Prisiminti!

Kokia yra baltym? ir nukleor?g??i? strukt?ra?

Ilgos baltym? grandin?s yra sudarytos tik i? 20 skirting? tip? aminor?g??i?, kurios turi bendr? strukt?rin? plan?, ta?iau skiriasi viena nuo kitos radikalo strukt?ra. Jungian?ios aminor?g??i? molekul?s sudaro vadinamuosius peptidinius ry?ius. Sukdamasis spiral?s pavidalu, baltyminis si?las ?gauna auk?tesn? organizuotumo lyg? – antrin? strukt?r?. Galiausiai polipeptidas susisuka ir sudaro rit? (globul?). B?tent ?i tretin? baltymo strukt?ra yra jo biologi?kai aktyvi forma, turinti individual? specifi?kum?. Ta?iau kai kuri? baltym? tretin? strukt?ra n?ra galutin?. Antrin? strukt?ra yra polipeptidin? grandin?, susukta ? spiral?. Siekiant stipresn?s s?veikos antrin?je strukt?roje, tarp spiral?s pos?ki? –S–S– sulfidini? tilteli? pagalba vyksta intramolekulin? s?veika. Tai u?tikrina ?ios konstrukcijos tvirtum?. Tretin? strukt?ra yra antrin? spiralin? strukt?ra, susisukusi ? rutuliukus – kompakti?kus gumuliukus. ?ios strukt?ros u?tikrina maksimal? stiprum? ir didesn? l?steli? gaus?, palyginti su kitomis organin?mis molekul?mis.

DNR yra dviguba spiral?, RNR yra viena nukleotid? grandin?.

Kokius RNR tipus ?inote?

i-RNR, t-RNR, r-RNR.

i-RNR – susintetinta DNR ?ablone esan?iame branduolyje, yra baltym? sintez?s pagrindas.

tRNR – tai aminor?g??i? perne?imas ? baltym? sintez?s viet? – ? ribosomas.

Kur susidaro ribosom? subvienetai?

rRNR – sintetinamas branduolio branduoliuose ir sudaro pa?ias l?stel?s ribosomas.

Kokia yra ribosom? funkcija l?stel?je?

Baltym? biosintez? – baltymo molekul?s surinkimas

Per?i?r?kite klausimus ir u?duotis

1. Prisiminkite vis? „gyvenimo“ s?vokos apibr??im?.

F. Engelsas „Gyvenimas – baltymini? k?n? egzistavimo b?das, kurio esminis ta?kas – nuolatinis med?iag? apykaitos su juos supan?ia i?orine gamta, o nutr?kus ?iai med?iag? apykaitai, sustoja ir gyvyb?, kuri veda prie baltym? irimo. O neorganiniuose k?nuose gali vykti pana?i med?iag? apykaita, kuri laikui b?gant vyksta visur, nes cheminiai veiksmai vyksta visur, nors ir labai l?tai. Ta?iau skirtumas slypi tame, kad neorganini? k?n? atveju med?iag? apykaita juos sunaikina, o organini? k?n? atveju tai yra b?tina j? egzistavimo s?lyga.

2. ?vardykite pagrindines genetinio kodo savybes ir paai?kinkite j? reik?m?.

Kodas yra tripletas ir perteklinis – i? 4 nukleotid? galima sukurti 64 skirtingus tripletus, t.y. koduoja 64 aminor?g?tis, ta?iau tik 20 naudojamos gyvuose.

Kodas vienareik?mis – kiekvienas tripletas u??ifruoja tik vien? aminor?g?t?.

Tarp gen? yra skyrybos ?enklai - ?enklai yra b?tini norint teisingai sugrupuoti ? monotoni?kos nukleotid? sekos tripletus, nes tarp trynuk? n?ra dalijimosi ?ymi?. Gen? ?ym?jimo vaidmen? atlieka trys tripletai, nekoduojantys joki? aminor?g??i? – UAA, UAG, UGA. Jie rei?kia baltymo molekul?s pabaig?, kaip ta?kas sakinyje.

Geno viduje n?ra skyrybos ?enkl? – nes genokodas yra kaip kalba; Pa?velkime ? ?i? nuosavyb? kaip pavyzd? naudodami fraz?:

KATINAS BUVO TYLIUS, TAS KATINAS MAN BUVO MIELAS

Genas saugomas taip:

?ILBYLKOTTIKHBYLSERMILMNETOTKOT

Reik?m? bus atkurta, jei trigubai bus teisingai sugrupuoti, net jei n?ra skyrybos ?enkl?. Jei pradedame grupavim? nuo antrosios raid?s (antrojo nukleotido), gauname toki? sek?:

ILB YLK OTT IHB YLS ERM ILM NO OTK I?

?i seka nebeturi biologin?s reik?m?s, o j? ?gyvendinus bus gauta ?iam organizmui svetima med?iaga. Tod?l DNR grandin?s genas turi grie?tai fiksuot? skaitymo ir u?baigimo prad?i?.

Kodas universalus – jis vienodas visiems ?em?je gyvenantiems sutv?rimams: bakterijose, grybuose, ?moguje tie patys trynukai koduoja tas pa?ias aminor?g?tis.

3. Kokie procesai lemia paveldimos informacijos perdavim? i? kartos ? kart? ir i? branduolio ? citoplazm?, ? baltym? sintez?s viet??

Mejoz? yra paveldimos informacijos perdavimo i? kartos ? kart? pagrindas. Transkripcija (i? lot. transkripcijos – perra?ymas). Informacija apie baltym? strukt?r? saugoma DNR pavidalu l?stel?s branduolyje, o baltym? sintez? vyksta ribosomose citoplazmoje. Messenger RNR veikia kaip tarpininkas, perduodantis informacij? apie tam tikros baltymo molekul?s strukt?r? ? jos sintez?s viet?. Transliacija (i? lot. vertimas – perdavimas). MRNR molekul?s per branduolio poras i?eina ? citoplazm?, kur prasideda antrasis paveldimos informacijos ?gyvendinimo etapas – informacijos vertimas i? RNR „kalbos“ ? baltymo „kalb?“.

