Kas ir ģenētiskais kods. Sākuma un apturēšanas kodoni. Formulējiet ģenētiskā koda pamatīpašības.
Iedzimta informācija ir informācija par proteīna struktūru (informācija par kādas aminoskābes kādā secībā apvienot primārās proteīna struktūras sintēzes laikā).
Informācija par olbaltumvielu uzbūvi ir kodēta DNS, kas eikariotiem ir daļa no hromosomām un atrodas kodolā. Tiek saukta DNS sadaļa (hromosoma), kurā tiek kodēta informācija par vienu proteīnu gēns.
Transkripcija- Tā ir informācijas pārrakstīšana no DNS uz mRNS (informācijas RNS). mRNS pārnēsā informāciju no kodola uz citoplazmu, uz olbaltumvielu sintēzes vietu (uz ribosomu).
Raidījums ir olbaltumvielu biosintēzes process. Ribosomas iekšpusē tRNS antikodoni ir pievienoti mRNS kodoniem saskaņā ar komplementaritātes principu. Ribosoma savieno tRNS atnestās aminoskābes ar peptīdu saiti, veidojot proteīnu.
Transkripcijas, translācijas, kā arī replikācijas (DNS dubultošanās) reakcijas ir reakcijas matricas sintēze. DNS kalpo kā veidne mRNS sintēzei, un mRNS kalpo kā veidne proteīnu sintēzei.
Ģenētiskais kods ir veids, kā informācija par proteīna struktūru tiek ierakstīta DNS.
Gēnu koda īpašības
1) Trīskāršs: vienu aminoskābi kodē trīs nukleotīdi. Šie 3 DNS nukleotīdi tiek saukti par tripletu, mRNS - par kodonu, tRNS - par antikodonu (bet vienotajā valsts eksāmenā var būt arī "koda triplets" utt.)
2) Atlaišana(deģenerācija): ir tikai 20 aminoskābes, un ir 61 triplets, kas kodē aminoskābes, tāpēc katru aminoskābi kodē vairāki tripleti.
3) Nepārprotamība: Katrs triplets (kodons) kodē tikai vienu aminoskābi.
4) Daudzpusība: ģenētiskais kods ir vienāds visiem dzīvajiem organismiem uz Zemes.
Uzdevumi
Problēmas ar nukleotīdu/aminoskābju skaitu
3 nukleotīdi = 1 triplets = 1 aminoskābe = 1 tRNS
Uzdevumi ATGC
DNS mRNS tRNS
A U A
T A U
G C G
Ts G Ts
Izvēlieties vienu, vispareizāko variantu. mRNS ir kopija
1) viens gēns vai gēnu grupa
2) olbaltumvielu molekulu ķēdes
3) viena proteīna molekula
4) plazmas membrānas daļas
Atbilde
Izvēlieties vienu, vispareizāko variantu. Šajā procesā veidojas proteīna molekulas primārā struktūra, ko nosaka mRNS nukleotīdu secība
1) raidījumi
2) transkripcijas
3) reduplikācija
4) denaturācija
Atbilde
Izvēlieties vienu, vispareizāko variantu. Kura secība pareizi atspoguļo ģenētiskās informācijas ieviešanas ceļu
1) gēns --> mRNS --> proteīns --> īpašība
2) īpašība --> proteīns --> mRNS --> gēns --> DNS
3) mRNS --> gēns --> proteīns --> īpašība
4) gēns --> DNS --> īpašība --> proteīns
Atbilde
Izvēlieties vienu, vispareizāko variantu. Izvēlieties pareizo informācijas pārraides secību proteīnu sintēzes procesā šūnā
1) DNS -> messenger RNS -> proteīns
2) DNS -> pārneses RNS -> proteīns
3) ribosomu RNS -> pārneses RNS -> proteīns
4) ribosomu RNS -> DNS -> pārneses RNS -> proteīns
Atbilde
Izvēlieties vienu, vispareizāko variantu. Tā pati aminoskābe atbilst CAA antikodonam uz pārneses RNS un tripletam uz DNS
1) CAA
2) TsUU
3) GTT
4) GAA
Atbilde
Izvēlieties vienu, vispareizāko variantu. Antikodons AAU uz pārneses RNS atbilst tripletam uz DNS
1) TTA
2) AAT
3) AAA
4) TTT
Atbilde
Izvēlieties vienu, vispareizāko variantu. Katra aminoskābe šūnā ir kodēta
1) viena DNS molekula
2) vairāki trīnīši
3) vairāki gēni
4) viens nukleotīds
Atbilde
Izvēlieties vienu, vispareizāko variantu. Ģenētiskā koda funkcionālā vienība
1) nukleotīds
2) triplets
3) aminoskābe
4) tRNS
Atbilde
Izvēlieties trīs iespējas. Matricas tipa reakciju rezultātā tiek sintezētas molekulas
1) polisaharīdi
2) DNS
3) monosaharīdi
4) mRNS
5) lipīdi
6) vāvere
Atbilde
1. Noteikt procesu secību, kas nodrošina olbaltumvielu biosintēzi. Pierakstiet atbilstošo ciparu secību.
1) peptīdu saišu veidošanās starp aminoskābēm
2) tRNS antikodona piesaiste mRNS komplementārajam kodonam
3) mRNS molekulu sintēze uz DNS
4) mRNS kustība citoplazmā un tās atrašanās vieta ribosomā
5) aminoskābju piegāde ribosomā, izmantojot tRNS
Atbilde
2. Noteikt olbaltumvielu biosintēzes procesu secību šūnā. Pierakstiet atbilstošo ciparu secību.
1) peptīdu saites veidošanās starp aminoskābēm
2) mijiedarbība starp mRNS kodonu un tRNS antikodonu
3) tRNS atbrīvošanās no ribosomas
4) mRNS saistība ar ribosomu
5) mRNS izdalīšanās no kodola citoplazmā
6) mRNS sintēze
Atbilde
3. Noteikt procesu secību proteīnu biosintēzē. Pierakstiet atbilstošo ciparu secību.
1) mRNS sintēze uz DNS
2) aminoskābju nogādāšana ribosomā
3) peptīdu saites veidošanās starp aminoskābēm
4) aminoskābes pievienošana tRNS
5) mRNS savienojums ar divām ribosomu apakšvienībām
Atbilde
4. Noteikt proteīnu biosintēzes posmu secību. Pierakstiet atbilstošo ciparu secību.
1) proteīna molekulas atdalīšana no ribosomas
2) tRNS piesaiste starta kodonam
3) transkripcija
4) polipeptīdu ķēdes pagarināšana
5) mRNS izdalīšanās no kodola citoplazmā
Atbilde
5. Izveidot pareizu olbaltumvielu biosintēzes procesu secību. Pierakstiet atbilstošo ciparu secību.
1) aminoskābes pievienošana peptīdam
2) mRNS sintēze uz DNS
3) antikodona kodona atpazīšana
4) mRNS apvienošana ar ribosomu
5) mRNS izdalīšanās citoplazmā
Atbilde
Izvēlieties vienu, vispareizāko variantu. Kurš pārneses RNS antikodons atbilst TGA tripletam DNS molekulā
1) ACU
2) TsUG
3) UGA
4) AHA
Atbilde
Izvēlieties vienu, vispareizāko variantu. Ģenētiskais kods ir universāls, jo
1) katru aminoskābi kodē trīskārši nukleotīdi
2) aminoskābes vietu proteīna molekulā nosaka dažādi tripleti
3) tas ir vienāds visām radībām, kas dzīvo uz Zemes
4) vairāki tripleti kodē vienu aminoskābi
Atbilde
Izvēlieties vienu, vispareizāko variantu. Tiek saukta DNS sadaļa, kas satur informāciju par vienu polipeptīdu ķēdi
1) hromosoma
2) triplets
3) genoms
4) kods
Atbilde
Izvēlieties vienu, vispareizāko variantu. Tulkošana ir process, kurā
1) DNS virkņu skaits dubultojas
2) mRNS tiek sintezēta uz DNS matricas
3) proteīni tiek sintezēti uz mRNS matricas ribosomā
4) tiek pārrautas ūdeņraža saites starp DNS molekulām
Atbilde
Izvēlieties trīs iespējas. Atšķirībā no fotosintēzes notiek olbaltumvielu biosintēze
1) hloroplastos
2) mitohondrijās
3) plastmasas apmaiņas reakcijās
4) matricas tipa reakcijās
5) lizosomās
6) leikoplastos
Atbilde
Izvēlieties vienu, vispareizāko variantu. Tulkošanas matrica ir molekula
1) tRNS
2) DNS
3) rRNS
4) mRNS
Atbilde
Visas tālāk norādītās pazīmes, izņemot divas, var izmantot, lai aprakstītu nukleīnskābju funkcijas šūnā. Norādiet divus raksturlielumus, kas "izkrīt" no vispārējā saraksta, un pierakstiet tabulā ciparus, ar kuriem tie norādīti.
