Жасуша метаболизмі.Катаболизм.Анаболизм 4 страница
18.Генетикалық код, түсінік, қасиеттері.Генетикалық код — тірі организмдерге тән нуклеин қышқылдары молекуласындағы тұқым қуалаушы (генетикалық) ақпараттың нуклеотидтер тізбегі түріндегі біртұтас “жазылу” жүйесі. Бұл — барлық тірі организмдерге ортақ заңдылық. Генетикалық код дегеніміз – тұқым қуалаушылық ақпараттың, яғни 20 аминқ-р туралы ақпараттың, ДНҚ молек-ғы 4 нуклеотидтер (А,Г,Ц,У) арқылы қысқаша жазылуғ сақталу және жүзеге асу жүйесі б.т. Қасиеттері:Триплеттілігі – қатарынан орналасқан 3 нуклеотид 1 кодон немесе трипледті құрап, 1 аминқ-н кодтайды. Үздіксіздігі – кодондар бірінен кейін бірі үздіксіз бірізділікпен орналасқан. Қайта жабылмайтындығы – кодондар бірін-бірі жаппайды, әр нуклеотид бір кодонның құрамына кіреді. Коллинеарлығы – кодондар реті белоктағы аминқ-ң ретіне сай. Артықшылығы – бір аминқ-н 1-6 жуық кодондар анықтауы мүмкін. Өйткені кодон спны 64, аминқ-ы 20. Жүйелілігі – кодондағы нуклеотидтің ақпараттық маңыздылығының бірдей болмауы. 1-ші, 2-ші нукле-р маңызды болып саналады, ал 3-ші нуклеотид әртүрлі болуы мүмкін. Арнайылылығы – әр кодон тек белгілі бір аминқ-н анықтайды.Универсалдығы – барлық тірі органзмдерге ген-қ код бірдей. Құрамы: 1954 жылы америка ғалымы Г.Гамов теория күйінде ген-қ код 3 нуклеотидтерден тұруы мүмкін деген болжам айтқан. Шынында да 4 нуклео-ден 64 әртүрлі үштіктерді (43=64) құрастыруға болады, және 64 кодон 20 аминқ-ы үшін әбден жеткілікті. 64 кодонның 61-і мағыналы кодондар, яғни 20 аминқ-ң біреуін анықтайды, ал 3-еуі (УАА, УГА, УАГ) мағынасыз кодондар, яғни ешқандай аминқ-ы анықтамайды Олар ақуыз синтезінің аяқталуын бақылайды, сондықтан оларды стоп кодондар, кодон - терминаторлар деп атайды. ДНҚ молек-ң кодтарына сәйкес келетін а-РНҚ триплеттерін кодондар деп атайды.
|
|
|
Клеткадағы генетикалық код екі сатыда іске асады:
1. транскрипция сатысы ядрода жүреді және ДНҚ-ның сәйкес бөліктерінде ақпараттық (информациялық) рибонуклеин қышқылдарының молекулалары (аРНҚ) жасалады. Сонымен қатар, ДНҚ нуклеотидтер тізбегі аРНҚ нуклеотидтер тізбегі ретінде қайта жазылады;
2. трансляция сатысы цитоплазмада, ақуыз синтезделетін рибосомада жүреді. Сондай-ақ, аРНҚ нуклеотидтер тізбегі, полипептидтер құрайтын амин қышқылдарқалдықтарының белгілі бір тізбегіне көшеді.[1]
|
|
|
Генетикалық кодтың бір ерекшелігі, әмбебап екендігі, яғни барлық организмдерде белгілі бір 3 нуклеотид (триплет) белгілі бір амин қышқылдарын “жазады” (кодтайды). Бір амин қышқылы бірнеше триплетпен “жазылуы” (кодталуы) мүмкін. Кодондар арасында “үтір” болмайды, яғни олар бір-бірінен бөлінбеген. Ол бір геннің аймағында белгіленген нүктеден бастап, бір бағытта есептелінеді. 64 кодонның 61-і ақуыз құрайтын 20 амин қышқылдарын “жазады” (кодтайды), ал қалған үш “нонсенс” (мағынасыз)кодондар (УАГ, УАА және УГА) полипептид синтезін аяқтайтын “нүкте” қызметін атқарады. Олар ақуыз биосинтезінінің аяқталғанын білдіреді.
