I?nagrin?j? ?ias temas, tur?tum?te sugeb?ti:

1. Apib?dinkite toliau pateiktas s?vokas ir paai?kinkite j? tarpusavio ry?ius:
   • polimeras, monomeras;
   • angliavandeniai, monosacharidai, disacharidai, polisacharidai;
   • lipidai, riebal? r?g?tys, glicerolis;
   • aminor?g?tis, peptidin? jungtis, baltymas;
   • katalizatorius, fermentas, aktyvi vieta;
   • nukleino r?g?tis, nukleotidas.
2. I?vardykite 5–6 prie?astis, d?l kuri? vanduo yra toks svarbus gyv? sistem? komponentas.
3. I?vardykite keturias pagrindines gyvuose organizmuose randam? organini? jungini? klases; apib?dinkite kiekvieno i? j? vaidmen?.
4. Paai?kinkite, kod?l ferment? kontroliuojamos reakcijos priklauso nuo temperat?ros, pH ir koferment? buvimo.
5. Paai?kinkite ATP vaidmen? l?stel?s energijos ekonomikoje.
6. Nurodykite ?viesos sukelt? reakcij? ir anglies fiksavimo reakcij? pradines med?iagas, pagrindinius etapus ir galutinius produktus.
7. Trumpai apib?dinkite bendr? l?steli? kv?pavimo schem?, i? kurios b?t? ai?ku, koki? viet? u?ima glikoliz?s reakcijos, H. Krebso ciklas (citrinos r?g?ties ciklas) ir elektron? perne?imo grandin?.
8. Palyginkite kv?pavim? ir fermentacij?.
9. Apib?dinkite DNR molekul?s strukt?r? ir paai?kinkite, kod?l adenino liekan? skai?ius lygus timino liku?i? skai?iui, o guanino liekan? skai?ius lygus citozino liku?i? skai?iui.
10. Padarykite trump? RNR sintez?s i? DNR (transkripcijos) prokariotuose diagram?.
11. Apib?dinkite genetinio kodo savybes ir paai?kinkite, kod?l tai tur?t? b?ti tripleto kodas.
12. Remdamiesi pateikta DNR grandin?s ir kodon? lentele, nustatykite RNR pasiuntinio komplementari?j? sek?, nurodykite perne?an?ios RNR kodonus ir aminor?g??i? sek?, kuri susidaro d?l transliacijos.
13. I?vardykite baltym? sintez?s etapus ribosom? lygyje.

Problem? sprendimo algoritmas.

1 tipas. Savaranki?kas DNR kopijavimas.

Viena i? DNR grandini? turi toki? nukleotid? sek?:
AGTACCGATACCGATTTACCG...
Koki? nukleotid? sek? turi antroji tos pa?ios molekul?s grandin??

Norint para?yti antrosios DNR molekul?s grandin?s nukleotid? sek?, kai ?inoma pirmosios grandin?s seka, pakanka timin? pakeisti adeninu, adenin? timinu, guanin? citozinu, citozin? guaninu. Atlik? ?? pakeitim?, gauname sek?:
TATTGGGCTATGAGCTAAAATG...

2 tipas. Baltym? kodavimas.

Ribonukleaz?s baltymo aminor?g??i? grandin? turi toki? prad?i?: lizinas-glutaminas-treoninas-alaninas-alaninas-alaninas-lizinas...
Kokia nukleotid? seka prasideda ?? baltym? atitinkantis genas?

Nor?dami tai padaryti, naudokite genetinio kodo lentel?. Kiekvienai aminor?g??iai randame jos kodo pavadinim? atitinkamo nukleotid? trigubo pavidalu ir u?ra?ome. I?d?st? ?iuos tripletus vien? po kito ta pa?ia tvarka kaip ir atitinkamas aminor?g?tis, gauname pasiuntinio RNR dalies strukt?ros formul?. Paprastai toki? trynuk? yra keli, pasirinkimas daromas pagal j?s? sprendim? (bet paimamas tik vienas i? trynuk?). Atitinkamai, gali b?ti keli sprendimai.
ААААААААЦУГЦГГЦУГЦГАAG

Kokia aminor?g??i? seka prasideda baltymas, jei j? koduoja tokia nukleotid? seka:
ACCTTCCATGGCCGGT...

Naudodami komplementarumo princip?, randame tam tikrame DNR molekul?s segmente susidariusios pasiuntinio RNR sekcijos strukt?r?:
UGCGGGGUACCGGCCCA...

Tada kreipiam?s ? genetinio kodo lentel? ir kiekvienam nukleotid? trigubui, pradedant nuo pirmojo, randame ir u?ra?ome atitinkam? aminor?g?t?:
Cisteinas-glicinas-tirozinas-argininas-prolinas-...

Ivanova T.V., Kalinova G.S., Myagkova A.N. „Bendroji biologija“. Maskva, „?vietimas“, 2000 m

• 4 tema. „Chemin? l?stel?s sud?tis“. §2-§7 p. 7-21
• 5 tema. "Fotosintez?". §16-17 p. 44-48
• 6 tema. „L?stelinis kv?pavimas“. §12-13 34-38 p
• 7 tema. "Genetin? informacija". §14-15 39-44 p

GENETINIS KODAS, paveldimos informacijos fiksavimo nukleotid? bazi? sekos forma DNR molekul?se (kai kuriuose virusuose – RNR) sistema, kuri lemia pirmin? strukt?r? (aminor?g??i? liekan? viet?) baltym? (polipeptid?) molekul?se. Genetinio kodo problema buvo suformuluota ?rod?ius genetin? DNR vaidmen? (amerikie?i? mikrobiologai O. Avery, K. McLeod, M. McCarthy, 1944) ir i??ifravus jos strukt?r? (J. Watson, F. Crick, 1953), nusta?ius. kad genai lemia ferment? strukt?r? ir funkcijas (principas „vienas genas – vienas fermentas“, J. Beadle ir E. Tatem, 1941) ir yra priklausomyb?. baltymo erdvin? strukt?ra ir aktyvumas nuo jo pirmin?s strukt?ros (F. Sanger, 1955). Klausim?, kaip 4 nukleor?g??i? bazi? deriniai lemia 20 bendr? aminor?g??i? liekan? kait? polipeptiduose, pirm? kart? i?k?l? G. Gamow 1954 m.

Remdamiesi eksperimentu, kurio metu tyr? nukleotid? poros intarp? ir i?trynim? s?veikas viename i? T4 bakteriofago gen?, F. Crickas ir kiti mokslininkai 1961 metais nustat? bendr?sias genetinio kodo savybes: trigubum?, t.y. kiekviena aminor?g?ties liekana polipeptidin?je grandin?je atitinka trij? bazi? rinkin? (triplet? arba kodon?) geno DNR; kodon? skaitymas geno viduje vyksta i? fiksuoto ta?ko, viena kryptimi ir „be kableli?“, tai yra, kodonai vienas nuo kito n?ra atskirti jokiais ?enklais; degeneracija, arba perteklius – t? pa?i? aminor?g?ties liekan? gali u?koduoti keli kodonai (sinoniminiai kodonai). Autoriai man?, kad kodonai nesutampa (kiekviena baz? priklauso tik vienam kodonui). Tiesioginis trynuk? kodavimo paj?gumo tyrimas buvo t?siamas naudojant baltym? sintez?s sistem? be l?steli?, kontroliuojam? sintetin?s pasiuntinio RNR (mRNR). Iki 1965 met? genetinis kodas buvo visi?kai i??ifruotas S. Ochoa, M. Nirenberg ir H. G. Korana darbuose. Genetinio kodo paslap?i? i?ai?kinimas buvo vienas i?kiliausi? XX am?iaus biologijos laim?jim?.

