Транскрипция – первый этап биосинтеза белка.



Теоретический материал

«Жизнь – прекраснейшая из выдумок природы»

Гетте.

«Жизнь – это способ существования белковых тел»

Ф. Энгельс

Генетический код… Нуклеиновые кислоты…Наследственная информация… Эти названия уже навевают мистику. Но откуда взялось подобное чудо? Неужели природа, которая всегда и везде использует одни и те же правила порождения «частиц», изменила себе и сотворила чудо?!

Нет, чудес никаких нет! Все живое (сущее) живет по единому закону, одинаковому для всей Вселенной. Следовательно, этот закон должен обязательно проявиться и в генетическом коде, в котором на практике реализуется принцип двойной спирали. Всем известна важность познания генетического кода. Именно с успехами познания кода связаны большие изменения, вносимые в нашу жизнь генной инженерией и смежными с ней науками.

В любой клетке и организме все особенности анатомического, морфологического и функционального характера определяются структурой белков, которые входят в них. Наследственным свойством организма является способность к синтезу определенных белков. В молекуле ДНК аминокислоты расположены в полипептидной цепочке, от которой зависят биологические признаки. Для каждой клетки характерна своя последовательность нуклеотидов в полинуклеотидной цепи ДНК. Это и есть генетический код ДНК. Посредством его записывается информация о синтезе тех или иных белков.

Миозин, Актин, Пероксидаза, Гемоглобин, Инсулин, у-глобулин, Липопротеины

Обучающиеся. Это все белки!

Учитель. Правильно. Что такое белки?

Строение белков определяет их свойства и функции.

Вспомните, какие функции выполняют белки, упомянутые нами в начале урока.

Миозин, актин – специальные сократительные белки, обеспечивающие сокращение и расслабление мышц при движении.

Пероксидаза – фермент, разрушающий пероксид водорода до воды и кислорода.

Гемоглобин – транспортный белок, входящий в состав эритроцитов крови и способствующий переносу кислорода,

Инсулин – гормон поджелудочной железы, регулирующий уровень сахара в крови.

у-глобулин - белок плазмы крови, участвующий в иммунных реакциях организма. Это белок из группы антител, которые связываются с антигенами.

Липопротеины - белки, выполняющие строительную функцию.

На экране выстраиваем схему:

– Исходя из перечисленных функций белков, становится понятной та роль, которую они играют в жизнедеятельности клетки и организма в целом.

– В каждой клетке синтезируются несколько тысяч различных белковых молекул. Белки недолговечны, время их существования ограничено, после чего они разрушаются.

Тема урока: Генетический код. Матричное воспроизводство белков

Изучение нового материала.

Постановка проблемы

– Что позволяет постоянно пополнять уровень белков в организме без ухудшения их свойств?

Групповая работа.

Задание.Сопоставьте три факта:

А). Молекулы белков (например, гемоглобина) в клетке расщепляются, разрушаются (диссимиляция) и заменяются новыми молекулами того же белка.

Б). Молекулы белка не обладают свойствами редупликации, как нуклеиновые кислоты, поэтому из одной молекулы белка не могут создаваться две, как этопроисходит с ДНК.

В). Несмотря на это, вновь синтезируемые в клетке тысячи молекул одного вида белка являются точными копиями разрушенных (по структуре, свойствам и функциям).

Как, по вашему мнению, происходит синтез большого количества одинаковых молекул одного и того же белка, хотя редупликацией белок не обладает?

Предполагаемый ответ:

Синтезируемые в клетке тысячи молекул одного вида белка являются точными копиями разрушенных (по структуре, свойствам и функциям).

Известно, что они не могут создаваться путем редупликации, как это происходит с ДНК. Но синтез большого числа одинаковых молекул возможен, так как молекулы ДНК являются носителями наследственной информации, то есть в них записана информация о всех белках клетки и организма в целом.

Генетический код.

– Да, в организме (клетке) существует единая белоксинтезирующая система. В нее входит система нуклеиновых кислот, состоящая из ДНК и РНК, рибосомы и ферменты. Причем информация о белках, заключенная в молекулах ДНК, вначале переносится на u-РНК; которая затем программирует синтез белков клетки.

Задача. 1. Участок гена состоит из следующих нуклеотидов: ГАГ ААТ ТГГ ЦТА АЦА ГТА ТГЦ ГАЦ ЦАЦ ГЦЦ ГТЦ ТТГ ЦЦГ ТТЦ ЦГГ ААА. Выписать Последовательность аминокислот в белковой молекуле, кодируемой этим геном.

2. Установите число аминокислот в полипептидной цепи, если этот полипептид синтезируется на и-РНК, состоящей из 840 нуклеотидов.

