Свойство генетического кода:
Триплетность. Единица генетического кода – кодон, или триплет, - участок ДНК, состоящий из трех нуклеотидов и кодирующий один аминокислотный остаток в полипептидной цепи. В гене столько кодонов, сколько аминокислотных остатков в кодируемой молекуле белка. Всего 64 триплета: 43 нуклеотида = 64.
Код однозначный. Каждый триплет кодирует только одну аминокислоту. Например, триплет ААУ кодирует только аминоксилоту аспаргин, триплет ГЦГ – аланин. Всего кодонов, шифрующих аминокислоты, 61, а 3 не кодируют – это стоп кодоны: УАА, УАГ, УГА. Они являются «знаками препинания», находящиеся в конце каждого гена, и обозначают прекращение синтеза одной полипептидной цепи.
Вырожденность. Один и тот же аминокислотный остаток может кодироваться разными кодонами, например, аргинин кодируется шестью кодонами. Исключение составляют аминокислоты метионин и триптофан. Каждая из них колируется только одним кодоном.
Генетический код не перекрывается. Код читается триплетами непрерывно с фиксированной стартовой точки (определенной точки нуклеотидов). Идущая после нее нуклеотидная последовательность делится на триплеты. Последний нуклеотид одного кодона не может быть началом другого.
Код универсален для всей живой природы: бактерии, грибы, животные, человека используют одинаковые кодоны для кодирования соответствующих аминокислотных остатков в молекулах белков
ДНК находится в ядре клетки. Биосинтез белков происходит на рибосомах. Между ядром и рибосомами есть посредник – это иРНК. Она переносит генетическую информацию от ДНК к рибосомам.
2 Биосинтез белка
Всю последовательность процессов, происходящих во время синтеза белковой молекулы можно разделить на 3 этапа:
транскрипция (синтез молекулы иРНК в ядре) (процесс синтеза молекулы иРНК на молекуле ДНК, выступающей в роли матрицы).
процессинг (созревание молекулы иРНК),
трансляция (синтез полипептидной цепи белка на рибосомах).
1.Транскрипция. Молекула ДНК на участке гена раскручивается, и списывание информации происходит с одной из двух нитей молекулы ДНК. Сборку молекулы и РНК по принципу комплементарности осуществляет фермент РНКполимераза. Для этого процесса необходима энергия АТФ. По размерам иРНК равняется длине одному или нескольких генов рядом расположенных.
2.Процессинг – процесс созревания молекулы иРНК, сопровождающийся удалением участков, не несущих информацию о последовательности аминокислот в синтезируемом белке. После созревания иРНК покидает ядро через ядерные поры и перемещается к рибосомам. Поэтому длина созревшей и направляющейся к рибосомам молекулы иРНК оказывается короче первоначальной.
3.Трансляция – это перевод информации с языка нуклеотидов на язык аминокислот на рибосомах.
Аминокислоты, из которых синтезируются белки, доставляются к рибосомам с помощью тРНК. Это небольшие молекулы, состоящие из 70-90 нуклеотидов, способные образовывать структуры, напоминающие клеверный лист. На вершине каждого «Листа» тРНК имеется последовательность из трех нуклеотидов, комплементарная определенному кодону, ее называют антикодоном. Специальный фермент узнает антикодон и присоединяет к «черешку листа» ту аминокислоту, которая соответствует данному антикодону. Для каждой аминокислоты существует специфическая тРНК.
Затем тРНК с аминокислотой поступает в рибосому, где она участвует в «сборке» молекулы белка в соответствии с информацией о его структуре, записанной в иРНК.
Трансляция состоит из трех стадий:
Инициация
Элонгация (рост цепи)
Терминация (завершение синтеза белковой молекулы).
Инициация – начало синтеза. Происходит сборка всего комплекса, участвующего в синтезе молекулы белка.
Последовательно объединяются иРНК, рибосома, первая тРНК со своей аминокислотой и специальные ферменты.
Элонгация - это удлинение белковой цепи. В рибосоме есть активный центр, имеющий два участка. На первом участке антикодон узнает кодон и с помощью специального фермента к аминокислоте тРНК присоединяется полипептидная цепь. По мере движения по иРНК тРНК перемещается на второй участок. Растущая полипептидная цепь от нее отрывается и присоединяется к аминокислоте следующей тРНК, уже находящейся на первом участке активного центра рибосомы.
Элонгация продолжается до тех пор, пока в рибосому не попадет 1 из 3-х стоп-кодонов.
Терминация. В клетке не существует тРНК с антикодонами, комплементарные стоп-кодонам. Поэтому готовая полипептидная цепь отходит от рибосомы, проникает в каналы эндоплазматической сети, по которым и транспортируется в тот участок клетки, где требуется данный вид белка. А рибосома вступает на другую иРНК, на которой синтезируется другой белок. Т.о., генетическая информация, заключенная в ДНК, реализуется с помощью разных видов РНК в молекулах соответствующих белков.
Вывод: Рибосома – это молекулярный аппарат синтеза белка, за 1-2 минуты синтезируется полипептидная цепь из 200, 300 аминокислотных остатков. Синтез белка происходит быстро, благодаря ферментам. Матрицей является иРНК. Для этого используется энергия АТФ.
X