Биосинтез белка. Механизм транскрипции и трансляции.

Транскрипция - первая стадия реализации генетической информации в клетке. В ходе процесса образуются молекулы мРНК, служащие матрицей для синтеза белков, а также транспортные, рибосомальные и другие виды молекул РНК, выполняющие структурные, адапторные и каталитические функции. Транскрипция у эукариот происходит в ядре. В основе механизма транскрипции лежит тот же структурный принцип комплементарного спаривания оснований в молекуле РНК (G ≡ C, A=U и Т=А). ДНК служит только матрицей и в ходе транскрипции не изменяется. Рибонуклеозидтрифосфаты (ЦТФ, ГТФ, АТФ, УТФ) -субстраты и источники энергии, необходимые для протекания полимеразной реакции, образования 3',5'-фосфодиэфирной связи между рибонуклеозидмонофосфатами.

Трансляция- процесс переноса информации и её реализация в виде структурны полипептида. Ей предшествуют: 1) Образование из И-РНК и рибосом полисомы.

2) Активирование аминокислот с помощью АТФ.

3) Связывание активных аминокислот с И-РНК.

4) Перенос активных аминокислот в полисому к месту синтеза белка.

Этапы: 1) Инициация- меньшая субъединица рибосомы и факторы инициации «узнают» стартовый кодон, у всех И-РНК стартовый кодон называется АУТ.

2) Синтез полипептида.

А) Присоединение большой субъединицы рибосомы- начало синтеза.

Б) Присоединение молекулы Т-РНК, молекула Т-РНК , несущая аминокислоту белковой молекулы, присоединяется своим антикодоном к комплементарному ей кодону И-РНК.

В) Образование пептидной связи между аминокислотами.

Г) Транслокация- продвижение рибосомы на 3 нуклеотида. Т-РНК, отдавая аминокислоту, освобождает место для вновь поступившей Т-РНК.

Все процессы идут с использованием энергии АТФ, они продолжаются до тех пор, пока не будет завершена сборка полипептидной цепи синтезируемого белка. Образовавшаяся цепочка полипептида покидает рибосому.

После трансляции происходит эпигенез- структурирование белка, осуществляемый в каналах эпс и приводящий к образованию вторичной, третичной и четвертичной структуре белка.

Механизмы репликации ДНК.

Основным свойством ДНК является ее способность к репликации - это процесс самоудвоения молекул ДНК, происходящий под контролем ферментов.Репликация ДНК происходит по полуконсервативному механизму. Репликация осуществляется перед каждым делением ядра. Начинается она с того, что спираль ДНК временно раскручивается под действием фермента ДНК-полимеразы. На каждой из цепей, образовавшихся после разрыва водородных связей, по принципу комплементарности синтезируется дочерняя цепь ДНК. Материалом для синтеза служат свободные нуклеотиды, которые есть в ядре.

Генетический код .

Генети́ческий код — свойственный всем живым организмам способ кодирования последовательности аминокислотных остатков в составе белков при помощи последовательности нуклеотидов в составе нуклеиновой кислоты.

В ДНК используется четыре азотистых основания — аденин (А), гуанин (G), цитозин (С), тимин (T), которые в русскоязычной литературе обозначаются буквами А, Г, Ц и Т. Эти буквы составляют алфавит генетического кода. В РНК используются те же нуклеотиды, за исключением нуклеотида, содержащего тимин, который заменён похожим нуклеотидом, содержащим урацил, который обозначается буквой U (У в русскоязычной литературе). В молекулах ДНК и РНК нуклеотиды выстраиваются в цепочки и, таким образом, получаются последовательности генетических букв.

Белки практически всех живых организмов построены из аминокислот всего 20 видов. Эти аминокислоты называют каноническими. Каждый белок представляет собой цепочку или несколько цепочек аминокислот, соединённых в строго определённой последовательности. Эта последовательность определяет строение белка, а следовательно все его биологические свойства.

Реализация генетической информации в живых клетках (то есть синтез белка, кодируемого геном) осуществляется при помощи двух матричных процессов: транскрипции (то есть синтеза мРНК на матрице ДНК) и трансляции генетического кода в аминокислотную последовательность (синтез полипептидной цепи на мРНК). Для кодирования 20 аминокислот, а также сигнала «стоп», означающего конец белковой последовательности, достаточно трёх последовательных нуклеотидов. Набор из трёх нуклеотидов называется триплетом. Принятые сокращения, соответствующие аминокислотам и кодонам, изображены на рисунке. К последовательности триплетов (кодонов) в нуклеиновой кислоте, а, следовательно, и к последовательности аминокислотных остатков в белковой молекуле понятие «генетический код» не имеет отношения. Генетический код — это способ записи, а не содержание записи.

13. Классическая генетика. Законы Менделя .

Моногибридным называется такое скрещивание, при котором родительские пары различаются по одному признаку. (I закон Менделя). при скрещивании гомозиготных особей, анализируемых по одной паре альтернативных признаков, наблюдается единообразие гибридов первого поколения как по фенотипу, так и по генотипу.

(II закон Менделя). Формулируется следующим образом: при скрещивании гетерозиготных особей, анализируемых по одной паре альтернативных признаков, наблюдается расщепление в соотношении 3:1 по фенотипу и 1:2:1 по генотипу.

Дигибридное скрещивание. Закон независимого наследования признаков. Скрещивание, при котором родительские формы отличаются по двум парам альтернативных признаков, называется дигибридным. Если родители отличаются по многим парам альтернативных признаков, скрещивание называется полигибридным. Если родители отличаются по многим парам альтернативных признаков, скрещивание называется полигибридным. В опытах Г Мендель скрещивал гомозиготные растения гороха, различающиеся одновременно по двум парам признаков, например по окраске и форме поверхности семян .Одни родительские растения имели желтые гладкие семена, другие — зеленые морщинистые. В первом поколении наблюдалось единообразие — все гибриды имели желтые гладкие семена. Значит, желтая окраска полностью доминирует над зеленой, а гладкая поверхность — над морщинистой. Путем самоопыления гибридов первого поколения было получено второе поколение, в котором согласно закону расщепления проявились не только доминантные, но и рецессивные признаки. При этом наблюдались все возможные сочетания признаков семян: желтые гладкие, желтые морщинистые, зеленые гладкие и зеленые морщинистые в соотношении 9:3:3: 1.