Genetinio kodo ?gyvendinimas l?stel?je vyksta dviej? matricos proces? – transkripcijos ir vertimo – metu. Tarpininkas tarp geno ir baltymo yra mRNR, kuri susidaro transkripcijos metu vienoje i? DNR grandini?. ?iuo atveju DNR bazi? seka, kurioje yra informacija apie pirmin? baltymo strukt?r?, „perra?oma“ ? mRNR bazi? sek?. Tada ribosom? transliacijos metu mRNR nukleotid? seka nuskaitoma perne?imo RNR (tRNR). Pastarieji turi akceptoriaus gal?, prie kurio prijungta aminor?g?ties liekana, ir adapterio gal? arba antikodono triplet?, atpa??stant? atitinkam? mRNR kodon?. Kodono ir antikodono s?veika vyksta komplementari? bazi? poravimosi pagrindu: Adeninas (A) – Uracilas (U), Guaninas (G) – Citozinas (C); ?iuo atveju iRNR bazin? seka paver?iama susintetinto baltymo aminor?g??i? seka. Skirtingi organizmai tai pa?iai aminor?g??iai naudoja skirtingus sinoniminius kodonus, kuri? da?nis skiriasi. Polipeptidin? grandin? koduojan?ios mRNR nuskaitymas prasideda (inicijuojasi) nuo AUG kodono, atitinkan?io aminor?g?t? metionin?. Re?iau prokariotuose iniciacijos kodonai yra GUG (valinas), UUG (leucinas), AUU (izoleucinas), o eukariotuose – UUG (leucinas), AUA (izoleucinas), ACG (treoninas), CUG (leucinas). Taip nustatomas vadinamasis skaitymo kadras arba faz? vertimo metu, tai yra, tada visa mRNR nukleotid? seka skaitoma tRNR tripletas po tripleto, kol atsiranda bet kuris i? trij? terminatoriaus kodon?, da?nai vadinam? stop kodonais. mRNR: UAA, UAG, UGA (lentel?). ?i? triplet? skaitymas baigia polipeptidin?s grandin?s sintez?.

AUG ir stop kodonai atsiranda atitinkamai polipeptidus koduojan?i? mRNR sri?i? prad?ioje ir pabaigoje.

Genetinis kodas yra beveik universalus. Tai rei?kia, kad kai kuri? kodon? reik?m? tarp objekt? ?iek tiek skiriasi, ir tai vis? pirma taikoma terminatoriaus kodonams, kurie gali b?ti reik?mingi; pavyzd?iui, kai kuri? eukariot? ir mikoplazm? mitochondrijose UGA koduoja triptofan?. Be to, kai kuriose bakterij? ir eukariot? mRNR UGA koduoja ne?prast? aminor?g?t? – selenocistein?, o UAG – vienoje i? archebakterij? – pirolizin?.

Yra po?i?ris, pagal kur? genetinis kodas atsirado atsitiktinai („u??aldytos atsitiktinumo“ hipotez?). Labiau tik?tina, kad jis i?sivyst?. ?i? prielaid? patvirtina paprastesn? ir, matyt, senesn? kodo versija, kuri mitochondrijose skaitoma pagal taisykl? „du i? trij?“, kai aminor?g?t? lemia tik dvi i? trij? bazi?. trynuk?je.

Lit.: Crick F. N. a. O. Bendras baltym? genetinio kodo pob?dis // Gamta. 1961. T. 192; Genetinis kodas. N.Y., 1966 m.; Ichas M. Biologinis kodas. M., 1971; Inge-Vechtomov S.G. Kaip skaitomas genetinis kodas: taisykl?s ir i?imtys // ?iuolaikinis gamtos mokslas. M., 2000. T. 8; Ratner V. A. Genetinis kodas kaip sistema // Soroso edukacinis ?urnalas. 2000. T. 6. Nr. 3.

S. G. Inge-Vechtomovas.

Genetinis kodas yra b?das koduoti aminor?g??i? sek? baltymo molekul?je, naudojant nukleotid? sek? nukleor?g?ties molekul?je. Genetinio kodo savyb?s kyla i? ?io kodavimo savybi?.

Kiekviena baltymo aminor?g?tis yra suderinta su trimis i? eil?s nukleor?g?ties nukleotidais - trynukas, arba kodonas. Kiekviename nukleotide gali b?ti viena i? keturi? azoto bazi?. RNR tai yra adeninas (A), uracilas (U), guaninas (G), citozinas (C). Skirtingais b?dais derinant azotines bazes (?iuo atveju j? turin?ius nukleotidus) galima gauti daug skirting? triplet?: AAA, GAU, UCC, GCA, AUC ir tt Bendras galim? derini? skai?ius – 64, t.y 43.

Gyv? organizm? baltymuose yra apie 20 aminor?g??i?. Jei gamta „suplanuot?“ kiekvien? aminor?g?t? koduoti ne trimis, o dviem nukleotidais, tai toki? por? ?vairov?s neu?tekt?, nes j? b?t? tik 16, t.y. 42.

Taigi, pagrindin? genetinio kodo savyb? yra jo trigubas. Kiekvien? aminor?g?t? koduoja nukleotid? tripletas.

Kadangi galim? skirting? triplet? yra ?ymiai daugiau nei biologin?se molekul?se naudojam? aminor?g??i?, gyvojoje gamtoje realizuota ?i savyb?: perteklius genetinis kodas. Daugel? aminor?g??i? prad?jo koduoti ne vienas kodonas, o kelios. Pavyzd?iui, aminor?g?t? glicin? koduoja keturi skirtingi kodonai: GGU, GGC, GGA, GGG. Atleidimas taip pat vadinamas degeneracija.

Aminor?g??i? ir kodon? atitikimas parodytas lentel?se. Pavyzd?iui, ?ie:

Kalbant apie nukleotidus, genetinis kodas turi toki? savyb?: vienareik?mi?kumas(arba specifi?kumas): kiekvienas kodonas atitinka tik vien? aminor?g?t?. Pavyzd?iui, GGU kodonas gali koduoti tik glicin? ir jokios kitos aminor?g?ties.

V?lgi. Perteklius rei?kia, kad keli tripletai gali koduoti t? pa?i? aminor?g?t?. Specifi?kumas – kiekvienas konkretus kodonas gali koduoti tik vien? aminor?g?t?.

Speciali? skyrybos ?enkl? genetiniame kode n?ra (i?skyrus stop kodonus, kurie rodo polipeptid? sintez?s pabaig?). Skyrybos ?enkl? funkcij? atlieka patys trynukai – vieno pabaiga rei?kia, kad ?alia prasid?s kitas. Tai rei?kia ?ias dvi genetinio kodo savybes: t?stinum? Ir nesutampa. T?stinumas rei?kia trynuk? skaitym? i? karto vienas po kito. Nepersidengimas rei?kia, kad kiekvienas nukleotidas gali b?ti tik vieno tripleto dalis. Taigi pirmasis kito tripleto nukleotidas visada ateina po tre?iojo ankstesnio tripleto nukleotido. Kodonas negali prasid?ti antruoju ar tre?iuoju ankstesnio kodono nukleotidu. Kitaip tariant, kodas nesutampa.

Genetinis kodas turi savyb? universalumas. Tai vienoda visiems organizmams ?em?je, o tai rodo gyvyb?s kilm?s vienov?. Yra labai ret? i?im?i?. Pavyzd?iui, kai kurie tripletai mitochondrijose ir chloroplastuose koduoja kitas aminor?g?tis nei ?prasta. Tai gali reik?ti, kad gyvyb?s au?roje buvo ?iek tiek skirting? genetinio kodo variacij?.

Galiausiai, genetinis kodas turi atsparumas triuk?mui, o tai yra jos nuosavyb?s kaip atleidimo pasekm?. Ta?kin?s mutacijos, kurios kartais atsiranda DNR, da?niausiai lemia vienos azoto baz?s pakeitim? kita. Tai pakei?ia triplet?. Pavyzd?iui, tai buvo AAA, bet po mutacijos tapo AAG. Ta?iau tokie poky?iai ne visada lemia aminor?g?ties pasikeitim? susintetintame polipeptide, nes abu tripletai d?l genetinio kodo perteklin?s savyb?s gali atitikti vien? aminor?g?t?. Atsi?velgiant ? tai, kad mutacijos da?nai yra kenksmingos, atsparumo triuk?mui savyb? yra naudinga.

