Wat is de genetische code. Start- en stopcodons. Formuleer de basiseigenschappen van de genetische code-synthesereacties.
Erfelijke informatie is informatie over de structuur van een eiwit (informatie over welke aminozuren in welke volgorde combineren tijdens de synthese van de primaire eiwitstructuur).
Informatie over de structuur van eiwitten is gecodeerd in DNA, dat bij eukaryoten deel uitmaakt van de chromosomen en zich in de kern bevindt. Het gedeelte van het DNA (chromosoom) waarin informatie over één eiwit is gecodeerd, wordt genoemd gen.
Transcriptie- Dit is het herschrijven van informatie van DNA naar mRNA (informatie-RNA). mRNA draagt informatie over van de kern naar het cytoplasma, naar de plaats van eiwitsynthese (naar het ribosoom).
Uitzending is het proces van eiwitbiosynthese. Binnen het ribosoom worden tRNA-anticodons aan de mRNA-codons gehecht volgens het principe van complementariteit. Het ribosoom verbindt de aminozuren die door tRNA worden aangevoerd met een peptidebinding om een eiwit te vormen.
De reacties van transcriptie, translatie en replicatie (verdubbeling van DNA) zijn reacties matrixsynthese. DNA dient als sjabloon voor de synthese van mRNA, en mRNA dient als sjabloon voor eiwitsynthese.
Genetische code is de manier waarop informatie over de structuur van een eiwit in het DNA wordt geschreven.
Genecode-eigenschappen
1) Drievoudig: Eén aminozuur wordt gecodeerd door drie nucleotiden. Deze 3 nucleotiden in DNA worden een triplet genoemd, in mRNA - een codon, in tRNA - een anticodon (maar in het Unified State Exam kan er ook een "codetriplet" zijn, enz.)
2) Ontslag(degeneratie): er zijn slechts 20 aminozuren en er zijn 61 tripletten die voor aminozuren coderen, dus elk aminozuur wordt gecodeerd door verschillende tripletten.
3) Ondubbelzinnigheid: Elk triplet (codon) codeert voor slechts één aminozuur.
4) Veelzijdigheid: De genetische code is hetzelfde voor alle levende organismen op aarde.
Taken
Problemen met het aantal nucleotiden/aminozuren
3 nucleotiden = 1 triplet = 1 aminozuur = 1 tRNA
Taken bij ATGC
DNA-mRNA-tRNA
A U A
T EEN U
G C G
Ts G Ts
Kies er één, de meest correcte optie. mRNA is een kopie
1) één gen of groep genen
2) eiwitmolecuulketens
3) één eiwitmolecuul
4) delen van het plasmamembraan
Antwoord
Kies er één, de meest correcte optie. Daarbij wordt de primaire structuur van een eiwitmolecuul gevormd, gespecificeerd door de nucleotidesequentie van mRNA
1) uitzendingen
2) transcripties
3) reduplicatie
4) denaturatie
Antwoord
Kies er één, de meest correcte optie. Welke sequentie weerspiegelt correct het pad van implementatie van genetische informatie
1) gen -> mRNA -> eiwit -> eigenschap
2) eigenschap --> eiwit --> mRNA --> gen --> DNA
3) mRNA --> gen --> eiwit --> eigenschap
4) gen --> DNA --> eigenschap --> eiwit
Antwoord
Kies er één, de meest correcte optie. Selecteer de juiste volgorde van informatieoverdracht tijdens het proces van eiwitsynthese in de cel
1) DNA -> boodschapper-RNA -> eiwit
2) DNA -> transfer-RNA -> eiwit
3) ribosomaal RNA -> transfer-RNA -> eiwit
4) ribosomaal RNA -> DNA -> transfer-RNA -> eiwit
Antwoord
Kies er één, de meest correcte optie. Hetzelfde aminozuur komt overeen met het anticodon CAA op transfer-RNA en het triplet op DNA
1) CAA
2) TsUU
3) GT
4) GAA
Antwoord
Kies er één, de meest correcte optie. Het anticodon AAU op transfer-RNA komt overeen met een triplet op DNA
1) TTA
2) AAT
3) AAA
4) TTT
Antwoord
Kies er één, de meest correcte optie. Elk aminozuur in een cel is gecodeerd
1) één DNA-molecuul
2) meerdere drielingen
3) meerdere genen
4) één nucleotide
Antwoord
Kies er één, de meest correcte optie. Functionele eenheid van genetische code
1) nucleotide
2) drietal
3) aminozuur
4) tRNA
Antwoord
Kies drie opties. Als resultaat van matrixachtige reacties worden moleculen gesynthetiseerd
1) polysachariden
2) DNA
3) monosachariden
4) mRNA
5) lipiden
6) eekhoorn
Antwoord
1. Bepaal de volgorde van processen die de biosynthese van eiwitten garanderen. Schrijf de bijbehorende reeks getallen op.
1) vorming van peptidebindingen tussen aminozuren
2) hechting van het tRNA-anticodon aan het complementaire codon van het mRNA
3) synthese van mRNA-moleculen op DNA
4) beweging van mRNA in het cytoplasma en de locatie ervan op het ribosoom
5) levering van aminozuren aan het ribosoom met behulp van tRNA
Antwoord
2. Bepaal de volgorde van eiwitbiosyntheseprocessen in de cel. Schrijf de bijbehorende reeks getallen op.
1) vorming van een peptidebinding tussen aminozuren
2) interactie tussen het mRNA-codon en het tRNA-anticodon
3) afgifte van tRNA uit het ribosoom
4) verbinding van mRNA met ribosoom
5) afgifte van mRNA uit de kern in het cytoplasma
6) mRNA-synthese
Antwoord
3. Bepaal de volgorde van processen in de eiwitbiosynthese. Schrijf de bijbehorende reeks getallen op.
1) synthese van mRNA op DNA
2) levering van aminozuren aan het ribosoom
3) vorming van een peptidebinding tussen aminozuren
4) toevoeging van een aminozuur aan tRNA
5) verbinding van mRNA met twee ribosomale subeenheden
Antwoord
4. Bepaal de volgorde van de stadia van de eiwitbiosynthese. Schrijf de bijbehorende reeks getallen op.
1) scheiding van een eiwitmolecuul van een ribosoom
2) hechting van tRNA aan het startcodon
3) transcriptie
4) verlenging van de polypeptideketen
5) afgifte van mRNA uit de kern in het cytoplasma
Antwoord
5. Bepaal de juiste volgorde van eiwitbiosyntheseprocessen. Schrijf de bijbehorende reeks getallen op.
1) toevoeging van een aminozuur aan een peptide
2) synthese van mRNA op DNA
3) codonherkenning van anticodon
4) het combineren van mRNA met een ribosoom
5) afgifte van mRNA in het cytoplasma
Antwoord
Kies er één, de meest correcte optie. Welk transfer-RNA-anticodon komt overeen met het TGA-triplet in het DNA-molecuul
1) ACU
2) TSUG
3) UGA
4) AHA
Antwoord
Kies er één, de meest correcte optie. De genetische code is universeel omdat
1) elk aminozuur wordt gecodeerd door een drietal nucleotiden
2) de plaats van een aminozuur in een eiwitmolecuul wordt bepaald door verschillende tripletten
3) het is hetzelfde voor alle wezens die op aarde leven
4) meerdere tripletten coderen voor één aminozuur
Antwoord
Kies er één, de meest correcte optie. Een stukje DNA dat informatie over één polypeptideketen bevat, wordt genoemd
1) chromosoom
2) drieling
3) genoom
4) code
Antwoord
Kies er één, de meest correcte optie. Vertalen is het proces waarbij
1) het aantal DNA-strengen verdubbelt
2) mRNA wordt gesynthetiseerd op de DNA-matrix
3) eiwitten worden gesynthetiseerd op de mRNA-matrix in het ribosoom
4) waterstofbruggen tussen DNA-moleculen worden verbroken
Antwoord
Kies drie opties. Eiwitbiosynthese vindt, in tegenstelling tot fotosynthese, plaats
1) in chloroplasten
2) in mitochondriën
3) bij plastische uitwisselingsreacties
4) in matrixachtige reacties
5) in lysosomen
6) in leukoplasten
Antwoord
Kies er één, de meest correcte optie. De matrix voor vertaling is een molecuul
1) tRNA
2) DNA
3) rRNA
4) mRNA
Antwoord
Op twee na kunnen alle volgende kenmerken worden gebruikt om de functies van nucleïnezuren in een cel te beschrijven. Identificeer twee kenmerken die “wegvallen” uit de algemene lijst en noteer de nummers waaronder ze in de tabel worden aangegeven.
