I. Транскрипция- синтез от всякакъв вид РНКвърху матрицата ДНК. Транскрипцията или пренаписването не се извършва върху цялата ДНК молекула, а върху мястото, отговорно за специфичен протеин (ген).

Необходими условия за препис:

а) развиване на ДНК сегмент с помощта на развиващи се протеинови ензими

б) наличието на строителен материал под формата на АТФ. GTP. UTF. 1DTF

5. Има функционални и структурни гени. Структурните гени кодират синтеза на протеинова молекула. Има структурни гени, кодиращи както структурни протеини, така и ензимни протеини, както и гени с информация за синтеза на tRNA, rRNA и др.

6. Функционалните гени не кодират протеини, но контролират и насочват дейността на структурните гени.

7. Подреждането на нуклеотидните триплети в структурните гени съответства колинеарно на подреждането на аминокиселините в протеиновата молекула.

8. Участъци от молекулата на ДНК, които изграждат гена, са способни на възстановяване, т.е. за възстановяване, следователно, не всички промени в последователността на нуклеотидите в ДНК сегмент водят до мутации.

9. Генотипът се състои от отделни гени (дискретни), но функционира като цяло, т.к Гените могат да си взаимодействат и да си влияят един на друг. Генната функция се влияе както от вътрешни, така и от външни фактори на околната среда.

Генът има редица свойства:

Дискретно действие;

Стабилност (постоянство);

Прехвърляне на наследствена информация в непроменен вид, при липса на мутация;

Лабилността (промяната) на гените е свързана със способността им да мутират;

Специфика – всеки ген определя развитието на определена черта;

Плейотропия – един ген може да отговаря за няколко признака;

Експресивност - степента на изразеност на признака;

Проникване - честотата на проявление на ген сред неговите носители.

Човешкият геном съдържа около 30 000 различни гена. Някои от тях са активни, други са забранени. Целият обем генетична информация е под строг контрол на регулаторните механизми. Всички гени са взаимосвързани, образувайки единна система. Тяхната дейност се регулира от сложни механизми.

Това включва процесите на регулиране на генната активност на етапите на транскрипция (преди, по време, след нея), транслация (преди, по време, след нея), както и координирана каскадна групова регулация на генната работа (тяхната експресия), участието на хормони (сигнални сигнали) в този процес.вещества), химична модификация на ДНК (фиг. 8).

Ориз. 8. Схема на регулиране на транскрипцията на структурни гени в прокариотна клетка според вида на индукция.

Експресията (проявата на генна активност) на отделен ген зависи от състоянието, в което се намира този ген. Следователно има различни проникване(процентно количествено фенотипно проявление на гена) и експресивност (степен на експресия на гена). Тези понятия бяха въведени за първи път в генетиката М.В. Тимофеев-Ресовски. Конкретен човешки генотип се определя от фенотипната степен на тежест на патологична черта, определена от определен ген (експресивност), дори до липсата на клинична картина на патология при наличие на мутантни алели в генотипа.

Лексико-граматични задачи:

Задача номер 1.Заменете атрибутивните клаузи с причастни фрази.

1. Генът е единица на наследствеността, която определя развитието на всяка една черта.

2. Гените, които са на хромозомите, заемат определено място - локус.

3. Реализацията на информацията, която е кодирана в гена, е представена под формата на диаграма.

4. Ген – част от молекулата на ДНК, която се различава по определена последователност от нуклеотиди.

5. Броят на нуклеотидите, които изграждат различните гени, е различен.

Задача номер 2.Заменете пасивните структури с активни.

1. Синтезът на протеинова молекула се кодира от структурни гени.

2. Дейността на структурните гени се контролира и насочва от функционални гени.

Каквозасяга Какво Гените могат да си влияят един на друг.на функция Каквосе влияе от фактори на вътрешната и външната среда

Задача номер 3. Напишете изречения, отваряйки скоби.

1. Екзон региони на гени кодират (първична структура на протеин).