4. Kur sintezuojamos vis? r??i? ribonukleino r?g?tys?

Vis? tip? RNR sintetinama DNR ?ablone.

5. Nurodykite, kur vyksta baltym? sintez? ir kaip ji atliekama.

Baltym? biosintez?s etapai:

– Transkripcija (i? lotyni?ko perra?ymo): i-RNR sintez?s procesas DNR ?ablone, tai genetin?s informacijos perk?limas i? DNR ? RNR, transkripcij? katalizuoja fermentas RNR polimeraz?. 1) RNR polimeraz?s judesiai - DNR dvigubos spiral?s i?vyniojimas ir atstatymas, 2) Informacija i? DNR geno - ? i-RNR pagal komplementarumo princip?.

– Aminor?g??i? jungtis su t-RNR: t-RNR strukt?ra: 1) aminor?g?tis kovalenti?kai prijungta prie t-RNR naudojant ferment? t-RNR sintetaz?, atitinkan?i? antikodon?, 2) Prijungiama tam tikra aminor?g?tis. ? t-RNR lapkot?

– Vertimas: ribosom? baltym? sintez? i? aminor?g??i? ? mRNR, vykstanti citoplazmoje. 1) Iniciacija – sintez?s prad?ia. 2) Pailg?jimas – tikroji baltym? sintez?. 3) Termination – stop kodono atpa?inimas – sintez?s pabaiga.

6. Apsvarstykite pav. 45. Nustatykite, kuria kryptimi - i? de?in?s ? kair? ar i? kair?s ? de?in? - juda paveiksl?lyje parodyta ribosoma iRNR at?vilgiu. ?rodyk savo teigin?.

i-RNR juda ? de?in?, ribosoma visada juda prie?inga kryptimi, kad netrukdyt? procesams, nes vienoje i-RNR grandin?je vienu metu gali b?ti kelios ribosomos (polisomos). Tai taip pat parodo, kuria kryptimi juda tRNR – i? de?in?s ? kair?, kaip ir ribosoma.

Pagalvok! Prisiminti!

1. Kod?l angliavandeniai negali atlikti informacijos saugojimo funkcijos?

Angliavandeniuose n?ra papildomumo principo, ne?manoma sukurti genetini? kopij?.

2. Kaip realizuojama paveldima informacija apie l?stel?je sintezuojam? nebaltymini? molekuli? sandar? ir funkcijas?

Kit? organini? molekuli?, toki? kaip riebalai, angliavandeniai, vitaminai ir kt., susidarymas l?stel?se yra susij?s su katalizini? baltym? (ferment?) veikimu. Pavyzd?iui, fermentai, u?tikrinantys ?moni? riebal? sintez?, „pagamina“ ?mogaus lipidus, ir pana??s katalizatoriai saul?gr??? – saul?gr??? aliejuje. Gyv?n? angliavandeni? apykaitos fermentai sudaro atsargin? med?iag? glikogen?, o augaluose, kuriuose yra gliukoz?s pertekliaus, sintetinamas krakmolas.

3. Kokioje strukt?rin?je b?senoje DNR molekul?s gali b?ti genetin?s informacijos ?altiniais?

Spiralizacijos b?senoje, nes ?ioje b?senoje DNR yra chromosom? dalis.

4. Kokios RNR molekuli? strukt?ros ypatyb?s u?tikrina j? funkcij? perduoti informacij? apie baltymo strukt?r? i? chromosom? ? jo sintez?s viet??

i-RNR – susintetinta DNR ?ablone esan?iame branduolyje, yra baltym? sintez?s pagrindas. RNR sud?tis - nukleotidai, papildantys DNR nukleotidus, ma?i, palyginti su DNR (kuri u?tikrina i??jim? i? branduolini? por?).

5. Paai?kinkite, kod?l DNR molekul?s negalima sukurti i? trij? tip? nukleotid?.

Kodas yra tripletas ir perteklinis – i? 4 nukleotid? galima sukurti 64 skirtingus tripletus (43), t.y. koduoja 64 aminor?g?tis, bet gyvuose naudoja tik 20. Tai b?tina norint pakeisti bet kur? nukleotid?, jei staiga jo n?ra l?stel?je, tada nukleotidas automati?kai bus pakeistas pana?iu, koduojan?iu t? pa?i? aminor?g?t?. Jei b?t? trys nukleotidai, tai 33 b?t? tik 9 aminor?g?tys, o tai ne?manoma, nes bet kuriam organizmui reikia 20 aminor?g??i?.

6. Pateikite matricos sinteze pagr?st? technologini? proces? pavyzd?i?.

Matricinis spausdintuvas,

Nanotechnologijos,

Kameros matrica

Ne?iojamojo kompiuterio ekrano matrica

LCD matrica

7. ?sivaizduokite, kad atliekant kok? nors eksperiment? baltym? sintezei buvo paimta tRNR i? krokodilo l?steli?, be?d?ioni? aminor?g??i?, pienlig?s ATP, baltojo lokio mRNR, b?tin? med?i? varli? ferment? ir lydek? ribosom?. Kieno baltymai galiausiai buvo susintetinti? Paai?kinkite savo po?i?r?.

Genetinis kodas yra u??ifruotas i-RNR, o tai rei?kia – baltasis lokys.

Genetinis kodas- b?das ?ra?yti DNR molekul?je informacij? apie aminor?g??i? skai?i? ir tvark? baltyme.

Savyb?s:

Tripleti?kumas – vien? aminor?g?t? koduoja trys nukleotidai

Nepersidengimas – tas pats nukleotidas vienu metu negali b?ti dviej? ar daugiau triplet? dalis

Vienareik?mi?kumas (specifi?kumas) – tam tikras kodonas atitinka tik vien?

Universalumas – genetinis kodas vienodai veikia ?vairaus sud?tingumo organizmuose – nuo virus? iki ?moni?

Degeneracija (redundancija) – t? pa?i? aminor?g?t? gali atitikti keli kodonai.