1) homeostase uitvoeren
2) overdracht van erfelijke informatie van de kern naar het ribosoom
3) deelnemen aan de biosynthese van eiwitten
4) maken deel uit van het celmembraan
5) transporteren aminozuren
Antwoord
AMINOZUREN - mRNA-CODONS
Hoeveel mRNA-codons coderen voor informatie over 20 aminozuren? Noteer in uw antwoord alleen het overeenkomstige getal.
Antwoord
AMINOZUREN - NUCLEOTIDEN mRNA
1. Een deel van een polypeptide bestaat uit 28 aminozuurresiduen. Bepaal het aantal nucleotiden in de mRNA-sectie die informatie bevat over de primaire structuur van het eiwit.
Antwoord
2. Hoeveel nucleotiden bevat m-RNA als het daaruit gesynthetiseerde eiwit uit 180 aminozuurresiduen bestaat? Noteer in uw antwoord alleen het overeenkomstige getal.
Antwoord
3. Hoeveel nucleotiden bevat m-RNA als het daaruit gesynthetiseerde eiwit uit 250 aminozuurresiduen bestaat? Noteer in uw antwoord alleen het overeenkomstige getal.
Antwoord
4. Eiwit bestaat uit 220 aminozuureenheden (residuen). Bepaal het aantal nucleotiden in de regio van het mRNA-molecuul dat voor dit eiwit codeert. Noteer in uw antwoord alleen het overeenkomstige getal.
Antwoord
AMINOZUREN - DNA-NUCLEOTIDEN
1. Eiwit bestaat uit 140 aminozuurresiduen. Hoeveel nucleotiden zijn er in het gengebied dat codeert voor de primaire structuur van dit eiwit?
Antwoord
2. Eiwit bestaat uit 180 aminozuurresiduen. Hoeveel nucleotiden zitten er in het gen dat codeert voor de sequentie van aminozuren in dit eiwit. Noteer in uw antwoord alleen het overeenkomstige getal.
Antwoord
3. Een fragment van een DNA-molecuul codeert voor 36 aminozuren. Hoeveel nucleotiden bevat dit fragment van een DNA-molecuul? Noteer het overeenkomstige getal in uw antwoord.
Antwoord
4. Het polypeptide bestaat uit 20 aminozuureenheden. Bepaal het aantal nucleotiden in het gengebied dat voor deze aminozuren in het polypeptide codeert. Schrijf je antwoord als een getal.
Antwoord
5. Hoeveel nucleotiden in een gensectie coderen voor een eiwitfragment van 25 aminozuurresiduen? Noteer in je antwoord alleen het overeenkomstige getal.
Antwoord
6. Hoeveel nucleotiden in een fragment van de DNA-matrijsketen coderen voor 55 aminozuren in een polypeptidefragment? Noteer in uw antwoord alleen het overeenkomstige getal.
Antwoord
AMINOZUREN - tRNA
1. Hoeveel tRNA's namen deel aan de synthese van een eiwit dat 130 aminozuren omvat? Schrijf het bijbehorende getal in je antwoord.
Antwoord
2. Een fragment van een eiwitmolecuul bestaat uit 25 aminozuren. Hoeveel tRNA-moleculen waren betrokken bij de creatie ervan? Noteer in uw antwoord alleen het overeenkomstige getal.
Antwoord
3. Hoeveel transfer-RNA-moleculen waren betrokken bij de vertaling als het gengebied 300 nucleotideresiduen bevat? Noteer in uw antwoord alleen het overeenkomstige getal.
Antwoord
4. Eiwit bestaat uit 220 aminozuureenheden (residuen). Bepaal het aantal tRNA-moleculen dat nodig is om aminozuren naar de plaats van eiwitsynthese te transporteren. Noteer in uw antwoord alleen het overeenkomstige getal.
Antwoord
AMINOZUREN - TRIPLETEN
1. Hoeveel tripletten bevat een DNA-fragment dat codeert voor 36 aminozuren? Noteer het overeenkomstige getal in uw antwoord.
Antwoord
2. Hoeveel tripletten coderen voor 32 aminozuren? Noteer in je antwoord alleen het overeenkomstige getal.
Antwoord
NUCLEOTIDEN - AMINOZUREN
1. Welk aantal aminozuren is gecodeerd in een gensectie die 129 nucleotideresiduen bevat?
Antwoord
2. Voor hoeveel aminozuren coderen 900 nucleotiden? Noteer in je antwoord alleen het overeenkomstige getal.
Antwoord
3. Wat is het aantal aminozuren in een eiwit als het coderende gen uit 600 nucleotiden bestaat? Noteer in je antwoord alleen het overeenkomstige getal.
Antwoord
4. Voor hoeveel aminozuren coderen 1203 nucleotiden? Noteer in je antwoord alleen het aantal aminozuren.
Antwoord
5. Hoeveel aminozuren zijn er nodig voor de synthese van een polypeptide als het coderende deel van het mRNA 108 nucleotiden bevat? Noteer in uw antwoord alleen het overeenkomstige getal.
Antwoord
mRNA-NUCLEOTIDEN - DNA-NUCLEOTIDEN
Een mRNA-molecuul, waarvan een fragment 33 nucleotideresten bevat, neemt deel aan de eiwitsynthese. Bepaal het aantal nucleotideresiduen in een deel van de DNA-matrijsstreng.
Antwoord
NUCLEOTIDEN - tRNA
Hoeveel transport-RNA-moleculen waren betrokken bij de vertaling als het gengebied 930 nucleotideresiduen bevat?
Antwoord
TRIPLETS - mRNA-NUCLEOTIDEN
Hoeveel nucleotiden zitten er in een fragment van een mRNA-molecuul als een fragment van de DNA-coderende streng 130 tripletten bevat? Noteer in uw antwoord alleen het overeenkomstige getal.
Antwoord
tRNA - AMINOZUREN
Bepaal het aantal aminozuren in het eiwit als er 150 tRNA-moleculen bij het translatieproces betrokken waren. Noteer in uw antwoord alleen het overeenkomstige getal.
Antwoord
ZOJUIST
Uit hoeveel nucleotiden bestaat één mRNA-codon?
Antwoord
Uit hoeveel nucleotiden bestaat één stopcodon van mRNA?
Antwoord
Uit hoeveel nucleotiden bestaat het tRNA-anticodon?
Antwoord
MOEILIJK
Het eiwit heeft een relatief molecuulgewicht van 6000. Bepaal het aantal aminozuren in een eiwitmolecuul als het relatieve molecuulgewicht van één aminozuurresidu 120 is. Noteer in je antwoord alleen het overeenkomstige getal.
Antwoord
Er zijn 3000 nucleotiden in twee strengen van een DNA-molecuul. Informatie over de eiwitstructuur is gecodeerd op een van de ketens. Tel hoeveel aminozuren er gecodeerd zijn op één DNA-streng. Noteer in je antwoord alleen het getal dat overeenkomt met het aantal aminozuren.