19.Генетикалық ақпараттың жазу әдісі және берілу жолдары. Генетикалық ақпарат—организмдердің ұрпаққа беретін қасиеттері жөніндегі ақпарат. Генетикалық ақпарат нуклеин қышқылында оның негіздерінің кезегі түрінде жазылған. Ой жүзінде бұл әдіспен белок молекуласының шексіз көп түрінің кодын жазуға болады. Генетикалық ақпарат бір ұрпақтан екінші ұрпаққа нуклеин қышқылының транскрипциясы арқылы беріледі. Генетикалық ақпарат өзгерісті, не өзгеріссіз түзетіліп сақталуы мүмкін. Бұған репарация, рестрикция, рекомбинация т. б. қатынасады.Генетикалық ақпаратты "Тұқымқуалау ақпараты" деп те атайды. Яғни мәлім ағзаның барлық нәруыздарындағы аминқышқылдардың ретін көрсету. Құрамында жүздеген аминқышқылдары бар нәруыздағы бір ғана аминқышқылдың өзгеруінен нәруыз қалыпты қызмет істей алмай қалады. Нәруыз молекуласының құрылысы және құрылымы аминқышқылдың құрылысына тәуелді. Тұқымқуалау ақпараты дегеніміз - бұл ДНҚ-дағы аминқышқылдар ретін жазу. Бір нәруыз аминқышқылдарының реті жазылған ДНҚ молекулаларының үлескісі ген деп аталады. Генетикалық код дегеніміз - бұл ДНҚ нуклеотидтерінің көмегімен нәруыздар туралы тұқымқуалау ақпараттарын жазу амалы. Белок мономерлерінің - аминқышқылдарының сан алуан 20 түрлері болады. Ал ДНҚ-дағы нуклеотидтердің түрі 4-еу-ақ, олар: аденин, гуанин, тимин және цитозиннуклеотидтері. Антикодондар т-РНҚ-ға ДНҚ триплетін толық көшірмелей алмайды. Алайда екі бірінші негіз біріне-бір сөзсіз сәйкес келуі керек. Триплеттердің бірнеше нұсқалары бар аминқышқылдардың триплеттері тек қана жалғыз үшінші негізі бойынша жиі ерекшеленеді. Мысалы фенилаланин былай кодталады: ААА, ААГ, ААТ, ААЦ. Барлық нұсқалары: АА, ТГ, ГГ, ЦЦ, АТ, АГ, АЦ, ТА, ТГ, ТЦ, ЦА, ЦГ, ЦТ, ГА, ГТ
|
|
|
|
|
|
20,21,22,23 Прокариоттардың транскрипциясы
Прокариоттардың транкрипциясы үш кезеңнен тұрады:
1.Инициация
2.Элонгация
3.Терминация
Транкрпиция процесс 3-5 бағытында жүреді.
Транскрипция процесі геннің реттеуші учаскесінде ораласқан старттық нүктеден РНҚ полимеразасының сигма суббірлігін танып, онымен байланысуыннан басталады. Проматорда орналасқан арнайы нуклеотидттер жүйесі старттық нүкте болып табылады. Оны минус 35 жүйелік немесе танылатын жүйелік деп атайды. Оның құрамында тоғыз нуклеотидттен тұратын консенсустық жүйе болады. Консенсустық деп аталуы бул жүйе барлық ағзаларда салыстырмалы тұрақтылықты көрсетеді.
24,25,26,27 Нәруыз биосинтезі. Прокариоттар трансляциясы
28.29.30.31 Нәруыз Биосинтезі. Эукариоттар транскрипциясы
Эукариоттар трансляциясы
36.Мембрана арқылы тасымалдану. Эндоцитоз
37.Мембрана арқылы тасымалдану. Экзоцитоз
38.РНҚ-ның посттранскрипциялық модификациясы. мРНҚ-ның процессингі және сплайсингі.Эукариоттық мРНҚ гетерогенді ядролық РНҚ немесе про-мРНҚ деп аталатын ірі мөлшердегі алғашқы транскрипт РНҚ-дан құралады. Эукариоттық мРНҚ-да пайда болатын алғашқы транскрипткөп жағдайда өз қызметін атқаруға дайын болм-ы. Олар процессинг н/е РНҚ-ың посттранскрипциялық модификациясы д.а-ын айналым-ға ұшырайды. Бұл айналымдар белг. Олигонуклеотид-ің алғ-ы транскриптінің бір н/е екі жақ ұшынан транскриптің хим.модиф-на қарай бөліп шығуы мен нукл-ің қосымша қалдық-ың келіп қосылуынан тұрады.Процессинг ең алдымен ядроның өзінде жүреді. Сүтқоректі-ің 50-70%-ы ядролық РНҚ-сы кейін цитоплазмалық мРНҚ құрамына кірмейді.Эукариоттар аРНҚ тіршілік ұзақтығы 10мин соң 2тәулікке созылады. Қысқа тіршілік ететін АРНҚ ларға реттеуші ақуыздар аРНҚ лары жатады.
