Генетический код

Генетический код. Транскрипция.

Код ДНК.

В каждой клетке синтезируется несколько тысяч различных белковых молекул.

Белки недолговечны, время их существования ограничено, после чего они разрушаются.

Код ДНК.

Информация о последовательности аминокислот в белковой молекуле закодирована

в виде последовательности нуклеотидов в ДНК.

Кроме белков, н уклеотидная последовательность ДНК кодирует информацию о рибосомальных РНК и транспортных РНК.

Код ДНК.

Итак, последовательность нуклеотидов каким-то образом кодирует последовательность аминокислот. Все многообразие белков образовано из 20 различных аминокислот, а нуклеотидов в составе ДНК - 4 вида.

Код ДНК.

Если предположить, что один нуклеотид кодирует одну аминокислоту, то 4 нуклеотидами можно закодировать….

Если 2 нуклеотида кодируют одну аминокислоту, то количество кодируемых кислот возрастает до ….

Код ДНК.

Значит, код ДНК должен быть триплетным. Было доказано, что именно три нуклеотида кодируют одну аминокислоту, в этом случае можно будет закодировать

4 3 - 64 аминокислоты.

А так как аминокислот всего 20, то некоторые аминокислоты должны кодироваться несколькими триплетами.

Код ДНК. Транскрипция

Код ДНК. Транскрипция

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

• Универсальность . Генетический код одинаков, одинаковые аминокислоты кодируются одними и теми же триплетами нуклеотидов у всех организмов Земли.

Код ДНК. Транскрипция

5. Неперекрываемость . Последовательность нуклеотидов имеет рамку считывания по 3 нуклеотида, один и тот же нуклеотид не может быть в составе двух триплетов.

(Жил был кот тих был сер мил мне тот кот);

• Наличие кодона- инициатора и кодонов-терминаторов .

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

Реакции матричного синтеза

Реакции матричного синтеза – особая категория химических реакций, происходящих в клетках живых организмов.

Во время этих реакций происходит синтез полимерных молекул по плану, заложенному в структуре других полимерных молекул-матриц.

На одной матрице может быть синтезировано неограниченное количество молекул-копий.

Реакции матричного синтеза

К этой категории реакций относятся:

• репликация,
• транскрипция,
• трансляция,
• обратная транскрипция.

Репликация - процесс

самоудвоения молекулы ДНК .

Реакции матричного синтеза

К этой категории реакций относятся:

• репликация,
• транскрипция,
• трансляция,
• обратная транскрипция.

Транскрипция - процесс

синтеза молекулы

информационной

(матричной)РНК на

матрице ДНК .

Реакции матричного синтеза

К этой категории реакций относятся:

• репликация,
• транскрипция,
• трансляция,
• обратная транскрипция.

Трансляция - процесс

синтеза белка

на матрице и-РНК .

Реакции матричного синтеза

К этой категории реакций

относятся:

• репликация,
• транскрипция,
• трансляция,
• обратная транскрипция.

Обратная транскрипция –

процесс синтеза ДНК

на матрице вирусной РНК .

Реакции матричного синтеза

Центральная догма молекулярной биологии:

ДНК  РНК  белок.

Строение гена эукариот.

В ДНК одна цепь кодирует последовательность аминокислот, другая, комплементарная ей, не кодирует аминокислоты.

Начало гена принято изображать на рисунке слева, на 3‘ конце кодирующей цепи. Перед геном находится промотор – последовательность нуклеотидов, с которой соединяется фермент РНК-полимераза.

Транскрипция у эукариот.

РНК-полимераза может присоединиться только к промотору, который находится на 3'-конце матричной цепи ДНК, и двигаться только от 3'- к 5'-концу этой матричной цепи ДНК.

Транскрипция у эукариот.

Синтез и - РНК происходит на одной из двух цепочек ДНК в соответствии с принципами комплементарности и антипараллельности от 5 '- к 3 '-концу .

Строительным материалом и источником энергии для транскрипции являются рибонуклеозидтрифосфаты (АТФ, УТФ, ГТФ, ЦТФ).

Транскрипция у эукариот.

Транслируемая область начинается на 5 ’ –конце кодоном-инициатором , заканчивается на 3 ’ –конце кодоном-терминатором.

Повторение

Письменное задание (в тетради):

Участок молекулы ДНК имеет вид:

– Т – А – Ц – А – А – Т – Г – Ц – Ц – А – Т – Т –

|| || ||| || || || ||| ||| ||| || || ||

– А – Т – Г – Т – Т – А – Ц – Г – Г – Т – А – А –

• Запишите молекулу и-РНК, образовавшуюся в результате транскрипции (кодогенной считать верхнюю цепочку молекулы ДНК).
• Обозначьте кодон-инициатор и стоп-кодон.
• Запишите название полипептида, закодированного в данном участке ДНК.

Проверка

• и-РНК имеет вид:

– А – У – Г – У – У – А – Ц – Г – Г – У – А – А –

2. – А – У – Г – У – У – А – Ц – Г – Г – У – А – А –

• Полипептид: мет – лей – арг

(метионин – лейцин – аргинин )

кодон -инициатор

кодон -терминатор

23

Повторение

Письменное задание (в тетради):

Полипептид состоит из следующих аминокислот:

метионин , гистидин, триптофан

• Запишите участок молекулы ДНК, кодирующий данный пептид.

Проверка :

– Т – А – Ц – Г – Т – А – А – Ц – Ц – А – Т – Т –

|| || ||| ||| || || || ||| ||| || || ||

– А – Т – Г – Ц – А – Т – Т – Г – Г – Т – А – А –

23

Домашнее задание

• Повторить свойства генетического кода.
• Выучить реакции матричного синтеза.
• Выучит механизм процесса транскрипции.

4. Составить 2 задачи на генетический код и транскрипцию, записать их в тетради с решениями и на двойном листке только условие (без решений).