Питання 15 «генетичний код, його свойст» - студопедія

Генетичний код - система запису генетичної інформації в ДНК (РНК) у вигляді певної послідовності нуклеотідов.Определённой послідовності нуклеотидів в ДНК і РНК відповідає певна послідовність амінокислот в поліпептидних ланцюгах білків. Код прийнято записувати за допомогою великих літер українського або латинського алфавіту. Кожен нуклеотид позначається буквою, з якої починається назва входить до складу її молекули азотної основи: А (А) - аденін, Г (G) - гуанін, Ц (С) - цитозин, Т (Т) - тимін; в РНК замість тімінаураціл - У (U). Послідовність нуклеотидів визначає послідовність включення АК в синтезується білок.

Властивості генетичного коду:

1. Триплетність - значущою одиницею коду є поєднання трьох нуклеотидів (триплет, або кодон).
2. Безперервність - між триплетами немає розділових знаків, тобто інформація зчитується безперервно.
3. Неперекриваемость - один і той же нуклеотид не може входити одночасно до складу двох або більше триплетів (не дотримується для деяких перекриваються генів вірусів, мітохондрій і бактерій, які кодують кілька білків, зчитувати із зсувом рамки).
4. Однозначність (специфічність) - певний кодон відповідає тільки однієї амінокислоті (проте, кодон UGA у Euplotescrassus кодує дві амінокислоти - цистеїн і селеноцистеїн)
5. Виродженість (надмірність) - одній і тій же амінокислоті може відповідати декілька кодонів.
6. Універсальність - генетичний код працює однаково в організмах різного рівня складності - від вірусів до людини (на цьому засновані методи генної інженерії; є ряд винятків, показаний в таблиці розділу «Варіації стандартного генетичного коду» нижче).

Для біосинтезу білка необхідна генетична інформація молекули ДНК; інформаційна РНК - переносник цієї інформації з ядра до місця синтезу; рибосоми - органели, де відбувається власне синтез білка; набір амінокислот в цитоплазмі; транспортні РНК, що кодують амінокислоти і переносять їх до місця синтезу на рибосоми; АТФ - речовину, що забезпечує енергією процес кодування і біосинтезу.

Транскрипція - процес біосинтезу всіх видів РНК на матриці ДНК, який протікає в ядрі.

Певну ділянку молекули ДНК деспирализо, водневі зв'язки між двома ланцюжками руйнуються під дією ферментів. На одного ланцюга ДНК, як на матриці, за принципом комплементарное з нуклеотидів синтезується РНК-копія. Залежно від ділянки ДНК таким чином синтезуються рибосомні, транспортні, інформаційні РНК.

Після синтезу іРНК вона виходить з ядра і направляється в цитоплазму до місця синтезу білка на рибосоми.

Трансляція - процес синтезу поліпептидних ланцюгів, який здійснюється на рибосомах, де іРНК є посередником у передачі інформації про первинну структуру білка.

Біосинтез білка складається з ряду реакцій.

1. Активація та кодування амінокислот. тРНК має вигляд конюшини, в центральній петлі якого розташовується триплет-ний антикодон, відповідний коду певної амінокислоти і кодону на мРНК. Кожна амінокислота з'єднується з відповідною тРНК за рахунок енергії АТФ. Утворюється комплекс тРНК-амінокислота, який надходить на рибосоми.

2. Освіта комплексу іРНК-рибосома. іРНК в цитоплазмі з'єднується рибосомами на гранулярних ЕРС.

3. Складання поліпептидного ланцюга. тРНК з амінокислотами за принципом комплементарності антикодону з кодоном з'єднуються з іРНК і входять в рибосому. У пептидному центрі рибосоми між двома амінокислотами утворюється пептидний зв'язок, а звільнилася тРНК залишає рибосому. При цьому іРНК кожен раз просувається на один триплет, вносячи нову тРНК - амінокислоту і виносячи з рибосоми звільнилася тРНК. Весь процес забезпечується енергією АТФ. Одна іРНК може з'єднуватися з декількома рибосомами, утворюючи поліс, де йде одночасно синтез багатьох молекул одного білка. Синтез закінчується, коли на іРНК починаються безглузді кодони (стоп-коди). Рибосоми відокремлюються від іРНК, з них знімаються поліпептидні ланцюги. Так як весь процес синтезу протікає на гранулярной ендо- плазматичної мережі, то утворилися поліпептидні ланцюги надходять в канальця ЕПС, де набувають остаточну структуру і перетворюються в молекули білка.

Всі реакції синтезу катализируются спеціальними ферментами з витратою енергії АТФ. Швидкість синтезу дуже велика і залежить від довжини поліпептиду. Наприклад, в рибосомі кишкової палички білок з 300 амінокислот синтезується приблизно за 15-20 с.