Изучение процесса синтеза белков в рибосоме Рассмотреть принцип, лежащий в основе процесса синтеза и- РНК; Определить свойства генетического кода; Сформировать знания о механизмах трансляции и транскрипции.

В каждой клетке синтезируется несколько тысяч различных белковых молекул. Белки недолговечны, время их существования ограничено, после чего они разрушаются. Информация о последовательности аминокислот в белковой молекуле закодирована в виде последовательности нуклеотидов в ДНК.

Итак, последовательность нуклеотидов каким-то образом кодирует последовательность аминокислот. Все многообразие белков образовано из 20 различных аминокислот, а нуклеотидов в составе ДНК 4 вида. Если предположить, что один нуклеотид кодирует одну аминокислоту, то 4 нуклеотидами можно закодировать 4 аминокислоты. Если 2 нуклеотида кодируют одну аминокислоту, то количество кодируемых кислот возрастает до 16 (4 2 ). Значит, код ДНК должен быть триплетным. Было доказано, что именно три нуклеотида кодируют одну аминокислоту, в этом случае можно будет закодировать аминокислоты. А так как аминокислот всего 20, то некоторые аминокислоты должны кодироваться несколькими триплетами.

1.Триплетность. Каждая аминокислота кодируется триплетом нуклеотидов – кодоном. 2.Однозначность. Кодовый триплет, кодон, соответствует только одной аминокислоте. 3.Вырожденность (избыточность). Одну аминокислоту могут кодировать несколько (до шести) кодонов.

4.Универсальность. Генетический код одинаков, одинаковые аминокислоты кодируются одними и теми же триплетами нуклеотидов у всех организмов Земли. 5.Неперекрываемость. Последовательность нуклеотидов имеет рамку считывания по 3 нуклеотида, один и тот же нуклеотид не может быть в составе двух триплетов. (Жил был кот тих был сер мил мне тот кот);

6.Наличие кодона- инициатора и кодонов-терминаторов. Из 64 кодовых триплетов 61 кодон кодирующие, кодируют аминокислоты, а 3 бессмысленные, не кодируют аминокислоты, терминирующие синтез полипептида при работе рибосомы (УАА, УГА, УАГ). Кроме того, есть кодон инициатор (метиониновый), с которого начинается синтез любого полипептида.

гены прокариоты эукариоты гены Нет экзонов и интронов Экзоны Интроны Не несут генетическую информацию Несут генетическую информацию ГЕН – участок молекулы ДНК, в котором записана информация об одной полипептидной цепи и, следовательно, молекулы иРНК (есть гены рРНК и тРНК). ГЕН – участок молекулы ДНК, в котором записана информация об одной полипептидной цепи и, следовательно, молекулы иРНК (есть гены рРНК и тРНК). СЛОВАРЬ

Интрон участок ДНК, который является частью гена, но не содержит информации о последовательности аминокислот белка. Он удаляется из состава транскрипта при сплайсинге

СЛОВАРЬ

ЭТАПЫ СИНТЕЗА БЕЛКА ТРАНСКРИПЦИЯ ТРАНСЛЯЦИЯ ПОСТРАНСЛЯЦИОННАЯ МОДИФИКАЦИЯ ИНИЦИАЦИЯ ЭЛОНГАЦИЯ ТЕРМИНАЦИЯ Необходимые условия Нуклеиновые кислоты Много ферментов Много энергии (АТФ) Рибосомы Аминокислоты Ионы Mg 2+ Ионы Mg 2+

СЛОВАРЬ *Генетическая информация записана только в одной (кодогенной, информативной или значащей) цепи ДНК, вторая цепь не несет генетической информации.

СВОЙСТВА ГЕНЕТИЧЕСКОГО КОДА Вспомним ! Триплетность Вырожденность (избыточность) Вырожденность (избыточность) Однозначность Неперекрываемость Непрерывность Универсальность

РНК ДНК

РНК иРНК (мРНК) тРНК рРНК РНК, отвечающая за перенос информации о первичной структуре белков от ДНК к местам синтеза белков РНК, функцией которой является транспортировка аминокислот к месту синтеза белка и участие в наращивании полипептидной цепи Основная функция - осуществление процесса трансляции - считывания информации с мРНК аминокислотами. Составляет 3-5% всей РНК в клетке. Составляет примерно 15% всей клеточной РНК. Составляет 80% всей РНК клетки

Молекула ДНК Комплементарная мРНК (иРНК) Белок

Порядок чередования групп А, У, Г и Ц в получаемой РНК полностью зависит от строения исходной ДНК

а) нуклеотидная последовательность б) вторичная структура в) трёхмерная пространственная структура А Б В антикодон акцептор

СЛОВАРЬ КОДОН – участок из трех нуклеотидов (триплет) в молекуле иРНК АНТОКОДОН- (греч. anti – «против) участок молекулы тРНК, состоящий из трех нуклеотидов и узнающий соответствующий ему кодон. АКЦЕПТОР (АКЦЕПТОРНАЯ НИТЬ) – конец нити тРНК, присоединяющий к себе аминокислоту.

Начало синтеза Удлинение полипептидной цепи 2 1 Окончание синтеза 3

ДНК Г Т Г Г Г А Т Т Т Ц Г Т (фрагмент) Ц А Ц Ц Ц Т А А А Г Ц А и- РНК Г У Г Г Г А У У У Ц Г У (фрагмент) Антикодоны т- РНК Ц А Ц Ц Ц У А А А Г Ц А Полипептид (фрагмент) Валин Глицин Фенилаланин Аргинин

Этапы биосинтеза белка: ДНК репликация ДНК транскрипция и-РНК трансляция белок

Формирование вторичной, третичной и четвертичной структуры белка при участии ферментов и с затратой энергии вторичная третичная четвертичная

Биосинтез белка

На матричной цепи ДНК образуется антикодон тРНК. Назовите его. АUG. Как узнать, какую аминокислоту транспортирует данная тРНК? По антикодону тРНК определить кодон иРНК, по кодону иРНК – аминокислоту. Определите. Антикодон тРНКAUG Кодон иРНКUAC Аминокислотатирозин