1) veikt homeostāzi
2) pārnes iedzimto informāciju no kodola uz ribosomu
3) piedalīties olbaltumvielu biosintēzē
4) ir daļa no šūnu membrānas
5) transportē aminoskābes
Atbilde
AMINOKĀBES - mRNS KODONI
Cik mRNS kodonu kodē informāciju par 20 aminoskābēm? Atbildē ierakstiet tikai atbilstošo numuru.
Atbilde
AMINOKĀBES - NUKLEOTĪDI mRNS
1. Polipeptīda sekcija sastāv no 28 aminoskābju atlikumiem. Nosakiet nukleotīdu skaitu mRNS sadaļā, kas satur informāciju par proteīna primāro struktūru.
Atbilde
2. Cik nukleotīdu satur m-RNS, ja no tās sintezētais proteīns sastāv no 180 aminoskābju atlikumiem? Atbildē ierakstiet tikai atbilstošo numuru.
Atbilde
3. Cik nukleotīdu satur m-RNS, ja no tās sintezētais proteīns sastāv no 250 aminoskābju atlikumiem? Atbildē ierakstiet tikai atbilstošo numuru.
Atbilde
4. Olbaltumvielas sastāv no 220 aminoskābju vienībām (atlikumiem). Nosakiet nukleotīdu skaitu mRNS molekulas reģionā, kas kodē šo proteīnu. Atbildē ierakstiet tikai atbilstošo numuru.
Atbilde
AMINOKĀBES - DNS NUKLEOTIDI
1. Olbaltumvielas sastāv no 140 aminoskābju atlikumiem. Cik nukleotīdu ir gēna reģionā, kas kodē šī proteīna primāro struktūru?
Atbilde
2. Olbaltumvielas sastāv no 180 aminoskābju atlikumiem. Cik nukleotīdu ir gēnā, kas kodē šī proteīna aminoskābju secību. Atbildē ierakstiet tikai atbilstošo numuru.
Atbilde
3. DNS molekulas fragments kodē 36 aminoskābes. Cik nukleotīdu satur šis DNS molekulas fragments? Atbildē ierakstiet atbilstošo numuru.
Atbilde
4. Polipeptīds sastāv no 20 aminoskābju vienībām. Nosakiet nukleotīdu skaitu gēna reģionā, kas kodē šīs aminoskābes polipeptīdā. Uzrakstiet savu atbildi kā skaitli.
Atbilde
5. Cik nukleotīdu gēnu sekcijā kodē proteīna fragmentu no 25 aminoskābju atlikumiem? Atbildē ierakstiet tikai atbilstošo numuru.
Atbilde
6. Cik nukleotīdu DNS šablona virknes fragmentā kodē 55 aminoskābes polipeptīda fragmentā? Atbildē ierakstiet tikai atbilstošo numuru.
Atbilde
AMINOKĀBES - tRNS
1. Cik daudz tRNS piedalījās 130 aminoskābju saturoša proteīna sintēzē? Atbildē ierakstiet atbilstošo skaitli.
Atbilde
2. Olbaltumvielu molekulas fragments sastāv no 25 aminoskābēm. Cik tRNS molekulu bija iesaistītas tā izveidē? Atbildē ierakstiet tikai atbilstošo numuru.
Atbilde
3. Cik transfēra RNS molekulu bija iesaistītas translācijā, ja gēna apgabalā ir 300 nukleotīdu atlikumi? Atbildē ierakstiet tikai atbilstošo numuru.
Atbilde
4. Olbaltumvielas sastāv no 220 aminoskābju vienībām (atlikumiem). Nosakiet tRNS molekulu skaitu, kas nepieciešams, lai transportētu aminoskābes uz olbaltumvielu sintēzes vietu. Atbildē ierakstiet tikai atbilstošo numuru.
Atbilde
AMINOSKĀBES - TRIPLETI
1. Cik tripletus satur DNS fragments, kas kodē 36 aminoskābes? Atbildē ierakstiet atbilstošo numuru.
Atbilde
2. Cik tripletu kodē 32 aminoskābes? Atbildē ierakstiet tikai atbilstošo numuru.
Atbilde
NUKLEOTĪDI - AMINOKĀBES
1. Kāds aminoskābju skaits ir šifrēts gēnu sekcijā, kas satur 129 nukleotīdu atlikumus?
Atbilde
2. Cik aminoskābes kodē 900 nukleotīdi? Atbildē ierakstiet tikai atbilstošo numuru.
Atbilde
3. Kāds ir aminoskābju skaits proteīnā, ja tā kodējošais gēns sastāv no 600 nukleotīdiem? Atbildē ierakstiet tikai atbilstošo numuru.
Atbilde
4. Cik aminoskābes kodē 1203 nukleotīdi? Atbildē ierakstiet tikai aminoskābju skaitu.
Atbilde
5. Cik aminoskābju nepieciešams polipeptīda sintēzei, ja mRNS kodējošā daļa satur 108 nukleotīdus? Atbildē ierakstiet tikai atbilstošo numuru.
Atbilde
mRNS NUKLEOTĪDI - DNS NUKLEOTĪDI
Olbaltumvielu sintēzē piedalās mRNS molekula, kuras fragments satur 33 nukleotīdu atliekas. Nosakiet nukleotīdu atlieku skaitu DNS veidnes virknes sadaļā.
Atbilde
NUKLEOTĪDI - tRNS
Kāds transporta RNS molekulu skaits tika iesaistīts translācijā, ja gēna apgabalā ir 930 nukleotīdu atlikumi?
Atbilde
TRIPLETI - mRNS NUKLEOTĪDI
Cik nukleotīdu ir mRNS molekulas fragmentā, ja DNS kodējošās virknes fragments satur 130 tripletus? Atbildē ierakstiet tikai atbilstošo numuru.
Atbilde
tRNS – AMINOKĀBES
Nosakiet aminoskābju skaitu proteīnā, ja translācijas procesā ir iesaistītas 150 tRNS molekulas. Atbildē ierakstiet tikai atbilstošo numuru.
Atbilde
TIKAI
Cik nukleotīdu veido vienu mRNS kodonu?
Atbilde
Cik nukleotīdu veido vienu mRNS kodonu?
Atbilde
Cik nukleotīdu veido tRNS antikodons?
Atbilde
GRŪTI
Proteīna relatīvā molekulmasa ir 6000. Nosakiet aminoskābju skaitu proteīna molekulā, ja viena aminoskābes atlikuma relatīvā molekulmasa ir 120. Atbildē ierakstiet tikai atbilstošo skaitli.
Atbilde
Divās DNS molekulas virknēs ir 3000 nukleotīdu. Informācija par proteīna struktūru ir kodēta vienā no ķēdēm. Saskaitiet, cik aminoskābju ir kodētas vienā DNS virknē. Atbildē ierakstiet tikai aminoskābju skaitam atbilstošu skaitli.