Antwoord
Kies er één, de meest correcte optie. Hetzelfde aminozuur komt overeen met het anticodon UCA op transfer-RNA en een triplet in het gen op DNA
1) GTA
2) ACA
3) TGT
4) TCA
Antwoord
Kies er één, de meest correcte optie. De synthese van hemoglobine in een cel wordt gecontroleerd door een bepaald segment van het DNA-molecuul, dat wordt genoemd
1) codon
2) drieling
3) genetische code
4) genoom
Antwoord
In welke van de genoemde celorganellen vinden matrixsynthesereacties plaats? Identificeer drie ware uitspraken uit de algemene lijst en noteer de nummers waaronder ze worden aangegeven.
1) centriolen
2) lysosomen
3) Golgi-apparaat
4) ribosomen
5) mitochondriën
6) chloroplasten
Antwoord
Kijk naar de afbeelding die de processen weergeeft die in een cel plaatsvinden en geef A) de naam van het proces aan, aangegeven door de letter A, B) de naam van het proces aangegeven door de letter B, C) de naam van het type chemische reacties. Selecteer voor elke letter de overeenkomstige term uit de weergegeven lijst.
1) replicatie
2) transcriptie
3) uitzending
4) denaturatie
5) exotherme reacties
6) substitutiereacties
7) matrixsynthesereacties
8) splitsingsreacties
Antwoord
Kijk naar de afbeelding en vermeld (A) de naam van proces 1, (B) de naam van proces 2, (c) het eindproduct van proces 2. Selecteer voor elke letter de bijbehorende term of concept uit de weergegeven lijst.
1) tRNA
2) polypeptide
3) ribosoom
4) replicatie
5) uitzending
6) vervoeging
7) ATP
8) transcriptie
Antwoord
1. Breng een overeenkomst tot stand tussen de processen en stadia van de eiwitsynthese: 1) transcriptie, 2) vertaling. Schrijf de nummers 1 en 2 in de juiste volgorde.
A) overdracht van aminozuren door tRNA
B) Er is DNA bij betrokken
B) synthese van mRNA
D) vorming van een polypeptideketen
D) komt voor op het ribosoom
Antwoord
2. Breng een overeenkomst tot stand tussen de kenmerken en processen: 1) transcriptie, 2) vertaling. Schrijf de nummers 1 en 2 in de volgorde die overeenkomt met de letters.
A) Er worden drie soorten RNA gesynthetiseerd
B) gebeurt met behulp van ribosomen
C) er wordt een peptidebinding gevormd tussen monomeren
D) komt bij eukaryoten voor in de kern
D) DNA wordt gebruikt als matrix
E) uitgevoerd door het enzym RNA-polymerase
Antwoord
Breng een overeenkomst tot stand tussen de kenmerken en typen matrixreacties: 1) replicatie, 2) transcriptie, 3) vertaling. Schrijf de cijfers 1-3 in de volgorde die overeenkomt met de letters.
A) Reacties vinden plaats op ribosomen.
B) RNA dient als sjabloon.
C) Er wordt een biopolymeer gevormd dat nucleotiden met thymine bevat.
D) Het gesynthetiseerde polymeer bevat deoxyribose.
D) Er wordt een polypeptide gesynthetiseerd.
E) RNA-moleculen worden gesynthetiseerd.
Antwoord
Alle onderstaande tekens, op twee na, worden gebruikt om het proces in de afbeelding te beschrijven. Identificeer twee kenmerken die “wegvallen” uit de algemene lijst en noteer de cijfers waaronder ze worden aangegeven.
1) volgens het complementariteitsprincipe wordt de nucleotidesequentie van een DNA-molecuul vertaald in de nucleotidesequentie van moleculen van verschillende soorten RNA
2) het proces waarbij een nucleotidesequentie wordt omgezet in een aminozuursequentie
3) het proces van het overbrengen van genetische informatie van de kern naar de plaats van eiwitsynthese
4) het proces vindt plaats in ribosomen
5) het resultaat van het proces is RNA-synthese
Antwoord
Het molecuulgewicht van het polypeptide is 30.000 c.u. Bepaal de lengte van het gen dat ervoor codeert als het molecuulgewicht van één aminozuur gemiddeld 100 is en de afstand tussen nucleotiden in DNA 0,34 nm is. Noteer in uw antwoord alleen het overeenkomstige getal.
Antwoord
Selecteer twee van de onderstaande reacties die verband houden met matrixsynthesereacties. Noteer de nummers waaronder ze worden aangegeven.
1) cellulosesynthese
2) ATP-synthese
3) eiwitbiosynthese
4) glucose-oxidatie
5) DNA-replicatie
Antwoord
Kies drie van de zes juiste antwoorden en noteer de cijfers waaronder ze in de tabel staan aangegeven. Matrixreacties in cellen omvatten
1) DNA-replicatie
2) fotolyse van water
3) RNA-synthese
4) chemosynthese
5) eiwitbiosynthese
6) ATP-synthese
Antwoord
Alle volgende kenmerken, op twee na, kunnen worden gebruikt om het proces van eiwitbiosynthese in een cel te beschrijven. Identificeer twee kenmerken die “wegvallen” uit de algemene lijst en noteer de cijfers waaronder ze in uw antwoord worden aangegeven.
1) Het proces vindt plaats in de aanwezigheid van enzymen.
2) De centrale rol in het proces is weggelegd voor RNA-moleculen.
3) Het proces gaat gepaard met de synthese van ATP.
4) Aminozuren dienen als monomeren om moleculen te vormen.
5) De assemblage van eiwitmoleculen wordt uitgevoerd in lysosomen.
Antwoord
Zoek drie fouten in de gegeven tekst. Vermeld de nummers van de voorstellen waarin ze zijn gedaan.(1) Tijdens de eiwitbiosynthese vinden matrixsynthesereacties plaats. (2) Sjabloonsynthesereacties omvatten alleen replicatie- en transcriptiereacties. (3) Als resultaat van transcriptie wordt mRNA gesynthetiseerd, waarvan de template het gehele DNA-molecuul is. (4) Nadat het door de poriën van de kern is gegaan, komt het mRNA het cytoplasma binnen. (5) Messenger-RNA is betrokken bij de tRNA-synthese. (6) Transfer-RNA levert aminozuren voor de eiwitassemblage. (7) De energie van ATP-moleculen wordt besteed aan de verbinding van elk aminozuur met tRNA.
Antwoord
Op twee na worden alle volgende concepten gebruikt om vertaling te beschrijven. Identificeer twee kenmerken die “wegvallen” uit de algemene lijst en noteer de cijfers waaronder ze worden aangegeven.
1) matrixsynthese
2) mitotische spil
3) polysoom
4) peptidebinding
5) hogere vetzuren
Antwoord
Alle onderstaande kenmerken, op twee na, worden gebruikt om de processen te beschrijven die nodig zijn voor de synthese van een polypeptideketen. Identificeer twee kenmerken die “wegvallen” uit de algemene lijst en noteer de cijfers waaronder ze worden aangegeven.
1) transcriptie van boodschapper-RNA in de kern
2) transport van aminozuren van het cytoplasma naar het ribosoom
3) DNA-replicatie
4) vorming van pyrodruivenzuur
5) verbinding van aminozuren
Antwoord
© D.V
Onafhankelijk werk over het onderwerp: “Eiwitbiosynthese.”