2. Интронните области на гена играят (структурна, поддържаща роля).

3. Генът е част от ДНК молекула, която е (функционална единица на наследствена информация).

Задача номер 4. Прочетете част от текста за основните положения на теорията на гените и напишете дефинициите: а) локус, б) рекони, в) мутони.

Упражнение№ 5. Използвайки дадената информация, довършете фразите.

1. Стабилност се нарича 1 .... за предаване на наследственото свойство на гените ... информация в непроменен вид.

2. Лабилността на гените е... 2.... степента на изразеност на даден признак.

3. Пенентралността на гените е 3 .... честотата на проявление на ген сред неговите носители.

4. Експресивността на гените - ... 4 .... е свързана със способността им да мутират

Решение на типови задачи

1. Част от структурен ген има следната последователност
нуклеотиди:

ATA-CIA-A1^ - CTA-GGA-CGA-GTA-CAA

AGA-TCA-CGA-AAA-ATG. Използвайки речника на генетичния код, определете:

а) каква последователност от нуклеотиди ще има про-тРНК, транскрибирана от това място;

б) известно е, че кодони 3, 4, 5, 9, 10, 11, 12 на про-тРНК са част от интроните. Каква последователност ще има иРНК;

в) каква последователност от аминокиселини ще има протеинов фрагмент, кодиран от определеното генно място;

г) Напишете какви антикодони трябва да има в тРНК, които осигуряват синтеза на този протеинов фрагмент.

2. Секции от структурни гени в про- и еукариоти имат подобни нуклеотидни последователности:

CAT-GTC-A1TA-TTC-TGA-AAA-CAA-C1^^ ACA-ATA. Трябва да се отбележи, че нуклеотидните последователности ACA-TTC-TGA-AAA и GGA-ACA-ATA кодират интронни области в еукариоти.

Определи:

а) последователността на нуклеотидите в първичния транскрипт при еукариоти;

б) как се нарича узряването на иРНК? Определете нуклеотидната последователност в иРНК.

в) каква е разликата в последователността на аминокиселините в протеините при прокариотите и еукариотите. Обяснете причината за тази разлика.

1. Дайте определения на понятията.
Генетичен код - набор от комбинации от три нуклеотида, кодиращи 20 вида аминокиселини, които изграждат протеина.
Триплет- три последователни нуклеотида.
АнтикодонРегион в тРНК, състоящ се от три несдвоени нуклеотида, който се свързва специфично с иРНК кодон.
Транскрипция - процесът на синтез на РНК с използване на ДНК като матрица, протичащ във всички живи клетки.
Излъчване- процесът на синтез на протеини от аминокиселини върху матрицата на иРНК (mRNA), осъществяван от рибозомата.

2. Сравнете понятията "генетична информация" и "генетичен код". Какви са основните им различия?
Генетична информация - информация за структурата на протеините, кодирана с помощта на последователност от нуклеотиди - генетичния код - в гените.
С други думи, генетичният код е принципът на записване на генетична информация. Информацията е информация, а кодът е начинът, по който информацията се предава.

3. Попълнете клъстера "Свойства на генетичния код".
Свойства: триплет, еднозначност, излишък, неприпокриване, полярност, универсалност.

4. Какъв е биологичният смисъл на излишъка на генетичния код?
Тъй като има 61 кодона на 20 аминокиселини, които изграждат протеини, някои аминокиселини са кодирани от повече от един кодон (така нареченото кодово израждане).
Това излишък повишава надеждността на кода и целия механизъм на биосинтеза на протеини.

5. Обяснете какви са реакциите на матричен синтез. Защо се наричат ​​така?
Това е синтез на сложни полимерни молекули в живите клетки, възникващ на базата на генетичната информация на клетката, кодирана върху матрицата (ДНК молекула, РНК). Синтезът на матрицата възниква по време на репликация, транскрипция и транслация на ДНК. Той е в основата на процеса на възпроизвеждане на себеподобните.