Atbilde
Izvēlieties vienu, vispareizāko variantu. Tā pati aminoskābe atbilst antikodonam UCA uz pārneses RNS un tripletam gēnā uz DNS
1) GTA
2) ACA
3) TGT
4) TCA
Atbilde
Izvēlieties vienu, vispareizāko variantu. Hemoglobīna sintēzi šūnā kontrolē noteikts DNS molekulas segments, ko sauc
1) kodons
2) triplets
3) ģenētiskais kods
4) genoms
Atbilde
Kurās no uzskaitītajām šūnu organellām notiek matricas sintēzes reakcijas? No vispārīgā saraksta norādiet trīs patiesus apgalvojumus un pierakstiet ciparus, zem kuriem tie ir norādīti.
1) centrioles
2) lizosomas
3) Golgi aparāts
4) ribosomas
5) mitohondriji
6) hloroplasti
Atbilde
Apskatiet attēlu, kas attēlo šūnā notiekošos procesus, un norādiet A) procesa nosaukumu, kas norādīts ar burtu A, B) procesa nosaukumu, kas norādīts ar burtu B, C) ķīmisko reakciju veida nosaukumu. Katram burtam atlasiet atbilstošo terminu no piedāvātā saraksta.
1) replikācija
2) transkripcija
3) pārraide
4) denaturācija
5) eksotermiskas reakcijas
6) aizvietošanas reakcijas
7) matricas sintēzes reakcijas
8) šķelšanās reakcijas
Atbilde
Apskatiet attēlu un norādiet (A) 1. procesa nosaukumu, (B) 2. procesa nosaukumu, (c) 2. procesa galaproduktu. Katram burtam atlasiet atbilstošo terminu vai jēdzienu no piedāvātā saraksta.
1) tRNS
2) polipeptīds
3) ribosoma
4) replikācija
5) pārraide
6) konjugācija
7) ATP
8) transkripcija
Atbilde
1. Izveidot atbilstību starp proteīnu sintēzes procesiem un posmiem: 1) transkripcija, 2) translācija. Ierakstiet ciparus 1 un 2 pareizā secībā.
A) aminoskābju pārnešana ar tRNS
B) ir iesaistīta DNS
B) mRNS sintēze
D) polipeptīdu ķēdes veidošanās
D) notiek ribosomā
Atbilde
2. Izveidot atbilstību starp raksturlielumiem un procesiem: 1) transkripcija, 2) tulkošana. Ierakstiet ciparus 1 un 2 burtiem atbilstošā secībā.
A) tiek sintezēti trīs RNS veidi
B) notiek ar ribosomu palīdzību
C) starp monomēriem veidojas peptīdu saite
D) eikariotos notiek kodolā
D) DNS tiek izmantota kā matrica
E) veic enzīms RNS polimerāze
Atbilde
Izveidot atbilstību starp matricas reakciju raksturlielumiem un veidiem: 1) replikācija, 2) transkripcija, 3) translācija. Ierakstiet ciparus 1-3 burtiem atbilstošā secībā.
A) Reakcijas notiek uz ribosomām.
B) RNS kalpo par veidni.
C) veidojas biopolimērs, kas satur nukleotīdus ar timīnu.
D) Sintezētais polimērs satur dezoksiribozi.
D) Tiek sintezēts polipeptīds.
E) tiek sintezētas RNS molekulas.
Atbilde
Visas zemāk uzskaitītās zīmes, izņemot divas, tiek izmantotas, lai aprakstītu attēlā parādīto procesu. Norādiet divus raksturlielumus, kas “izkrīt” no vispārējā saraksta, un pierakstiet ciparus, zem kuriem tie ir norādīti.
1) saskaņā ar komplementaritātes principu DNS molekulas nukleotīdu secība tiek pārvērsta dažādu veidu RNS molekulu nukleotīdu secībā.
2) nukleotīdu secības pārvēršanas process aminoskābju secībā
3) ģenētiskās informācijas pārnešanas process no kodola uz proteīnu sintēzes vietu
4) process notiek ribosomās
5) procesa rezultāts ir RNS sintēze
Atbilde
Polipeptīda molekulmasa ir 30 000 c.u. Nosakiet to kodējošā gēna garumu, ja vienas aminoskābes molekulmasa ir vidēji 100 un attālums starp nukleotīdiem DNS ir 0,34 nm. Atbildē ierakstiet tikai atbilstošo numuru.
Atbilde
Izvēlieties divas no tālāk uzskaitītajām reakcijām, kas ir saistītas ar matricas sintēzes reakcijām. Pierakstiet ciparus, zem kuriem tie ir norādīti.
1) celulozes sintēze
2) ATP sintēze
3) proteīnu biosintēze
4) glikozes oksidēšana
5) DNS replikācija
Atbilde
Izvēlieties trīs pareizās atbildes no sešām un pierakstiet tabulā ciparus, zem kuriem tās norādītas. Matricas reakcijas šūnās ietver
1) DNS replikācija
2) ūdens fotolīze
3) RNS sintēze
4) ķīmiskā sintēze
5) proteīnu biosintēze
6) ATP sintēze
Atbilde
Visas tālāk minētās īpašības, izņemot divus, var izmantot, lai aprakstītu olbaltumvielu biosintēzes procesu šūnā. Norādiet divus raksturlielumus, kas “izkrīt” no vispārējā saraksta, un pierakstiet ciparus, ar kuriem tie norādīti jūsu atbildē.
1) Process notiek fermentu klātbūtnē.
2) Centrālā loma procesā ir RNS molekulām.
3) Procesu pavada ATP sintēze.
4) Aminoskābes kalpo kā monomēri, veidojot molekulas.
5) Olbaltumvielu molekulu montāža tiek veikta lizosomās.
Atbilde
Dotajā tekstā atrodiet trīs kļūdas. Norādiet to priekšlikumu numurus, kuros tie ir izteikti.(1) Olbaltumvielu biosintēzes laikā notiek matricas sintēzes reakcijas. (2) Veidņu sintēzes reakcijas ietver tikai replikācijas un transkripcijas reakcijas. (3) Transkripcijas rezultātā tiek sintezēta mRNS, kuras šablons ir visa DNS molekula. (4) Pēc tam, kad mRNS iziet cauri kodola porām, tā nonāk citoplazmā. (5) Messenger RNS ir iesaistīta tRNS sintēzē. (6) Transfer RNS piegādā aminoskābes proteīnu montāžai. (7) ATP molekulu enerģija tiek tērēta katras aminoskābes savienošanai ar tRNS.
Atbilde
Tulkošanas aprakstam tiek izmantoti visi tālāk minētie jēdzieni, izņemot divus. Norādiet divus raksturlielumus, kas “izkrīt” no vispārējā saraksta, un pierakstiet ciparus, zem kuriem tie ir norādīti.
1) matricas sintēze
2) mitotiskā vārpsta
3) polisoma
4) peptīdu saite
5) augstākas taukskābes
Atbilde
Visi zemāk uzskaitītie raksturlielumi, izņemot divus, tiek izmantoti, lai aprakstītu procesus, kas nepieciešami polipeptīdu ķēdes sintēzei. Norādiet divus raksturlielumus, kas “izkrīt” no vispārējā saraksta, un pierakstiet ciparus, zem kuriem tie ir norādīti.
1) ziņneša RNS transkripcija kodolā
2) aminoskābju transportēšana no citoplazmas uz ribosomu
3) DNS replikācija
4) pirovīnskābes veidošanās
5) aminoskābju savienojums
Atbilde
© D.V. Pozdņakovs, 2009-2019
Patstāvīgais darbs par tēmu: “Olbaltumvielu biosintēze”.