Genetinis, arba biologinis, kodas yra viena i? universali? gyvosios gamtos savybi?, ?rodan?i? jos kilm?s vienov?. Genetinis kodas yra polipeptido aminor?g??i? sekos kodavimo metodas, naudojant nukleor?g??i? nukleotid? sek? (pasiuntinio RNR arba komplementari? DNR sekcij?, ant kurios sintetinama mRNR).

Yra ir kit? apibr??im?.

Genetinis kodas- tai kiekvienos aminor?g?ties (gyv? baltym? dalies) atitikimas tam tikrai trij? nukleotid? sekai. Genetinis kodas yra ry?ys tarp nukleor?g??i? bazi? ir baltym? aminor?g??i?.

Mokslin?je literat?roje genetinis kodas nerei?kia jo individualum? lemian?ios nukleotid? sekos organizmo DNR.

Neteisinga manyti, kad vienas organizmas ar r??is turi vien? kod?, o kitas – kit?. Genetinis kodas – tai, kaip aminor?g?tys koduoja nukleotidais (t.y. principas, mechanizmas); jis yra universalus visiems gyviems dalykams, vienodas visiems organizmams.

Tod?l neteisinga sakyti, pavyzd?iui, „?mogaus genetinis kodas“ arba „Genetinis organizmo kodas“, kuris da?nai naudojamas pseudomokslin?je literat?roje ir filmuose.

?iais atvejais da?niausiai turime omenyje ?mogaus genom?, organizm? ir pan.

Gyv? organizm? ?vairov? ir j? gyvenimo veiklos ypatybes pirmiausia lemia baltym? ?vairov?.

Specifin? baltymo strukt?r? lemia ?vairi? aminor?g??i?, sudaran?i? jo sud?t?, tvarka ir kiekis. Peptido aminor?g??i? seka yra u??ifruota DNR naudojant biologin? kod?. Monomer? rinkinio ?vairov?s po?i?riu DNR yra primityvesn? molekul? nei peptidas. DNR susideda i? skirting? tik keturi? nukleotid? kaitos. Tai jau seniai neleido tyr?jams laikyti DNR paveldimumo med?iaga.

Kaip aminor?g?tys koduoja nukleotidus?

1) Nukleor?g?tys (DNR ir RNR) yra polimerai, susidedantys i? nukleotid?.

Kiekviename nukleotide gali b?ti viena i? keturi? azoto bazi?: adenino (A, en: A), guanino (G, G), citozino (C, en: C), timino (T, en: T). RNR atveju timinas pakei?iamas uracilu (U, U).

Svarstant genetin? kod?, atsi?velgiama tik ? azoto bazes.

Tada DNR grandin? gali b?ti pavaizduota kaip j? tiesin? seka. Pavyzd?iui:

?? kod? papildanti mRNR sekcija bus tokia:

2) Baltymai (polipeptidai) yra polimerai, susidedantys i? aminor?g??i?.

Gyvuose organizmuose polipeptidams gaminti naudojama 20 aminor?g??i? (dar kelios yra labai retos). Nor?dami juos pa?ym?ti, taip pat galite naudoti vien? raid? (nors da?niau jie naudoja tris - aminor?g?ties pavadinimo santrumpa).

Polipeptido aminor?g?tys taip pat yra liniji?kai sujungtos peptidine jungtimi. Pavyzd?iui, tarkime, kad yra baltymo dalis su tokia aminor?g??i? seka (kiekviena aminor?g?tis ?ymima viena raide):

3) Jei u?duotis yra u?koduoti kiekvien? aminor?g?t? naudojant nukleotidus, tada reikia u?koduoti 20 raid?i? naudojant 4 raides.

Tai galima padaryti suderinant 20 raid?i? ab?c?l?s raides su ?od?iais, sudarytais i? keli? 4 raid?i? ab?c?l?s raid?i?.

Jei vien? aminor?g?t? koduoja vienas nukleotidas, tai gali b?ti koduojamos tik keturios aminor?g?tys.

Jei kiekviena aminor?g?tis RNR grandin?je yra susieta su dviem i? eil?s einan?iais nukleotidais, tai gali b?ti u?koduota ?e?iolika aminor?g??i?.

I? ties?, jei yra keturios raid?s (A, U, G, C), tada skirting? j? por? derini? skai?ius bus 16: (AU, UA), (AG, GA), (AC, CA), (UG, GU), ( UC, CU), (GC, CG), (AA, UU, GG, CC).

[Kad b?t? lengviau suvokti, naudojami skliaustai.] Tai rei?kia, kad tokiu kodu (dviej? raid?i? ?od?iu) galima u?koduoti tik 16 skirting? aminor?g??i?: kiekviena tur?s savo ?od? (du i? eil?s einan?ius nukleotidus).

I? matematikos formul? kombinacij? skai?iui nustatyti atrodo taip: ab = n.

?ia n – skirting? kombinacij? skai?ius, a – ab?c?l?s raid?i? skai?ius (arba skai?i? sistemos pagrindas), b – raid?i? skai?ius ?odyje (arba skaitmenys skai?iuje). Jei ? ?i? formul? pakeisime 4 raid?i? ab?c?l? ir ?od?ius, sudarytus i? dviej? raid?i?, gausime 42 = 16.

Jei kaip kiekvienos aminor?g?ties kodo ?odis naudojami trys i? eil?s nukleotidai, gali b?ti u?koduotos 43 = 64 skirtingos aminor?g?tys, nes i? keturi? raid?i?, paimt? ? tris grupes, galima sudaryti 64 skirtingus derinius (pavyzd?iui, AUG, GAA, CAU). , GGU ir kt.).

d.). To jau pakanka 20 aminor?g??i? u?kodavimui.

B?tent trij? raid?i? kodas, naudojamas genetiniame kode. Vadinami trys i? eil?s nukleotidai, koduojantys vien? aminor?g?t? trynukas(arba kodonas).

Kiekviena aminor?g?tis yra susijusi su specifiniu nukleotid? tripletu.

Be to, kadangi triplet? deriniai sutampa su aminor?g??i? pertekliumi, daug aminor?g??i? koduoja keli tripletai.

Trys tripletai nekoduoja n? vienos aminor?g?ties (UAA, UAG, UGA).

Jie pa?ymi transliacijos pabaig? ir yra kvie?iami stop kodonai(arba nes?moni? kodonai).

AUG tripletas koduoja ne tik aminor?g?t? metionin?, bet ir inicijuoja vertim? (atlieka starto kodono vaidmen?).

?emiau yra aminor?g??i? atitikimo nukleoid? tripletams lentel?s.

Naudojant pirm?j? lentel?, patogu nustatyti atitinkam? aminor?g?t? i? nurodyto tripleto. Antrajai - tam tikrai aminor?g??iai, j? atitinkantys tripletai.

Panagrin?kime genetinio kodo ?gyvendinimo pavyzd?. Teb?nie mRNR, kurios turinys yra toks:

Padalinkime nukleotid? sek? ? tripletus:

Kiekvien? triplet? susiekime su jo koduojamo polipeptido aminor?g?timi:

Metioninas - Asparto r?g?tis - Serinas - Treoninas - Triptofanas - Leucinas - Leucinas - Lizinas - Asparaginas - Glutaminas

Paskutinis tripletas yra stop kodonas.

Genetinio kodo savyb?s

Genetinio kodo savyb?s daugiausia yra aminor?g??i? kodavimo b?do pasekm?.

Pirmoji ir akivaizdi savyb? yra trigubas.

Tai rei?kia, kad kodo vienetas yra trij? nukleotid? seka.

