Генетический код

1.

ГЕНЕТИЧЕСКИЙ КОД – система
записи генетической информации в
молекуле нуклеиновой кислоты о
строении молекулы полипептида,
количестве, последовательности
расположения и типах аминокислот.

2.

СВОЙСТВА ГЕНЕТИЧЕСКОГО КОДА
Триплетность
Однозначность
Вырожденность
(избыточность)
Неперекрываемость
Непрерывность
Универсальность

3.

4.

ГЕНЕТИЧЕСКИЙ КОД
ГЕН
5.НЕПРЕРЫВЕН
1 2 3
А У Г А Ц Г А Г Ц У Г У У А У У Г У А А
ТРИПЛЕТ
(КОДОН)
2.НЕ ПЕРЕК-
АК
4.ИЗБЫТОЧЕН (ВЫРОЖДЕН)
РЫВАЕТСЯ
3.ОДНОЗНАЧЕН
1.ТРИПЛЕТЕН
6.УНИВЕРСАЛЕН
ЛЕЙ
1. ОДНА АК КОДИРУЕТСЯ ТРЕМЯ НУКЛЕОТИДАМИ (ТРИПЛЕТОМ)
2. НУКЛЕОТИД НЕ МОЖЕТ ВХОДИТЬ В СОСТАВ ДВУХ ТРИПЛЕТОВ
3. ТРИПЛЕТ КОДИРУЕТ ТОЛЬКО ОДНУ АК
4. КАЖДАЯ АК ШИФРУЕТСЯ БОЛЕЕ ЧЕМ ОДНИМ КОДОНОМ
5. ВНУТРИ ГЕНА НЕТ ЗНАКОВ ПРЕПИНАНИЯ (СТОП-КОДОНОВ)
6.УНИВЕРСАЛЕН Б=Г=Р=Ж

5.

Правила пользования таблицей
Первый нуклеотид в триплете берётся из левого вертикального ряда; второй — из верхнего горизонтального
ряда; третий — из правого вертикального. Там, где пересекутся линии, идущие от всех трёх нуклеотидов, и
находится искомая аминокислота.

6.

https://www.youtube.com/watch?v=xIvexSkcorE
БИОСИНТЕЗ БЕЛКА

7.

СХЕМА БИОСИНТЕЗА БЕЛКА
ТРАНСКРИПЦИЯ
ДНК матрица
ТРАНСЛЯЦИЯ
и-РНК матрица
Белок
7

8.

ЭТАПЫ СИНТЕЗА БЕЛКА
Необходимые условия
ТРАНСКРИПЦИЯ
Нуклеиновые кислоты
ТРАНСЛЯЦИЯ
Много ферментов
ПОСТРАНСЛЯЦИОННАЯ
МОДИФИКАЦИЯ
Много энергии (АТФ)
Рибосомы
Аминокислоты
Ионы Mg2+
8

9. ТРАНСКРИПЦИЯ (переписывание)

Первый этап биосинтеза белка—транскрипция.
Транскрипция
—
это
переписывание
информации
с
последовательности нуклеотидов ДНК в последовательность нуклеотидов РНК.
В определенном участке ДНК под
действием ферментов белки-гистоны
отделяются, водородные связи рвутся,
и
двойная
спираль
ДНК
раскручивается. Одна из цепочек
становится матрицей для построения
и-РНК. Участок ДНК в определенном
месте начинает раскручиваться под
действием ферментов.
ДНК
матрица
Г
Г
Т
А
А
Ц
Г
А
Ц
Т
9

10.

Затем на основе матрицы под действием фермента РНКполимеразы
из
свободных
нуклеотидов
по
принципу
комплементарности начинается сборка мРНК.
и-РНК
У
А
А
Т
Г
Ц
Г
Ц
А
У
Ц
Г
Г
Сложно-эфирная
связь
Ц
А
Между азотистыми основаниями
ДНК и РНК возникают водородные
связи, а между нуклеотидами самой
матричной РНК образуются сложноэфирные связи.
Водородная
связь
У
Ц
Г
Т
А
10

11.

Транскрипция
Синтез РНК происходит антипараллельно матричной цепи ДНК и всегда в
направлении 5' → 3'
11

12.