Izvēlieties vienu no atbildes variantiem. Par katru pareizo atbildi 1 punkts:
A1. Materiālais iedzimtās informācijas nesējs eikariotu šūnā ir:
1) mRNS 2) tRNS 3) DNS 4) hromosoma
A2. Organisma sugu piederību var noteikt, veicot analīzi:
1) aminoskābes 2) nukleotīdi 3) DNS fragments 4) ogļhidrāti
A3. Gēns kodē informāciju par:
1) olbaltumvielu, tauku un ogļhidrātu struktūra
2) nukleotīdu sekvences DNS
3) primārā proteīna struktūra
4) aminoskābju sekvences divās vai vairākās olbaltumvielu molekulās
3) viens triplets kodē aminoskābju secību proteīna molekulā
4) kods ir deģenerēts, jo aminoskābes var kodēt vairāki kodoni
5) kods ir lieks, var kodēt vairāk nekā 20 aminoskābes
6) kods ir raksturīgs tikai eikariotu šūnām
AT 2. Saskaņojiet olbaltumvielu sintēzē iesaistītās vielas un struktūras ar to funkcijām, blakus cipariem novietojot nepieciešamos burtus.
VZ. Izveidojiet olbaltumvielu biosintēzes reakciju secību, ierakstot skaitļus vajadzīgajā secībā.
1) informācijas noņemšana no DNS
2) t-RNS antikodona atpazīšana tā kodonam uz i-RNS
3) aminoskābju šķelšana no tRNS
4) mRNS iekļūšana ribosomās
5) aminoskābes pievienošana olbaltumvielu ķēdei, izmantojot fermentu
4. plkst. Izveidojiet apraides reakciju secību, ierakstot skaitļus pareizā secībā.
1) aminoskābes savienošana ar tRNS
2) polipeptīdu ķēdes sintēzes sākums uz ribosomas
3) mRNS piesaiste ribosomai
4) proteīnu sintēzes beigas
5) polipeptīdu ķēdes pagarināšana
C1. Sadaļa no vienas no divām nukleotīdu molekulu ķēdēm ar timīnu (T), 150 nukleotīdiem ar guanīnu (G) un 200 nukleotīdiem ar citozīnu (C). Cik nukleotīdu ar A, T, G un C satur divpavedienu DNS molekula? Cik daudz aminoskābju
C2. Ir zināms, ka visi RNS veidi tiek sintezēti uz DNS veidnes. DNS molekulas fragmentam, uz kura tiek sintezēts tRNS centrālās cilpas reģions, ir šāda nukleotīdu secība: ATAGCTGAACGGACT. Izveidojiet tRNS reģiona nukleotīdu secību, kas tiek sintezēta uz šī fragmenta, un aminoskābi, ko šī tRNS nesīs proteīna biosintēzes laikā, ja trešais triplets atbilst tRNS antikodonam. Paskaidrojiet savu atbildi. Lai atrisinātu uzdevumu, izmantojiet ģenētiskā koda tabulu.
Ģenētiskais kods (mRNS)
Tabulas lietošanas noteikumi
Pirmais nukleotīds tripletā tiek ņemts no kreisās vertikālās rindas, otrais no augšējās horizontālās rindas un trešais no labās vertikālās rindas. Vietā, kur krustojas līnijas, kas nāk no visiem trim nukleotīdiem, atrodas vēlamā aminoskābe.
13.Puskonservatīvs
Jaunas ķēdes sintēze notiek ar pārtraukumiem, veidojot 700-800-2000 nukleotīdu atlieku garus fragmentus. Replicēšanai ir sākuma un beigu punkts. Replikons pārvietojas gar DNS molekulu, un tās jaunās sadaļas atvienojas. Katra no mātes ķēdēm ir meitas ķēdes veidne, kas tiek sintezēta saskaņā ar komplementaritātes principu. Secīgu nukleotīdu savienojumu rezultātā DNS ķēde tiek pagarināta (elongācijas stadija) ar enzīma DNS ligāzes palīdzību. Kad ir sasniegts nepieciešamais molekulas garums, sintēze apstājas – pārtraukšana. Eikariotos vienlaikus darbojas tūkstošiem replikācijas dakšu. Prokariotos iniciācija notiek vienā DNS gredzena punktā, un divas replikācijas dakšiņas pārvietojas 2 virzienos. Vietā, kur tās satiekas, divpavedienu DNS molekulas tiek atdalītas.
14. Ģenētiskais kods -
DNS izmanto četrus nukleotīdus - adenīnu (A), guanīnu (G), citozīnu (C), timīnu (T), kurus krievu literatūrā apzīmē ar burtiem A, G, C un T. Šie burti veido alfabētu. ģenētiskais kods. RNS izmanto tos pašus nukleotīdus, izņemot timīnu, kas tiek aizstāts ar līdzīgu nukleotīdu - uracilu, ko apzīmē ar burtu U (krievu literatūrā U). DNS un RNS molekulās nukleotīdi ir sakārtoti ķēdēs un tādējādi tiek iegūtas ģenētisko burtu sekvences.
Transkripcija
Transkripcijas posmi:
3). Izbeigšana
Raidījums
Apstrāde
15.
13.Puskonservatīvs– DNS sintēze sākas ar helikāzes enzīma piesaisti replikācijas sākumam, kas atritina DNS daļas. DNS saistošais proteīns (DBP) ir pievienots katrai no ķēdēm, novēršot to savienojumu. Replikācijas vienība ir replikons - tas ir apgabals starp diviem punktiem, kuros sākas meitas ķēžu sintēze. Fermentu mijiedarbību ar replikācijas sākumu sauc par iniciāciju. Šis punkts pārvietojas pa ķēdi (3'OH → 5'P) un veidojas replikācijas dakša.
Jaunas ķēdes sintēze notiek ar pārtraukumiem, veidojot 700-800-2000 nukleotīdu atlieku garus fragmentus. Replicēšanai ir sākuma un beigu punkts. Replikons pārvietojas gar DNS molekulu, un tās jaunās sadaļas atvienojas. Katra no mātes ķēdēm ir meitas ķēdes veidne, kas tiek sintezēta pēc komplementaritātes principa. Secīgu nukleotīdu savienojumu rezultātā DNS ķēde tiek pagarināta (elongācijas stadija) ar enzīma DNS ligāzes palīdzību.
Kad ir sasniegts nepieciešamais molekulas garums, sintēze apstājas – pārtraukšana. Eikariotos vienlaikus darbojas tūkstošiem replikācijas dakšu. Prokariotos iniciācija notiek vienā DNS gredzena punktā, un divas replikācijas dakšiņas pārvietojas 2 virzienos. Vietā, kur tās satiekas, divpavedienu DNS molekulas tiek atdalītas.
14. Ģenētiskais kods -Šī ir metode, kas raksturīga visiem dzīviem organismiem, lai kodētu proteīnu aminoskābju secību, izmantojot nukleotīdu secību.
DNS izmanto četrus nukleotīdus - adenīnu (A), guanīnu (G), citozīnu (C), timīnu (T), kurus krievu literatūrā apzīmē ar burtiem A, G, C un T.
Šie burti veido ģenētiskā koda alfabētu. RNS izmanto tos pašus nukleotīdus, izņemot timīnu, kas tiek aizstāts ar līdzīgu nukleotīdu - uracilu, ko apzīmē ar burtu U (krievu literatūrā U). DNS un RNS molekulās nukleotīdi tiek sakārtoti ķēdēs un tādējādi tiek iegūtas ģenētisko burtu sekvences.
Lai veidotu olbaltumvielas dabā, tiek izmantotas 20 dažādas aminoskābes. Katrs proteīns ir ķēde vai vairākas aminoskābju ķēdes stingri noteiktā secībā. Šī secība nosaka proteīna struktūru un līdz ar to arī visas tā bioloģiskās īpašības. Arī aminoskābju komplekts ir universāls gandrīz visiem dzīviem organismiem.