Svarbi genetinio kodo savyb? yra jo nesutampa. Nukleotidas, ?trauktas ? vien? triplet?, negali b?ti ?trauktas ? kit?.

Tai yra, seka AGUGAA gali b?ti skaitoma tik kaip AGU-GAA, bet ne, pavyzd?iui, taip: AGU-GUG-GAA. Tai yra, jei GU pora yra ?traukta ? vien? triplet?, ji jau negali b?ti kito komponentu.

Pagal vienareik?mi?kumas Genetinis kodas supranta, kad kiekvienas tripletas atitinka tik vien? aminor?g?t?.

Pavyzd?iui, AGU tripletas koduoja aminor?g?t? serin? ir nieko daugiau.

Genetinis kodas

?is tripletas vienareik?mi?kai atitinka tik vien? aminor?g?t?.

Kita vertus, vien? aminor?g?t? gali atitikti keli tripletai. Pavyzd?iui, tas pats serinas, be AGU, atitinka AGC kodon?. ?i savyb? vadinama degeneracija genetinis kodas.

Degeneracija leid?ia daugeliui mutacij? i?likti nekenksmingoms, nes da?nai pakeitus vien? nukleotid? DNR, tripleto vert? nepasikei?ia. Atid?iai pa?velg? ? aminor?g??i? atitikmen? tripletams lentel?, pamatysite, kad jei aminor?g?t? koduoja keli tripletai, jie da?nai skiriasi paskutiniu nukleotidu, t.y. gali b?ti bet kas.

Taip pat pa?ymimos kai kurios kitos genetinio kodo savyb?s (t?stinumas, atsparumas triuk?mui, universalumas ir kt.).

Atsparumas kaip augal? prisitaikymas prie gyvenimo s?lyg?. Pagrindin?s augal? reakcijos ? nepalanki? veiksni? poveik?.

Augal? atsparumas – tai geb?jimas atlaikyti ekstremali? aplinkos veiksni? (dirvo?emio ir oro sausros) poveik?.

Genetinio kodo unikalumas pasirei?kia tuo

?i savyb? buvo sukurta evoliucijos procese ir geneti?kai fiksuota. Vietov?se, kuriose s?lygos nepalankios, susiformavo stabilios dekoratyvin?s formos ir vietin?s sausrai atspari? kult?rini? augal? veisl?s. Tam tikras augalams b?dingas atsparumo lygis atsiskleid?ia tik esant ekstremali? aplinkos veiksni? ?takai.

D?l tokio veiksnio atsiradimo prasideda dirginimo faz? - staigus daugelio fiziologini? parametr? nukrypimas nuo normos ir greitas j? normalizavimas. Tada pasikei?ia med?iag? apykaitos greitis ir pa?eid?iamos tarpl?stelin?s strukt?ros. Tuo pa?iu metu slopinami visi sintetiniai, aktyvuojami visi hidroliziniai, suma??ja bendras organizmo energijos tiekimas. Jei faktoriaus poveikis nevir?ija slenkstin?s reik?m?s, prasideda adaptacijos faz?.

Pritaikytas augalas ma?iau reaguoja ? pasikartojant? ar did?jant? ekstremali? veiksni? poveik?. Organizmo lygmeniu prie prisitaikymo mechanizm? pridedama s?veika tarp organ?. Susilpn?jus vandens sraut?, mineralini? ir organini? jungini? jud?jimui per augal?, paa?tr?ja konkurencija tarp organ?, sustoja j? augimas.

Apibr??iamas augal? biostabilumas. did?iausia ekstremalaus veiksnio vert?, kuriai esant augalai vis dar formuoja gyvybingas s?klas. Agronomin? stabilum? lemia derliaus suma??jimo laipsnis. Augalai pasi?ymi atsparumu tam tikro tipo ekstremaliems veiksniams – ?iemojantiems, atspariems dujoms, atspariems druskai, atspariems sausroms.

Apvali?j? kirm?li? tipas, skirtingai nei plok??iosios kirm?l?s, turi pirmin? k?no ertm? – ?izokoel?, susidarius? sunaikinus parenchim?, u?pildan?i? tarpas tarp k?no sienel?s ir vidaus organ? – jos funkcija yra transportavimas.

Jis palaiko homeostaz?. K?no forma yra apvalaus skersmens. Vir?utin? dalis yra kutikuluota. Raumenis vaizduoja i?ilgini? raumen? sluoksnis. ?arnynas yra per ir susideda i? 3 skyri?: priekin?s, vidurin?s ir u?pakalin?s. Burnos anga yra priekinio k?no galo ventraliniame pavir?iuje. Rykl? turi b?ding? trikamp? spind?. I?skyrimo sistemai atstovauja protonefridijos arba specialios odos liaukos – poodin?s liaukos. Dauguma r??i? yra dvinam?s ir dauginasi tik lyti?kai.

Vystymasis yra tiesioginis, re?iau su metamorfoze. Jie turi pastovi? k?no l?steli? sud?t? ir neturi geb?jimo atsinaujinti. Priekin? ?arna susideda i? burnos ertm?s, rykl?s ir stempl?s.

Jie neturi vidurin?s ar u?pakalin?s dalies. I?skyrimo sistem? sudaro 1-2 mil?ini?kos hipodermos l?stel?s. I?ilginiai ?alinimo kanalai yra ?onin?se hipodermos keterose.

Genetinio kodo savyb?s. Tripleto kodo ?rodymai. Kodon? dekodavimas. Sustabdyti kodonus. Genetin?s slopinimo samprata.

Id?j?, kad genas koduoja informacij? pirmin?je baltymo strukt?roje, konkretizavo F.

Crickas savo sekos hipotez?je, pagal kuri? gen? element? seka lemia aminor?g??i? liekan? sek? polipeptidin?je grandin?je. Sekos hipotez?s pagr?stum? ?rodo geno ir jo koduojamo polipeptido strukt?r? kolineari?kumas. Svarbiausias pokytis 1953 m. buvo tai, kad. Kad kodas grei?iausiai yra tripletas.

; DNR bazi? poros: A-T, T-A, G-C, C-G – gali koduoti tik 4 aminor?g?tis, jei kiekviena pora atitinka vien? aminor?g?t?. Kaip ?inote, baltymuose yra 20 pagrindini? aminor?g??i?. Jei darysime prielaid?, kad kiekviena aminor?g?tis turi 2 bazi? poras, tai gali b?ti u?koduota 16 aminor?g??i? (4*4) – to v?lgi nepakanka.

Jei kodas yra tripletas, tai i? 4 bazi? por? gali b?ti pagaminti 64 kodonai (4*4*4), o tai yra daugiau nei pakankamai 20 aminor?g??i? kodavimui. Crickas ir jo kolegos man?, kad kodas buvo tripletas, tarp kodon? nebuvo „kableli?“, ty skiriam?j? ?enkl?; Geno kodas skaitomas i? fiksuoto ta?ko viena kryptimi. 1961 m. vasar? Kirenbergas ir Mattei prane?? apie pirmojo kodono dekodavim? ir pasi?l? kodon? sud?ties nustatymo metod? baltym? sintez?s sistemoje be l?steli?.

Taigi, mRNR fenilalanino kodonas buvo perra?ytas kaip UUU. Be to, pritaikius Koranos, Nirenbergo ir Lederio metodus 1965 m.

buvo sudarytas ?iuolaikin?s formos kod? ?odynas. Taigi, mutacij? atsiradimas T4 faguose d?l bazi? praradimo ar prid?jimo buvo kodo tripleto pob?d?io ?rodymas (1 savyb?). ?ie trynimai ir papildymai, lemiantys kadr? poslinkius „skaitant“ kod?, buvo pa?alinti tik atk?rus kodo teisingum?, tai neleido atsirasti mutantams. ?ie eksperimentai taip pat parod?, kad trynukai nesutampa, tai yra, kiekviena baz? gali priklausyti tik vienam tripletui (2 savyb?).