Kies één van de antwoordmogelijkheden. Voor elk juist antwoord 1 punt:
A1. De materiële drager van erfelijke informatie in een eukaryotische cel is:
1) mRNA 2) tRNA 3) DNA 4) chromosoom
A2. De soortverwantschap van een organisme kan worden bepaald door analyse:
1) aminozuren 2) nucleotiden 3) DNA-fragment 4) koolhydraten
A3. Het gen codeert informatie over:
1) de structuur van eiwitten, vetten en koolhydraten
2) nucleotidesequenties in DNA
3) primaire eiwitstructuur
4) aminozuursequenties in twee of meer eiwitmoleculen
3) één triplet codeert voor de sequentie van aminozuren in een eiwitmolecuul
4) de code is gedegenereerd, aangezien aminozuren door verschillende codons kunnen worden gecodeerd
5) de code is overbodig en kan voor meer dan 20 aminozuren coderen
6) de code is alleen kenmerkend voor eukaryote cellen
B2. Zorg ervoor dat de stoffen en structuren die betrokken zijn bij de eiwitsynthese overeenkomen met hun functies door de benodigde letters naast de cijfers te plaatsen.
VZ. Construeer een reeks eiwitbiosynthesereacties door de getallen in de vereiste volgorde op te schrijven.
1) het verwijderen van informatie uit DNA
2) herkenning door het t-RNA-anticodon van zijn codon op i-RNA
3) splitsing van aminozuren van tRNA
4) toegang van mRNA tot ribosomen
5) het verbinden van een aminozuur aan een eiwitketen met behulp van een enzym
Q4. Construeer een reeks vertaalreacties door de getallen in de gewenste volgorde op te schrijven.
1) verbinding van een aminozuur met tRNA
2) het begin van de synthese van de polypeptideketen op het ribosoom
3) hechting van mRNA aan het ribosoom
4) einde van de eiwitsynthese
5) verlenging van de polypeptideketen
C1. Een deel van een van de twee ketens van nucleotidemoleculen met thymine (T), 150 nucleotiden met guanine (G) en 200 nucleotiden met cytosine (C). Hoeveel nucleotiden met A, T, G en C zitten er in een dubbelstrengs DNA-molecuul? Hoeveel aminozuren
C2. Het is bekend dat alle soorten RNA op een DNA-sjabloon worden gesynthetiseerd. Het fragment van het DNA-molecuul waarop het gebied van de centrale lus van tRNA wordt gesynthetiseerd heeft de volgende nucleotidesequentie: ATAGCTGAACGGATCT. Bepaal de nucleotidesequentie van het tRNA-gebied dat op dit fragment wordt gesynthetiseerd en het aminozuur dat dit tRNA zal dragen tijdens de eiwitbiosynthese als het derde triplet overeenkomt met het tRNA-anticodon. Leg je antwoord uit. Gebruik de genetische codetabel om de taak op te lossen.
Genetische code (mRNA)
Regels voor het gebruik van de tabel
Het eerste nucleotide in een triplet wordt uit de linker verticale rij gehaald, de tweede uit de bovenste horizontale rij en de derde uit de rechter verticale rij. Waar de lijnen afkomstig van alle drie de nucleotiden elkaar kruisen, bevindt zich het gewenste aminozuur.
13. Semi-conservatief
De synthese van een nieuwe keten vindt met tussenpozen plaats met de vorming van fragmenten met een lengte van 700-800-2000 nucleotiden. Er is een begin- en eindpunt voor replicatie. Het replicon beweegt langs het DNA-molecuul en de nieuwe secties ontspannen zich. Elk van de moederketens is een sjabloon voor de dochterketen, die wordt gesynthetiseerd volgens het principe van complementariteit. Als gevolg van opeenvolgende verbindingen van nucleotiden wordt de DNA-keten verlengd (verlengingsfase) met behulp van het enzym DNA-ligase. Wanneer de vereiste lengte van het molecuul is bereikt, stopt de synthese - beëindiging. In eukaryoten zijn duizenden replicatievorken tegelijk actief. Bij prokaryoten vindt initiatie plaats op één punt in de DNA-ring, waarbij twee replicatievorken in twee richtingen bewegen. Op het punt waar ze elkaar ontmoeten, worden de tweestrengige DNA-moleculen gescheiden.
14. Genetische code -
DNA gebruikt vier nucleotiden: adenine (A), guanine (G), cytosine (C), thymine (T), die in de Russische literatuur worden aangeduid met de letters A, G, C en T. Deze letters vormen het alfabet van de genetische code. RNA gebruikt dezelfde nucleotiden, met uitzondering van thymine, dat wordt vervangen door een soortgelijk nucleotide: uracil, dat wordt aangeduid met de letter U (U in de Russischtalige literatuur). In DNA- en RNA-moleculen zijn nucleotiden in ketens gerangschikt en zo worden sequenties van genetische letters verkregen.
Transcriptie
Transcriptiefasen:
3). Beëindiging
Uitzending
Verwerking
15.
13. Semi-conservatief– DNA-synthese begint met de hechting van het helicase-enzym aan de replicatieoorsprong, waardoor delen van het DNA worden afgewikkeld. DNA-bindend eiwit (DBP) is aan elk van de ketens gehecht, waardoor hun verbinding wordt voorkomen. De replicatie-eenheid is het replicon - dit is het gebied tussen twee punten waar de synthese van dochterketens begint. De interactie van enzymen met de oorsprong van replicatie wordt initiatie genoemd. Dit punt beweegt langs de keten (3'OH → 5'P) en er wordt een replicatievork gevormd.
De synthese van een nieuwe keten vindt met tussenpozen plaats met de vorming van fragmenten met een lengte van 700-800-2000 nucleotiden. Er is een begin- en eindpunt voor replicatie. Het replicon beweegt langs het DNA-molecuul en de nieuwe secties ontspannen zich. Elk van de moederketens is een sjabloon voor de dochterketen, die wordt gesynthetiseerd volgens het principe van complementariteit. Als gevolg van opeenvolgende verbindingen van nucleotiden wordt de DNA-keten verlengd (verlengingsfase) met behulp van het enzym DNA-ligase.
Wanneer de vereiste lengte van het molecuul is bereikt, stopt de synthese - beëindiging. In eukaryoten zijn duizenden replicatievorken tegelijk actief. Bij prokaryoten vindt initiatie plaats op één punt in de DNA-ring, waarbij twee replicatievorken in twee richtingen bewegen. Op het punt waar ze elkaar ontmoeten, worden de tweestrengige DNA-moleculen gescheiden.
14. Genetische code - Dit is een methode die kenmerkend is voor alle levende organismen en die codeert voor de aminozuursequentie van eiwitten met behulp van een sequentie van nucleotiden.
DNA gebruikt vier nucleotiden: adenine (A), guanine (G), cytosine (C), thymine (T), die in de Russische literatuur worden aangeduid met de letters A, G, C en T.
Deze letters vormen het alfabet van de genetische code. RNA gebruikt dezelfde nucleotiden, met uitzondering van thymine, dat wordt vervangen door een soortgelijk nucleotide: uracil, dat wordt aangeduid met de letter U (U in de Russischtalige literatuur). In DNA- en RNA-moleculen zijn nucleotiden in ketens gerangschikt en zo worden sequenties van genetische letters verkregen.
Voor de opbouw van eiwitten in de natuur worden twintig verschillende aminozuren gebruikt. Elk eiwit is een keten of meerdere ketens van aminozuren in een strikt gedefinieerde volgorde. Deze sequentie bepaalt de structuur van het eiwit, en dus al zijn biologische eigenschappen. De set aminozuren is ook universeel voor bijna alle levende organismen.
De implementatie van genetische informatie in levende cellen (dat wil zeggen de synthese van een eiwit dat wordt gecodeerd door een gen) wordt uitgevoerd met behulp van twee matrixprocessen: transcriptie (dat wil zeggen de synthese van mRNA op een DNA-matrix) en vertaling van de genetische code. in een aminozuursequentie (synthese van een polypeptideketen op een mRNA-matrix). Drie opeenvolgende nucleotiden zijn voldoende om voor 20 aminozuren te coderen, evenals het stopsignaal dat het einde van de eiwitsequentie aangeeft. Een set van drie nucleotiden wordt een triplet genoemd. Geaccepteerde afkortingen die overeenkomen met aminozuren en codons worden in de figuur getoond.