Процессинг — трансляция мен транскрипцияның алғашқы туындыларын қызмет ете алатын молекуларға айналдыратын реакциялар жиынтығы. Процессинг кезінде РНҚ алғашқы туындыларының екі шетіндегі азот негіздерінің артық тізбектері кесіліп тасталады. Эукариот торшаларында процессинг ерекше түрі — сплайсинг табылған, мұндайда кодталған мәліметі жоқ (интрондар) РНҚ молекула-туындысының белгілі бір жерлері кесіліп алынады, ал генетикалық мәлімет таситын (экзондар) жерлері бір-бірімен жалғанып РНҚ-ң жетік түрін жасайды. Процессингке алғашында полипротеин-туындысы түрінде түзілетін басқа да ақуыздар ұшырайды. Бұл жағдай олардан активті ақуыз алу үшін қажет.
Прокариоттада мРНҚ-ның жасалуы әлдеқайда қарапайым прцесс. Прокариоттарда геннің көшірмесі болып, синтезделіп шыққан мРНҚ ешқандай өзгеріске ұшырамай-ақ, бірден белок синтезіне қатысады. Дәлірек айтсақ, жасалып жатқан прокариоттың мРНҚ-ның соңғы ұшы әлі ДНҚ-мен жалғасуда болса да, оның бастапқы бөлігі рибосомамен байланысып, белок синтезіне қоян-қолтық кірісіп жатады. Яғни, прокариоттарда транскрпиция мен трансляция процестері бір уақытта қатар жүре береді.
Эукариоттық мРНҚ мөлшері үлкен, гетерогенді ядролық РНҚ (гяРНҚ) деп аталатын алғашқы түрінен пайда болады. Алғаш синтезделген эукариоттық РНҚ-ның бірінші транскрипті көпшілік жағдайда өз функциясын атқаруға дайын болмайды, ол алдымен қосымша, РНҚ-ның процессингі немесе транскрипциядан кейінгі модификациясы деген терминмен аталатын өзгерістерге ұшырайды. Ол өзгерістердің мәні алғашқы транскрипттің бір ұшынан немесе екі ұшынан бірдей белгілі бір олигонуклеотидтерді алып тастауда және қосымша нуклеотид қалдықтарын жалғастыруда, яғни транскрипттің химиялық модификациясында. Ең алдымен процессинг ядроның өзінде жүреді. Сүтқоректілердің ядролық РНҚ-сының 50 проценттен 75 процентке дейінгі бөлігі кейінгі цитоплазматикалық мРНҚ-ның құрамына кірмейді.
Эукариотикалық организмдердің гендері өзінше бір мозаика түрінде белгілі бір тәртіппен кезектесіп отыратын кодталатын бөлімдер – экзондар және кодталмайтын - ендірілген тізбектер немесе интрондардан құралған. Гендегі интрондардың саны 2-ден ондағанға жетеді. Кейде геннің жалпы ұзындығының 90% интрондарға келеді.
Эукариоттық жасушаларда алғашқы транскрипттің (праймердің) пайда болуы және оның м-РНҚ-ның пісіп-жетілуі кезінде процесске түсуі (процессинг). 5’-қалпақ алғашқы транскрипт толық синтезделіп бітердің алдында жалғанады. Соңғы экзоннан кейін тұрған кодталмайтын тізбек қызылмен көрсетілген. Сплайсинг кесіп алып тастаудың және полиаденилаттың жалғануының алдында немесе артында іске асады. Барлық процесс ядроның ішінде жүреді.
Сплайсинг — мРНҚ-ң жетілген түрінің жасалуы. Ол иРНҚ-ның алғашқы транскриптынан белгілі гендермен кодталған белок түзілуі туралы мәлімет әкелетін участогін (интрондарды) алып тастағанда пайда болады. Бұл жұмысқа екі класты ферменттер—рестриктазалар және лигазалар қатынасады. Рестриктазалар РНҚ алғашқы көшірмелерін кеседі, аллигазалар қалған кесінділерді (экзондарды) бір-біріне жалғайды, сөйтіп РНҚ-ның жетілген түрі пайда болады.
