Тема урока: Биосинтез белка.

Что мы знаем о клетке:

• Что такое клетка? Клетка – структурная и функциональная единица всего живого.
• Химический состав: неорганические и органические вещества.
• Строение и функции клеточных органоидов.

Что мы можем узнать?

• Процессы, протекающие в клетке.

дальше

Обмен веществ - метаболизм

Пластический

обмен.

(анаболизм)

Ассимиляция.

Реакции

биосинтеза.

Энергия

поглощается .

Энергетический

обмен.

(катаболизм)

Диссимиляция.

Реакции

расщепления.

Энергия

выделяется.

ферменты

энергия

дальше

Функции :

СТРУКТУРНАЯ

ФЕРМЕНТАТИВНАЯ

ЗАЩИТНАЯ

ТРАНСПОРТНАЯ

ГОРМОНАЛЬНАЯ

ДВИГАТЕЛЬНАЯ

Вещества :

?

дальше

Функции :

СТРУКТУРНАЯ

ФЕРМЕНТАТИВНАЯ

ЗАЩИТНАЯ

ТРАНСПОРТНАЯ

ГОРМОНАЛЬНАЯ

ДВИГАТЕЛЬНАЯ

Вещества :

БЕЛКИ

дальше

Строение белковой молекулы

Четвертичная структура фибриллярного белка

дальше

Тема урока : Пластический обмен. Биосинтез белков.

Цель урока : Изучить механизм биосинтеза белков в клетке.

дальше

СЛОВАРЬ

Синтез белка – это сложный многоступенчатый процесс образования белковой молекулы (полимера) из аминокислот (мономеров), который подразделяется на несколько этапов .

Проблемный вопрос

ДНК

(А-Г-Ц-Т)

в ядре

БЕЛОК

(аминокислоты)

в цитоплазме

?

дальше

Вещества и структуры клетки, участвующие в биосинтезе белка :

ДНК

Содержит информацию о структуре белка. Служит матрицей для синтеза белка.

и-РНК

Переносчик информации от ДНК к месту сборки белковой молекулы. Содержит генетический код.

т-РНК

Кодирующие аминокислоты и переносящие их к месту биосинтеза на рибосоме. Содержит антикодон.

Рибосомы

Органоид, где происходит собственно биосинтез белка.

Ферменты

Катализирующие биосинтез белка.

Аминокислоты

Строительный материал для построения белковой молекулы.

АТФ

Вещество, обеспечивающее энергией все процессы.

НУКЛЕИНОВЫЕ КИСЛОТЫ

МОНОМЕРЫ - НУКЛЕОТИДЫ

ДНК –

дезоксирибонуклеиновая

кислота

РНК

рибонуклеиновая

кислота

Состав нуклеотида в ДНК

Информационная

(матричная)

РНК (и-РНК)

Транспортная

РНК (т-РНК)

Азотистые

основания:

Аденин (А)

Гуанин (Г)

Цитозин (Ц)

Тимин (Т)

Остаток

фосфорной

кислоты

Дезокси-

рибоза

Рибосомная РНК (р-РНК)

Состав нуклеотида в РНК

Азотистые

основания:

Аденин (А)

Гуанин (Г)

Цитозин (Ц)

Урацил (У):

Передача и хранение

наследственной

информации

Остаток

фосфорной

кислоты

Рибоза

Принцип комплементарности

Азотистые основания двух полинуклеотидных цепей ДНК соединяются между собой попарно при помощи водородных связей по принципу комплементарности . Пиримидиновое основание связывается с пуриновым: тимин Т с аденином А (две ВС), цитозин Ц с гуанином Г (три ВС). Таким образом, содержание Т равно содержанию А , содержание Ц равно содержанию Г . Зная последовательность нуклеотидов в одной цепи ДНК, можно расшифровать строение (первичную структуру) второй цепи.

Для лучшего запоминания принципа комплементарности можно воспользоваться мнемоническим приемом : запомни словосочетания

Т игр – А льбинос и Ц апля - Г олубая

Г Е Н – это участок молекулы ДНК, несущий информацию об одной белковой молекуле.