Ģenētiskās informācijas ieviešana dzīvās šūnās (tas ir, gēna kodēta proteīna sintēze) tiek veikta, izmantojot divus matricas procesus: transkripciju (tas ir, mRNS sintēzi uz DNS matricas) un ģenētiskā koda translāciju. aminoskābju secībā (polipeptīdu ķēdes sintēze uz mRNS matricas). Trīs secīgi nukleotīdi ir pietiekami, lai kodētu 20 aminoskābes, kā arī apstāšanās signālu, kas norāda proteīna secības beigas. Trīs nukleotīdu kopu sauc par tripletu. Pieņemtie saīsinājumi, kas atbilst aminoskābēm un kodoniem, ir parādīti attēlā.
Triplets - nozīmīga koda vienība ir trīs nukleotīdu kombinācija (triplets vai kodons).
Nepārtrauktība - starp tripletiem nav pieturzīmju, tas ir, informācija tiek lasīta nepārtraukti.
Nepārklāšanās - viens un tas pats nukleotīds nevar vienlaikus būt daļa no diviem vai vairākiem tripletiem. (Neattiecas uz dažiem pārklājošiem gēniem vīrusos, mitohondrijās un baktērijās, kas kodē vairākus kadru nobīdes proteīnus.)
Unikalitāte – noteikts kodons atbilst tikai vienai aminoskābei. (Īpašība nav universāla. UGA kodons Euplotes crassus kodē divas aminoskābes - cisteīnu un selenocisteīnu)
Deģenerācija (redundance) – vienai aminoskābei var atbilst vairāki kodoni.
Universitāte – ģenētiskais kods darbojas vienādi dažādu sarežģītības līmeņu organismos – no vīrusiem līdz cilvēkiem.
Gēnu ekspresija ir gēnos ierakstītas informācijas ieviešana, kas tiek veikta divos posmos: transkripcija, tulkošana.
Transkripcija- RNS sintēze, izmantojot DNS kā šablonu. Rezultātā rodas 3 RNS veidi: matrica (mRNS), ribosomāla (rRNS), transportēšana (tRNS).
Transkripcijas posmi:
1). Iniciācija ir vairāku sākotnējo RNS vienību veidošanās.
2). Pagarinājums - turpinās tālāka DNS attīšana un RNS sintēze gar kodēšanas ķēdi.
3). Izbeigšana- polimerāzei sasniedzot terminatoru (transkripcijas sākumpunktu), tā nekavējoties tiek atdalīta no DNS, tiek iznīcināts lokālais DNS-RNS hibrīds un tikko sintezētā RNS tiek transportēta no kodola uz citoplazmu. Transkripcija beidzas.
Raidījums- polipeptīdu ķēdes sintēze, izmantojot mRNS kā šablonu. Tulkošanā ir iesaistīti visi trīs galvenie RNS veidi: m-, p-, tRNS. mRNS ir informācijas matrica; tRNS “piegādā” aminoskābes un atpazīst mRNS kodonus; rRNS kopā ar olbaltumvielām veido ribosomas, kas satur mRNS, tRNS un proteīnu un veic polipeptīdu ķēdes sintēzi.
Apstrāde- bioķīmisko reakciju kopums, kurā pre-RNS tiek saīsinātas un tiek ķīmiski pārveidotas, kā rezultātā veidojas nobriedušas RNS. Šajā procesā ir iesaistīts ceturtais RNS veids, maza kodola RNS (snRNS).
15. Iedzimtā materiāla genoma organizācijas līmenis, kas apvieno visu hromosomu gēnu kopumu, ir evolucionāri izveidota struktūra, ko raksturo salīdzinoši lielāka stabilitāte nekā gēnu un hromosomu līmeņi. Genoma līmenī gēnu sistēma, kas līdzsvarota devās un ko vieno ļoti sarežģītas funkcionālas attiecības, ir kaut kas vairāk nekā vienkārša atsevišķu vienību kolekcija. Tāpēc genoma funkcionēšanas rezultāts ir visa organisma fenotipa veidošanās. Šajā sakarā organisma fenotipu nevar attēlot kā vienkāršu īpašību un īpašību kopumu, tas ir organisms visā tā īpašību daudzveidībā visā individuālās attīstības gaitā. Tādējādi iedzimtā materiāla organizācijas noturības saglabāšana genoma līmenī ir ārkārtīgi svarīga, lai nodrošinātu normālu organisma attīstību un primāri sugas īpašību pavairošanu indivīdā.
Tajā pašā laikā iedzimtības vienību rekombinācijas pieļaujamība indivīdu genotipos nosaka to ģenētisko daudzveidību, kam ir svarīga evolucionāra nozīme. Mutācijas izmaiņas, kas notiek iedzimtības materiāla organizācijas genoma līmenī - regulējošo gēnu mutācijas, kurām ir plašs pleiotropisks efekts, gēnu devu kvantitatīvās izmaiņas, ģenētisko vienību translokācijas un transpozīcijas, kas ietekmē gēnu ekspresijas raksturu, un, visbeidzot, iespēja svešas informācijas iekļaušana genomā nukleotīdu sekvenču horizontālās pārneses laikā starp dažādu sugu organismiem, kas dažkārt izrādās evolucionāri perspektīvas, iespējams, ir galvenais iemesls evolūcijas procesa paātrinājumam atsevišķos vēsturiskās attīstības posmos. dzīvajām formām uz Zemes.
Olbaltumvielu biosintēze, DNS kods, transkripcija
Katra šūna sintezē vairākus tūkstošus dažādu olbaltumvielu molekulu. Olbaltumvielas ir īslaicīgas, to eksistence ir ierobežota, pēc kuras tie tiek iznīcināti. Spēja sintezēt stingri noteiktas olbaltumvielas ir iedzimta informācija par aminoskābju secību proteīna molekulā tiek kodēta kā nukleotīdu secība DNS.
IN genoms Cilvēkiem ir mazāk nekā 100 000 gēnu, kas atrodas 23 hromosomās. Viena hromosoma satur vairākus tūkstošus gēnu, kas ir sakārtoti lineārā secībā noteiktos hromosomas reģionos - loci.
Gēns ir DNS molekulas sadaļa, kas kodē primāro aminoskābju secību polipeptīdā vai nukleotīdu secību transporta un ribosomu RNS molekulās.
Tātad nukleotīdu secība kaut kādā veidā kodē aminoskābju secību. Visa olbaltumvielu dažādība veidojas no 20 dažādām aminoskābēm, un DNS ir 4 veidu nukleotīdi. Ja pieņemam, ka viens nukleotīds kodē vienu aminoskābi, tad 4 nukleotīdi var kodēt 4 aminoskābes, tad kodēto skābju skaits palielinās līdz 42 - 16. Tas nozīmē, ka DNS kodam jābūt tripletam. Ir pierādīts, ka tieši trīs nukleotīdi kodē vienu aminoskābi, šajā gadījumā var tikt kodētas 43 - 64 aminoskābes. Un tā kā ir tikai 20 aminoskābes, dažas aminoskābes ir jākodē vairākiem tripletiem.
Pašlaik ir zināmas šādas ģenētiskā koda īpašības:
1. Trīskāršs: katru aminoskābi kodē nukleotīdu triplets.
2. Nepārprotamība: koda triplets, kodons, kas atbilst tikai vienai aminoskābei.
3. Deģenerācija(redundance): vienu aminoskābi var kodēt vairāki (līdz sešiem) kodoniem.
4. Daudzpusība: ģenētiskais kods ir vienāds, tās pašas aminoskābes kodē vieni un tie paši nukleotīdu tripleti visos Zemes organismos.
5. Nepārklājas: nukleotīdu secībai ir 3 nukleotīdu nolasīšanas rāmis, un viens un tas pats nukleotīds nevar būt daļa no diviem tripletiem. (Reiz bija kluss kaķis, tas kaķis man bija mīļš);
6. No 64 koda tripletiem 61 kodons ir kodēšana, kodē aminoskābes, un 3 ir muļķības, nekodē aminoskābes, izbeidzot polipeptīdu sintēze ribosomas (UAA, UGA, UAG) darbības laikā. Turklāt ir kodons - iniciators(metionīns), no kura sākas jebkura polipeptīda sintēze.