14. Prokariot? ir eukariot? paveldimos informacijos ?gyvendinimo etapai.

DNR replikacija (sintez?).

DNR sintez? visada prasideda grie?tai apibr??tuose ta?kuose. Fermentas topoizomeraz? i?vynioja spiral?. Helikaz? nutraukia vandenilinius ry?ius tarp DNR grand?i? ir sudaro replikacijos ?akut?. SSB baltymai neleid?ia v?l susidaryti vandenilin?ms jungtims.

RNR primaz? sintezuoja trumpus RNR fragmentus (pradmenis), kurie yra prijungti prie 3' galo.

DNR polimeraz? prasideda nuo pradmen? ir sintezuoja dukterin? grandin? (5 "3") -

Vienos DNR grandin?s sintez?s kryptis sutampa su replikacijos ?akut?s jud?jimo kryptimi, tod?l ?i grandin? sintetinama nuolat. ?ia sintez? vyksta greitai. Antrosios krypties sintez?s kryptis yra prie?inga replikacijos ?ak?s sintezei. Tod?l ?ios grandin?s sintez? vyksta atskir? sekcij? pavidalu ir vyksta l?tai (Okazaki fragmentai).

DNR brendimas: RNR pradmenys suskaidomi, tr?kstami nukleotidai u?baigiami, DNR fragmentai sujungiami naudojant ligaz?. Topoizomeraz? i?vynioja spiral?.

Paveldimos informacijos ?gyvendinimo etapai (eukariotuose)

1. Transkripcija

2.Apdorojimas

3. Vertimas

4. Potransliaciniai poky?iai

Transliacija- RNR molekul?s sintez? DNR molekul?s pagrindu. Pagrindinis fermentas yra RNR polimeraz?.

RNR polimeraz? turi atpa?inti promotori? ir su juo s?veikauti. Promotorius yra speciali DNR dalis, esanti prie? informacin? geno dal?. S?veika su promotoriumi yra b?tina RNR polimeraz?s aktyvavimui. Po aktyvacijos RNR polimeraz? nutraukia vandenilio ry?ius tarp DNR grand?i?.

RNR sintez? visada vyksta i?ilgai tam tikros kodogenin?s DNR grandin?s, kurioje promotorius yra ar?iau 3' galo.

RNR sintez? vyksta pagal komplementarumo ir antiparalelizmo principus.

RNR polimeraz? pasiekia stop kodon? (terminatori? arba terminacin? kodon?).Tai signalas sustabdyti sintez?. Fermentas inaktyvuojamas, atskiriamas nuo DNR ir i?siskiria naujai susintetinta DNR molekul? – pirminis transkriptas – pro-RNR. Atkuriama pirmin? DNR strukt?ra.

Eukariot? geno strukt?rin?s savyb?s:

Eukariotuose genai apima ?vairi? funkcij? regionus.

A) Intronai – DNR (geno) fragmentai, kurie nekoduoja baltyme esan?i? aminor?g??i?

B) Egzonai yra DNR dalys, koduojan?ios baltymo aminor?g?tis.

Nenutr?kstam? geno prigimt? atrado Robertsas ir Sharpe'as (1903 m. Nob. premija).

Intron? ir egzon? skai?ius skirtinguose genuose labai skiriasi.

Apdorojimas(brendimas)

Pirminis transkriptas subr?sta ir susidaro subrendusi pasiuntinio RNR molekul?, kuri gali dalyvauti baltym? sintez?je ribosomose.

5" RNR gale susidaro speciali vieta (strukt?ra) - CEP arba gaubtelis. CEP u?tikrina s?veik? su ma?u ribosomos subvienetu.

RNR 3" gale prisitvirtina nuo 100 iki 200 molekuli? nukleotid?, perne?an?i? adenin? (poliA). Baltym? sintez?s metu ?ie nukleotidai palaipsniui atsiskiria, poliA sunaikinimas yra signalas RNR molekuli? sunaikinimui.

Prie kai kuri? RNR nukleotid? pridedama CH 3 grup? – metilinimas. Tai padidina DNR atsparum? citoplazmini? ferment? veikimui.

Sujungimas – i?pjaunami intronai, o egzonai sujungiami. Restrikcijos fermentas pa?alina, ligaz? susieja kry?minius ry?ius)

Brandi pasiuntinio RNR apima:

Lyderis u?tikrina pasiuntinio RNR prisijungim? prie ribosomos subvieneto.

SC – prad?ios kodonas – tas pats visoms pasiuntinio RNR, koduoja aminor?g?t?

Kodavimo sritis – koduoja baltymo aminor?g?tis.

Stop kodonas – signalas sustabdyti baltym? sintez?.

Apdorojimo metu vyksta grie?ta atranka ? citoplazm?, apie 10% molekuli? i? pirmini? transkript? skai?iaus i?siskiria i? branduolio.

Alternatyvus sujungimas

?mogus turi 25-30 t?kstan?i? gen?.

Ta?iau ?mogaus organizme buvo i?skirta apie 100 t?kst.

Alternatyvus sujungimas yra situacija, kai tas pats genas u?tikrina t? pa?i? proRNR molekuli? sintez? skirting? audini? l?stel?se. Skirtingose l?stel?se egzon? ir intron? skai?ius ir ribos nustatomos skirtingai. D?l to i? t? pa?i? pirmini? transkript? gaunamos skirtingos mRNR ir sintetinami skirtingi baltymai.

Alternatyvus sujungimas buvo ?rodytas ma?daug 50% ?mogaus gen?.

Vertimas yra peptidin?s grandin?s surinkimo ribosomose procesas pagal mRNR esan?i? informacij?.

1. Iniciacija (prad?ia)

2. Pailg?jimas (molekul?s pailg?jimas)

3. Nutraukimas (pabaiga)

Iniciacija.