Транскрипция – первый этап биосинтеза белка.

Первый этап переноса генетической информации с ДНК в клетку заключается в том, что генетическая информация в виде последовательности нуклеотидов ДНК переводится в последовательность нуклеотидов u-РНК. Этот процесс получил название транскрипции (лат. “transcriptio”– переписывание). Транскрипция, или биосинтез u-РНК на исходной ДНК, осуществляется в ядре клетки ферментативным путем по принципу комплиментарности.

Двигаясь по цепи ДНК вдоль необходимого гена, РНК-полимераза подбирает по принципу комплиментарности нуклеотиды и соединяет их в цепочку в виде молекулы u-РНК. В конце гена или группы генов фермент встречает сигнал (также в виде определенной последовательности нуклеотидов), означающий конец переписывания. Готовая u -РНК отходит от ДНК и направляется к месту синтеза белка.

Для транскрипции, т. е. для синтеза иРНК, необходим особый фермент — РНК-полимераза. Так как в одной молекуле ДНК может находиться множество генов, очень важно, чтобы РНК-полимера- за начала синтез иРНК со строго определенного места ДНК, иначе в структуре иРНК будет записана информация о белке, которого нет в природе и который конечно же клетке не нужен. Поэтому в начале каждого гена находится особая специфическая последовательность нуклеотидов, называемая про мотором. РНК-полимераза «узнает» промотор, взаимодействует с ним и, таким образом, начинает синтез цепочки иРНК с нужного места. Фермент продолжает синтезировать иРНК, присоединяя к ней новые нуклеотиды, до тех пор, пока не дойдет до очередного «знака препинания» в молекуле ДНК — терминатора. Это последовательность нуклеотидов, указывающая на то, что синтез иРНК нужно прекратить.
Задача: 1. Участок молекулы ДНК имеет следующий вид: ГТАЦЦГТАТЦТГАЦЦТГГАГЦ. С этой цепи транскрибируется и-РНК, причем матрицей служит комплементарная цепь. Определить последовательность нуклеотидов в и-РНК и количество аминокислот, закодированных в ДНК.

2. Вспомните принцип комплементарности и решите задачу: какое строение будет иметь молекула РНК, если порядок нуклеотидов в цепочке определенного гена, на которой она синтезируется, имеет следующую последовательность: ГТГТААЦГАЦЦГАТАГТГТА …или АГГЦЦТАГГЦТАТААГЦЦГТ…

Вопросы

1. Можно ли утверждать, что белки у одного вида одинаковы?

2. Укажите пары комплементарных нуклеотидов в ДНК.

3. Сколько различных аминокислот закодировано на ДНК эукариот кодовами триплетами?

4. Сколько кодовых триплетов кодируют все многообразие аминокислот, входящих в состав белков?

5. Что такое транскрипция?

6. Что является матрицей при транскрипции?

Транспортные РНК.

Расшифровка генетической информации в рибосоме происходит с помощью молекулы т-РНК. Они тоже образуются в ядре на специальных участках ДНК, как на матрице. Из ядра молекула т-РНК выходят в цитоплазму к рибосомам. Она состоит из 70-90 нуклеотидов, она сворачивается и по форме напоминает лист клевера. В т-РНК различают антикодоновую петлю и акцепторный участок. Главная функция т-РНК - принести аминокислоту, взаимосвязь с аминокислотой происходит в цитоплазме вне рибосомы. К акцепторному участку т-РНК с помощью специального фермента присоединяется та аминокислота, которая кодируется триплетом, комплементарным антикодону.

Двадцать видов аминокислот кодируются 61 кодоном, теоретически может иметься 61 вид т-РНК с соответствующими антикодонами. Но кодируемых аминокислот всего 20 видов, значит, у одной аминокислоты может быть несколько т-РНК. Установлено существование нескольких т-РНК, способных связываться с одним и тем же кодоном (последний нуклеотид в антикодоне т-РНК не всегда важен), поэтому обнаружено всего более 30 различных т-РНК.

Задача: Известно, что все виды РНК синтезируются на ДНК-матрице. Фрагмент молекулы ДНК, на которой синтезируется участок центральной петли т-РНК, имеет следующую последовательность нуклеотидов: АЦГЦЦГЦТААТТЦАТ. Установите нуклеотидную последовательность участка т-РНК, который синтезируется на данном фрагменте, и аминокислоту, которую будет переносить эта т-РНК в процессе биосинтеза белка, если третий триплет соответствует антикодону т-РНК. Ответ поясните. Для решения задания используйте таблицу генетического кода.


Дата добавления: 2022-06-11; просмотров: 118; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:






Мы поможем в написании ваших работ!