биосинтез белка

Формат документа: pdf
Размер документа: 0.9 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.

Пластический обмен
Синтез белка

Метаболизм
Метаболизм
Энергетический
обмен
Ферменты
Энергия
Пластический
обмен

Биосинтез белка
важнейший процесс в живой природе.
Это создание молекул белка на основе
информации о последовательности
аминокислот в его первичной структуре,
заключенной в структуре ДНК .
Необходимые компоненты:
рибосомы,
энергия АТФ,
аминокислоты,
ферменты,
различные виды РНК

Генетический код
ДНК РНК Белок
Последовательность нуклеотидов -
последовательность аминокислот
Существует 20 незаменимых аминокислот и
всего 4 вида нуклеотидов в составе ДНК
(А,Т,Г,Ц)
Каждой аминокислоте в полипептидной
цепочке соответствует комбинация из трех
нуклеотидов в молекуле ДНК – триплет
Зависимость между триплетами нуклеотидов и
аминокислотами – генетический код

Свойства генетического кода
1. Триплетность
2. Однозначность (1 триплет - кодон -
соответствует 1 аминокислоте)
3. Вырожденность (избыточность) одну
аминокислоту кодируют несколько кодонов
4. Универсальность
5. Неперекрываемость (жил был кот тих был
сер мил мне тот кот)
6. Кодирующие, терминирующие триплеты
(УАА,УГА,УАГ), инициатор ( метиониновый
АУГ)

Типы РНК
Р -РНК - рибосомальная oh^bl состаjb[hkhf 0 -
5000 нуклеотидо  hlh[s_cfZkkuJGDde_ldb Ba
неё построен каркас рибосом, участвует bgbpbZpbb
окончании синтеза и отделения готоuofhe_dme[_edZhl
рибосом.
И -РНК - информационная (матричная) несет
генетическую информацию, транскрибируемую с ДНК о
структуре полипептидной цепи в b^_dh^hgh (триплето
нуклеотидо Fhe_dmeZключает от 300 до 3000
нуклеотидов и составляет 3 -5%.
Т -РНК - транспортная – обеспечивает транспорт
актиbjh\ZgguoZfbghdbkehldjb[hkhfZfBf__l
вторичную структуру иде листка клевера, на верхушке
которого – антикодон.

Транскрипция
 Транскрипцией называется синтез
РНК на ДНК - матрице.
 Участок ДНК раскручивается
 Водородные связи разрушаются
 Специфическая последовательность ДНК, в которой
фермент РНК -полимераза связывается с матрицей и
начинает синтез иРНК, называется промотором.
 Нуклеотиды выстраиваются по принципу
комплиментарности и соединяются в иРНК .
 Последовательность, на которой завершается синтез иРНК
называется терминатором (стоп -кодон).
 Участок ДНК, ограниченный промотором и терминатором,
представляет собой единицу транскрипции -
транскриптон.

Трансляция
 Трансляция - механизм, с помощью
которого последова тельность триплетов
оснований иРНК переводится в специфи -
ческую последовательность аминокислот
в полипептидной цепи

Схема синтеза белка
Ядро
ДНК
иРНК
тРНК
Рибосома
Цитоплазма
Белок
Трансляция
АК

Синтез белка

1. Материальным носителем наследственной
информации в клетке является:
а) иРНК;
б) тРНК;
в) ДНК;
г) хромосомы.
2. В основе индивидуальности, специфичности
организмов лежит:
а) строение белков организма;
б) строение клеток;
в) функции клеток;
г) строение аминокислот.

3. ДНК клетки несет информацию о строении:
а) белков, жиров, углеводов;
б) белков и жиров;
в) аминокислот;
г) белков.
4. В одном гене закодирована информация:
а) о структуре нескольких белков;
б) о структуре одной из цепей ДНК;
в) о первичной структуре одной молекулы белка;
г) о структуре аминокислоты.

5. Какой из нуклеотидов не входит в состав ДНК?
а) тимин;
б) урацил;
в) гуанин;
г) цитозин;
д) аденин;

6. Какой из фактов подтверждает, что ДНК
является генетическим материалом клетки?
а) количество ДНК в клетках одного организма
постоянно;
б) ДНК состоит из нуклеотидов;
в) ДНК локализована в ядре клетки;
г) ДНК представляет собой двойную спираль.
7. В какой из названных клеток человека нет ДНК?
а) зрелый лейкоцит;
б) зрелый эритроцит;
в) лимфоцит;
г) нейрон.