Dauguma aminor?g??i? turi kelis kodonus. Kodas, kuriame aminor?g??i? skai?ius yra ma?esnis u? kodon? skai?i?, vadinamas i?sigimusiu (3 savyb?), t.y.

e. tam tikr? aminor?g?t? gali u?koduoti daugiau nei vienas tripletas. Be to, trys kodonai visi?kai nekoduoja jokios aminor?g?ties („nes?moni? kodonai“) ir veikia kaip „stop signalas“. Stabdymo kodonas yra funkcinio DNR vieneto cistrono galutinis ta?kas. Stop kodonai yra vienodi visose r??yse ir yra vaizduojami kaip UAA, UAG, UGA. Svarbus kodo bruo?as yra tai, kad jis yra universalus (4 savyb?).

Visuose gyvuose organizmuose tie patys tripletai koduoja tas pa?ias aminor?g?tis.

?rodyta, kad E. coli ir miel?se egzistuoja trij? tip? mutantiniai kodono terminatoriai ir j? slopinimas. Slopinan?i? gen?, „interpretuojan?i?“ skirting? gen? nes?moningus alelius, atradimas rodo, kad genetinio kodo vertimas gali keistis.

Mutacijos, turin?ios ?takos tRNR antikodonui, kei?ia j? kodono specifi?kum? ir sukuria galimyb? slopinti mutacijas transliacijos lygmeniu. Transliacinio lygio slopinimas gali atsirasti d?l gen?, koduojan?i? tam tikrus ribosom? baltymus, mutacij?. D?l ?i? mutacij? ribosoma „daro klaid?“, pavyzd?iui, skaitydama nes?moningus kodonus ir „interpretuoja“ juos naudodama kai kurias nemutantines tRNR. Kartu su genotipiniu slopinimu, veikian?iu transliacijos lygmeniu, galimas ir beprasmi? aleli? fenotipinis slopinimas: kai suma??ja temperat?ra, kai l?stel?s yra veikiamos aminoglikozid? grup?s antibiotikais, kurie jungiasi prie ribosom?, pavyzd?iui, streptomicinu.

22. Auk?t?j? augal? dauginimasis: vegetatyvinis ir nelytinis. Ankstyvosiose evoliucijos stadijose egzistavo sporuliacija, spor? strukt?ra, lygi ir heterosporin?.

Dauginimosi formas galima suskirstyti ? 2 tipus: nelytin? ir seksualin?. Pats nelytinis dauginimasis vykdomas nedalyvaujant lytin?ms l?stel?ms, pasitelkiant specializuotas l?steles – sporas. Jie susidaro nelytinio dauginimosi organuose - sporangijose d?l mitozinio dalijimosi.

Dygdama spora atgamina nauj? individ?, pana?? ? motinin?, i?skyrus s?klini? augal? sporas, kuriose sporos prarado dauginimosi ir sklaidos funkcij?. Sporos gali susidaryti ir redukcinio dalijimosi b?du, kai vienal?st?s sporos i?silieja.

Augal? dauginimasis naudojant vegetatyvin? (?glio, lapo, ?aknies dalis) arba vienal?s?i? dumbli? dalijim?si per pus? vadinamas vegetatyviniu (svog?n?l?, auginiai).

Lytin? dauginim?si vykdo specialios lytin?s l?stel?s – gametos.

Gametos susidaro d?l mejoz?s, yra moterys ir vyrai. D?l j? susiliejimo atsiranda zigota, i? kurios v?liau i?sivysto naujas organizmas.

Augalai skiriasi gamet? r??imis. Kai kuriuose vienal?s?iuose organizmuose jis tam tikru metu veikia kaip gameta. ?vairi? ly?i? organizmai (gametos) susilieja – toks lytinis procesas vadinamas hologamija. Jei vyri?kos ir moteri?kos lytin?s l?stel?s yra morfologi?kai pana?ios ir judrios, tai yra izogamatai.

Ir seksualinis procesas - izogami?kas. Jei moteri?kos lytin?s l?stel?s yra ?iek tiek didesn?s ir ma?iau judrios nei vyr?, tai yra heterogametos, o procesas yra heterogamija. Oogamija – moteri?kos lytin?s l?stel?s yra labai didel?s ir nejudrios, vyri?kos – ma?os ir judrios.

12345678910Kitas =>

Genetinis kodas – DNR triplet? ir baltym? aminor?g??i? atitikimas

B?tinyb? koduoti baltym? strukt?r? linijin?je mRNR ir DNR nukleotid? sekoje lemia tai, kad vertimo metu:

• n?ra atitikimo tarp monomer? skai?iaus mRNR matricoje ir produkto – susintetinto baltymo;
• n?ra strukt?rinio pana?umo tarp RNR ir baltym? monomer?.

Tai pa?alina komplementari? matricos ir produkto s?veik? – princip?, pagal kur? replikacijos ir transkripcijos metu atliekama nauj? DNR ir RNR molekuli? konstravimas.

I? to tampa ai?ku, kad turi b?ti „?odynas“, leid?iantis su?inoti, kuri iRNR nukleotid? seka u?tikrina aminor?g??i? ?traukim? ? tam tikros sekos baltym?. ?is „?odynas“ vadinamas genetiniu, biologiniu, nukleotid? arba aminor?g??i? kodu. Tai leid?ia u??ifruoti aminor?g?tis, kurios sudaro baltymus, naudojant specifin? nukleotid? sek? DNR ir mRNR. Jis pasi?ymi tam tikromis savyb?mis.

Trigubai. Vienas i? pagrindini? klausim? nustatant kodo savybes buvo nukleotid? skai?iaus klausimas, kuris tur?t? lemti vienos aminor?g?ties ?traukim? ? baltym?.

Nustatyta, kad koduojantys elementai ?ifruojant aminor?g??i? sek? i? tikr?j? yra nukleotid? tripletai arba trynukai, kurie buvo pavadinti „kodonai“.

Kodon? reik?m?.

Pavyko nustatyti, kad i? 64 kodon? aminor?g??i? ?traukimas ? susintetint? polipeptidin? grandin? koduoja 61 triplet?, o lik? 3 – UAA, UAG, UGA – nekoduoja aminor?g??i? ?traukimo ? baltym? ir i? prad?i? buvo. vadinami beprasmiais arba beprasmiais kodonais. Ta?iau v?liau buvo ?rodyta, kad ?ie trynukai signalizuoja apie vertimo pabaig?, tod?l jie prad?ti vadinti terminaciniais arba stop kodonais.

iRNR kodonai ir nukleotid? tripletai koduojan?ioje DNR grandin?je, nukreiptoje nuo 5? iki 3? galo, turi t? pa?i? azoto bazi? sek?, i?skyrus tai, kad DNR vietoj uracilo (U), b?dingo mRNR, yra yra timinas (T).

Specifi?kumas.

Kiekvienas kodonas atitinka tik vien? specifin? aminor?g?t?. ?ia prasme genetinis kodas yra grie?tai nedviprasmi?kas.

4-3 lentel?.

Vienareik?mi?kumas yra viena i? genetinio kodo savybi?, pasirei?kianti tuo, kad...

Pagrindiniai baltym? sintez?s sistemos komponentai

Reikalingi komponentai	Funkcijos
1. Amino r?g?tys	Baltym? sintez?s substratai
2. tRNR	tRNR veikia kaip adapteriai. J? akceptoriaus galas s?veikauja su aminor?g?timis, o j? antikodonas s?veikauja su mRNR kodonu.
3. Aminoacil-tRNR sintetaz?	Kiekviena aa-tRNR sintetaz? katalizuoja specifin? vienos i? 20 aminor?g??i? prisijungim? prie atitinkamos tRNR
4.mRNR	Matricoje yra linijin? kodon? seka, kuri lemia pirmin? baltym? strukt?r?
5. Ribosomos	Ribonukleoprotein? tarpl?stelin?s strukt?ros, kurios yra baltym? sintez?s vieta
6.	Energijos ?altiniai
7. Baltyminiai iniciacijos, pailg?jimo, nutraukimo faktoriai	Specifiniai ekstraribosominiai baltymai, reikalingi vertimo procesui (12 iniciacijos faktori?: elF; 2 pailg?jimo faktoriai: eEFl, eEF2 ir pabaigos faktoriai: eRF)
8. Magnio jonai	Kofaktorius, stabilizuojantis ribosom? strukt?r?