6. Скицирайте молекула tRNA и маркирайте основните й части.

7. Попълнете таблицата.

РОЛЯТА НА ОРГАНИЧНИТЕ ВЕЩЕСТВА В БИОСИНТЕЗАТА НА БЕЛТЪЦИ

8. Една от ДНК веригите има следната нуклеотидна последователност:
C-T-T-A-A-C-A-C-C-C-C-T-G-A-C-G-T-G-A-C-G-C-G-G-C- C-G
Напишете структурата на иРНК, синтезирана върху тази верига. Какъв ще бъде аминокиселинният състав на протеиновия фрагмент, синтезиран на базата на тази информация в рибозомата?
тРНК
G-A-A-U-U-G-U-G-G-G-G-A-C-U-G-C-A-C-U-G-C-G-C-C-G- G-C-
Полипептидна верига
Глу-ле-трп-гли-лей-гис-цис-ала-гли.

9. Скицирайте процеса на синтез на протеини.

10. Попълнете таблицата.

ЕТАПИ НА ВНЕДРЯВАНЕ НА НАСЛЕДСТВЕНА ИНФОРМАЦИЯ В КЛЕТКА

11. Прочетете § 2.10 и подгответе отговор на въпроса: „Защо декодирането на генетичния код е едно от най-важните научни открития на нашето време?“
Дешифрирането на генетичния код, тоест определянето на "смисъла" на всеки кодон и правилата, по които се чете генетичната информация, се смята за едно от най-ярките постижения на молекулярната биология.
Доказано е, че кодът е универсален за живеене. Откриването и декодирането на кода може да помогне да се намерят начини за лечение на различни хромозомни и геномни заболявания, да се проучи механизмът на метаболитните процеси на клетъчно и молекулярно ниво.
Бързо се натрупва огромно количество експериментални данни. Започна нов етап от изследването на ДНК. Молекулярната биология се е обърнала към много по-сложни надмолекулни и клетъчни системи. Оказа се възможно да се подходи към проблемите, свързани с молекулярната генетика на еукариотите, с явленията на онтогенезата.

12. Изберете верния отговор.
Тест 1
Синтезът на протеин не може да се случи:
2) в лизозомата;

Тест 2
Транскрипцията е:
3) синтез на тРНК върху ДНК;

Тест 3
Всички аминокиселини, които изграждат протеина, са кодирани за:
4) 64 тройки.

Тест 4
Ако за протеиновия синтез вземем рибозомите на лаврака, ензимите и аминокиселините на сивата врана, АТФ на бързия гущер, иРНК на дивия заек, тогава ще се синтезира протеин:
4) див заек.

13. Установете съответствие между свойствата на генетичния код и техните характеристики.
Свойства на генетичния код
1. Тройност

3. Уникалност
4. Универсалност
5. Неприпокриване
6. Полярност
Характеристика
А. Всеки нуклеотид е част само от един триплет
Б. Генетичният код е еднакъв за всички живи организми на Земята
Б. Една аминокиселина е кодирана от три последователни нуклеотида
D. Някои триплети определят началото и края на превода
Д. Всеки триплет кодира само една специфична аминокиселина.
E. Една аминокиселина може да бъде дефинирана с повече от един триплет.

14. Поставете липсващия елемент.
Нуклеотид - Буква
Триплет - Слово
Ген - Предложение

15. Обяснете произхода и общото значение на думата (термин), въз основа на значението на корените, които го съставят.

16. Изберете термин и обяснете как съвременното му значение съответства на първоначалното значение на неговите корени.
Избраният термин е транскрипция.
Съответствие – терминът отговаря на първоначалното си значение, тъй като има прехвърляне на генетична информация от ДНК към РНК.