Triplet - een betekenisvolle code-eenheid is een combinatie van drie nucleotiden (triplet of codon).
Continuïteit - er is geen interpunctie tussen drietallen, dat wil zeggen dat de informatie continu wordt gelezen.
Niet-overlap - hetzelfde nucleotide kan niet tegelijkertijd deel uitmaken van twee of meer tripletten. (Niet waar voor sommige overlappende genen in virussen, mitochondriën en bacteriën die coderen voor meerdere frameshift-eiwitten.)
Uniciteit - een bepaald codon komt overeen met slechts één aminozuur. (De eigenschap is niet universeel. Het UGA-codon in Euplotes crassus codeert voor twee aminozuren: cysteïne en selenocysteïne)
Degeneratie (redundantie) - meerdere codons kunnen overeenkomen met hetzelfde aminozuur.
Universaliteit – de genetische code werkt hetzelfde in organismen met verschillende niveaus van complexiteit – van virussen tot mensen.
Genexpressie is de implementatie van informatie vastgelegd in genen, uitgevoerd in twee fasen: transcriptie en vertaling.
Transcriptie- RNA-synthese met behulp van DNA als sjabloon. Hierdoor ontstaan er 3 soorten RNA: matrix (mRNA), ribosomaal (rRNA), transport (tRNA).
Transcriptiefasen:
1). Initiatie is de vorming van verschillende initiële RNA-eenheden.
2). Verlenging - het verder afwikkelen van DNA en de synthese van RNA langs de coderende keten gaat door.
3). Beëindiging- wanneer het polymerase de terminator (het startpunt van de transcriptie) bereikt, wordt het onmiddellijk van het DNA gesplitst, wordt de lokale DNA-RNA-hybride vernietigd en wordt het nieuw gesynthetiseerde RNA van de kern naar het cytoplasma getransporteerd. De transcriptie eindigt.
Uitzending- synthese van een polypeptideketen met behulp van mRNA als matrijs. Alle drie de hoofdtypen RNA zijn betrokken bij de vertaling: m-, p-, tRNA. mRNA is een informatiematrix; tRNA's 'leveren' aminozuren en herkennen mRNA-codons; rRNA vormt samen met eiwitten ribosomen, die mRNA, tRNA en eiwit bevatten en de synthese van de polypeptideketen uitvoeren.
Verwerking- een reeks biochemische reacties waarbij pre-RNA's worden ingekort en chemische modificaties ondergaan, waardoor volwassen RNA's worden gevormd. Een vierde type RNA, klein nucleair RNA (snRNA), is bij dit proces betrokken.
15. Het genomische organisatieniveau van erfelijk materiaal, dat de gehele reeks chromosomale genen verenigt, is een evolutionair gevestigde structuur, gekenmerkt door een relatief grotere stabiliteit dan de gen- en chromosomale niveaus. Op genomisch niveau is een systeem van genen die qua dosering uitgebalanceerd zijn en verenigd zijn door zeer complexe functionele relaties iets meer dan een simpele verzameling individuele eenheden. Daarom is het resultaat van het functioneren van het genoom de vorming van het fenotype van het hele organisme. In dit opzicht kan het fenotype van een organisme niet worden weergegeven als een eenvoudige reeks kenmerken en eigenschappen; het is een organisme in al zijn verscheidenheid van kenmerken gedurende het gehele verloop van de individuele ontwikkeling. Het handhaven van de constantheid van de organisatie van erfelijk materiaal op genomisch niveau is dus van het grootste belang om de normale ontwikkeling van het organisme en de reproductie van voornamelijk soortkenmerken bij een individu te garanderen.
Tegelijkertijd bepaalt de toelaatbaarheid van recombinatie van erfelijkheidseenheden in de genotypen van individuen hun genetische diversiteit, die een belangrijke evolutionaire betekenis heeft. Mutatieveranderingen die optreden op het genomische niveau van de organisatie van erfelijk materiaal - mutaties van regulerende genen die een breed pleiotroop effect hebben, kwantitatieve veranderingen in gendoses, translocaties en transposities van genetische eenheden die de aard van genexpressie beïnvloeden, en tenslotte de mogelijkheid van het opnemen van vreemde informatie in het genoom tijdens de horizontale overdracht van nucleotidensequenties tussen organismen van verschillende soorten, die soms evolutionair veelbelovend blijken te zijn, zijn waarschijnlijk de belangrijkste reden voor de versnelling van het tempo van het evolutionaire proces in bepaalde stadia van de historische ontwikkeling van levende vormen op aarde.
Eiwitbiosynthese, DNA-code, transcriptie
Elke cel synthetiseert enkele duizenden verschillende eiwitmoleculen. Eiwitten hebben een korte levensduur, hun bestaan is beperkt, waarna ze worden vernietigd. Het vermogen om strikt gedefinieerde eiwitten te synthetiseren is erfelijke informatie over de sequentie van aminozuren in een eiwitmolecuul, gecodeerd als een sequentie van nucleotiden in DNA.
IN genoom Mensen hebben minder dan 100.000 genen, die zich op 23 chromosomen bevinden. Eén chromosoom bevat enkele duizenden genen, die in een lineaire volgorde in bepaalde delen van het chromosoom zijn gerangschikt - plaats.
Een gen is een deel van een DNA-molecuul dat codeert voor de primaire sequentie van aminozuren in een polypeptide of de sequentie van nucleotiden in transport- en ribosomale RNA-moleculen.
Een reeks nucleotiden codeert dus op de een of andere manier voor een reeks aminozuren. De hele verscheidenheid aan eiwitten wordt gevormd uit 20 verschillende aminozuren en er zijn 4 soorten nucleotiden in DNA. Als we aannemen dat één nucleotide voor één aminozuur codeert, kunnen 4 nucleotiden voor 4 aminozuren coderen; als 2 nucleotiden voor één aminozuur coderen, neemt het aantal gecodeerde zuren toe tot 42 - 16. Dit betekent dat de DNA-code triplet moet zijn. Het is bewezen dat precies drie nucleotiden voor één aminozuur coderen; in dit geval kunnen er 43 - 64 aminozuren worden gecodeerd. En aangezien er slechts 20 aminozuren zijn, moeten sommige aminozuren gecodeerd worden door meerdere tripletten.
De volgende eigenschappen van de genetische code zijn momenteel bekend:
1. Drievoudig: Elk aminozuur wordt gecodeerd door een triplet van nucleotiden.
2. Ondubbelzinnigheid: Een codetriplet, een codon, dat overeenkomt met slechts één aminozuur.
3. Degeneratie(redundantie): één aminozuur kan worden gecodeerd door meerdere (tot zes) codons.
4. Veelzijdigheid: de genetische code is hetzelfde, dezelfde aminozuren worden gecodeerd door dezelfde nucleotidetripletten in alle organismen op aarde.
5. Niet-overlappend: een nucleotidesequentie heeft een leesraam van 3 nucleotiden; (Er was eens een rustige kat, die kat was mij dierbaar);
6. Van de 64 codetripletten zijn er 61 codons codering, codeer voor aminozuren, en 3 zijn onzin, codeer niet voor aminozuren, eindigend polypeptidesynthese tijdens het werk van het ribosoom (UAA, UGA, UAG). Bovendien is er een codon - initiatiefnemer(methionine), van waaruit de synthese van elk polypeptide begint.
Tabel 7.
Genetische code
Het eerste nucleotide in het triplet is een van de vier linker verticale rijen, de tweede is een van de bovenste horizontale rijen en de derde is een van de rechter verticale rijen.
Begin jaren vijftig. F. Crick formuleerde het centrale dogma van de moleculaire biologie:
DNA®RNA®-eiwit.