Pastabos: elF( eukariot? iniciacijos veiksniai) — iniciacijos veiksniai; eEF ( eukariot? pailg?jimo faktoriai) — pailg?jimo faktoriai; eRF ( eukariotus atpalaiduojantys faktoriai) yra nutraukimo veiksniai.

Degeneracija. MRNR ir DNR yra 61 tripletas, kuri? kiekvienas koduoja vienos i? 20 aminor?g??i? ?traukim? ? baltym?.

I? to i?plaukia, kad informacin?se molekul?se tos pa?ios aminor?g?ties ?traukim? ? baltym? lemia keli kodonai. ?i biologinio kodo savyb? vadinama degeneracija.

?mon?ms tik 2 aminor?g?tys yra koduotos vienu kodonu – Met ir Tri, tuo tarpu Leu, Ser ir Apr – ?e?iais kodonais, o Ala, Val, Gly, Pro, Tre – keturiais kodonais (lentel?

Kodavimo sek? perteklius yra vertingiausia kodo savyb?, nes padidina informacijos srauto stabilum? neigiamam i?orin?s ir vidin?s aplinkos poveikiui. Nustatant aminor?g?ties, kuri turi b?ti ?traukta ? baltym?, pob?d?, tre?iasis kodone esantis nukleotidas n?ra toks svarbus kaip pirmieji du. Kaip matyti i? lentel?s. 4-4, daugeliui aminor?g??i? nukleotido pakeitimas tre?ioje kodono pad?tyje neturi ?takos jo reik?mei.

Informacijos ?ra?ymo tiesi?kumas.

Vertimo metu mRNR kodonai „skaitomi“ i? fiksuoto prad?ios ta?ko nuosekliai ir nesutampa. Informaciniame ?ra?e n?ra signal?, nurodan?i? vieno kodono pabaig? ir kito prad?i?. AUG kodonas yra iniciacijos kodonas ir skaitomas tiek prad?ioje, tiek kitose mRNR dalyse kaip Met. Po jo einantys tripletai skaitomi nuosekliai be joki? tarp? iki stop kodono, kuriame baigiama polipeptidin?s grandin?s sintez?.

Universalumas.

Dar visai neseniai buvo manoma, kad kodas yra absoliu?iai universalus, t.y. kodini? ?od?i? reik?m? yra vienoda visiems tirtiems organizmams: virusams, bakterijoms, augalams, varliagyviams, ?induoliams, tarp j? ir ?mogui.

Ta?iau v?liau paai?k?jo, kad mitochondrij? mRNR turi 4 tripletus, kurie turi skirting? reik?m? nei branduolin?s kilm?s mRNR. Taigi, mitochondrij? mRNR tripletas UGA koduoja Tri, AUA koduoja Met, o ACA ir AGG skaitomi kaip papildomi stop kodonai.

Geno ir produkto kolineari?kumas.

Prokariotuose buvo rasta linijin? geno kodono sekos ir aminor?g??i? sekos baltymo produkte atitiktis arba, kaip sakoma, yra kolineari?kumas tarp geno ir produkto.

4-4 lentel?.

Genetinis kodas

Pirma baz?	Antra baz?
	U	SU	A	G
U	UUU plauk? d?iovintuvas	UCU Cep	UAU ?audykla	UGU Cis
UUC plauk? d?iovintuvas	UCC ser	iASTir	UGC Cis
UUA Lei	UCA Cep	UAA*	UGA*
UUG Lei	UCG ser	UAG*	UGG balandis
SU	CUU Lei	CCU Pro	CAU Gis	CGU baland?io m?n
CUC Lei	SSS Pro	SAS Gis	CGC baland?io m?n
CUA Lei	SSA Pro	SAA Gln	CGA balandis
CUG Lei	CCG Pro	CAG Gln	CGG balandis
A	AUU Ile	ACU Tpe	AAU Asn	AGU Ser
AUC Ile	ACC Tre	AAS Asn	AGG pilka
AUA Met	ASA Tre	AAA Liz	AGA balandis
AUG Met	ACG Tre	AAG Liz	AGG balandis
G	GUU draudimas	GCU Ala	GAU Asp	GGU Gli
GUC Val	GCC Ala	GAC Asp	GGC Gli
GUA Val	GSA Ala	GAA Glu	GGA Gli
GUG Val	GСG Ala	GAG Glu	GGG Glee

Pastabos: U - uracilas; C - citozinas; A - adeninas; G - guaninas; * – pabaigos kodonas.

Eukariotuose geno bazines sekas, kurios yra vienalyt?s su aminor?g??i? seka baltyme, pertraukia nitronai.

Tod?l eukariotin?se l?stel?se baltymo aminor?g??i? seka yra vienalyt? su geno egzon? seka arba subrendusia mRNR po intron? pa?alinimo po transkripcijos.

Gene– strukt?rinis ir funkcinis paveldimumo vienetas, valdantis tam tikros savyb?s ar savyb?s vystym?si. T?vai dauginimosi metu perduoda gen? rinkin? savo palikuonims Rusijos mokslininkai: Simashkevich E.A., Gavrilova Yu.A., Bogomazova O.V.

?iuo metu molekulin?je biologijoje nustatyta, kad genai yra DNR atkarpos, kurios ne?a ka?koki? vientis? informacij? – apie vienos baltymo molekul?s ar vienos RNR molekul?s strukt?r?. ?ios ir kitos funkcin?s molekul?s lemia organizmo vystym?si, augim? ir funkcionavim?.

Tuo pa?iu metu kiekvienas genas pasi?ymi daugybe specifini? reguliuojan?i? DNR sek?, toki? kaip promotoriai, kurie tiesiogiai dalyvauja reguliuojant geno ekspresij?. Reguliavimo sekos gali b?ti arba arti atviro skaitymo r?mo, koduojan?io baltym?, arba RNR sekos prad?ioje, kaip yra promotori? atveju (vadinamieji cis cis-reguliaciniai elementai) ir daugelio milijon? bazi? por? (nukleotid?) atstumais, pavyzd?iui, stiprikliai, izoliatoriai ir slopintuvai (kartais klasifikuojami kaip vert-reguliaciniai elementai, angl? k. transreguliaciniai elementai). Taigi geno s?voka neapsiriboja tik koduojan?ia DNR sritimi, bet yra platesn? s?voka, apimanti ir reguliavimo sekas.

I? prad?i? terminas genas pasirod? kaip teorinis diskre?ios paveldimos informacijos perdavimo vienetas. Biologijos istorija mena gin?us d?l to, kurios molekul?s gali b?ti paveldimos informacijos ne??jos. Dauguma tyrin?toj? man?, kad tokiais ne?ikliais gali b?ti tik baltymai, nes j? strukt?ra (20 aminor?g??i?) leid?ia sukurti daugiau variant? nei DNR strukt?ra, kuri? sudaro tik keturi? tip? nukleotidai. V?liau eksperimenti?kai buvo ?rodyta, kad b?tent DNR apima paveldim? informacij?, kuri buvo i?reik?ta kaip pagrindin? molekulin?s biologijos dogma.

