 |
Транскрипция происходит в ядре. Потом зрелые РНК поступают из ядра в цитоплазму, где
|
|
|
|
Молекулярные основы наследственности.
Наименьшей единицей функционирования наследственного материала является ген.
Ген - это участок молекулы ДНК, несущий информацию о первичной структуре белка. ДНК является полинуклеотидом, а белок состоит из аминокислот. Информация о первичной структуре белка закодирована в ДНК посредством генетического кода. В начале 60-х годов XX века были расшифрованы правила перевода последовательности нуклеотидов ДНК в последовательность аминокислот белка, т.е. был расшифрован генетический код.
Генетический код - это принцип записи наследственной информации о последовательности аминокислот белка через последовательность нуклеотидов ДНК. Свойства генетического кода:
1. Генетический код триплетен, т.е. положение одной аминокислоты кодируется
сочетанием трех нуклеотидов. Такое сочетание трех нуклеотидов называется триплет
или кодон. Известно 20 аминокислот и 4 нуклеотида ДНК. Сочетание трех нуклеотидов
дает 64 возможные комбинации (43 = 64), что с избытком хватает для кодирования 20
аминокислот.
2. Генетический код вырожден, т.е. большинство аминокислот кодируется более чем
одним триплетом.
3. Генетический код не перекрывается, т.е. один нуклеотид не может одновременно
принадлежать двум соседним триплетам.
4. Генетический код «без запятых», т.е. между соседними триплетами не может быть
свободных нуклеотидов.
5. Генетический код стабилен, т.е. не изменяется в ряду поколений.
6. Генетический код универсален, т.е. одинаков для всех живых организмов.
7. Генетический код обладает коллинеарностью - это точное соответствие последовательности
нуклеотидов ДНК аминокислотной последовательности белка.
|
|
|
Биосинтез белка.
I Транскрипция - это процесс синтеза и РНК на ДНК.
На участке ДНК, который соответствует гену, синтезируется полинуклеотидная цепь РНК по принципу комплиментарности. Синтез РНК ведёт фермент РНК-полимераза.
В транскрипции выделяют 3 стадии:
1. Стадия инициации (начало синтеза): РНК-полимераза связывается с особой последовательностью нуклеотидов - промотором, находящейся перед геном. Промотор включает до 40 нуклеотидов. Затем фермент расплетает 1 виток ДНК, обнажая участок на одной цепочке ДНК. С этого участка будет считываться информация, старт
Старт
| промотор | ген | терминатор |
2. Стадия элонгации (удлинения полинуклеотидной цепочки РНК). РНК - полимераза
двигается по матрице ДНК и по принципу комплиментарности синтезирует цепочку РНК.
Всегда первым нуклеотидом является адениловый или гуаниловый нуклеотид.
2. Стадия терминации (окончание синтеза). Синтез заканчивается, когда РНК-полимераза
дойдёт до особой последовательности нуклеотидов - терминатора. Синтез прекращается и
РНК отделяется от ДНК.
У прокариот синтез и РНК, м РНК, р РНК ведёт один вид РНК- полимеразы. У эукариот транскрипцию ведёт 3 вида РНК- полимераз:
РНК-полимераза I ведёт синтез р РНК
РНК-полимераза II синтезирует и РНК
РНК-полимераза III - т РНК и одного вида р РНК - 5S - р РНК
У прокариот на этом заканчивается синтез РНК. А у эукариот ещё происходит созревание - процессинг про м-РНК.
У эукариот, гены, кодирующие белки имеют экзонно-интронное строение. При транскрипции
переписывается вся информация с ДНК и в результате образуется незрелая - про-м РНК.
Потом происходит её созревание - процессинг. Это процесс удаления интронов и сшивание
экзонов.
Интроны удаляют ферменты эндонуклеазы и экзонуклеазы. А потом ферменты лигазы
сшивают экзоны. Это называется сплайсинг.
5' интрон
экзон
интроноон
|
|
|
экзон
интрон
экзон 3' (и РНК до удаления интронов)
 | |||||
 | |
5'
 |
экзон
экзон
экзон
3' (и РНК после удаления интронов и сшивания экзонов)
Цепь РНК полярна (5' - 3' концы).
Первым при транскрипции синтезируется 5' конец РНК. Потом происходит кэпирование -
синтез на 5' конце РНК особой химической структуры - гуанозида. В последующем она будет
определять место присоединения рибосомы.
На 3' конце и РНК присоединяется 100-200 адениловых нуклеотидов. Этот процесс называется
полиаденилирование.
Кэпированию и полиаденилированию подвергается только транскрипты и РНК; а т РНК и р
РНК - нет.
Таким образом, процессинг - созревание про и РНК включает:
1. Кэпирование
2. Полиаденилирование
3. Удаление интронов и сшивание экзонов - сплайсинг.
Транскрипция происходит в ядре. Потом зрелые РНК поступают из ядра в цитоплазму, где
происходит
II трансляция - процесс синтеза белка на и РНК.
В трансляции участвуют:
1. и РНК - переносит информацию с гена к месту синтеза белка, и РНК состоит из 1
полинуклеотидной цепочки. Нуклеотид РНК состоит из углевода рибозы, остатка фосфорной
кислоты и одного из 4 азотистых оснований (аденин, гуанин, цитозин, урацил. Урацил
вместо тимина). В клетке много разновидностей и РНК.
2. тРНК - переносит аминокислоты к месту синтеза белка. Вторичная структура похожа на трилистник и имеет 2 конца.
Акцепторный конец – к нему присоединяется аминокислота;
антикодон – он узнаёт кодон на и РНК
3) р РНК - входит в состав рибосом. В малую субъединицу входит 1 молекула р РНК. Это
18S p РНК и около 30 молекул белков. В большую субъединицу входит 3 молекулы р РНК:
28S p РНК
5,8S p РНК
5S p РНК и 40 молекул белков.
4. Аминокислоты.
5. Энергия АТФ.
6. Рибосомы.
7.Ферменты.
Трансляция включает 3 стадии:
1. Инициация
2. Элонгация
3. Терминация
Инициация - начало синтеза белка. Образуется комплекс из субъединиц рибосом, который присоединяется на 5' конце и РНК, и, которая приносит первую аминокислоту метионин. Антикодон инициаторной т РНК узнаёт кодон на и РНК. Процесс узнавания называется декодированием.
Элонгация - процесс удлинения молекулы белка. В рибосоме есть два участка. В Р-участок присоединилась инициаторная т РНК, а в А-участок присоединится следующая т РНК. Между аминокислотами возникает пептидная связь, т РНК из Р участка освобождается и уходит. А обе аминокислоты удерживаются т РНК А-участка. При этом рибосома передвигается на один триплет к 3' концу. В свободный А-участок присоединяется другая т РНК. Между аминокислотами возникает пептидная связь, рибосома передвигается и белковая молекула состоит уже из 3-х аминокислот. С каждым передвижением рибосомы белковая молекула становится длиннее на 1 аминокислоту.
|
|
|
Терминация - окончание синтеза белка. Синтез прекращается, когда рибосома дойдёт до одного из особых триплетов: УАА, УАГ, УГА.
|
|
|