MatrRNR molekul? CEP pagalba susisiekia su ma?u ribosomos subvienetu. RNR lyderis jungiasi prie ribosomos subvieneto. TranspRNR, perne?anti transportavimo r?g?t? metionin?, yra prijungta prie starto kodono. Tada prisijungia didelis ribosomos subvienetas. Visoje ribosomoje susidaro du aktyv?s centrai: aminoacilas ir peptidilas. Aminoacilas yra laisvas, o peptidil? u?ima tRNR su metioninu.

Pailg?jimas.

Aminoacilo centre yra mRNR, kurios antikodonas atitinka koduojant?.

Po to ribosoma iRNR at?vilgiu pasislenka 1 kodonu.Tokiu atveju i?silaisvina aminoacilo centras. MRNR yra peptidilo centre ir jungiasi su antr?ja aminor?g?timi. Procesas kartojamas cikli?kai.

3. Nutraukimas

? aminoacilo centr? patenka stopkodonas, kur? atpa??sta specialus baltymas, tai signalas sustabdyti baltym? sintez?. Ribosomos subvienetai atsiskiria, atpalaiduoja mRNR, ir polipeptidas v?l sintetinamas.

4. Posttransliaciniai poky?iai.

Transliacijos metu susiformuoja pirmin? polipeptido strukt?ra.To neu?tenka baltymo funkcijoms atlikti, tod?l baltymas pakinta, o tai u?tikrina jo aktyvum?.

Susidar?:

A) antrin? strukt?ra (vandenilio ry?iai)

B) rutuliukas – tretin? strukt?ra (disulfidiniai ry?iai)

C) ketvirtin? strukt?ra – hemoglobinas

D) Glikozilinimas – cukraus liku?i? (antik?n?) prijungimas prie baltymo

E) didelio polipeptido skilimas ? kelis fragmentus.

Prokariot? ir eukariot? paveldimos informacijos ?gyvendinimo skirtumai:

1. Prokariotams tr?ksta egzon? ir intron?, tod?l n?ra apdorojimo ir sujungimo etap?.

2. Prokariotuose transkripcija ir vertimas vyksta vienu metu, t.y. Vyksta RNR sintez?, o DNR sintez? jau prasideda.

3. Eukariotuose ?vairi? tip? RNR sintez? kontroliuoja ?vair?s fermentai. Prokariotuose vis? tip? RNR sintetina vienas fermentas.

4. Eukariotuose kiekvienas genas turi savo unikal? promotori?, prokariotuose vienas promotorius gali kontroliuoti keli? gen? darb?.

5. Operon? sistem? turi tik prokariotai

1. Kokie procesai yra susij? su matricos sintez?s reakcijomis?

Fermentacija, vertimas, transkripcija, fotosintez?, replikacija.

Matricos sintez?s reakcijos apima vertim?, transkripcij? ir replikacij?.

2. Kas yra transkripcija? Kaip vyksta ?is procesas?

Transkripcija – tai genetin?s informacijos perra?ymo i? DNR ? RNR procesas (RNR biosintez? atitinkamose vienos i? DNR grandini? atkarpose); viena i? matricos sintez?s reakcij?.

Transkripcija atliekama taip. Tam tikroje DNR molekul?s srityje atsiranda papildom? grandini? atskyrimas. RNR sintez? bus vykdoma vienoje i? grandini? (ji vadinama transkribuota grandine).

RNR polimeraz?s fermentas atpa??sta promotori? (speciali? nukleotid? sek?, esan?i? geno prad?ioje) ir s?veikauja su juo. Tada RNR polimeraz? pradeda jud?ti palei transkribuot? grandin? ir tuo pa?iu metu i? nukleotid? sintetina RNR molekul?. Transkribuota DNR grandin? naudojama kaip ?ablonas, tod?l susintetinta RNR bus komplementari su atitinkama perra?ytos DNR grandin?s sekcija. RNR polimeraz? kaupia RNR grandin?, pridedant prie jos nauj? nukleotid?, kol ji pasiekia terminatori? (speciali? nukleotid? sek?, esan?i? geno gale), po kurio transkripcija sustoja.

3. Koks procesas vadinamas vertimu? Apib?dinkite pagrindinius vertimo etapus.

Vertimas yra baltym? biosintez?s i? aminor?g??i?, esan?i? ribosomose, procesas; viena i? matricos sintez?s reakcij?.

Pagrindiniai transliacijos etapai:

? iRNR prisijungimas prie ma?ojo ribosomos subvieneto, po kurio prisijungia didysis subvienetas.

? Metionino tRNR prasiskverbimas ? ribosom? ir jos antikodono (UAC) komplementarinis prisijungimas prie mRNR starto kodono (AUG).

? Kitos tRNR, turin?ios aktyvuot? aminor?g?t?, ?siskverbimas ? ribosom? ir jos antikodono papildymas su atitinkamu mRNR kodonu.

? Peptidinio ry?io tarp dviej? aminor?g??i? atsiradimas, po kurio pirmoji (metionino) tRNR i?siskiria i? aminor?g?ties ir palieka ribosom?, o mRNR pasislenka vienu tripletu.

? Polipeptidin?s grandin?s prat?simas (pagal auk??iau apra?yt? mechanizm?), kuris vyksta tol, kol vienas i? trij? stop kodon? (UAA, UAG arba UGA) patenka ? ribosom?.

? Baltym? sintez?s nutraukimas ir ribosomos suirimas ? du atskirus subvienetus.

4. Kod?l transliacijos metu ? baltym? atsitiktine tvarka nepatenka jokios aminor?g?tys, o tik tos, kurias koduoja mRNR tripletai, ir grie?tai laikantis ?i? triplet? sekos? Kaip manote, kiek tRNR tip? dalyvauja baltym? sintez?je l?stel?je?

Teising? ir nuosekl? aminor?g??i? ?traukim? ? augan?i? polipeptidin? grandin? u?tikrina grie?ta komplementari tRNR antikodon? s?veika su atitinkamais mRNR kodonais.