8. Если нуклеотидный состав ДНК – АТТ - ГЦГ - ТАТ,
то каким должен быть нуклеотидный состав иРНК?
а) ТАА - ЦГЦ - УТА;
б) ТАА - ГЦГ - УТУ;
в) УАА - ЦГЦ - АУА;
г) УАА - ЦГЦ - АТА.
9. Транскрипцией называется:
а) процесс образования иРНК;
б) процесс удвоения ДНК;
в) процесс образования белковой цепи на
рибосомах;
г) процесс соединения тРНК с аминокислотами.

10. Синтез иРНК начинается:
а) с разъединения молекулы ДНК на две нити;
б) с удвоения каждой нити;
в) с взаимодействия РНК - полимеразы и гена;
г) с расщепления гена на нуклеотиды.

11. Где синтезируется иРНК?
а) в рибосомах;
б) в цитоплазме;
в) в ядрышке;
г) в ядре.
12. Как будет выглядеть участок цепи иРНК, если
второй нуклеотид первого триплета в ДНК (ГЦТ -
АГТ - ЦЦА) будет заменен на нуклеотид Т?
а) ЦГА - УЦА - ГГТ;
б) ЦАА - УЦА - ГГУ;
в) ГУУ - АГУ - ЦЦА;
г) ЦЦУ - УЦУ - ГГУ.

Решение биологических
задач
1. Участок гена имеет такую
последовательность нуклеотидов:
ТЦАГГАТГЦАТГАЦЦ
Определите последовательность
нуклеотидов иРНК и
последовательность аминокислот в
белковой молекуле, которая
синтезируется под контролем этого
гена.

Решение
ДНК: ТЦА - ГГА - ТГЦ - АТГ - АЦЦ
1. По принципу
комплементарности определяем
последовательность
нуклеотидов иРНК
АГУ - ЦЦУ - АЦГ - УАЦ - УГГ

Решение
ДНК: ТЦА - ГГА - ТГЦ - АТГ - АЦЦ
1. По принципу комплементарности
определяем последовательность
нуклеотидов иРНК
АГУ - ЦЦУ - АЦГ - УАЦ - УГГ
2. По таблице генетического кода
определяем последовательность
аминокислот
сер - про - тре - тир - три

Решение биологических
задач
Фрагмент цепи иРНК имеет
последовательность нуклеотидов:
ЦЦЦАЦЦГЦАГУА.
Определите последовательность
нуклеотидов на ДНК, антикодоны тРНК и
последовательность аминокислот во
фрагменте молекулы белка, используя
таблицу генетического кода .

Решение
1. По принципу комплементарности
определяем последовательность на
ДНК: Ц Ц Ц А Ц Ц Г Ц А Г У А
Г Г Г Т Г Г Ц Г Т Ц А Т

Решение
2. По принципу комплементарности
определяем антикодоны молекул
тРНК:
ГГГ, УГГ, ЦГУ,ЦАУ
1. По принципу комплементарности
определяем последовательность на
ДНК:
Г Г Г Т Г Г Ц Г Т Ц А Т

Решение
2. По принципу комплементарности
определяем антикодоны молекул
тРНК:
ГГГ, УГГ, ЦГУ,ЦАУ
1. По принципу комплементарности
определяем последовательность на
ДНК:
Г Г Г Т Г Г Ц Г Т Ц А Т
3. По таблице генетического кода
определяем последовательность
аминокислот:
про - тре - ала - вал

Известно, что все виды РНК синтезируются
на ДНК - матрице. Фрагмент молекулы ДНК,
на которой синтезируется участок
центральной петли тРНК, имеет следующую
последовательность нуклеотидов:
ГЦТТЦЦАЦТГТТАЦА.
Установите нуклеотидную
последовательность участка тРНК, который
синтезируется на данном фрагменте, и
аминокислоту, которую будет
переносить эта тРНК в процессе биосинтеза
белка, если третий триплет соответствует
антикодону тРНК. Ответ поясните. Для решения
задания используйте таблицу генетического кода.

1) нуклеотидная последовательность
участка тРНК: исх. ГЦТ ТЦЦ АЦТ ГТТ АЦА
тРНК - ЦГА АГГ УГА ЦАА УГУ;

1) нуклеотидная последовательность
участка тРНК: исх. ГЦТ ТЦЦ АЦТ ГТТ АЦА
тРНК - ЦГА АГГ УГА ЦАА УГУ;
2) нуклеотидная последовательность
антикодона УГА (третий триплет)
соответствует кодону на иРНК АЦУ
УГА
АЦУ;