17. Формулирайте и запишете основните идеи на § 2.10.
Генетичната информация в живите организми се записва с помощта на генетичния код. Кодът е набор от комбинации от три нуклеотида (триплети), кодиращи 20 вида аминокиселини, които изграждат протеина. Кодът има свойствата:
1. Тройност
2. Дегенерация (излишък)
3. Уникалност
4. Универсалност
5. Неприпокриване
6. Полярност.
Процесите, чрез които се синтезират сложни полимерни молекули в живите клетки, протичат на базата на генетичната информация на клетката, кодирана върху матрицата (ДНК молекула, РНК). Матричният синтез е ДНК репликация, транскрипция и транслация.

1. Какви процеси са свързани с реакциите на матричен синтез?

Ферментация, транслация, транскрипция, фотосинтеза, репликация.

Реакциите на матричен синтез включват транслация, транскрипция и репликация.

2. Какво е транскрипция? Как протича този процес?

Транскрипцията е процесът на пренаписване на генетична информация от ДНК в РНК (биосинтеза на РНК в съответните участъци на една от веригите на ДНК); една от реакциите на матричния синтез.

Транскрипцията се извършва по следния начин. В определена област на молекулата на ДНК възниква разделяне на комплементарни вериги. Синтезът на РНК ще се извърши върху една от веригите (тя се нарича транскрибирана верига).

Ензимът РНК полимераза разпознава промотора (специална последователност от нуклеотиди, разположена в началото на гена) и взаимодейства с него. След това РНК полимеразата започва да се движи по транскрибираната верига и в същото време синтезира РНК молекула от нуклеотиди. Транскрибираната ДНК верига се използва като шаблон, така че синтезираната РНК ще бъде комплементарна на съответния участък от транскрибираната ДНК верига. РНК полимеразата изгражда РНК веригата чрез добавяне на нови нуклеотиди към нея, докато достигне до терминатора (специална последователност от нуклеотиди, разположена в края на гена), след което транскрипцията спира.

3. Какъв процес се нарича превод? Опишете основните етапи на превода.

Транслацията е процес на биосинтеза на протеин от аминокиселини, намиращи се в рибозомите; една от реакциите на матричния синтез.

Основните етапи на излъчването:

● Свързване на иРНК към малката субединица на рибозомата, след което се присъединява голямата субединица.

● Проникване на метионинова тРНК в рибозомата и комплементарно свързване на нейния антикодон (UAC) със стартовия кодон на иРНК (AUG).

● Проникване в рибозомата на следващата тРНК, носеща активирана аминокиселина и комплементарно свързване на нейния антикодон със съответния иРНК кодон.

● Появата на пептидна връзка между две аминокиселини, след което първата (метионинова) тРНК се освобождава от аминокиселината и напуска рибозомата, а иРНК се измества с един триплет.

● Удължаване на полипептидната верига (по описания по-горе механизъм), което се случва, докато един от трите стоп кодона (UAA, UAG или UGA) навлезе в рибозомата.

● Прекратяване на протеиновия синтез и разпадане на рибозомата на две отделни субединици.

4. Защо по време на транслацията не всички аминокиселини са включени в протеина в произволен ред, а само тези, кодирани от иРНК триплети, и в строго съответствие с последователността на тези триплети? Колко вида tRNA мислите, че участват в синтеза на протеини в клетката?

Правилното и последователно включване на аминокиселини в нарастващата полипептидна верига се осигурява от строгото комплементарно взаимодействие на тРНК антикодони със съответните иРНК кодони.

Някои ученици може да отговорят, че 20 вида тРНК участват в протеиновия синтез - по един за всяка аминокиселина. Но всъщност в синтеза на протеините участват 61 вида тРНК - те са толкова, колкото са сенс кодоните (триплети, кодиращи аминокиселини). Всеки тип тРНК има уникална първична структура (нуклеотидна последователност) и в резултат на това има специфичен антикодон за комплементарно свързване към съответния иРНК кодон. Например, аминокиселината левцин (Leu) може да бъде кодирана от шест различни триплета, така че има шест типа левцинови тРНК, всички от които имат различни антикодони.