Kai kurie mokiniai gali atsakyti, kad baltym? sintez?je dalyvauja 20 tRNR tip? – po vien? kiekvienai aminor?g??iai. Ta?iau i? tikr?j? baltym? sintez?je dalyvauja 61 tRNR tipas – j? yra tiek, kiek yra jutimo kodon? (aminor?g?tis koduojan?i? triplet?). Kiekvienas tRNR tipas turi unikali? pirmin? strukt?r? (nukleotid? sek?) ir d?l to turi specifin? antikodon?, skirt? komplementariai prisijungti prie atitinkamo mRNR kodono. Pavyzd?iui, aminor?g?tis leucinas (Leu) gali b?ti koduotas ?e?iais skirtingais tripletais, tod?l yra ?e?i? tip? leucino tRNR, kurios visos turi skirtingus antikodonus.

Bendras kodon? skai?ius yra 4 3 = 64, ta?iau iki terminacijos kodon? n?ra tRNR molekuli? (j? yra trys); 64 – 3 = 61 tRNR r??is.

5. Ar matricos sintez?s reakcijas priskirti asimiliacijos ar disimiliacijos procesams? Kod?l?

Matricos sintez?s reakcijos klasifikuojamos kaip asimiliacijos procesai, nes:

? lydi sud?ting? organini? jungini? sintez? i? paprastesni? med?iag?, b?tent biopolimer? i? atitinkam? monomer? (replikacij? lydi dukterini? DNR grandini? sintez? i? nukleotid?, transkripcija - RNR sintez? i? nukleotid?, transliacija - sintez? baltymai i? aminor?g??i?);

? reikalauti energijos (ATP tarnauja kaip energijos tiek?jas matricos sintez?s reakcijoms).

6. Transkribuotos DNR grandin?s atkarpa turi toki? nukleotid? tvark?:

TACGGACATATTACAAGACT

Nustatykite ?ios srities koduojamo peptido aminor?g??i? liekan? sek?.

Komplementarumo principu nustatysime atitinkamos mRNR nukleotid? sek?, o v?liau, naudodamiesi genetinio kodo lentele, nustatysime koduojamo peptido aminor?g??i? liekan? sek?.

Atsakymas: peptido aminor?g??i? liekan? seka: Met-Tre-Cis-Ile-Met-Phen.

7. Tyrimai parod?, kad iRNR molekul?je 34 % vis? azotini? bazi? yra guaninas, 18 % uracilas, 28 % citozinas ir 20 % adeninas. Nustatykite dvigrandinio DNR segmento azotini? bazi? procentin? sud?t?, kurios viena i? grandini? buvo ?ios mRNR sintez?s ?ablonas.

? Komplementarumo principu nustatome atitinkamos transkribuotos DNR grandin?s azotini? bazi? sud?t? procentais. Jame yra 34% citozino (papildomas guanino mRNR), 18% adeninas (papildomas uracilo mRNR), 28% guaninas (papildomas citozino mRNR) ir 20% timinas (papildomas adenino mRNR).

? Pagal transkribuojamos grandin?s sud?t? nustatome komplementarios (netranskribuotos) DNR grandin?s azotini? bazi? sud?t? procentais: 34 % guanino, 18 % timino, 28 % citozino ir 20 % adenino.

? Kiekvieno tipo azotini? bazi? procentin? dalis dvigrand?je DNR apskai?iuojama kaip ?i? bazi? procentin?s dalies abiejose grandin?se aritmetinis vidurkis:

C \u003d G \u003d (34 % + 28 %): 2 \u003d 31 %

A \u003d T \u003d (18 % + 20 %): 2 \u003d 19 %

Atsakymas: atitinkamoje dvigrand?je DNR srityje yra po 31% citozino ir guanino, po 19% adenino ir timino.

a?tuoni*. ?induoli? eritrocituose hemoglobino sintez? gali vykti kelet? dien? po to, kai ?ios l?stel?s netenka branduoli?. Kaip tu gali tai paai?kinti?

Branduolio praradimas vyksta prie? intensyvi? hemoglobino polipeptidines grandines koduojan?i? gen? transkripcij?. Hialoplazmoje susikaupia didelis kiekis atitinkamos mRNR, tod?l hemoglobino sintez? t?siasi net ir praradus l?stel?s branduol?.

* ?vaig?dute pa?ym?tos u?duotys reikalauja, kad mokiniai i?kelt? ?vairias hipotezes. Tod?l d?stydamas pa?ym? mokytojas tur?t? susikoncentruoti ne tik ? ?ia pateikt? atsakym?, bet atsi?velgti ? kiekvien? hipotez?, ?vertindamas mokini? biologin? m?stym?, j? samprotavim? logik?, id?j? originalum? ir pan. patartina supa?indinti studentus su pateiktu atsakymu.

informacija

Visas morfologines, anatomines ir funkcines bet kurios l?stel?s ir viso organizmo ypatybes lemia specifini? baltym?, sudaran?i? l?steles, strukt?ra. Geb?jimas sintetinti tik grie?tai apibr??tus baltymus yra b?dinga savyb?, b?dinga kiekvienai r??iai ir atskiriems organizmams.

DNR molekul?je gali b?ti u?koduota daugelio baltym? aminor?g??i? seka. DNR molekul?s dalis, kurioje yra informacija apie vieno baltymo strukt?r?, vadinama genu.

Tam tikra aminor?g??i? seka gulipeptidin?je grandin?je (pirmin?je baltymo strukt?roje) lemia baltymo molekul?s specifi?kum?, taigi ir savybi?, kurias lemia ?is baltymas, specifi?kum?.

Aminor?g??i? vieta baltymo molekul?s polipeptidin?je grandin?je lemia baltym? biologines savybes ir j? specifi?kum?. Taigi

Taigi pirmin? baltymo molekul?s strukt?r? lemia tam tikra nukleotid? seka DNR segmente (gene).

Genetin? kodas – tai specifinis nukleotid? i?sid?stymas DNR molekul?je, koduojantis baltymo molekul?je esan?ias aminor?g?tis.

20 aminor?g??i? DNR molekul?je koduoti naudojamos keturios skirtingos azoto baz?s (adeninas, timinas, citozinas, guaninas). Kiekvien? aminor?g?t? koduoja trij? mononukleotid? grup?, kuri vadinama tripletu (?r. 1 lentel?).