Ядродағы РНҚ-лар сплайсигті жүргізетін ферменттерге көмектесіп, коферменттер қызметін атқарады. Осы кофермент қызметін атқаратын РНҚ-лар экзондардың ұшын ұстап тұрады. Бұдан кейін фермент интронды тастап, экзондарды бір-бірімен жалғайды. Осы кезде аРНҚ ешбір ферменттің көмегінсіз өзіне-өзі сплайсинг жүргізе алатындығы тәжірибе жүзінде дәлелденді. Мысалы, ол үшін аРНҚ-ның генін бактерия плазмидасының құрамына, ал плазмианы бактерия жасушасына енгізген. Нәтижесінде бактерия жасушасында ешбір ферменттер болмаса да, аРНҚ өздігінен сплайсинг жүргізген. Бұдан біз РНҚ-ның ферменттік те қасиет көрсететінін білеміз.Осындай өзіне-өзі ферменттік катализ жүргізетін аРНҚ рибозим деп аталады. Рибо-РНҚ, ал зим-фермент дегенді білдіреді
РНҚ сплайсингі.
Бірінші РНҚ транскриптат бөліктерге гетерогенді ядролы нуклеопротеинді бөлік қосылады, бұл процесс гя-РНП-бөлк деп аталынады.
Оларда РНҚ ұзындығы 5000 нуклеотидтерге дейін және ақуызды остьке оратылған. Гетерогенді РНП – бөліктері экзондар мен интрондарға қосылып, содан кейін жұптарымен байланысып агрегатты немесе сплайсосом түзіледі. Сплайсосом құрамына аз ядролы РНҚ кіреді. Қызметі интрондарды үзу. Интрондардың үзілуі жоғары дәлділікпен жүреді. РНҚ сплайсинг процессінде спецификалы лассо-тәрізді құрылым түзіледі. Олар интрондарды босатып экзондарды тігеді. Процессинг және сплайсинг РНҚ транскриптат: кэпирлі қайталану, инициация кодоны – метионин, экзондар, стоп-кодон және поли А соңынан тұрады. Мұндай м-РНҚ цитоплазмаға өтіп, белоктың синтез процесіне қолданылады.
Альтернативті сплайсинг. Реттелу механизмі зерттелінбеген. Альтернативті сплайсинг мәні, бір ғана бірінші транскриптаттан әртүрлі м-РНҚ экзондардың әртүрлі бір ізділігін тігу арқылы алуға болады.
Сплайсинг. «Сплайсинг» деп аталатын процестің барысында интрондар кесіліп алынып тасталады, ал экзондар бір-бірімен жалғасады. Бұл процесс ядрода жүреді, содан кейін жаңа құралған мРНҚ молекулалары трансляция жүретін цитоплазмаға шығады. Олардың шығуы арнайы ферменттердің қатысуымен жүреді, немесе кейбір кездерде интронның құрамында тізбектің белгілі бір нүктелерінде үзілуін катализдейтін ерекше нуклеотид тізбектерінің болуының арқасында олар өздігінше цитоплазмаға шыға алады. Бұл жерде РНҚ молекуласы катализатор ретінде рибонуклеотид тізбегінің үзіліуін іске асырады, яғни ферменттік қасиет көрсетеді. Осындай ферменттік қасиет көрсететін РНҚ-ларды «рибозимдер» деп атайды. Интрондардың кесіліп-алынып тасталуы және көрші экзондардың ұштарының бір-бірімен біртұтас тізбек болып жалғасуы эукариоттық мРНҚ-ның пісіп-жетілуінің маңызды кезеңі болып табылады.
1-интрон тобындағы сплайсинг механизмі. Бірінші кезеңде гуанозин, ГМФ, ГДФ немесе ГТФ нуклеофиль бола алады. Сплайсингке түскен интрон қалайда ыдырайды.
Сплайсинг ядродағы «сплайсомалар» деп аталатын ерекше структураларда жүреді және ол кіші ядролық нуклеопротеин (кяРНП) бөлшектерімен байланысқан пре-мРНҚ тұрады. Белоктармен байланысып кяРНП түзетін, U1 – U6 деп аталатын алты кяРНҚ болады. Интрондардың пре-мРНҚ-дан дұрыс кесіп-алынуын қамтамасыз ететін кяРНҚ молекулалары. Сплайсинг кяРНҚ-ның екі молекуласының интронның бас және аяқ жақтарындағы ұштарымен әрекеттесуінен басталады. Бұл жағдай екі және бір тізбекті бөлімдердің шекарасында әрекет жасайтын эндонуклеазаға дұрыс бағыт (ориентация) береді. пре-мРНҚ-ның бірінші үзілуі интронның 5’-ұшы аймағында жүреді. Бұл кезде интронның 5’-ұшы сол интронның орта бөлігіндегі нуклеотидтердің біреуімен байланысады – ол сақиналы (дәлірек айтқанда, лассо-тәріздес) құрылымның пайда болуына алып келеді. Cодан кейін пре-мРНҚ-ның екінші үзілуі іске асады және экзонның екі интронмен байланысы экзон-1 байланысымен орын алмасады.
Дата добавления: 2018-02-28; просмотров: 1723; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!