Общият брой на кодоните е 4 3 = 64, но няма tRNA молекули към терминиращите кодони (има три от тях); 64 – 3 = 61 вида tRNA.

5. Трябва ли реакциите на матричния синтез да се припишат на процесите на асимилация или дисимилация? Защо?

Реакциите на матричен синтез се класифицират като процеси на асимилация, защото:

● придружен от синтеза на сложни органични съединения от по-прости вещества, а именно биополимери от съответните мономери (репликацията се придружава от синтеза на дъщерни ДНК вериги от нуклеотиди, транскрипцията - от синтеза на РНК от нуклеотиди, транслацията - от синтеза на протеин от аминокиселини);

● изискват енергия (АТФ служи като доставчик на енергия за реакциите на матричен синтез).

6. Участъкът от транскрибираната ДНК верига има следния ред на нуклеотидите:

TACGGACATATTACAAGACT

Задайте последователността на аминокиселинните остатъци на пептида, кодиран от този регион.

По принципа на комплементарността ще установим последователността на нуклеотидите на съответната иРНК и след това, използвайки таблицата на генетичния код, ще определим последователността на аминокиселинните остатъци на кодирания пептид.

Отговор: последователността на аминокиселинните остатъци на пептида: Met-Tre-Cis-Ile-Met-Phen.

7. Проучванията показват, че в една молекула иРНК 34% от общия брой азотни бази е гуанин, 18% е урацил, 28% е цитозин и 20% е аденин. Определете процентния състав на азотните основи на двуверижния ДНК сегмент, една от веригите на който служи като шаблон за синтеза на тази иРНК.

● По принципа на комплементарността определяме процентния състав на азотните бази на съответната транскрибирана ДНК верига. Съдържа 34% цитозин (комплементарно на гуанинова иРНК), 18% аденин (комплементарно на урацилова иРНК), 28% гуанин (комплементарно на цитозин иРНК) и 20% тимин (комплементарно на аденинова иРНК).

● Въз основа на състава на транскрибираната верига определяме процентния състав на азотните бази на комплементарната (нетранскрибирана) ДНК верига: 34% гуанин, 18% тимин, 28% цитозин и 20% аденин.

● Процентът на всеки тип азотни бази в двойноверижната ДНК се изчислява като средноаритметично на процента на тези бази в двете вериги:

C \u003d G \u003d (34% + 28%): 2 \u003d 31%

A \u003d T \u003d (18% + 20%): 2 \u003d 19%

Отговор: съответната двойноверижна ДНК област съдържа по 31% цитозин и гуанин, по 19% аденин и тимин.

8*. В еритроцитите на бозайници синтезът на хемоглобин може да настъпи няколко дни след загубата на ядра от тези клетки. Как можеш да го обясниш?

Загубата на ядрото се предхожда от интензивна транскрипция на гените, кодиращи полипептидните вериги на хемоглобина. Голямо количество от съответната иРНК се натрупва в хиалоплазмата, така че синтезът на хемоглобин продължава дори след загубата на клетъчното ядро.

* Задачите, отбелязани със звездичка, изискват от учениците да излагат различни хипотези. Следователно, когато поставя оценка, учителят трябва да се съсредоточи не само върху дадения тук отговор, но да вземе предвид всяка хипотеза, оценявайки биологичното мислене на учениците, логиката на техните разсъждения, оригиналността на идеите и т.н. препоръчително е учениците да се запознаят с дадения отговор.

Генетичен код- начин за записване в ДНК молекула на информация за броя и реда на аминокиселините в протеина.

Имоти:

Триплетност – една аминокиселина е кодирана от три нуклеотида

Неприпокриване - един и същи нуклеотид не може да бъде част от два или повече триплета едновременно

Еднозначност (специфичност) – определен кодон отговаря само на един

Универсалност - генетичният код работи еднакво в организми с различни нива на сложност - от вируси до хора

Дегенерация (излишък) - няколко кодона могат да съответстват на една и съща аминокиселина.