1) нуклеотидная последовательность
участка тРНК: исх. ГЦТ ТЦЦ АЦТ ГТТ АЦА
тРНК - ЦГА АГГ УГА ЦАА УГУ;
2) нуклеотидная последовательность
антикодона УГА (третий триплет)
соответствует кодону на иРНК АЦУ
УГА
АЦУ;
3) по таблице генетического кода этому
кодону соответствует аминокислота ТРЕ,
которую будет переносить данная тРНК

В биосинтезе полипептида участвовали
тРНК с антикодонами УУА, ГГЦ,
ЦГЦ, АУУ, ЦГУ . Определите
нуклеотидную последовательность
участка каждой цепи молекулы ДНК,
который несет информацию о
синтезируемом полипептиде, и число
нуклеотидов, содержащих аденин (А),
гуанин (Г), тимин (Т) и цитозин (Ц) в
двуцепочечной молекуле ДНК. Ответ
поясните.

1) Антикодоны т - РНК комплементарны
кодонам и - РНК, а последовательность
нуклеотидов и - РНК комплементарна
одной из цепей ДНК .
т - РНК : УУА, ГГЦ, ЦГЦ, АУУ, ЦГУ
и - РНК: ААУ - ЦЦГ - ГЦГ - УАА - ГЦА

1 цепь ДНК: ТТА - ГГЦ - ЦГЦ - АТТ - ЦГТ
1) Антикодоны т - РНК комплементарны
кодонам и - РНК, а последовательность
нуклеотидов и - РНК комплементарна
одной из цепей ДНК.
т - РНК: УУА, ГГЦ, ЦГЦ, АУУ, ЦГУ
и - РНК: ААУ - ЦЦГ - ГЦГ - УАА - ГЦА

1 цепь ДНК: ТТА - ГГЦ - ЦГЦ - АТТ - ЦГТ
2 цепь ДНК: ААТ - ЦЦГ - ГЦГ - ТАА - ГЦА

1 цепь ДНК: ТТА - ГГЦ - ЦГЦ - АТТ - ЦГТ
2 цепь ДНК: ААТ - ЦЦГ - ГЦГ - ТАА - ГЦА
В молекуле ДНК А=Т=7, число Г=Ц=8.

В результате мутации во фрагменте
молекулы белка аминокислота
фенилаланин (фен) заменилась на лизин
(лиз). Определите аминокислотный состав
фрагмента молекулы нормального и
мутированного белка и фрагмент
мутированной иРНК, если в норме иРНК
имеет последовательность:
ЦУЦГЦААЦГУУЦААУ . Ответ
поясните. Для решения задания
используйте таблицу генетического кода.

1) иРНК ЦУЦ - ГЦА - АЦГ - УУЦ - ААУ
нормальный белок
лей — ала — тре — фен — асн
Определяем последовательность
аминокислот с помощью таблицы
генетического кода.

1) иРНК ЦУЦ - ГЦА - АЦГ - УУЦ - ААУ
нормальный белок
лей — ала — тре — фен — асн
Определяем последовательность
аминокислот с помощью таблицы
генетического кода.
2) После мутации фрагмент молекулы
белка будет иметь состав
лей — ала — тре — лиз — асн

1) иРНК ЦУЦ - ГЦА - АЦГ - УУЦ - ААУ
нормальный белок
лей — ала — тре — фен — асн
Определяем последовательность
аминокислот с помощью таблицы
генетического кода.
2) После мутации фрагмент молекулы
белка будет иметь состав
лей — ала — тре — лиз — асн
3) Лизин кодируется двумя кодонами ААА
и ААГ,
следовательно, мутированная иРНК будет
ЦУЦ - ГЦА - АЦГ - ААА - ААУ
или ЦУЦ - ГЦА - АЦГ - ААГ - ААУ

Фрагмент цепи ДНК имеет
последовательность нуклеотидов
ТТТАГЦТГТЦГГААГ. В результате
произошедшей мутации в третьем триплете
третий нуклеотид заменён на нуклеотид А.
Определите последовательность
нуклеотидов на и - РНК по исходному
фрагмен¬ту цепи ДНК и изменённому.
Объясните, что произойдёт с фрагментом
молекулы белка и его свойствами после
возникшей мутации ДНК. Для решения
используйте таблицу генетического кода..