7. tabula.
Ģenētiskais kods
Pirmais nukleotīds tripletā ir viena no četrām kreisajām vertikālajām rindām, otrā ir viena no augšējām horizontālajām rindām un trešā ir viena no labajām vertikālajām rindām.
50. gadu sākumā. F. Kriks formulēja molekulārās bioloģijas galveno dogmu:
DNS®RNA® proteīns.
Informācija par proteīnu atrodas uz DNS mRNS, kas tiek sintezēta uz DNS matricas, kas ir proteīna molekulas sintēzes matrica. Veidņu sintēze ļauj ļoti precīzi un ātri sintezēt polimēru makromolekulas, kas sastāv no milzīga skaita monomēru. Mēs saskārāmies ar šablonu sintēzes reakcijām DNS molekulas dubultošanās laikā, mRNS sintēzes laikā ( transkripcija) un proteīna molekulas sintēze, izmantojot mRNS ( pārraide) - arī matricas sintēzes reakcijas.
Transkripcija.
Ģenētiskais kods. Ģenētiskā koda īpašības.
Saskaņā ar pieņemtajām konvencijām gēna sākums diagrammās ir attēlots kreisajā pusē (292. att.). DNS molekulas nekodējošajai virknei ir kreisais gals 5′ un labais gals 3′; kodēšanai, matricai, ar kuru notiek transkripcija, ir pretējs virziens. Enzīms, kas atbild par mRNS sintēzi RNS polimerāze, pievienojas veicinātājs, kas atrodas DNS veidnes virknes 3′ galā un vienmēr pārvietojas no 3′ uz 5′ galu. Promotors ir noteikta nukleotīdu secība, kurai var pievienoties enzīms RNS polimerāze. Ir nepieciešams, lai mRNS sintēze sākas stingri gēna sākumā. No bezmaksas ribonukleozīdu trifosfāti(ATP, UTP, GTP, CTP), komplementāri DNS nukleotīdiem, RNS polimerāze veido mRNS.
Rīsi. 292. Transkripcija, shēma mRNS veidošanai uz DNS šablona. |
Enerģija mRNS sintēzei ir ietverta ribonukleozīdu trifosfātu augstas enerģijas saitēs. MRNS pussabrukšanas periods tiek aprēķināts stundās un pat dienās, t.i. tie ir stabili.
Transkripcija un translācija ir atdalītas telpā un laikā, transkripcija notiek kodolā un vienā reizē, translācija notiek citoplazmā un pavisam citā laikā. Transkripcijai nepieciešams: 1 - DNS kodējošā virkne, matrica; 2 - fermenti, viens no tiem ir RNS polimerāze; 3 - ribonukleozīdu trifosfāti.
Raidījums
Raidījums- polipeptīdu ķēdes veidošanās process uz mRNS matricas vai informācijas, kas kodēta kā mRNS nukleotīdu secība, pārvēršana aminoskābju secībā polipeptīdā. Olbaltumvielu molekulu sintēze notiek citoplazmā vai uz rupjā endoplazmatiskā tīkla. Olbaltumvielas pašas šūnas vajadzībām tiek sintezētas citoplazmā ER sintezētās olbaltumvielas pa tās kanāliem tiek transportētas uz Golgi kompleksu un izņemtas no šūnas.
Tos izmanto, lai transportētu aminoskābes uz ribosomām. pārnest RNS, tRNS. Šūnā ir vairāk nekā 30 to veidu, tRNS garums ir no 76 līdz 85 nukleotīdu atlikumiem, tiem ir terciārais struktūra, pateicoties komplementāru nukleotīdu savienojumam, un ir veidota kā āboliņa lapa. tRNS ir antikodona cilpa Un akceptora vietne. Antikodona cilpas augšpusē katrai tRNS ir antikodons, kas papildina noteiktas aminoskābes koda tripletu, un akceptora vieta 3′ galā spēj aminoacil-tRNS sintetāzes pievienojiet tieši šo aminoskābi (ar ATP patēriņu). Tādējādi katrai aminoskābei ir viņu tRNS Un jūsu fermenti, pievienojot aminoskābi tRNS.
Divdesmit aminoskābju veidus kodē 61 koda triplets, teorētiski var būt 61 tRNS tips ar atbilstošiem antikodoniem, tas ir, vienai aminoskābei var būt vairākas tRNS. Ir konstatēts, ka pastāv vairākas tRNS, kas spēj saistīties ar vienu un to pašu kodonu (pēdējais nukleotīds antikodonā ne vienmēr ir svarīgs). Kopumā tika atklātas vairāk nekā 30 dažādas tRNS (293. att.).
Organelli, kas atbild par olbaltumvielu sintēzi šūnā - ribosomas. Eikariotos ribosomas ir atrodamas dažos organellos - mitohondrijos un plastidos (70-S ribosomas) un citoplazmā: brīvā formā un uz endoplazmatiskā tīkla membrānām (80-S ribosomas). Mazā ribosomu apakšvienība ir atbildīga par ģenētiskais, dekodēšanas funkcijas; liels - par bioķīmiski, fermentatīvs.
Mazajā ribosomas apakšvienībā atrodas funkcionālais centrs (FC) ar divām sekcijām - peptidils(P-gabals) un aminoacils(A-sadaļa). FCR var saturēt sešus mRNS nukleotīdus, trīs peptidil un trīs aminoacil reģionos.
Olbaltumvielu sintēze sākas no brīža, kad mRNS 5′ galam ir pievienota neliela ribosomu apakšvienība, kuras P vieta iekļūst metionīns tRNS ar aminoskābi metionīnu (294. att.). Jebkurai polipeptīdu ķēdei N-galā vispirms ir metionīns, kas vēlāk visbiežāk atdalās. Polipeptīdu sintēze notiek no N-gala līdz C-galam, tas ir, starp pirmās aminoskābes karboksilgrupu un otrās aminoskābes aminogrupu veidojas peptīdu saite.
Tad pievienojas lielā ribosomu apakšvienība, un otrā tRNS nonāk A vietā, kuras antikodons komplementāri savienojas ar mRNS kodonu, kas atrodas A vietā.
Peptidiltransferāzes centrs lielā apakšvienība katalizē peptīdu saites veidošanos starp metionīnu un otro aminoskābi. Nav atsevišķa enzīma, kas katalizē peptīdu saišu veidošanos. Enerģiju peptīdu saites veidošanai piegādā GTP hidrolīze (295. att.).
Tiklīdz veidojas peptīdu saite, metionīna tRNS tiek atdalīta no metionīna, un ribosoma pāriet uz nākamo mRNS koda tripletu, kas nonāk ribosomas A vietā, un metionīna tRNS tiek iespiesta citoplazmā. Ciklā tiek patērētas 2 GTP molekulas. Tad viss atkārtojas, starp otro un trešo aminoskābi veidojas peptīdu saite.
Raidījums turpinās, līdz sasniedz A sadaļu stopkodons(UAA, UAG vai UGA), kam saistās īpašs proteīna atbrīvošanās faktors, proteīna ķēde tiek atdalīta no tRNS un atstāj ribosomu. Notiek disociācija, ribosomu subdaļiņu atdalīšanās.
Daudzas olbaltumvielas tiek sintezētas kā prekursori, kas satur LP - līderu secība(15 - 25 aminoskābju atlikumi N-galā, “olbaltumvielu pase”). LP nosaka proteīnu galamērķi, proteīna “virzienu” (uz kodolu, uz mitohondrijiem, uz plastidiem, uz Golgi kompleksu). Pēc tam proteolītiskie enzīmi atdala zāles.
Ribosomu kustības ātrums pa mRNS ir 5–6 tripleti sekundē, lai sintezētu proteīna molekulu, kas sastāv no simtiem aminoskābju atlikumu. Pirmais mākslīgi sintezētais proteīns bija insulīns, kas sastāvēja no 51 aminoskābes atlikuma. Tas prasīja 5000 operāciju, iesaistot 10 cilvēkus trīs gadu laikā.