14. Етапи на реализация на наследствената информация при прокариоти и еукариоти.

Репликация (синтез) на ДНК

Синтезът на ДНК винаги започва в строго определени точки. Ензимът топоизомераза развива спиралата. Хеликазата разкъсва водородните връзки между нишките на ДНК и образува вилица за репликация. SSB протеините предотвратяват повторното образуване на водородни връзки.

РНК праймазата синтезира къси РНК фрагменти (праймери), които са прикрепени към 3' края.

ДНК полимеразата започва от праймера и синтезира дъщерна верига (5 "3") -

Посоката на синтез на една верига от ДНК съвпада с посоката на движение на репликационната вилка, така че тази верига се синтезира непрекъснато. Тук синтезът протича бързо. Посоката на синтез на втората верига е противоположна на тази на репликационната вилка. Следователно синтезът на тази верига се извършва под формата на отделни участъци и протича бавно (фрагменти на Okazaki).

ДНК узряване: РНК праймерите се разцепват, липсващите нуклеотиди се допълват, ДНК фрагментите се свързват с помощта на лигаза. Топоизомеразата развива спиралата.

Етапи на внедряване на наследствена информация (при еукариоти)

1. Транскрипция

2. Обработка

3. Превод

4. Посттранслационни промени

Излъчване- синтеза на РНК молекула на базата на ДНК молекула. Ключовият ензим е РНК полимераза.

РНК полимеразата трябва да разпознае промотора и да взаимодейства с него. Промоторът е специален участък от ДНК, който се намира преди информационната част на гена. Взаимодействието с промотора е необходимо за активирането на РНК полимеразата. При активиране РНК полимеразата разкъсва водородните връзки между ДНК веригите.

Синтезът на РНК винаги се извършва по протежение на определена кодогенна ДНК верига.На тази верига промоторът е разположен по-близо до 3' края.

Синтезът на РНК се извършва съгласно принципите на комплементарност и антипаралелизъм.

РНК полимеразата достига стоп кодон (терминатор или терминиращ кодон).Това е сигнал за спиране на синтеза. Ензимът се инактивира, отделя се от ДНК и се освобождава новосинтезирана ДНК молекула – първичен транскрипт – про-РНК. Възстановява се оригиналната структура на ДНК.

Структурни характеристики на еукариотния ген:

При еукариотите гените включват области с различни функции.

А) Интрони - фрагменти от ДНК (ген), които не кодират аминокиселини в протеина

B) Екзоните са участъци от ДНК, които кодират аминокиселини в протеин.

Прекъснатият характер на гена е открит от Робъртс и Шарп (Номерна награда 1903 г.).

Броят на интроните и екзоните в различните гени варира значително.

Обработка(узряване)

Първичният транскрипт узрява и се образува зряла информационна РНК молекула, която може да участва в протеиновия синтез на рибозомите.

В 5" края на РНК се образува специално място (структура) - CEP или капачка. CEP осигурява взаимодействие с малката субединица на рибозомата.

От 100 до 200 молекули нуклеотиди, носещи аденин (polyA), са прикрепени към 3 "края на РНК. По време на протеиновия синтез тези нуклеотиди постепенно се отцепват, разрушаването на polyA е сигнал за разрушаването на молекулите на РНК.

Към някои РНК нуклеотиди се добавя СН 3 група - метилиране. Това повишава устойчивостта на ДНК към действието на цитоплазмените ензими.

Сплайсинг - интроните се изрязват и екзоните се зашиват заедно. Рестрикционният ензим премахва, лигаза омрежва)

Зрялата информационна РНК включва:

Лидерът осигурява свързването на информационната РНК към субединицата на рибозомата.

SC - начален кодон - еднакъв за всички информационни РНК, кодира аминокиселина

Кодиращ регион - кодира аминокиселини в протеин.

Стоп кодон - сигнал за спиране на протеиновия синтез.

