Тема занятия: «Обмен веществ и энергии в живых организмах.

              Поток информации в клетке. Нуклеиновые

                         кислоты. Хранение и реализация наследственной    

                         информации»

Цель занятия:

- углубить знания о молекулярно-генетическом уровне организации  живого;

- изучить  роль  процессов  ассимиляции и диссимиляции в жизнедеятельности

клетки и их  взаимосвязь;

- изучить роль нуклеиновых кислот в процессах реализации наследственной ин-

формации,  понять биологический смысл обратной связи;

- изучить  процессы,  поддерживающие генетическую стабильность и обеспе-

чивающие   реализацию  наследственной  информации,  выделить их биологи-

ческое и медицинское значение.

Самостоятельная аудиторная работа

Жизнь в любых ее проявлениях возможна лишь при наличии основных составляющих – потока веществ, энергии и информации. Вещества, необходимые для жизнедеятельности любого организма, разнообразны по химическому строению (белки, углеводы, липиды, нуклеиновые кислоты, минеральные вещества, витамины) и способны вступать в клетке в различные биохимические реакции –  ассимиляции и диссимиляции. В ходе метаболизма органические вещества распадаются на «строительные блоки», из которых происходит синтез веществ, необходимых для функционирования самой клетки.   

Каждая клетка, независимо от структурной организации (бактерии, грибы, специализированные клетки растений или животных), сохраняет свою индивидуальность и способность функционировать только в том случае, если обладает механизмами получения энергии и преобразования этой энергии в различные виды деятельности клетки. Для гетеротрофных организмов источником энергии являются органические вещества. Однако следует помнить, что ни сами углеводы, липиды или белки, ни продукты их расщепления не могут служить «топливом» для клеточных процессов. Непосредственным источником энергии, которую клетка использует для выполнения различных работ, служит энергия, заключенная в структуре аденозинтрифостата (АТФ) и других макроэргических соединений.

Особенности метаболизма различных типов клеток (как и другие их признаки и свойства) определяются наследственной информацией, материальным носителем которой являются нуклеиновые кислоты. Нуклеиновые кислоты (ДНК и РНК) – важнейшие биополимеры, обеспечивающие хранение наследственной информации и передачу ее как в пределах одного организма, так и потомкам при размножении организмов.

     Работа 1. Структурно-функциональная организация ДНК

Используя учебные пособия и лекционный материал, заполните таблицу.

     Работа 2. Регуляция активности структурных генов

Вещества (признаки), которые формируются в результате реализации наследственной информации, способны, в свою очередь, влиять на экспрессию генов по принципу обратной связи. Этот принцип можно рассмотреть на примере оперона.

Перенесите в альбом схему оперона, знаки вопроса замените названиями. Объясните механизм действия оперона на примере лактозозависимой бактерии Escherichia coli.

Рис. 4. Схема строения оперона

       Работа 3. Генетический код в процессах матричного биосинтеза

1. Фрагмент молекулы белка миоглобина содержит аминокислоты, расположенные в следующем порядке: валин – аланин – глутаминовая кислота – тирозин – серин – глутамин. Напишите структуру  участка ДНК, кодирующую эту последовательность аминокислот. Состав кодонов, кодирующих аминокислоты, представлен в таблице 2.

Таблица 2.  Генетический код

2.В результате мутации на участке гена, содержащем 6 триплетов: ААЦ – ТАТ – ГАЦ – АЦЦ – ГАА – ААА, произошло замещение в третьем триплете: вместо гуанина обнаружен цитозин. Напишите состав аминокислот в полипептиде до мутации и после нее.

3. Кодирующий фрагмент ДНК содержит нуклеотиды ГГАГЦТАТГ. Укажите, какие генные мутации могут привести к изменению наследственной информации. Как эти нарушения могут отразиться на процессе биосинтеза белка и его функциональных способностях?

* * * * *