Генетический код –набор из трех последовательных нуклеотидов- триплетов в молекуле ДНК, кодирующая 20 аминокислот в первичной структуре белка

Таблица генетического кода

дальше

Свойства генетического кода

1. Триплетность каждая аминокислота кодируется триплетом ( кодоном ) нуклеотидов

2. Однозначность (1 триплет- кодон соответствует 1 аминокислоте)

3. Вырожденность (избыточность) одну аминокислоту кодируют до 6 кодонов

4. Универсальность: одинаков у всех организмов Земли.

5.Неперекрываемость: нуклеотид может быть только в составе одного кодона.

6. вырожденность(избыточность)

(61 кодирующий и 3 бессмысленные УАА. УАГ, УГА) 64 триплета кодон – инициатор (метиониновый), с которого начинается синтез любого полипептида

Задача :

• Используя таблицу генетического кода, определите последовательность аминокислот в белковой молекуле, которая соответствует следующей последовательности нуклеотидов ДНК:

• ААЦГГГУААТТТАЦА… - I вариант
• ТТТГГГАЦАЦААААЦ… - II вариант

дальше

Таблица генетического кода

дальше

Ответ :

• ААЦГГГУААТТТАЦА… - I вариант

• ДНК: ААЦ-ГГГ-ЦАА-ТТТ-АЦА
• Белок: лей-про-вал-лиз-цис

• ТТТГГГАЦАЦААААУ… - II вариант

• ДНК: ТТТ-ГГГ-АЦА-ЦАА-ААЦ
• Белок: лиз-про-цис-вал-лей

дальше

Строение и функции РНК

РНК — полимер, мономерами которой являются рибонуклеотиды . В отличие от ДНК, РНК образована не двумя, а одной полинуклеотидной цепочкой (исключение — некоторые РНК-содержащие вирусы имеют двухцепочечную РНК). Нуклеотиды РНК способны образовывать водородные связи между собой. Цепи РНК значительно короче цепей ДНК.

РНК

ДНК

http://nauka.relis.ru/08/0402/rna2.jpg

РНК

иРНК (мРНК)

тРНК

рРНК

РНК, отвечающая за перенос информации о первичной структуре белков от ДНК к местам синтеза белков

РНК, функцией которой является транспортировка аминокислот к месту синтеза белка и участие в наращивании полипептидной цепи

Основная функция - осуществление процесса трансляции - считывания информации с мРНК аминокислотами.

Составляет 3-5% всей РНК в клетке.

Составляет примерно 15% всей клеточной РНК.

Составляет 80% всей РНК клетки

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

В

акцептор

а) нуклеотидная последовательность

б) вторичная структура

в) трёхмерная пространственная структура

Б

антикодон

А

СЛОВАРЬ

КОДОН – участок из трех нуклеотидов (триплет) в молекуле иРНК

АНТИКОДОН - ( греч. anti – «против) участок молекулы тРНК, состоящий из трех нуклеотидов и узнающий соответствующий ему кодон.

АКЦЕПТОР (АКЦЕПТОРНАЯ НИТЬ) – конец нити тРНК, присоединяющий к себе аминокислоту.

Биосинтез белка

Транскрипция

Трансляция

дальше

Молекула ДНК

Комплементарная мРНК (иРНК)

Белок

рисунок с сайта vohuman.org

http://img.lenta.ru/news/2005/10/20/dna/picture.jpg

Транскрипция переписывание (лат.)

дальше

Транскрипция

• Что необходимо?

• 1. Цепь ДНК - матрица
• 2. Свободные нуклеотиды
• 3. Фермент РНК - полимераза

• Где происходит?

• В ядре клетки

• Что образуется?

• и-РНК

дальше

Трансляция перенесение , перевод (лат.)

дальше

Синтез белка

Полисома

дальше

Трансляция

• Что необходимо?

• 1. и-РНК
• 2. Аминокислоты (20)
• 3. Ферменты
• 4. АТФ
• 5. т-РНК

• Где происходит?