По време на обработката се извършва строг подбор в цитоплазмата, около 10% от молекулите от броя на първичните транскрипти се освобождават от ядрото.

Алтернативно снаждане

Човек има 25-30 хиляди гена.

При хората обаче са изолирани около 100 хиляди протеина.

Алтернативният сплайсинг е ситуация, при която един и същ ген осигурява синтеза на едни и същи проРНК молекули в клетки на различни тъкани. В различните клетки броят и границите между екзоните и интроните се определят по различен начин. В резултат от едни и същи първични транскрипти се получават различни тРНК и се синтезират различни протеини.

Алтернативен сплайсинг е доказан за около 50% от човешките гени.

Транслацията е процес на сглобяване на пептидна верига върху рибозоми според информацията, съдържаща се в иРНК.

1. Посвещение (начало)

2. Удължение (удължаване на молекулата)

3. Прекратяване (край)

Посвещение.

Молекулата matrRNA контактува с малката субединица на рибозомата с помощта на CEP. Лидерът на РНК се свързва с субединица на рибозомата. ТрансРНК, която носи транспортната киселина метионин, е прикрепена към началния кодон. След това се присъединява голямата субединица на рибозомата. В цялата рибозома се образуват два активни центъра: аминоацил и пептидил. Аминоацилът е свободен, а пептидилът е зает от тРНК с метионин.

Удължение.

Аминоацилният център съдържа иРНК, чийто антикодон съответства на кодиращия.

След това рибозомата се измества спрямо иРНК с кодон 1. В този случай се освобождава аминоацилният център. ИРНК се намира в пептидиловия център и се свързва с втората аминокиселина. Процесът се повтаря циклично.

3. Прекратяване

Стоп кодон влиза в аминоацилния център, който се разпознава от специален протеин, това е сигнал за спиране на протеиновия синтез. Подединиците на рибозомата се разделят, освобождавайки иРНК и полипептидът се синтезира отново.

4. Посттранслационни промени.

По време на транслацията се образува първичната структура на полипептида.Това не е достатъчно за изпълнение на функциите на протеина, така че протеинът се променя, което осигурява неговата активност.

Образувано:

А) вторична структура (водородни връзки)

Б) глобула - третична структура (дисулфидни връзки)

В) кватернерна структура – ​​хемоглобин

Г) Гликозилиране - прикрепване на захарни остатъци (антитела) към протеина

Д) разцепване на голям полипептид на няколко фрагмента.

Разлики в прилагането на наследствена информация при прокариоти и еукариоти:

1. Прокариотите нямат екзони и интрони, така че няма етапи на обработка и сплайсинг.

2. При прокариотите транскрипцията и транслацията се извършват едновременно, т.е. Синтезът на РНК е в ход и синтезът на ДНК вече започва.

3. При еукариотите синтезата на различни видове РНК се контролира от различни ензими. При прокариотите всички видове РНК се синтезират от един ензим.

4. При еукариотите всеки ген има свой уникален промотор, при прокариотите един промотор може да контролира работата на няколко гена.

5. Само прокариотите имат оперонна система

Въпрос 1. Запомнете пълната дефиниция на понятието "живот".

В средата на XIX век. Фридрих Енгелс пише: „Животът е начин на съществуване на белтъчните тела, чийто основен момент е постоянният обмен на вещества с външната природа, която ги заобикаля, и с прекратяването на този метаболизъм престава и животът, което води до разлагане на протеина." На сегашното ниво на познание тази класическа дефиниция на живота се допълва от идеята за изключителното значение на нуклеиновите киселини - молекули, които съдържат генетична информация, която позволява на организмите да се самообновяват и самовъзпроизвеждат (възпроизвеждат).