После сборки мРНК водородные связи между азотистыми основаниями
ДНК и мРНК рвутся, и новообразованная мРНК через поры в ядре уходит в
цитоплазму, где прикрепляется к рибосомам. А две цепочки ДНК вновь
соединяются, восстанавливая двойную спираль, и опять связываются с белкамигистонами.
МРНК присоединяется к поверхности малой субъединицы в присутствии
ионов магния. Причем два ее триплета нуклеотидов оказываются обращенными
к большой субъединице рибосомы.
Mg2+
мРНК
рибосомы
ЯДРО
цитоплазма
12

13. ТРАНСЛЯЦИЯ (перенесение, перевод)

Второй этап биосинтеза– трансляция.
Трансляция
–
перевод
последовательности
нуклеотидов
в
последовательность аминокислот белка.
В цитоплазме аминокислоты под строгим контролем ферментов с тРНК.
Это очень видоспецифичные реакции: определенный фермент способен
узнавать и связывать с соответствующей тРНК только свою аминокислоту.
и-РНК
Ц
А Г У У
Г
А ЦУ У
А
Ц
а/к
а/к
УУГ
Ц А
У
ГУ
А
а/
к
13

14. Транспортная РНК (тРНК) подвозит аминокислоты к рибосоме. Ее изображают в форме клеверного листа.

антикодон
Аминокислота
(в данном случае: триптофан)

15.

Далее тРНК движется к и-РНК и связывается комплементарно своим
антикодоном с кодоном и-РНК. Затем второй кодон соединяется с комплексом
второй аминоацил-тРНК, содержащей свой специфический антикодон.
Антикодон– триплет нуклеотидов на верхушке тРНК.
Кодон– триплет нуклеотидов на и-РНК.
Водородные связи между
комплементарными нуклеотидами
и-РНК
Ц
А Г У У
Г
А ЦУ У
А
Ц
УУГ
Ц А
А
а/
к
У
а/
к
а/к
15

16.

После присоединения к мРНК двух тРНК под действием фермента
происходит образование пептидной связи между аминокислотами;
первая аминокислота перемещается на вторую тРНК, а освободившаяся
первая тРНК уходит. После этого рибосома передвигается по нити для
того, чтобы поставить на рабочее место следующий кодон.
И-РНК
Ц
А Г У У
Ц А
А
Г
А ЦУ У
А
Ц
У
УУГ
а/
к
Пептидная
связь
а/к
а/
к
16

17.

Такое последовательное считывание рибосомой заключенного в и-РНК
«текста» продолжается до тех пор, пока процесс не доходит до одного из стопкодонов (терминальных кодонов). Такими триплетами являются триплеты
УАА, УАГ,УГА.
Одна молекула мРНК может заключать в себе инструкции для синтеза
нескольких полипептидных нитей. Кроме того, большинство молекул
и-РНК транслируется в белок много раз, так как к одной молекуле и-РНК
прикрепляется обычно много рибосом.
и-РНК на рибосомах
белок
Наконец, ферменты разрушают эту
молекулу и-РНК, расщепляя ее до
отдельных нуклеотидов.

18.

Полипептид
(белковая
молекула)
Полисома
Шероховатый
эндоплазматический
ретикулум
18

19.

Трансляция
Антикодоны т-РНК антипараллельны кодонам иРНК всегда в направлении 3'→ 5'
19

20.

20

21. У прокариот транскрипция (1) и трансляция(2) не разделены ни в пространстве, ни во времени

прокариотическая клетка
3’
рибосомы
(1)
Кольцевая
ДНК
5’
(2)
белок

22.

• Процессинг
РНК
(посттранскрипционные
модификации РНК) — совокупность процессов в
клетках эукариот, которые приводят к превращению
первичного транскрипта в зрелую РНК.
• Сплайсинг (от англ. splice — сращивать или
склеивать концы чего-либо) — процесс вырезания
определённых нуклеотидных последовательностей
из молекул РНК и соединения последовательностей,
сохраняющихся
в
«зрелой»
молекуле,
в
ходе процессинга РНК.
22

23.

Механизм процессинга и сплайсинг
Экзон
Интрон
Удаляются
Экзон
Интрон
Экзон
Удаляются
Зрелая иРНК

24.

24

25.

25

26. Это интересно…

• Синтез одной молекулы белка длится 3-4 минуты
• За одну минуту образуется от 50 до 60 тыс.
пептидных связей
• Половина белков нашего тела
( всего 17 кг белка) обновляется за 80 дней
• За свою жизнь человек обновляет весь свой белок
около 200 раз

27.

Алгоритм решения задач
Фен - Арг - Вал – стоп-кодон
Аминокислоты находим по таблице
генетического кода,
используя триплеты иРНК!!!
27