Informatie over het eiwit bevindt zich op DNA; mRNA wordt gesynthetiseerd op de DNA-matrix, de matrix voor de synthese van het eiwitmolecuul. Sjabloonsynthese maakt het mogelijk om zeer nauwkeurig en snel polymeermacromoleculen te synthetiseren die uit een groot aantal monomeren bestaan. We kwamen matrixsynthesereacties tegen tijdens de verdubbeling van een DNA-molecuul, de synthese van mRNA ( transcriptie) en synthese van een eiwitmolecuul met behulp van mRNA ( uitzending) - ook matrixsynthesereacties.
Transcriptie.
Genetische code. Eigenschappen van de genetische code.
In overeenstemming met geaccepteerde conventies wordt het begin van het gen in diagrammen links weergegeven (Fig. 292). De niet-coderende streng van een DNA-molecuul heeft een linkeruiteinde van 5' en een rechteruiteinde van 3'; de codering, matrix, waarmee transcriptie plaatsvindt, heeft de tegenovergestelde richting. Het enzym dat verantwoordelijk is voor de synthese van mRNA RNA-polymerase, sluit zich aan promotor, dat zich aan het 3'-uiteinde van de DNA-matrijsstreng bevindt en altijd van het 3'- naar het 5'-uiteinde beweegt. Een promoter is een specifieke reeks nucleotiden waaraan het enzym RNA-polymerase zich kan hechten. Het is noodzakelijk dat de mRNA-synthese strikt aan het begin van het gen begint. Vanaf gratis ribonucleosidetrifosfaten(ATP, UTP, GTP, CTP), complementair aan DNA-nucleotiden, vormt RNA-polymerase mRNA.
Rijst. 292. Transcriptie, schema voor de vorming van mRNA op een DNA-matrijs. |
De energie voor mRNA-synthese zit vervat in de hoogenergetische bindingen van ribonucleosidetrifosfaten. De halfwaardetijd van mRNA wordt berekend in uren en zelfs dagen, d.w.z. ze zijn stabiel.
Transcriptie en translatie zijn gescheiden in ruimte en tijd, transcriptie vindt plaats in de kern en op een bepaald moment vindt translatie plaats in het cytoplasma en op een heel ander tijdstip. Transcriptie vereist: 1 - DNA-coderende streng, matrix; 2 - enzymen, een daarvan is RNA-polymerase; 3 - ribonucleosidetrifosfaten.
Uitzending
Uitzending- het proces van vorming van een polypeptideketen op een mRNA-matrix, of de omzetting van informatie gecodeerd als een sequentie van mRNA-nucleotiden in een sequentie van aminozuren in een polypeptide. De synthese van eiwitmoleculen vindt plaats in het cytoplasma of op het ruwe endoplasmatisch reticulum. Eiwitten voor de eigen behoeften van de cel worden gesynthetiseerd in het cytoplasma; eiwitten die in het ER worden gesynthetiseerd, worden via de kanalen naar het Golgi-complex getransporteerd en uit de cel verwijderd.
Ze worden gebruikt om aminozuren naar ribosomen te transporteren. RNA’s overbrengen, tRNA. Er zijn meer dan 30 soorten in een cel, de lengte van tRNA is 76 tot 85 nucleotideresiduen, ze hebben tertiair structuur door de paring van complementaire nucleotiden en heeft de vorm van een klaverblad. In tRNA zijn er anticodon lus En acceptor site. Bovenaan de anticodon-lus heeft elk tRNA anticodon, complementair aan het codetriplet van een bepaald aminozuur, en de acceptorplaats aan het 3'-uiteinde is in staat aminoacyl-tRNA-synthetasen hecht precies dit aminozuur (met de consumptie van ATP). Elk aminozuur heeft dus hun tRNA's En jouw enzymen, waarbij een aminozuur aan tRNA wordt gehecht.
Twintig soorten aminozuren worden gecodeerd door 61 codetripletten. Theoretisch kunnen er 61 soorten tRNA zijn met overeenkomstige anticodons, dat wil zeggen dat één aminozuur meerdere tRNA's kan hebben. Het bestaan van verschillende tRNA's die aan hetzelfde codon kunnen binden, is vastgesteld (het laatste nucleotide in het anticodon is niet altijd belangrijk). In totaal werden meer dan 30 verschillende tRNA's ontdekt (Fig. 293).
Organellen die verantwoordelijk zijn voor de synthese van eiwitten in de cel - ribosomen. Bij eukaryoten worden ribosomen aangetroffen in sommige organellen - mitochondria en plastiden (70-S ribosomen) en in het cytoplasma: in vrije vorm en op de membranen van het endoplasmatisch reticulum (80-S ribosomen). De kleine ribosomale subeenheid is hiervoor verantwoordelijk genetisch, decoderingsfuncties; groot - voor biochemisch, enzymatisch.
In de kleine subeenheid van het ribosoom bevindt zich een functioneel centrum (FC) met twee secties - peptidyl(P-plot) en aminoacyl(A-sectie). De FCR kan zes nucleotiden van mRNA bevatten, drie in de peptidyl- en drie in de aminoacylgebieden.
Eiwitsynthese begint vanaf het moment dat een kleine ribosomale subeenheid aan het 5’-uiteinde van het mRNA is bevestigd, waarvan de P-plaats binnenkomt methionine tRNA met het aminozuur methionine (Fig. 294). Elke polypeptideketen aan het N-uiteinde heeft dit eerst methionine, die zich later meestal afsplitst. Polypeptidesynthese vindt plaats van het N-uiteinde naar het C-uiteinde, dat wil zeggen dat er een peptidebinding wordt gevormd tussen de carboxylgroep van het eerste en de aminogroep van het tweede aminozuur.
Vervolgens hecht de grote ribosomale subeenheid zich en komt een tweede tRNA de A-plaats binnen, waarvan het anticodon complementair paart met het mRNA-codon dat zich op de A-plaats bevindt.
Peptidyltransferasecentrum de grote subeenheid katalyseert de vorming van een peptidebinding tussen methionine en een tweede aminozuur. Er is geen afzonderlijk enzym dat de vorming van peptidebindingen katalyseert. De energie voor de vorming van een peptidebinding wordt geleverd door de hydrolyse van GTP (Fig. 295).
Zodra er een peptidebinding is gevormd, wordt het methionine-tRNA losgemaakt van het methionine en beweegt het ribosoom naar het volgende mRNA-codetriplet, dat op de A-plaats van het ribosoom terechtkomt, en wordt het methionine-tRNA in het cytoplasma geduwd. Per cyclus worden 2 GTP-moleculen verbruikt. Vervolgens wordt alles herhaald, er wordt een peptidebinding gevormd tussen het tweede en derde aminozuur.
De uitzending gaat door totdat het A-gedeelte wordt bereikt stopcodon(UAA, UAG of UGA), waaraan een speciale eiwitafgiftefactor bindt, wordt de eiwitketen gescheiden van het tRNA en verlaat het ribosoom. Er vindt dissociatie plaats, scheiding van ribosomale subdeeltjes.
Veel eiwitten worden gesynthetiseerd als voorlopers die LP bevatten - leider volgorde(15 - 25 aminozuurresiduen aan de N-terminus, “eiwitpaspoort”). LP’s bepalen de bestemming van eiwitten, de “richting” van het eiwit (naar de kern, naar het mitochondrion, naar de plastiden, naar het Golgi-complex). Proteolytische enzymen splitsen vervolgens het medicijn af.
De snelheid van de ribosoombeweging langs mRNA is 5-6 tripletten per seconde; het duurt een cel enkele minuten om een eiwitmolecuul te synthetiseren dat uit honderden aminozuurresiduen bestaat. Het eerste kunstmatig gesynthetiseerde eiwit was insuline, bestaande uit 51 aminozuurresiduen. Er waren in drie jaar tijd 5.000 operaties nodig, waarbij tien mensen betrokken waren.