Ето едно от съвременните определения: „Живите тела, които съществуват на Земята, са отворени, саморегулиращи се и самовъзпроизвеждащи се системи, изградени от биополимери – протеини и нуклеинови киселини“. В същото време концепцията за "отворена система" предполага обмен на вещества и енергия с околната среда (хранене, дишане, екскреция), отбелязан от Ф. Енгелс; понятието "саморегулиране" - способността да се поддържа постоянството на химичния състав, структура и свойства. Важно условие за успешна саморегулация е раздразнителността - способността на организма да реагира на информация, идваща от външния свят.

Въпрос 2. Какви са основните свойства на генетичния код и обяснете тяхното значение.

Има седем основни свойства на генетичния код.

Тройност. Три последователни нуклеотида кодират една аминокиселина.

Еднозначност. Един триплет не може да кодира повече от една аминокиселина.

съкращаване. Една аминокиселина може да бъде кодирана от повече от един триплет.

Приемственост. Между тройките няма "препинателни знаци". Ако "рамката за четене" се измести с един нуклеотид, тогава целият код ще бъде декодиран неправилно. Като пример, нека вземем изречение, състоящо се от трибуквени думи: имаше котка, котката беше сива. Сега нека изместим "рамката за четене" с една буква: ilb ylk otk замина ep.

Генетичният код не се припокрива. Всеки нуклеотид може да бъде част само от един триплет.

Полярност. Има триплети, които определят началото и края на отделните гени.

Универсалност. Във всички живи организми един и същи триплет кодира една и съща аминокиселина.

Въпрос 3. Каква е същността на процеса на прехвърляне на наследствена информация от поколение на поколение и от ядрото към цитоплазмата, до мястото на синтеза на протеини?

При предаването на наследствена информация от поколение на поколение ДНК молекулите се удвояват в процеса на дублиране. Всяка дъщерна клетка получава една от две идентични ДНК молекули. При безполово размножаване генотипът на дъщерния организъм е идентичен с родителския. По време на половото размножаване организмът на потомството получава свой собствен диплоиден набор от хромозоми, съставен от хаплоидния майчин и хаплоиден бащин набор.

При преноса на наследствената информация от ядрото към цитоплазмата ключовият процес е транскрипцията – синтеза на РНК върху ДНК. Синтезираната иРНК молекула е комплементарно копие на определен ДНК фрагмент – ген и съдържа информация за структурата на определен протеин. Такава иРНК молекула е посредник между хранилището на генетична информация - ядрото и цитоплазмата с рибозоми, където се създават протеини. Рибозомите използват иРНК като шаблон ("инструкция") за протеинов синтез по време на транслация.

Въпрос 4. Къде се синтезират рибонуклеиновите киселини?

Рибонуклеиновите киселини се синтезират в ядрото. Образуването на рРНК и сглобяването на рибозомни субединици се случват в специални области на ядрото, нуклеолите. Малко количество РНК се синтезира в митохондриите и пластидите, които имат собствена ДНК и собствени рибозоми.

Въпрос 5. Кажете ни къде се случва протеиновият синтез и как се извършва.

Синтезът на протеини се извършва в цитоплазмата и се осъществява с помощта на специализирани органели - рибозоми. Молекулата на иРНК се свързва с рибозомата в края, от който трябва да започне протеиновият синтез. Аминокиселините, необходими за синтеза на протеинова верига, се доставят от молекули на трансферна РНК (tRNA). Всяка tRNA може да носи само една от 20-те аминокиселини (например само аланин). Коя конкретна аминокиселина носи tRNA се определя от триплета от нуклеотиди, разположени в горната част на централната верига на tRNA, антикодона.

Ако антикодонът е комплементарен на триплета от mRNA нуклеотиди, който в момента е в контакт с рибозомата, tRNA временно ще се свърже с mRNA и аминокиселината ще бъде включена в протеиновата верига.

На следващия етап освободената тРНК ще отиде в цитоплазмата и рибозомата ще направи „стъпка“ и ще премине към следващия триплет иРНК. Тогава tRNA със съответния антикодон ще се приближи до този триплет и ще достави следващата аминокиселина, която ще бъде прикрепена към растящия протеин.