Биосинтез белка

1.

Биосинтез белка –
ферментативный процесс синтеза
белков в клетке.
В нём участвуют три структурные
элемента клетки – ядро, цитоплазма,
рибосомы.

2.

3.

Генетический код – это
последовательность расположения
нуклеотидов в молекуле ДНК, которая
определяет последовательность
аминокислот в молекуле белка.

4. СВОЙСТВА ГЕНЕТИЧЕСКОГО КОДА

Генетический код триплетный, то есть
каждой аминокислоте соответствует свой
кодовый триплет (кодон), состоящий из трёх
расположенных рядом нуклеотидов.
Пример 1 Аминокислота цистеин кодируется
триплетом А-Ц-А, валин – триплетом Ц-А-А.

5.

6. СВОЙСТВА ГЕНЕТИЧЕСКОГО КОДА

Код не перекрывается, то есть нуклеотид не
может входить в состав двух соседних
триплетов.
Код вырожден, то есть одна аминокислота
может кодироваться несколькими
триплетами.
Пример 2. Аминокислота тирозин кодируется
двумя триплетами.

7. СВОЙСТВА ГЕНЕТИЧЕСКОГО КОДА

Код не имеет запятых (разделительных
знаков), считывание информации происходит
тройками нуклеотидов.
Замечание 1 Существуют три
несодержательные кодоны (УАГ, УАА, УГА),
которые не кодируют аминокислоты и,
возможно, действуют как «стоп-кодон»,
разделяя гены в молекуле ДНК.

8. СВОЙСТВА ГЕНЕТИЧЕСКОГО КОДА

Код является
универсальным, то есть
единым для всех живых организмов – от
бактерий до человека. У всех
организмов есть одни и те же 20
аминокислот, которые кодируются
одними и теми же триплетами.

9.

Ген – участок молекулы ДНК,
который характеризуется
определённой
последовательностью
нуклеотидов и определяет
синтез одной полипептидной
цепи.
.

10. БИОСИНТЕЗ БЕЛКА

ЭТАПЫ
ТРАНСКРИПЦИЯ
ТРАНСЛЯЦИЯ

11. ТРАНСКРИПЦИЯ

Процесс синтеза молекулы иРНК на одной
цепи молекулы ДНК на основании принципа
комплементарности называется
транскрипцией, или переписыванием.
Транскрипция происходит в ядре
клетки.

12. ЧТО НЕОБХОДИМО

ДНК
Ферменты РНК-полимераза
Свободные
дезоксирибонуклеозидфосфаты (АТФ,
ГТФ, ЦТФ, УТФ)

13.

На специальных генах
синтезируются и два другие
типа РНК – тРНК и рРНК.

14.

Транскрипция может одновременно
происходить и на нескольких генах
одной хромосомы и на генах разных
хромосомах.
Если в молекуле ДНК есть азотистое
основание цитозин, то в иРНК – гуанин
и наоборот. Комплементарной парой в
ДНК является аденин – тимин, а РНК
вместо тимина содержит урацил.

15.

На специальных генах синтезируются и два
другие типа РНК – тРНК и рРНК.
Начало и окончание синтеза всех типов РНК
на матрице ДНК строго фиксированы
специальными триплетами, которые
контролируют запуск (инициирующие) и
остановку (терминальные) синтеза. Они
выполняют функции «разделительных
знаков» между генами.
Соединение тРНК с аминокислотами
происходит в цитоплазме. Молекула тРНК
формой напоминает листик клевера, на его
верхушке расположен антикодон – триплет
нуклеотидов, который кодирует
аминокислоту, которую переносит данная
тРНК.

16.

17.

Сколько видов аминокислот, столько существует и
тРНК.
Замечание 4 . Поскольку много аминокислот могут
кодироваться несколькими триплетами, то
количество тРНК больше 20 (известно около 60
тРНК).
Соединение тРНК с аминокислотами происходит с
участием ферментов. Молекулы тРНК
транспортируют аминокислоты к рибосомам.

18. ТРАНСЛЯЦИЯ

Трансляция – это процесс, в результате
которого информация о структуре белка,
записанная в иРНК в виде
последовательности нуклеотидов,
реализуется в виде последовательности
аминокислот в молекуле белка, которая
синтезируется.
Этот процесс осуществляется в рибосомах.

19. ЧТО НЕОБХОДИМО

Рибосома
иРНК
Аминокислоты
тРНК
Ферменты
Источник энергии (АТФ)

20.

Кодон АУГ – инициатор, с которого начинается
синтез любого полипептида

21.

Одна и та же рибосома способна
синтезировать разные белки. После
завершения синтеза белка рибосома
отделяется от иРНК, а белок поступает
в эндоплазматическую сеть.

22.

Таким образом, последовательность
кодонов иРНК определяет
последовательность включения
аминокислот в цепь белка.
Синтезированные белки поступают в
каналы эндоплазматического
ретикулюма. Одна молекула белка в
клетке синтезируется за 1 - 2 минуты.

23.

24. Центральная догма молекулярной биологии

Один ген
молекулы ДНК
кодирует один
белок,
отвечающий за
одну химическую
реакцию в
клетке.
Фрэнсис Крик

25.

транскрипция
ДНК
В ядре
трансляция
иРНК
В цитоплазме
на рибосомах
БЕЛОК

26. ЗАДАЧА 1

Известна последовательность
расположения нуклеотидов в молекуле
и-РНК (ЦГГАУЦЦАУУГЦ). Определите
структуру гена и количество
аминокислот в белке.

27.

Решение:
и-РНК: Ц-Г-Г-А-У-Ц-Ц-А-У-У-Г-Ц
ДНК:
Г-Ц-Ц-Т-А-Г- Г-Т-А-А-Ц-Г (1 цепь)
Ц-Г-Г-А-Т-Ц-Ц-А-Т-Т-Г-Ц (2 цепь)
Каждая аминокислота кодируется
триплетом, разбиваем ДНК на тройки
(12:3=4) и получаем 4

28. ЗАДАЧА 2

В молекуле ДНК содержится 17%
аденина. Определите, сколько (в %) в
этой молекуле содержится других
нуклеотидов.

29. Решение

По правилу Чаргаффа количество аденина
равно количеству тимина (А=Т),
следовательно, тимина в этой молекуле
содержится 17%.
На всю цепь ДНК приходится 100%, значит
на гуанин и цитозин приходится: 100% —
17% — 17% = 66%.
Учитывая, что их количества равны, то 66: 2=
33% , т.е. Ц=Г=33%.
Ответ:в данной молекуле ДНК содержится
кроме 17% аденина, 17% - тимина, 33% гуанина и 33% - цитозина.

30. ЗАДАЧА 3

Какую длину имеет участок молекулы ДНК, в
котором закодирована первичная структура
белка, если молекула этого белка состоит из
75 аминокислот (один нуклеотид имеет длину
0,34 нм)? Сколько т-РНК будет участвовать в
процессе синтеза этого белка? Ответ
поясните.

31. РЕШЕНИЕ:

Одну аминокислоту кодируют три
нуклеотида. 75Х3=225
Вычислим длину участка молекулы ДНК,
состоящий из 225 нуклеотидов.
225Х0.34=76.5нм
тРНК переносит только одну
аминокислоту 75тРНК