Tādējādi tulkošanai nepieciešams: 1 - mRNS, kas kodē polipeptīda aminoskābju secību; 2 - ribosomas, kas dekodē mRNS un veido polipeptīdu; 3 - tRNS, kas transportē aminoskābes uz ribosomām; 4 - enerģija ATP un GTP formā aminoskābju piesaistīšanai ribosomai un ribosomas darbībai; 5 - aminoskābes, celtniecības materiāls; 6 - fermenti (aminoacil-tRNS sintetāzes utt.).
Jebkura proteīna specifiku nosaka tā primārā struktūra. Nukleīnskābēm jāsatur 20 proteinogēnās aminoskābes, un informāciju par tām var ierakstīt tikai nukleīnskābju mainīgajā daļā, izmantojot slāpekļa bāzes.
Gan DNS, gan RNS satur četras pamata slāpekļa bāzes. Ar vienu slāpekļa bāzi var kodēt tikai četras dažādas aminoskābes. Izmantojot divus - 16 (42 = 16). Apvienojot četras slāpekļa bāzes pa trīs, var izveidot 64 kombinācijas (43 = 64). Tas ir vairāk nekā pietiekami, lai šifrētu visas 20 aminoskābes.
Trīs slāpekļa bāzu (vai nukleotīdu) grupu polinukleotīdu ķēdē, kas kodē vienu aminoskābi, sauc par tripletu.
Nukleotīdu-aminoskābju koda atšifrēšanas gaitā tika noteikta katra tripleta semantiskā nozīme. No 64 iespējamajiem tripletiem 61 kodē aminoskābes. Šos tripletus sauc par nozīmīgiem. Trīs atlikušie tripleti nekodē aminoskābes. Šos trīskāršus sauc par "bezjēdzīgiem".
Nukleotīdu aminoskābju kods ir deģenerēts. Tas nozīmē, ka vienai un tai pašai aminoskābei var būt vairāk nekā viens nozīmīgs triplets. Tajā pašā laikā katrs triplets kodē tikai vienu aminoskābi, kas norāda, ka kods ir nepārprotams.
Nukleotīdu aminoskābju kods ir universāls, jo tripletu semantiskā nozīme visiem dzīviem organismiem ir vienāda. Kods ir uzrakstīts RNS valodā. Tam ir šāda struktūra: gly - GGA, GGG, GGU, GGC; acha - GCA, GCG, GCU, GCC; ser - ASU, AGC, UCA, UCG, UCU, UCC; tre - ACA, ACG, ACU, ACC; cis — UGU, UGC; met - AUG; vārpsta - GUA, GUG, GUU, GUTs; lei - UUA, UUG, TsUA, TsUG, TsUU, TsUTs; tie - AUA, AUU, AUC; fejas - UUU, UUC; šautuve - UAU, UAC; trīs - UGG; par - TsTsA, TsTsG, TsTsU, TsTsTs; gis - TsAU. CAC; lys - AAA, AAG; arg - AGA, AGG, TsGA, TsGG, TsGU, TsGTs; asp - GAU, GAC; glu - GAA, GAG; asn - AAU, AAC; gln - CAA, CAG.
Dzīves laikā šūnās tiek sintezēti daudzi tūkstoši dažādu olbaltumvielu. Unikālo aminoskābju secību jebkuras proteīna molekulas polipeptīdu ķēdē nosaka tripletu secība polinukleotīdu ķēdē.
Informācijas uzglabāšanu par visu šūnu proteīnu primāro struktūru veic DNS molekulas. DNS sadaļu, kurā tiek ierakstīta informācija par viena proteīna primāro struktūru, sauc par gēnu (grieķu "genos" - ģints, izcelsme), DNS glabāto informāciju sauc par ģenētisko, bet nukleotīdu-aminoskābes kodu sauc par gēnu. ģenētiskais kods.
DNS ir materiālais ģenētiskās informācijas nesējs. Viena no ģenētiskās informācijas iezīmēm ir tā, ka to var mantot, tas ir, nodot no paaudzes paaudzē.
Ja atrodat kļūdu, lūdzu, iezīmējiet teksta daļu un noklikšķiniet Ctrl+Enter.
Katra šūna sintezē vairākus tūkstošus dažādu olbaltumvielu molekulu. Olbaltumvielas ir īslaicīgas, to eksistence ir ierobežota, pēc kuras tie tiek iznīcināti. Spēja sintezēt stingri noteiktas olbaltumvielas ir iedzimta informācija par aminoskābju secību proteīna molekulā tiek kodēta kā nukleotīdu secība DNS.
IN genoms Cilvēkiem ir mazāk nekā 100 000 gēnu, kas atrodas 23 hromosomās. Viena hromosoma satur vairākus tūkstošus gēnu, kas ir sakārtoti lineārā secībā noteiktos hromosomas reģionos - loci.
Gēns ir DNS molekulas sadaļa, kas kodē primāro aminoskābju secību polipeptīdā vai nukleotīdu secību transporta un ribosomu RNS molekulās.
Tātad nukleotīdu secība kaut kādā veidā kodē aminoskābju secību. Visa olbaltumvielu dažādība veidojas no 20 dažādām aminoskābēm, un DNS ir 4 veidu nukleotīdi. Ja pieņemam, ka viens nukleotīds kodē vienu aminoskābi, tad 4 nukleotīdi var kodēt 4 aminoskābes, tad kodēto skābju skaits palielinās līdz 4 2 - 16. Tas nozīmē, ka DNS kodam jābūt tripletam; . Ir pierādīts, ka tieši trīs nukleotīdi kodē vienu aminoskābi, šajā gadījumā būs iespējams kodēt 4 3 - 64 aminoskābes. Un tā kā ir tikai 20 aminoskābes, dažas aminoskābes ir jākodē vairākiem tripletiem.
Pašlaik ir zināmas šādas ģenētiskā koda īpašības:
1. Trīskāršs: katru aminoskābi kodē nukleotīdu triplets.
2. Nepārprotamība: koda triplets, kodons, kas atbilst tikai vienai aminoskābei.
3. Deģenerācija(redundance): vienu aminoskābi var kodēt vairāki (līdz sešiem) kodoniem.
4. Daudzpusība: ģenētiskais kods ir vienāds, tās pašas aminoskābes kodē vieni un tie paši nukleotīdu tripleti visos Zemes organismos.
5. Nepārklājas: nukleotīdu secībai ir 3 nukleotīdu nolasīšanas rāmis, un viens un tas pats nukleotīds nevar būt daļa no diviem tripletiem. (Reiz bija kluss kaķis, tas kaķis man bija mīļš);
6. No 64 koda tripletiem 61 kodons ir kodēšana, kodē aminoskābes, un 3 ir muļķības, nekodē aminoskābes, izbeidzot polipeptīdu sintēze ribosomas (UAA, UGA, UAG) darbības laikā. Turklāt ir kodons - iniciators(metionīns), no kura sākas jebkura polipeptīda sintēze.
7. tabula.
Ģenētiskais kods
Pirmais nukleotīds tripletā ir viena no četrām kreisajām vertikālajām rindām, otrā ir viena no augšējām horizontālajām rindām un trešā ir viena no labajām vertikālajām rindām.
50. gadu sākumā. F. Kriks formulēja molekulārās bioloģijas galveno dogmu:
DNS®RNA® proteīns.
Informācija par proteīnu atrodas uz DNS mRNS, kas tiek sintezēta uz DNS matricas, kas ir proteīna molekulas sintēzes matrica. Veidņu sintēze ļauj ļoti precīzi un ātri sintezēt polimēru makromolekulas, kas sastāv no milzīga skaita monomēru. Mēs saskārāmies ar šablonu sintēzes reakcijām DNS molekulas dubultošanās laikā, mRNS sintēzes laikā ( transkripcija) un proteīna molekulas sintēze, izmantojot mRNS ( pārraide) - arī matricas sintēzes reakcijas.