Genuose gali atsirasti mutacij? – atsitiktini? arba tikslini? poky?i? DNR grandin?s nukleotid? sekoje. D?l mutacij? gali pasikeisti seka, taigi ir biologin?s baltymo ar RNR savyb?s, o tai savo ruo?tu gali sukelti bendr? ar vietin? pakitus? ar nenormal? organizmo funkcionavim?. Tokios mutacijos kai kuriais atvejais yra patogeni?kos, nes sukelia lig? arba mirtinos embriono lygmeniu. Ta?iau ne visi nukleotid? sekos poky?iai lemia baltym? strukt?ros poky?ius (d?l genetinio kodo degeneracijos poveikio) arba reik?ming? sekos pasikeitim? ir n?ra patogeni?ki. Vis? pirma, ?mogaus genomui b?dingi vieno nukleotido polimorfizmai ir kopij? skai?iaus variacijos. kopij? skai?iaus variacijos), pvz., delecijos ir dubliavimai, kurie sudaro apie 1% visos ?mogaus nukleotid? sekos. Vis? pirma vieno nukleotido polimorfizmai apibr??ia skirtingus vieno geno alelius.

Monomerai, sudarantys kiekvien? DNR grandin?, yra sud?tingi organiniai junginiai, kuri? sud?tyje yra azoto bazi?: adenino (A) arba timino (T) arba citozino (C) arba guanino (G), pentaatomin?s cukraus pentoz?s dezoksiriboz?s, kuri pavadinta ir pati DNR, kaip ir fosforo r?g?ties liekana, buvo vadinami nukleotidais.

Gen? savyb?s

1. diskreti?kumas – gen? nesuderinamumas;
2. stabilumas – geb?jimas i?laikyti strukt?r?;
3. labilumas – geb?jimas pakartotinai mutuoti;
4. daugybinis alelizmas – populiacijoje egzistuoja daug gen? keli? molekulini? form?;
5. aleli?kumas – diploidini? organizm? genotipe yra tik dvi geno formos;
6. specifi?kumas – kiekvienas genas koduoja savo po?ym?;
7. pleiotropija – daugybinis geno poveikis;
8. ekspresyvumas – geno rai?kos po?ymyje laipsnis;
9. penetrancija – geno pasirei?kimo fenotipe da?nis;
10. amplifikacija – geno kopij? skai?iaus didinimas.

Klasifikacija

1. Strukt?riniai genai yra unikal?s genomo komponentai, atstovaujantys vien? sek?, koduojan?i? specifin? baltym? arba tam tikras RNR r??is. (Taip pat ?i?r?kite straipsn? nam? tvarkymo genai).
2. Funkciniai genai – reguliuoja strukt?rini? gen? funkcionavim?.

Genetinis kodas- metodas, b?dingas visiems gyviems organizmams, koduojant baltym? aminor?g??i? sek? naudojant nukleotid? sek?.

DNR naudojami keturi nukleotidai – adeninas (A), guaninas (G), citozinas (C), timinas (T), kurie rus? literat?roje ?ymimi raid?mis A, G, C ir T. ?ios raid?s sudaro ab?c?l?. genetinis kodas. RNR naudoja tuos pa?ius nukleotidus, i?skyrus timin?, kuris pakei?iamas pana?iu nukleotidu – uracilu, kuris ?ymimas raide U (rus? literat?roje U). DNR ir RNR molekul?se nukleotidai i?sid?st? grandin?mis ir taip gaunamos genetini? raid?i? sekos.

Genetinis kodas

Gamtoje baltymams gaminti naudojama 20 skirting? aminor?g??i?. Kiekvienas baltymas yra grandin? arba kelios aminor?g??i? grandin?s grie?tai apibr??toje sekoje. ?i seka lemia baltymo strukt?r?, taigi ir visas jo biologines savybes. Aminor?g??i? rinkinys taip pat universalus beveik visiems gyviems organizmams.

Genetin?s informacijos ?gyvendinimas gyvose l?stel?se (ty geno koduojamo baltymo sintez?) atliekamas naudojant du matricos procesus: transkripcij? (tai yra mRNR sintez? DNR matricoje) ir genetinio kodo vertim?. ? aminor?g??i? sek? (polipeptidin?s grandin?s sintez? ant mRNR). Trij? i? eil?s nukleotid? pakanka 20 aminor?g??i? kodavimui, taip pat sustabdymo signalo, rodan?io baltymo sekos pabaig?. Trij? nukleotid? rinkinys vadinamas tripletu. Priimtos santrumpos, atitinkan?ios aminor?g?tis ir kodonus, parodytos paveiksl?lyje.

Savyb?s

1. Trigubas- prasmingas kodo vienetas yra trij? nukleotid? derinys (tripletas arba kodonas).
2. T?stinumas- tarp trynuk? n?ra skyrybos ?enkl?, tai yra, informacija skaitoma nuolat.
3. Nepersidengiantis- tas pats nukleotidas vienu metu negali b?ti dviej? ar daugiau triplet? dalis (nepasteb?ta kai kuriems persidengiantiems virus?, mitochondrij? ir bakterij? genams, kurie koduoja kelis kadr? poslinkio baltymus).
4. Unikalumas (specifi?kumas)- konkretus kodonas atitinka tik vien? aminor?g?t? (ta?iau UGA kodonas turi Euplotes crassus koduoja dvi aminor?g?tis - cistein? ir selenocistein?)
5. Degeneracija (redundancija)– t? pa?i? aminor?g?t? gali atitikti keli kodonai.
6. Universalumas- genetinis kodas vienodai veikia ?vairaus sud?tingumo organizmuose – nuo virus? iki ?moni? (tuo pagr?sti gen? in?inerijos metodai; yra keletas i?im?i?, pateikt? lentel?je „Standartinio genetinio kodo variacijos“). ?emiau).
7. Triuk?mo atsparumas- nukleotid? pakait? mutacijos, kurios nelemia koduojamos aminor?g?ties klas?s pasikeitimo, vadinamos konservatyvus; vadinamos nukleotid? pakeitimo mutacijos, d?l kuri? pasikei?ia koduojamos aminor?g?ties klas? radikalus.

Baltym? biosintez? ir jos etapai

Baltym? biosintez?- sud?tingas daugiapakopis polipeptidin?s grandin?s i? aminor?g??i? liekan? sintez?s procesas, vykstantis gyv? organizm? l?steli? ribosomose, dalyvaujant mRNR ir tRNR molekul?ms.

Baltym? biosintez? galima suskirstyti ? transkripcijos, apdorojimo ir vertimo etapus. Transkripcijos metu nuskaitoma genetin? informacija, u??ifruota DNR molekul?se ir ?i informacija ?ra?oma ? mRNR molekules. Per kelet? nuosekli? apdorojimo etap? kai kurie fragmentai, kurie v?lesniuose etapuose yra nereikalingi, pa?alinami i? mRNR ir redaguojamos nukleotid? sekos. Perne?us kod? i? branduolio ? ribosomas, tikroji baltym? molekuli? sintez? vyksta prisijungiant prie augan?ios polipeptidin?s grandin?s atskir? aminor?g??i? liku?i?.

Tarp transkripcijos ir transliacijos iRNR molekul?je vyksta eil? nuosekli? poky?i?, kurie u?tikrina funkcionuojan?ios matricos subrendim? polipeptidin?s grandin?s sintezei. Prie 5` galo pritvirtintas dangtelis, o prie 3` galo pritvirtintas poli-A uodega, o tai padidina mRNR tarnavimo laik?. Atsiradus apdorojimui eukariot? l?stel?je, atsirado galimyb? sujungti gen? egzonus, kad b?t? gauta didesn? baltym?, u?koduot? viena DNR nukleotid? seka, ?vairov? – alternatyvus sujungimas.

Vertimas susideda i? polipeptidin?s grandin?s sintez?s pagal informacij?, u?koduot? pasiuntinio RNR. Aminor?g??i? seka i?d?styta naudojant transporto RNR (tRNR), kuri sudaro kompleksus su aminor?g?timis – aminoacil-tRNR. Kiekviena aminor?g?tis turi savo tRNR, kuri turi atitinkam? antikodon?, kuris „atitinka“ mRNR kodon?. Transliacijos metu ribosoma juda i?ilgai mRNR, tod?l polipeptidin? grandin? auga. Energij? baltym? biosintezei suteikia ATP.