• В цитоплазме на рибосомах

• Что образуется?

• Белковая молекула

дальше

Решение проблемного вопроса

ДНК

(А-Г-Ц-Т)

в ядре

БЕЛОК

(аминокислоты)

в цитоплазме

и-РНК

дальше

05.08.18

ДНК Г Т Г Г Г А Т Т Т Ц Г Т

(фрагмент) Ц А Ц Ц Ц Т А А А Г Ц А

и- РНК Г У Г Г Г А У У У Ц Г У

(фрагмент)

Антикодоны

т- РНК Ц А Ц Ц Ц У А А А Г Ц А

Полипептид

(фрагмент) Валин Глицин Фенилаланин Аргинин

Схема синтеза белка

Цитоплазма

тРНК

Ядро

ДНК

АК

Рибосома

иРНК

Трансляция

Белок

Френсис Крик и

Джеймс Уотсо Морис Уилкинс

1962 год – Нобелевская премия

«За открытия, касающиеся молекулярной

структуры нуклеиновых кислот и их значения для

передачи информации в живых системах»

Решение биологических задач

1. Участок гена имеет такую последовательность нуклеотидов:

ТЦАГГАТГЦАТГАЦЦ

Определите последовательность

нуклеотидов иРНК и

последовательность аминокислот в

белковой молекуле, которая

синтезируется под контролем этого

гена.

ТАБЛИЦА ГЕНЕТИЧЕСКОГО КОДА

Решение

ДНК: ТЦА-ГГА-ТГЦ-АТГ-АЦЦ

1. По принципу комплементарности определяем последовательность нуклеотидов иРНК

АГУ-ЦЦУ-АЦГ-УАЦ-УГГ

2. По таблице генетического кода определяем последовательность аминокислот

сер-про-тре-тир-три

Решение биологических задач

Фрагмент цепи иРНК имеет

последовательность нуклеотидов:

ЦЦЦАЦЦГЦАГУА.

Определите последовательность

нуклеотидов на ДНК, антикодоны тРНК и

последовательность аминокислот во

фрагменте молекулы белка, используя

таблицу генетического кода.

ТАБЛИЦА ГЕНЕТИЧЕСКОГО КОДА

Решение

1. По принципу комплементарности определяем последовательность на ДНК:

Г Г Г Т Г Г Ц Г Т Ц А Т

2. По принципу комплементарности определяем антикодоны молекул тРНК:

ГГГ, УГГ, ЦГУ,ЦАУ

3. По таблице генетического кода определяем последовательность аминокислот:

про-тре-ала-вал

Проверь себя

1. Какие органоиды осуществляют синтез белка:

А. митохондрии; Б. рибосомы; В. лизосомы.

2. Как называется процесс синтеза белка на рибосоме:

А. комплементарность; Б. транскрипция; В. трансляция.

3. Как называется процесс считывания информации о

последовательности нуклеотидов с ДНК на и-РНК:

А. комплементарность; Б. транскрипция; В. трансляция.

4. Сколько аминокислот входят в состав белков:

А. 20; Б. 25; В. 40.

5. Сколько триплетов соответствует определенной

аминокислоте:

А. 1; Б. 2; В. 3.

дальше

Проверь себя

1. Какие органоиды осуществляют синтез белка:

А. митохондрии; Б. рибосомы ; В. лизосомы.

2. Как называется процесс синтеза белка на рибосоме:

А. комплементарность; Б. транскрипция; В. трансляция .

3. Как называется процесс считывания информации о

последовательности нуклеотидов с ДНК на и-РНК:

А. комплементарность; Б. транскрипция ; В. трансляция.

4. Сколько аминокислот входят в состав белков:

А. 20 ; Б. 25; В. 40.

5. Сколько триплетов соответствует определенной

аминокислоте:

А. 1; Б. 2; В. 3 .

дальше

Домашнее задание

• § 23.

2) Творческое задание. Сообщение на тему: “Практическое значение расшифровки генетического кода”.

дальше