Translatie vereist dus: 1 - mRNA, dat codeert voor de sequentie van aminozuren in het polypeptide; 2 - ribosomen die mRNA decoderen en een polypeptide vormen; 3 - tRNA's die aminozuren naar ribosomen transporteren; 4 - energie in de vorm van ATP en GTP voor de hechting van aminozuren aan het ribosoom en voor de werking van het ribosoom; 5 - aminozuren, bouwmateriaal; 6 - enzymen (aminoacyl-tRNA-synthetasen, enz.).
De specificiteit van elk eiwit wordt bepaald door zijn primaire structuur. Nucleïnezuren moeten twintig proteïnogene aminozuren bevatten, en informatie daarover kan alleen worden vastgelegd in het variabele deel van nucleïnezuren met behulp van stikstofbasen.
Zowel DNA als RNA bevatten vier fundamentele stikstofbasen. Met één stikstofbase kunnen slechts vier verschillende aminozuren worden gecodeerd. Met twee - 16 (42 = 16). Wanneer vier stikstofbasen drie aan drie worden gecombineerd, kunnen 64 combinaties worden gemaakt (43 = 64). Dit is meer dan genoeg om alle 20 aminozuren te coderen.
Een groep van drie stikstofbasen (of nucleotiden) in een polynucleotideketen, die codeert voor één aminozuur, wordt een triplet genoemd.
Tijdens het ontcijferen van de nucleotide-aminozuurcode werd de semantische betekenis van elk triplet vastgesteld. Van de 64 mogelijke tripletten coderen er 61 voor aminozuren. Deze tripletten worden significant genoemd. De drie overige tripletten coderen niet voor aminozuren. Deze drieling wordt "betekenisloos" genoemd.
De nucleotide-aminozuurcode is gedegenereerd. Dit betekent dat hetzelfde aminozuur meer dan één significant triplet kan hebben. Tegelijkertijd codeert elk triplet voor slechts één aminozuur, wat aangeeft dat de code ondubbelzinnig is.
De nucleotide-aminozuurcode is universeel, omdat de semantische betekenis van tripletten voor alle levende organismen hetzelfde is. De code is geschreven in RNA-taal. Het heeft de volgende structuur: 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; ontmoet - AUG; schacht - GUA, GUG, GUU, GUT's; lei - UUA, UUG, TsUA, TsUG, TsUU, TsUTs; die - AUA, AUU, AUC; feeën - UUU, UUC; schietbaan - UAU, UAC; drie - UGG; over - TsTsA, TsTsG, TsTsU, TsTsTs; gis - TsAU. CAC; lys-AAA, AAG; arg - AGA, AGG, TsGA, TsGG, TsGU, TsGT's; asp - GAU, GAC; glu - GAA, GAG; asn - AAU, AAC; gln - CAA, CAG.
Gedurende het hele leven worden vele duizenden verschillende eiwitten in cellen gesynthetiseerd. De unieke sequentie van aminozuren in de polypeptideketen van elk eiwitmolecuul wordt bepaald door de sequentie van tripletten in de polynucleotideketen.
De opslag van informatie over de primaire structuur van alle celeiwitten wordt uitgevoerd door DNA-moleculen. Het gedeelte van het DNA waarin informatie over de primaire structuur van één eiwit wordt vastgelegd, wordt een gen genoemd (Grieks ‘genos’ – geslacht, oorsprong), de informatie die in het DNA is opgeslagen wordt genetisch genoemd en de nucleotide-aminozuurcode wordt de genetische code.
DNA is de materiële drager van genetische informatie. Een van de kenmerken van genetische informatie is dat deze kan worden geërfd, dat wil zeggen van generatie op generatie kan worden overgedragen.
Als u een fout tegenkomt, markeer dan een stuk tekst en klik Ctrl+Enter.
Elke cel synthetiseert enkele duizenden verschillende eiwitmoleculen. Eiwitten hebben een korte levensduur, hun bestaan is beperkt, waarna ze worden vernietigd. Het vermogen om strikt gedefinieerde eiwitten te synthetiseren is erfelijke informatie over de sequentie van aminozuren in een eiwitmolecuul, gecodeerd als een sequentie van nucleotiden in DNA.
IN genoom Mensen hebben minder dan 100.000 genen, die zich op 23 chromosomen bevinden. Eén chromosoom bevat enkele duizenden genen, die in een lineaire volgorde in bepaalde delen van het chromosoom zijn gerangschikt - plaats.
Een gen is een deel van een DNA-molecuul dat codeert voor de primaire sequentie van aminozuren in een polypeptide of de sequentie van nucleotiden in transport- en ribosomale RNA-moleculen.
Een reeks nucleotiden codeert dus op de een of andere manier voor een reeks aminozuren. De hele verscheidenheid aan eiwitten wordt gevormd uit 20 verschillende aminozuren, en er zijn 4 soorten nucleotiden in DNA. Als we aannemen dat één nucleotide voor één aminozuur codeert, kunnen 4 nucleotiden voor 4 aminozuren coderen; als 2 nucleotiden voor één aminozuur coderen, neemt het aantal gecodeerde zuren toe tot 4 2 - 16. Dit betekent dat de DNA-code triplet moet zijn. . Het is bewezen dat precies drie nucleotiden voor één aminozuur coderen, in dit geval zal het mogelijk zijn om voor 4 3 - 64 aminozuren te coderen. En aangezien er slechts 20 aminozuren zijn, moeten sommige aminozuren gecodeerd worden door meerdere tripletten.
De volgende eigenschappen van de genetische code zijn momenteel bekend:
1. Drievoudig: Elk aminozuur wordt gecodeerd door een triplet van nucleotiden.
2. Ondubbelzinnigheid: Een codetriplet, een codon, dat overeenkomt met slechts één aminozuur.
3. Degeneratie(redundantie): één aminozuur kan worden gecodeerd door meerdere (tot zes) codons.
4. Veelzijdigheid: de genetische code is hetzelfde, dezelfde aminozuren worden gecodeerd door dezelfde nucleotidetripletten in alle organismen op aarde.
5. Niet-overlappend: een nucleotidesequentie heeft een leesraam van 3 nucleotiden; (Er was eens een rustige kat, die kat was mij dierbaar);
6. Van de 64 codetripletten zijn er 61 codons codering, codeer voor aminozuren, en 3 zijn onzin, codeer niet voor aminozuren, eindigend polypeptidesynthese tijdens het werk van het ribosoom (UAA, UGA, UAG). Bovendien is er een codon - initiatiefnemer(methionine), van waaruit de synthese van elk polypeptide begint.
Tabel 7.
Genetische code
Het eerste nucleotide in het triplet is een van de vier linker verticale rijen, de tweede is een van de bovenste horizontale rijen en de derde is een van de rechter verticale rijen.
Begin jaren vijftig. F. Crick formuleerde het centrale dogma van de moleculaire biologie:
DNA®RNA®-eiwit.
Informatie over het eiwit bevindt zich op DNA; mRNA wordt gesynthetiseerd op de DNA-matrix, de matrix voor de synthese van het eiwitmolecuul. Sjabloonsynthese maakt het mogelijk om zeer nauwkeurig en snel polymeermacromoleculen te synthetiseren die uit een groot aantal monomeren bestaan. We kwamen matrixsynthesereacties tegen tijdens de verdubbeling van een DNA-molecuul, de synthese van mRNA ( transcriptie) en synthese van een eiwitmolecuul met behulp van mRNA ( uitzending) - ook matrixsynthesereacties.