Tada paruo?ta baltymo molekul? yra atskiriama nuo ribosomos ir perkeliama ? norim? viet? l?stel?je. Norint pasiekti savo aktyvi? b?sen?, kai kuriems baltymams reikia papildomos modifikacijos po transliacijos.

Bet kurioje l?stel?je ir organizme visus anatominius, morfologinius ir funkcinius po?ymius lemia juos sudaran?i? baltym? strukt?ra. Paveldima organizmo savyb? yra geb?jimas sintetinti tam tikrus baltymus. Aminor?g?tys yra polipeptidin?je grandin?je, nuo kurios priklauso biologin?s savyb?s.
Kiekviena l?stel? turi savo nukleotid? sek? DNR polinukleotid? grandin?je. Tai yra genetinis DNR kodas. Per j? fiksuojama informacija apie tam tikr? baltym? sintez?. ?iame straipsnyje apra?oma, kas yra genetinis kodas, jo savyb?s ir genetin? informacija.

?iek tiek istorijos

Id?j?, kad gali b?ti genetinis kodas, XX am?iaus viduryje suformulavo J. Gamow ir A. Down. Jie apra??, kad nukleotid? seka, atsakinga u? tam tikros aminor?g?ties sintez?, turi ma?iausiai tris vienetus. V?liau jie ?rod? tiksl? trij? nukleotid? skai?i? (tai yra genetinio kodo vienetas), kuris buvo vadinamas tripletu arba kodonu. I? viso yra ?e?iasde?imt keturi nukleotidai, nes r?g?ties molekul?, kurioje atsiranda RNR, yra sudaryta i? keturi? skirting? nukleotid? liekan?.

Kas yra genetinis kodas

Aminor?g??i? baltym? sekos kodavimo metodas d?l nukleotid? sekos b?dingas visoms gyvoms l?stel?ms ir organizmams. ?tai koks yra genetinis kodas.
DNR yra keturi nukleotidai:

• adeninas - A;
• guaninas - G;
• citozinas – C;
• timinas - T.

Jie ?ymimi did?iosiomis lotyni?komis arba (rus? kalbos literat?roje) rusi?komis raid?mis.
RNR taip pat yra keturi nukleotidai, ta?iau vienas i? j? skiriasi nuo DNR:

• adeninas - A;
• guaninas - G;
• citozinas – C;
• uracilas - U.

Visi nukleotidai yra i?d?styti grandin?mis, DNR turi dvigub? spiral?, o RNR - vien? spiral?.
Baltymai yra sudaryti i? dvide?imties aminor?g??i?, kur jie, i?sid?st? tam tikra seka, lemia jo biologines savybes.

Genetinio kodo savyb?s

Trigubai. Genetinio kodo vienetas susideda i? trij? raid?i?, tai yra tripletas. Tai rei?kia, kad dvide?imt egzistuojan?i? aminor?g??i? yra u?koduotos trij? specifini? nukleotid?, vadinam? kodonais arba trilpetais. Yra ?e?iasde?imt keturi deriniai, kuriuos galima sukurti i? keturi? nukleotid?. ?io kiekio daugiau nei pakanka u?koduoti dvide?im?iai aminor?g??i?.
Degeneracija. Kiekviena aminor?g?tis atitinka daugiau nei vien? kodon?, i?skyrus metionin? ir triptofan?.
Vienareik?mi?kumas. Vienas kodonas koduoja vien? aminor?g?t?. Pavyzd?iui, sveiko ?mogaus gene, turin?iame informacij? apie hemoglobino beta taikin?, GAG ir GAA tripletas koduoja A kiekvienam, sergan?iam pjautuvine anemija, vienas nukleotidas yra pakeistas.
Kolineari?kumas. Aminor?g??i? seka visada atitinka nukleotid? sek?, kuri? turi genas.
Genetinis kodas yra i?tisinis ir kompakti?kas, o tai rei?kia, kad jame n?ra skyrybos ?enkl?. Tai yra, pradedant nuo tam tikro kodono, vyksta nuolatinis skaitymas. Pavyzd?iui, AUGGGUGTSUAUAUGUG bus skaitomas taip: AUG, GUG, TSUU, AAU, GUG. Bet ne AUG, UGG ir pana?iai ar dar kas nors.
Universalumas. Tai vienoda absoliu?iai visiems sausumos organizmams – nuo ?moni? iki ?uv?, gryb? ir bakterij?.

Lentel?

? pateikt? lentel? ?trauktos ne visos turimos aminor?g?tys. Hidroksiprolino, hidroksilizino, fosfoserino, tirozino jodo darini?, cistino ir kai kuri? kit? n?ra, nes jie yra kit? aminor?g??i?, koduojam? m-RNR, dariniai, susidar? modifikavus baltymus d?l transliacijos.
I? genetinio kodo savybi? ?inoma, kad vienas kodonas gali koduoti vien? aminor?g?t?. I?imtis – genetinis kodas, kuris atlieka papildomas funkcijas ir koduoja valin? bei metionin?. iRNR, b?dama kodono prad?ioje, prijungia t-RNR, kuri ne?a formilmetion?. Pasibaigus sintezei, jis yra nuskil?s ir su savimi pasiima formilo liekan?, virsdamas metionino liekana. Taigi min?ti kodonai yra polipeptidin?s grandin?s sintez?s iniciatoriai. Jei j? n?ra prad?ioje, vadinasi, jie niekuo nesiskiria nuo kit?.

Genetin? informacija

?i s?voka rei?kia savybi? program?, perduodam? i? prot?vi?. Jis yra ?trauktas ? paveldimum? kaip genetinis kodas.
Genetinis kodas realizuojamas baltym? sintez?s metu:

• pasiuntinio RNR;
• ribosom? rRNR.

Informacija perduodama tiesioginiu ry?iu (DNR-RNR-baltymas) ir atvirk?tiniu ry?iu (vidutinis baltymas-DNR).
Organizmai gali j? priimti, saugoti, perduoti ir panaudoti efektyviausiai.
Paveld?jimo b?du perduodama informacija lemia konkretaus organizmo vystym?si. Bet d?l s?veikos su aplinka pastarosios reakcija i?kreipiama, d?l to vyksta evoliucija ir vystymasis. Tokiu b?du ? organizm? ?vedama nauja informacija.

Molekulin?s biologijos d?sni? skai?iavimas ir genetinio kodo atradimas iliustravo poreik? derinti genetik? su Darvino teorija, kurios pagrindu atsirado sintetin? evoliucijos teorija – neklasikin? biologija.
Darvino paveldimum?, variacij? ir nat?rali? atrank? papildo geneti?kai nulemta atranka. Evoliucija realizuojama genetiniame lygmenyje per atsitiktines mutacijas ir vertingiausi? savybi?, labiausiai pritaikyt? prie aplinkos, paveld?jim?.

?mogaus kodo i??ifravimas

Devintajame de?imtmetyje buvo prad?tas ?gyvendinti ?mogaus genomo projektas, kurio metu dvi t?kstantosiose buvo atrasti genomo fragmentai, kuriuose yra 99,99% ?mogaus gen?. Fragmentai, kurie nedalyvauja baltym? sintez?je ir n?ra u?koduoti, lieka ne?inomi. J? vaidmuo kol kas ne?inomas.

Paskutin? kart? aptikta 2006 m., 1 chromosoma yra ilgiausia genome. Daugiau nei trys ?imtai penkiasde?imt lig?, ?skaitant v???, atsiranda d?l jos sutrikim? ir mutacij?.

Toki? tyrim? vaidmens negalima pervertinti. Su?inojus, kas yra genetinis kodas, tapo ?inoma, pagal kokius d?sningumus vyksta raida, kaip formuojasi individ? morfologin? sandara, psichika, polinkis sirgti tam tikromis ligomis, med?iag? apykaita, defektai.