1) По сле до ва тель ность на и - РНК по ис ход -
но му фраг мен ту цепи ДНК:
ТТТАГЦТГТЦГГААГ
АААУЦГАЦАГЦЦУУЦ;

1) По сле до ва тель ность на и - РНК по ис ход -
но му фраг мен ту цепи ДНК:
АААУЦГАЦАГЦЦУУЦ;
2) По сле до ва тель ность на и - РНК по
изменённому фраг мен ту цепи ДНК:
АААУЦГАЦУГЦЦУУЦ;

1) По сле до ва тель ность на и - РНК по ис ход -
но му фраг мен ту цепи ДНК:
АААУЦГАЦАГЦЦУУЦ;
2) По сле до ва тель ность на и - РНК по
изменённому фраг мен ту цепи ДНК:
АААУЦГАЦУГЦЦУУЦ;
3) Фраг мент мо ле ку лы белка и его свой -
ства не изменяются, так как три пле ты АЦА
и АЦУ ко ди ру ют одну ами но кис ло ту ТРЕ.

В последовательности фрагмента одной
из исходных цепей ДНК –
АГЦТЦТТААТГТЦТГ – произошла
мутация: выпадение второго триплета.
Используя таблицу генетического кода,
определите исходную аминокислотную
последовательность. Изменится ли
первичная структура исходного
полипептида? Ответ поясните. К какому
виду мутаций относится данное
изменение?

ДНК – АГЦТЦТТААТГТЦТГ
иРНК УЦГАГААУУАЦАГАЦ

ДНК – АГЦТЦТТААТГТЦТГ
иРНК УЦГАГААУУАЦАГАЦ
БЕЛОК СЕР АРГ ИЛЕ ТРЕ АСП

ДНК – АГЦ ТЦТ ТААТГТЦТГ
иРНК УЦГ АГА АУУАЦАГАЦ
БЕЛОК СЕР АРГ ИЛЕ ТРЕ АСП
Первичная структура белка изменилась
ЗНАЧИТ ИЗМЕНИТСЯ И ТРЕТИЧНАЯ СТРУКТУРА
делеция

Генетический аппарат вируса представлен молекулой
РНК. Фрагмент этой молекулы имеет нуклеотидную
последовательность: ГУГАУАГГУЦУАУЦУ .
Определите нуклеотидную последовательность
фрагмента двухцепочечной молекулы ДНК, которая
синтезируется в результате обратной транскрипции на
РНК вируса. Установите последовательность
нуклеотидов в иРНК и аминокислот во фрагменте белка
вируса, которая закодирована в найденном фрагменте
ДНК. Матрицей для синтеза иРНК , на которой идёт
синтез вирусного белка, является вторая цепь ДНК,
которая комплементарна первой цепи ДНК, найденной
по вирусной РНК. Для решения задания используйте
таблицу генетического кода.

Вирусная РНК ГУГАУАГГУЦУАУЦУ
ДНК ЦАЦТАТЦЦАГАТАГА

Вирусная РНК ГУГАУАГГУЦУАУЦУ
ДНК ЦАЦТАТЦЦАГАТАГА
2 ЦЕПЬ ГТГАТАГГТЦТАТЦТ

Вирусная РНК ГУГАУАГГУЦУАУЦУ
ДНК ЦАЦТАТЦЦАГАТАГА
2 ЦЕПЬ ГТГАТАГГТЦТАТЦТ
иРНК ЦАЦУАУЦЦАГАУАГА
(по принципу комплементарности
построена по 2 цепи ДНК)

Вирусная РНК ГУГАУАГГУЦУАУЦУ
ДНК ЦАЦТАТЦЦАГАТАГА
2 ЦЕПЬ ГТГАТАГГТЦТАТЦТ
иРНК ЦАЦУАУЦЦАГАУАГА
(по принципу комплементарности
построена по 2 цепи ДНК)
гис тир про асп арг

В процессе трансляции участвовало 30
молекул тРНК . Определите число
аминокислот, входящих в состав
синтезируемого белка, а также число
триплетов и нуклеотидов в гене, который
кодирует этот белок .

1) одна тРНК транспортирует одну
аминокислоту, следовательно, 30 тРНК
соответствуют 30 аминокислотам, и белок
состоит из 30 аминокислот;
2) одну аминокислоту кодирует триплет
нуклеотидов, значит, 30 аминокислот,
кодируют 30 триплетов;
3) количество нуклеотидов в гене,
кодирующем белок из 30 аминокислот,
30 · 3 = 90.

 Белок состоит из 100 аминокислот .
Установите, во сколько раз
молекулярная масса участка гена,
кодирующего данный белок, превышает
молекулярную массу белка, если
средняя молекулярная масса
аминокислоты – 110, а нуклеотида –
300. Ответ поясните.

1) генетический код триплетен ,
следовательно, белок, состоящий из
100 аминокислот, кодируют 300
нуклеотидов;
2) молекулярная масса белка 100 х 110
= 11000; молекулярная масса гена 300
х 300 = 90000;
3) участок ДНК тяжелее, чем
кодируемый им белок, в 8 раз (90
000/11 000).
X