Transcriptie. In overeenstemming met geaccepteerde conventies wordt het begin van het gen in diagrammen links weergegeven (Fig. 292). De niet-coderende streng van een DNA-molecuul heeft een linkeruiteinde van 5" en een rechteruiteinde van 3"; de codering, matrix, waarmee transcriptie plaatsvindt, heeft de tegenovergestelde richting. Het enzym dat verantwoordelijk is voor de synthese van mRNA RNA-polymerase, sluit zich aan promotor, die zich aan het 3"-uiteinde van de DNA-matrijsstreng bevindt en altijd van het 3"- naar het 5"-uiteinde beweegt. Een promoter is een specifieke sequentie van nucleotiden waaraan het enzym RNA-polymerase zich kan hechten. Het is noodzakelijk voor de synthese van mRNA om strikt aan het begin van het gen te beginnen ribonucleosidetrifosfaten(ATP, UTP, GTP, CTP), complementair aan DNA-nucleotiden, vormt RNA-polymerase mRNA.
Rijst. 292. Transcriptie, schema voor de vorming van mRNA op een DNA-matrijs. |
De energie voor mRNA-synthese zit vervat in de hoogenergetische bindingen van ribonucleosidetrifosfaten. De halfwaardetijd van mRNA wordt berekend in uren en zelfs dagen, d.w.z. ze zijn stabiel.
Transcriptie en translatie zijn gescheiden in ruimte en tijd, transcriptie vindt plaats in de kern en op een bepaald moment vindt translatie plaats in het cytoplasma en op een heel ander tijdstip. Transcriptie vereist: 1 - DNA-coderende streng, matrix; 2 - enzymen, een daarvan is RNA-polymerase; 3 - ribonucleosidetrifosfaten.
Uitzending
Uitzending- het proces van vorming van een polypeptideketen op een mRNA-matrix, of de omzetting van informatie gecodeerd als een sequentie van mRNA-nucleotiden in een sequentie van aminozuren in een polypeptide. De synthese van eiwitmoleculen vindt plaats in het cytoplasma of op het ruwe endoplasmatisch reticulum. Eiwitten voor de eigen behoeften van de cel worden gesynthetiseerd in het cytoplasma; eiwitten die in het ER worden gesynthetiseerd, worden via de kanalen naar het Golgi-complex getransporteerd en uit de cel verwijderd.
Ze worden gebruikt om aminozuren naar ribosomen te transporteren. RNA’s overbrengen, tRNA. Er zijn meer dan 30 soorten in een cel, de lengte van tRNA is 76 tot 85 nucleotideresiduen, ze hebben tertiair structuur door de paring van complementaire nucleotiden en heeft de vorm van een klaverblad. In tRNA zijn er anticodon lus En acceptor site. Bovenaan de anticodon-lus heeft elk tRNA anticodon, complementair aan het codetriplet van een bepaald aminozuur, en de acceptorplaats aan het 3"-uiteinde is in staat aminoacyl-tRNA-synthetasen hecht precies dit aminozuur (met de consumptie van ATP). Elk aminozuur heeft dus hun tRNA's En jouw enzymen, waarbij een aminozuur aan tRNA wordt gehecht.
Twintig soorten aminozuren worden gecodeerd door 61 codetripletten. Theoretisch kunnen er 61 soorten tRNA zijn met overeenkomstige anticodons, dat wil zeggen dat één aminozuur meerdere tRNA's kan hebben. Het bestaan van verschillende tRNA's die aan hetzelfde codon kunnen binden, is vastgesteld (het laatste nucleotide in het anticodon is niet altijd belangrijk). In totaal werden meer dan 30 verschillende tRNA's ontdekt (Fig. 293).
Organellen die verantwoordelijk zijn voor de synthese van eiwitten in de cel - ribosomen. Bij eukaryoten worden ribosomen aangetroffen in sommige organellen - mitochondria en plastiden (70-S ribosomen) en in het cytoplasma: in vrije vorm en op de membranen van het endoplasmatisch reticulum (80-S ribosomen). De kleine ribosomale subeenheid is hiervoor verantwoordelijk genetisch, decoderingsfuncties; groot - voor biochemisch, enzymatisch.
In de kleine subeenheid van het ribosoom bevindt zich een functioneel centrum (FC) met twee secties - peptidyl(P-plot) en aminoacyl(A-sectie). De FCR kan zes nucleotiden van mRNA bevatten, drie in de peptidyl- en drie in de aminoacylgebieden.
Eiwitsynthese begint vanaf het moment dat een kleine ribosomale subeenheid aan het 5"-uiteinde van het mRNA is bevestigd, waarvan de P-plaats binnenkomt methionine tRNA met het aminozuur methionine (Fig. 294). Elke polypeptideketen aan het N-uiteinde heeft dit eerst methionine, die zich later meestal afsplitst. Polypeptidesynthese vindt plaats van het N-uiteinde naar het C-uiteinde, dat wil zeggen dat er een peptidebinding wordt gevormd tussen de carboxylgroep van het eerste en de aminogroep van het tweede aminozuur.Vervolgens hecht de grote ribosomale subeenheid zich en komt een tweede tRNA de A-plaats binnen, waarvan het anticodon complementair paart met het mRNA-codon dat zich op de A-plaats bevindt.
Peptidyltransferasecentrum de grote subeenheid katalyseert de vorming van een peptidebinding tussen methionine en een tweede aminozuur. Er is geen afzonderlijk enzym dat de vorming van peptidebindingen katalyseert. De energie voor de vorming van een peptidebinding wordt geleverd door de hydrolyse van GTP (Fig. 295).
Zodra er een peptidebinding is gevormd, wordt het methionine-tRNA losgemaakt van het methionine en beweegt het ribosoom naar het volgende mRNA-codetriplet, dat op de A-plaats van het ribosoom terechtkomt, en wordt het methionine-tRNA in het cytoplasma geduwd. Per cyclus worden 2 GTP-moleculen verbruikt. Vervolgens wordt alles herhaald, er wordt een peptidebinding gevormd tussen het tweede en derde aminozuur.
De uitzending gaat door totdat het A-gedeelte wordt bereikt stopcodon(UAA, UAG of UGA), waaraan een speciale eiwitafgiftefactor bindt, wordt de eiwitketen gescheiden van het tRNA en verlaat het ribosoom. Er vindt dissociatie plaats, scheiding van ribosomale subdeeltjes.
Veel eiwitten worden gesynthetiseerd als voorlopers die LP bevatten - leider volgorde(15 - 25 aminozuurresiduen aan de N-terminus, “eiwitpaspoort”). LP’s bepalen de bestemming van eiwitten, de “richting” van het eiwit (naar de kern, naar het mitochondrion, naar de plastiden, naar het Golgi-complex). Proteolytische enzymen splitsen vervolgens het medicijn af.
De snelheid van de ribosoombeweging langs mRNA is 5-6 tripletten per seconde; het duurt een cel enkele minuten om een eiwitmolecuul te synthetiseren dat uit honderden aminozuurresiduen bestaat. Het eerste kunstmatig gesynthetiseerde eiwit was insuline, bestaande uit 51 aminozuurresiduen. Er waren in drie jaar tijd 5.000 operaties nodig, waarbij tien mensen betrokken waren.
Translatie vereist dus: 1 - mRNA, dat codeert voor de sequentie van aminozuren in het polypeptide; 2 - ribosomen die mRNA decoderen en een polypeptide vormen; 3 - tRNA's die aminozuren naar ribosomen transporteren; 4 - energie in de vorm van ATP en GTP voor de hechting van aminozuren aan het ribosoom en voor de werking van het ribosoom; 5 - aminozuren, bouwmateriaal; 6 - enzymen (aminoacyl-tRNA-synthetasen, enz.).
- Wat betekent de naam Daniël en wat is het geheim ervan?
- Waarom droom je over een auto? Ik droomde dat ik een dure auto had.
- Horoscoop voor oktober voor een vrouw met het teken Stier Horoscoop voor de maand oktober Stier
- Horoscoop voor oktober voor een vrouw met het teken Stier Wat staat een Stier-vrouw te wachten in oktober