Genetin?s savyb?s kodas:

trigubas - vien? aminor?g?t? koduoja vienas tripletas, susidedantis i? trij? nukleotid?. Toks tripletas vadinamas kodonu. Sujungus keturis nukleotidus i? trij? 4 3, galimi deriniai bus 64 variantai (tripletai), kuri? pakanka 20 aminor?g??i? kodavimui;

"degeneracija" arba genetinio kodo perteklius, t.y. t? pa?i? aminor?g?t? gali koduoti keli tripletai, nes ?inoma 20 aminor?g??i? ir 64 kodonai, pavyzd?iui, fenilalanin? koduoja du tripletai (UUU, UUC), izoleucin? – trys (AUU, AUCAUA);

nesutampa, tie. DNR molekul?je n?ra skiriam?j? ?enkl? tarp triplet?, jie i?sid?st? linijine tvarka vienas po kito, trys gretimi nukleotidai sudaro vien? triplet?;

tiesi?kumas ir skiriam?j? ?enkl? nebuvimas, t.y. trynukai DNR molekul?je seka vienas po kito linijine tvarka be sustojimo ?enkl?; jei vienas nukleotidas i?krenta, ?vyks „kadro poslinkis“, d?l kurio pasikeis nukleotid? seka RNR molekul?je ir atitinkamai pasikeis aminor?g??i? seka baltymo molekul?je;

universalumas, tie. visiems organizmams, nuo prokariot? iki ?moni?, 20 aminor?g??i? yra u?koduotos t? pa?i? trynuk?, o tai yra vienas i? visos gyvyb?s ?em?je kilm?s vienyb?s ?rodym?.

kolineari?kumas(korespondencija) - linijinis nukleotid? i?sid?stymas DNR molekul?je atitinka linijin? aminor?g??i? i?sid?stym? baltymo molekul?je

Lentel? 1 Genetinis kodas

Genetin?s informacijos ?gyvendinimo etapai ir

I. Ttranskripcija - vis? tip? RNR sintez? DNR ?ablone. Transkripcija arba perra?ymas vyksta ne visoje DNR molekul?je, o vietoje, atsakingoje u? konkret? baltym? (gen?). B?tinos transkripcijos s?lygos:

a) DNR dalies i?vyniojimas naudojant i?vyniojamus baltymus-fermentus

b) statybin?s med?iagos buvimas ATP pavidalu. GTP. UTF. 1DTF

c) transkripcijos fermentai – RNR polimeraz? I, II, III

d) energija ATP pavidalu.

Transkripcija vyksta pagal komplementarumo princip?. Tuo pa?iu metu, naudojant specialius baltymus-fermentus, DNR dvigubos spiral?s dalis i?sivynioja ir yra mRNR sintez?s ?ablonas. Tada palei DNR grandin?

fermentas RNR polimeraz? juda, jungdamas nukleotidus vienas su kitu pagal komplementarumo princip? ? augan?i? RNR grandin?. Tada viengrand? RNR atskiriama nuo DNR ir per branduolio membranoje esan?ias poras palieka l?stel?s branduol? (5 pav.)

Ry?iai. 5 Scheminis transkripcijos vaizdavimas.

Pro- ir eukariot? transkripcijos skirtumai.

Pagal paveldimos med?iagos chemin? strukt?r? eukariotai ir prokariotai i? esm?s nesiskiria. Yra ?inoma, kad genetin? med?iag? atstovauja DNR.

Paveldima prokariot? med?iaga yra ?iedin?je DNR, esan?ioje l?stel?s citoplazmoje. Prokariotiniai genai susideda tik i? koduojan?i? nukleotid? sek?.

Eukariot? genuose yra informacini? sri?i? – egzon?, perne?an?i? informacij? apie baltym? aminor?g??i? sek?, o neinformatyviuose – intron?, kurie nene?a informacijos.

Atitinkamai, pasiuntinio RNR transkripcija eukariotuose vyksta 2 etapais:

S) visos sekcijos (intronai ir egzonai) perra?omos (transkribuojamos) – tokia mRNR vadinama nesubrend?s arba pro iR NK.

2). procesas dainuoti- pasiuntinio RNR brendimas. Speciali? ferment? pagalba i?kerpamos intron? dalys, tada susiuvami egzonai. Egzon? susijungimo rei?kinys vadinamas sujungimu. Branduolyje vyksta potranskripcijos RNR molekul?s brendimas.

II. Transliacija(vertimas), arba baltym? biosintez?. Vertimo esm? – keturi? raid?i? azoto bazi? ?ifro vertimas ? 20 raid?i? aminor?g??i? „?odyn?“.

Vertimo procesas susideda i? genetin?s informacijos, u?koduotos mRNR, perk?limo ? baltymo aminor?g??i? sek?. Baltym? biosintez? vyksta citoplazmoje ant ribosom? ir susideda i? keli? etap?:

Parengiamasis etapas (aminor?g??i? aktyvinimas) susideda i? kiekvienos aminor?g?ties fermentinio prisijungimo prie jos tRNR ir aminor?g?ties-tRNR komplekso susidarymo.

Ties? sakant, baltym? sintez?, kuri? sudaro trys etapai:

a) iniciacija – iRNR jungiasi prie ma?o ribosomos subvieneto, pirmieji inicijuojantys kodonai yra AUT arba GUG. ?ie kodonai atitinka metionilo-tRNR kompleks?. Be to, iniciacijoje dalyvauja trys baltymai: veiksniai, palengvinantys mRNR prisijungim? prie didelio ribosomos subvieneto, susidaro iniciacijos kompleksas.

b) pailg?jimas – polipeptidin?s grandin?s pailg?jimas. Procesas vykdomas 3 etapais ir susideda i? iRNR kodono prijungimo prie tRNR antikodono pagal komplementarumo princip? aktyviame ribosomos centre, tada peptidinio ry?io tarp dviej? aminor?g??i? liekan? susidarymo ir dipeptido perk?limo. vienas ?ingsnis ? priek? ir atitinkamai perkeliant ribosom? i?ilgai mRNR vienu kodonu ? priek?

c) terminacija – transliacijos pabaiga, priklauso nuo terminacijos kodon? arba „stop signal?“ (UAA, UGA, UAG) ir baltym? ferment? – terminacijos faktori? buvimo mRNR (6 pav.).