Transkripcija. Saskaņā ar pieņemtajām konvencijām gēna sākums diagrammās ir attēlots kreisajā pusē (292. att.). DNS molekulas nekodētās virknes kreisais gals ir 5" un labais gals ir 3"; kodēšanai, matricai, ar kuru notiek transkripcija, ir pretējs virziens. Enzīms, kas atbild par mRNS sintēzi RNS polimerāze, pievienojas veicinātājs, kas atrodas DNS šablona virknes 3" galā un vienmēr pārvietojas no 3" uz 5" galu. Promotors ir specifiska nukleotīdu secība, kurai var pievienoties enzīms RNS polimerāze. Tas ir nepieciešams sintēzei mRNS, lai sāktu stingri gēna sākumā ribonukleozīdu trifosfāti(ATP, UTP, GTP, CTP), komplementāri DNS nukleotīdiem, RNS polimerāze veido mRNS.
Rīsi. 292. Transkripcija, shēma mRNS veidošanai uz DNS šablona. |
Enerģija mRNS sintēzei ir ietverta ribonukleozīdu trifosfātu augstas enerģijas saitēs. MRNS pussabrukšanas periods tiek aprēķināts stundās un pat dienās, t.i. tie ir stabili.
Transkripcija un translācija ir atdalītas telpā un laikā, transkripcija notiek kodolā un vienā reizē, translācija notiek citoplazmā un pavisam citā laikā. Transkripcijai nepieciešams: 1 - DNS kodējošā virkne, matrica; 2 - fermenti, viens no tiem ir RNS polimerāze; 3 - ribonukleozīdu trifosfāti.
Raidījums
Raidījums- polipeptīdu ķēdes veidošanās process uz mRNS matricas vai informācijas, kas kodēta kā mRNS nukleotīdu secība, pārvēršana aminoskābju secībā polipeptīdā. Olbaltumvielu molekulu sintēze notiek citoplazmā vai uz rupjā endoplazmatiskā tīkla. Olbaltumvielas pašas šūnas vajadzībām tiek sintezētas citoplazmā ER sintezētās olbaltumvielas pa tās kanāliem tiek transportētas uz Golgi kompleksu un izņemtas no šūnas.
Tos izmanto, lai transportētu aminoskābes uz ribosomām. pārnest RNS, tRNS. Šūnā ir vairāk nekā 30 to veidu, tRNS garums ir no 76 līdz 85 nukleotīdu atlikumiem, tiem ir terciārais struktūra, pateicoties komplementāru nukleotīdu savienojumam, un ir veidota kā āboliņa lapa. tRNS ir antikodona cilpa Un akceptora vietne. Antikodona cilpas augšpusē katrai tRNS ir antikodons, kas papildina noteiktas aminoskābes koda tripletu, un akceptora vieta 3 collu galā spēj aminoacil-tRNS sintetāzes pievienojiet tieši šo aminoskābi (ar ATP patēriņu). Tādējādi katrai aminoskābei ir viņu tRNS Un jūsu fermenti, pievienojot aminoskābi tRNS.
Divdesmit aminoskābju veidus kodē 61 koda triplets, teorētiski var būt 61 tRNS tips ar atbilstošiem antikodoniem, tas ir, vienai aminoskābei var būt vairākas tRNS. Ir konstatēts, ka pastāv vairākas tRNS, kas spēj saistīties ar vienu un to pašu kodonu (pēdējais nukleotīds antikodonā ne vienmēr ir svarīgs). Kopumā tika atklātas vairāk nekā 30 dažādas tRNS (293. att.).
Organelli, kas atbild par olbaltumvielu sintēzi šūnā - ribosomas. Eikariotos ribosomas ir atrodamas dažos organellos - mitohondrijos un plastidos (70-S ribosomas) un citoplazmā: brīvā formā un uz endoplazmatiskā tīkla membrānām (80-S ribosomas). Mazā ribosomu apakšvienība ir atbildīga par ģenētiskais, dekodēšanas funkcijas; liels - par bioķīmiski, fermentatīvs.
Mazajā ribosomas apakšvienībā atrodas funkcionālais centrs (FC) ar divām sekcijām - peptidils(P-gabals) un aminoacils(A-sadaļa). FCR var saturēt sešus mRNS nukleotīdus, trīs peptidil un trīs aminoacil reģionos.
Olbaltumvielu sintēze sākas no brīža, kad mRNS 5" galam tiek pievienota neliela ribosomu apakšvienība, kuras P vieta iekļūst metionīns tRNS ar aminoskābi metionīnu (294. att.). Jebkurai polipeptīdu ķēdei N-galā vispirms ir metionīns, kas vēlāk visbiežāk atdalās. Polipeptīdu sintēze notiek no N-gala līdz C-galam, tas ir, starp pirmās aminoskābes karboksilgrupu un otrās aminoskābes aminogrupu veidojas peptīdu saite.Tad pievienojas lielā ribosomu apakšvienība, un otrā tRNS nonāk A vietā, kuras antikodons komplementāri savienojas ar mRNS kodonu, kas atrodas A vietā.
Peptidiltransferāzes centrs lielā apakšvienība katalizē peptīdu saites veidošanos starp metionīnu un otro aminoskābi. Nav atsevišķa enzīma, kas katalizē peptīdu saišu veidošanos. Enerģiju peptīdu saites veidošanai piegādā GTP hidrolīze (295. att.).
Tiklīdz veidojas peptīdu saite, metionīna tRNS tiek atdalīta no metionīna, un ribosoma pāriet uz nākamo mRNS koda tripletu, kas nonāk ribosomas A vietā, un metionīna tRNS tiek iespiesta citoplazmā. Ciklā tiek patērētas 2 GTP molekulas. Tad viss atkārtojas, starp otro un trešo aminoskābi veidojas peptīdu saite.
Raidījums turpinās, līdz sasniedz A sadaļu stopkodons(UAA, UAG vai UGA), kam saistās īpašs proteīna atbrīvošanās faktors, proteīna ķēde tiek atdalīta no tRNS un atstāj ribosomu. Notiek disociācija, ribosomu subdaļiņu atdalīšanās.
Daudzas olbaltumvielas tiek sintezētas kā prekursori, kas satur LP - līderu secība(15 - 25 aminoskābju atlikumi N-galā, “olbaltumvielu pase”). LP nosaka proteīnu galamērķi, proteīna “virzienu” (uz kodolu, uz mitohondrijiem, uz plastidiem, uz Golgi kompleksu). Pēc tam proteolītiskie enzīmi atdala zāles.
Ribosomu kustības ātrums pa mRNS ir 5–6 tripleti sekundē, lai sintezētu proteīna molekulu, kas sastāv no simtiem aminoskābju atlikumu. Pirmais mākslīgi sintezētais proteīns bija insulīns, kas sastāvēja no 51 aminoskābes atlikuma. Tas prasīja 5000 operāciju, iesaistot 10 cilvēkus trīs gadu laikā.
Tādējādi tulkošanai nepieciešams: 1 - mRNS, kas kodē polipeptīda aminoskābju secību; 2 - ribosomas, kas dekodē mRNS un veido polipeptīdu; 3 - tRNS, kas transportē aminoskābes uz ribosomām; 4 - enerģija ATP un GTP formā aminoskābju piesaistīšanai ribosomai un ribosomas darbībai; 5 - aminoskābes, celtniecības materiāls; 6 - fermenti (aminoacil-tRNS sintetāzes utt.).
- Sievietes vārds Marina - nozīme: vārda apraksts
- Meitenes vārds Marina: noslēpums, vārda nozīme pareizticībā, dekodēšana, īpašības, liktenis, izcelsme, saderība ar vīriešu vārdiem, tautība
- Sapņu interpretācija: kāpēc jūs sapņojat par skūšanos sapnī?
- “Sapņu grāmata Vīra radinieki sapņoja, kāpēc vīra radinieki sapņo sapnī