Ry?iai. 6. Vertimo schema

a) pailg?jimo stadija;

b) susintetinto baltymo patekimas ? endoplazmin? tinkl?

L?stel?je baltym? sintezei naudojama ne viena, o kelios ribosomos. Toks veikiantis iRNR kompleksas su keliomis ribosomomis vadinamas poliribosoma. ?iuo atveju baltym? sintez? vyksta grei?iau nei naudojant tik vien? ribosom?.

Jau vertimo metu baltymas pradeda tilpti ? trimat? strukt?r?, o prireikus citoplazmoje ?gauna ketvirtin? organizacij?.

7 pav. Nukleino r?g??i? vaidmuo perduodant genetin? informacij?

Leksiko-gramatikos u?duotys:

b?ti

Atkaklus

u?koduotas kaip

b?ti charakterizuojamas

b?ti pa?auktam

U?duotis numeris 1. Skliausteliuose pateiktus ?od?ius ir frazes para?ykite tinkama forma.

Nustatomi visi morfologiniai, anatominiai ir funkciniai bet kurios l?stel?s ir organizmo ypatumai (konkre?i? baltym? strukt?ra).

Aminor?g??i? sek? polipeptidin?je grandin?je lemia nukleotid? (seka) DNR atkarpoje, kuri vadinama (genu), o nukleotid? seka DNR vadinama (genetiniu kodu).

Kiekviena aminor?g?tis yra koduota (trij? nukleotid? grup?), vadinama (tripletu).

Apib?dinamas genetinis kodas (?ios savyb?s: tripletas, i?sigimimas, nepertraukiamumas, tiesi?kumas ir kableli? nebuvimas, universalumas).

U?koduota 20 aminor?g??i? (tie patys tripletai).

U?duotis numeris 2. Vietoj ta?k? naudokite trump?sias ir piln?sias dalyvio formas, sudarytas i? veiksma?od?i? koduoti – koduoti.

Nukleotid? seka DNR, ... tam tikros aminor?g?tys baltymo molekul?je vadinama genetiniu kodu.

Ta pati r?g?tis gali b?ti... keli tripletai.

20 aminor?g??i?... tuose pa?iuose trynukuose.

Yra strukt?riniai genai, ... strukt?riniai ir fermentiniai baltymai, taip pat genai su informacija tRNR ir rRNR sintezei ir kt.

Kitas ?ingsnis ?gyvendinant genetin? informacij?, ... gene, yra transkripcija.

i? esm?s (ne) reik?mingai skiriasi ant ko?enklas

daug

U?duotis numeris 3. Perskaitykite teksto dal? „Pro- ir eukariot? transkripcijos skirtumai“. Papasakokite apie paveldimos informacijos realizavimo etapus.

U?duotis numeris 4. U?baikite sakinius pagal tekste esan?i? informacij?.

Prokariot? genetin? med?iaga randama...

Prokariot? genai yra sudaryti tik i?...

Eukariot? genuose yra...

Transkripcija eukariotuose vyksta...

Vertimas apima genetin?s informacijos, u?koduotos mRNR, perk?lim? ? ....

Vertimas vyksta citoplazmoje...

Pratimas Nr. 5. Nubrai?ykite vertimo etap? schem? ir pagal schem? apib?dinkite vertimo vykdym? ?ingsnis po ?ingsnio.

Sprendimas tipin?s u?duotys

Pro- ir eukariot? strukt?rini? gen? dalys turi pana?ias nukleotid? sekas:

CAT-GTC-ACA-"PTD-TGA-AAA-CAA-CCG-ATA-CCC-CTG-CHG-CTT-GGA-ACA-ATA. Be to, eukariotuose ACA-TTC-TGA-AAA nukleotid? seka ir GGA-ACA -ATA kodas pro-mRNR intron? regionams Naudodami genetinio kodo ?odyn?, nustatykite:

a) kokia nukleotid? seka prokariotuose i? ?ios DNR srities bus transkribuota mRNR;

b) kokia nukleotid? seka tur?s iRNR, transkribuot? i? ?ios DNR srities eukariotuose;

c) koki? aminor?g??i? sek? tur?s ?ios geno srities koduotas baltymas pro- ir eukariotuose.

DNR saugoma genetin? informacija realizuojama baltym? biosintez?s procese.

DNR koncentruojasi l?stel?s branduolyje, o baltymai sintetinami citoplazmoje ant ribosom?. Baltym? biosintezei b?tina genetin? informacij? perduoti i? l?stel?s branduolio ? ribosomas. Tarpininko, u?tikrinan?io genetin?s informacijos perdavim? i? l?stel?s branduolio ? ribosomas, vaidmen? atlieka matricin?, arba informacin?, RNR (mRNR arba mRNR).

Messenger RNR yra polinukleotidin?s grandin?s, kuri? molekulin? mas? svyruoja nuo 150 000 iki 5 milijon? dalton?. Jie sintetinami l?stel?s branduolyje. MRNR biosintez?s metu genetin? informacija „perra?oma“ i? nedidel?s DNR dalies, ?skaitant vien? ar daugiau gen?, ? mRNR molekul?. Pasiuntinio RNR sintez? reik?mingoje DNR grandin?je vadinama transkripcija (lot. „transscriptio“ – perra?ymas).

Genetin?s informacijos transkripcijos procesas yra pana?us ? DNR replikacijos proces?. MRNR biosintez? prasideda nuo DNR dvigubos spiral?s i?vyniojimo ma?ame plote.

Laisvieji ribonukleozid? trifosfatai vandenilini? jung?i? pagalba prijungiami prie nesusuktos DNR dalies nukleotid? pagal azotini? bazi? komplementarumo princip?.

iRNR susidaro perkeliant ribonukleotid? liekanas i? ribonukleozid? trifosfat? ? susintetintos polinukleotidin?s grandin?s galinio nukleotido riboz?s tre?i?j? anglies atom?. ?iuo atveju makroerginiai ry?iai ribonukleozid? trifosfat? molekul?se nutr?ksta, kai i?siskiria pirofosfatas, kuris suteikia transkripcijos procesui reikiamos energijos. MRNR biosintez? katalizuoja fermentas RNR polimeraz?.

Svarb? vaidmen? transkripcijos procese atlieka special?s baltymai, kurie tiksliai reguliuoja jo eig?.

Transkripcijos metu susintetinta mRNR I? l?stel?s branduolio patenka ? ribosom? – citoplazmin? serganel?, kuri pagal savo chemin? prigimt? yra nukleoproteinas – kompleksinis baltymas, kurio nebaltyminis komponentas yra ribonukleino r?g?tis.

RNR, dalyvaujanti ribosom? k?no statyboje („ribonukleino r?g?tis“ + gr. „soma“ – k?nas), vadinama ribosoma (rRNR). Ribosomos yra sudarytos i? dviej? daleli? - dideli? ir ma??. Kiekvieno i? j? k?rime dalyvauja daugyb? skirting? baltym? ir skirting? rRNR. Ribosom? RNR molekulin? mas? svyruoja nuo 55 000 iki 1 600 000 dalton? ar daugiau. RRNR sintez?, kaip ir mRNR sintez?, vyksta l?stel?s branduolyje ir yra kontroliuojama DNR.

Messenger RNR yra pritvirtinta prie ribosom?. Dabar ribosoma turi atkurti gaut? informacij?, ?ra?yt? mRNR nukleotid? sekoje keturi? raid?i? azotini? bazi? „kalba“, dvide?imties raid?i? „kalba“ aminor?g??i? sekos pavidalu polipeptidin?je grandin?je. susintetintas baltymas. Genetin?s informacijos vertimo i? azotini? bazi? „kalbos“ ? aminor?g??i? „kalb?“ procesas vadinamas vertimu (lot. „vertimas“ – perdavimas).

Aminor?g??i? tiekim? ? ribosomas u?tikrina perdavimo RNR (tRNR). tRNR molekulin? mas? yra palyginti ma?a ir svyruoja nuo 17 000 iki 35 000 dalton?. tRNR sintez? l?stel?je kontroliuoja DNR.

Baltym? biosintez?s procesas reikalauja energijos s?naud?. Kad aminor?g?tys b?t? sujungtos viena su kita peptidiniu ry?iu, jos turi b?ti aktyvuotos. Aminor?g?tis aktyvina ATP ir tRNR. ?ias reakcijas katalizuoja fermentas aminoacil-tRNR sintetaz?.

Kiekvienos proteinogenin?s aminor?g?ties aktyvinimo reakcijas katalizuoja jos aminoacil-tRNR sintetaz?.

?ie fermentai leid?ia aminor?g?tims ir tRNR tiksliai atpa?inti viena kit?. D?l to kiekviena aminor?g?tis yra prijungta prie konkre?ios tRNR. Perne?imo RNR yra pavadintos prijungtos aminor?g?ties vardu, pavyzd?iui: valino tRNR, alanino tRNR, serino tRNR ir kt.

tRNR polinukleotidin?s grandin?s turi erdvin? strukt?r?, pana?i? ? dobilo lap?. Prie vieno tRNR galo prijungta aminor?g?tis. Kitoje tRNR molekul?s pus?je, vienoje i? dobilo lapo kilp?, yra nukleotid? tripletas, vadinamas antikodonu. ?is antikodonas yra komplementarus vienam i? mRNR triplet? – kodonui. Kodono genetinis kodas atitinka aminor?g?t?, susiet? su tRNR, kuri turi papildom? antikodon?.

Brand?ioje iRNR kodonai eina vienas po kito nuolat: jie n?ra atskirti vienas nuo kito nekoduojan?iais regionais ir nepersidengia.

Aminoacil-tRNR paeiliui patenka ? ribosomas.

?ia vandeniliniai ry?iai atsiranda kiekvien? kart? tarp papildomo tRNR antikodono ir mRNR kodono. ?iuo atveju kitos aminor?g?ties amino grup? s?veikauja su

Ankstesn?s aminor?g?ties karboksilo grup? sudaro peptidin? jungt?.

Bet kurio baltymo sintez? l?stel?je visada prasideda nuo N galo. Po to, kai tarp aminor?g??i? susidaro peptidinis ry?ys, ribosoma juda i?ilgai mRNR grandin?s vienu kodonu. Kai ribosoma pasiekia mRNR viet?, kurioje yra vienas i? trij? „beprasmi?“ triplet? – UAA, UAG arba UGA, tolesn? polipeptidin?s grandin?s sintez? nutr?ksta. ?iems tripletams l?stel?je n?ra tRNR su papildan?iais antikodonais. „Beprasmiai“ trynukai yra kiekvieno geno gale ir rodo, kad ?io baltymo sintez? turi b?ti baigta ?iuo metu. Tod?l ?ie trynukai vadinami baigiamaisiais (lot. „terminalis“ – galutinis). Pasibaigus genetinio kodo vertimo procesui, polipeptidin? grandin? palieka ribosom? ir suformuoja savo erdvin? strukt?r?, po kurios baltymas ?gyja galimyb? ?gyvendinti savo biologin? funkcij?. Genetin?s informacijos realizavimo procesas, atsirandantis d?l transkripcijos ir vertimo, vadinamas geno ekspresija (lot. „expressio“ – ekspresija).

Baltym? biosintez? l?stel?je nevyksta vienoje ribosomoje.

Messenger RNR vienu metu jungiasi prie keli? ribosom?, sudarydama poliribosomin? kompleks?. D?l to l?stel?je vienu metu sintetinamos kelios identi?kos baltym? molekul?s.