I. Transkripsyon- synthesis ng lahat ng uri RNA sa matrix DNA. Ang transkripsyon, o muling pagsulat, ay hindi nangyayari sa buong molekula ng DNA, ngunit sa site na responsable para sa isang partikular na protina (gene).

Mga kundisyon na kinakailangan para sa transkripsyon:

a) unwinding ng isang DNA segment sa tulong ng unwinding protein enzymes

b) ang pagkakaroon ng materyal na gusali sa anyo ng ATP. GTP. UTF. 1DTF

5. May mga functional at structural genes. Ang mga istrukturang gene ay naka-encode sa synthesis ng isang molekula ng protina. Mayroong mga istrukturang gene na naka-encode ng parehong mga istrukturang protina at enzymatic na protina, pati na rin ang mga gene na may impormasyon sa synthesis ng tRNA, rRNA, atbp.

6. Ang mga functional na gene ay hindi nagko-code para sa protina, ngunit kinokontrol at pinamamahalaan ang aktibidad ng mga istrukturang gene.

7. Ang pagkakaayos ng mga nucleotide triplets sa mga structural genes ay tumutugma sa collinearly sa pagkakaayos ng mga amino acid sa isang molekula ng protina.

8. Ang mga seksyon ng molekula ng DNA na bumubuo sa gene ay may kakayahang mabawi, i.e. upang ayusin, samakatuwid, hindi lahat ng mga pagbabago sa pagkakasunud-sunod ng mga nucleotide sa isang segment ng DNA ay humahantong sa mga mutasyon.

9. Ang genotype ay binubuo ng mga indibidwal na gene (discrete), ngunit gumagana sa kabuuan, dahil Ang mga gene ay nagagawang makipag-ugnayan at makaimpluwensya sa isa't isa. Ang pag-andar ng gene ay naiimpluwensyahan ng parehong panloob at panlabas na mga kadahilanan sa kapaligiran.

Ang gene ay may ilang mga katangian:

Hiwalay na pagkilos;

Katatagan (permanence);

Paglipat ng namamana na impormasyon sa isang hindi nabagong anyo, sa kawalan ng isang mutation;

Ang lability (pagbabago) ng mga gene ay nauugnay sa kanilang kakayahang mag-mutate;

Pagtitiyak - tinutukoy ng bawat gene ang pagbuo ng isang tiyak na katangian;

Pleiotropy - ang isang gene ay maaaring maging responsable para sa ilang mga katangian;

Expressivity - ang antas ng pagpapahayag ng katangian;

Pagpasok - ang dalas ng pagpapakita ng isang gene sa mga carrier nito.

Ang genome ng tao ay naglalaman ng humigit-kumulang 30,000 iba't ibang mga gene. Ang ilan sa kanila ay aktibo, ang iba ay may kapansanan. Ang buong dami ng genetic na impormasyon ay nasa ilalim ng mahigpit na kontrol ng mga mekanismo ng regulasyon. Ang lahat ng mga gene ay magkakaugnay, na bumubuo ng isang solong sistema. Ang kanilang aktibidad ay kinokontrol ng mga kumplikadong mekanismo.

Kabilang dito ang mga proseso ng regulasyon ng aktibidad ng gene sa mga yugto ng transkripsyon (bago, sa panahon, pagkatapos nito), pagsasalin (bago, sa panahon, pagkatapos nito), pati na rin ang coordinated cascade group na regulasyon ng gene work (ang kanilang pagpapahayag), ang pakikilahok ng mga hormone (signal signal) sa prosesong ito. substance), kemikal na pagbabago ng DNA (Fig. 8).

kanin. 8. Scheme ng regulasyon ng transkripsyon ng mga istrukturang gene sa isang prokaryotic cell ayon sa uri ng induction.

Ang expression (manipestasyon ng aktibidad ng gene) ng isang indibidwal na gene ay nakasalalay sa estado kung saan matatagpuan ang gene na ito. Samakatuwid, mayroong iba't ibang pagtagos(porsiyento quantitative phenotypic manifestation ng gene) at expressivity (degree of expression ng gene). Ang mga konseptong ito ay unang ipinakilala sa genetika M.V. Timofeev-Ressovsky. Ang isang tiyak na genotype ng tao ay tinutukoy ng phenotypic na antas ng kalubhaan ng isang pathological na katangian na tinutukoy ng isang tiyak na gene (expressivity), kahit na hanggang sa kawalan ng isang klinikal na larawan ng patolohiya sa pagkakaroon ng mutant alleles sa genotype.

Mga gawain sa lexico-grammar:

Gawain bilang 1. Palitan ang attributive clause ng participial phrase.

1. Ang gene ay isang yunit ng pagmamana na tumutukoy sa pagbuo ng alinmang katangian.

2. Ang mga gene na nasa chromosome ay sumasakop sa isang tiyak na lugar - isang locus.

3. Ang pagpapatupad ng impormasyon na naka-encode sa gene ay ipinakita sa anyo ng isang diagram.

4. Gene - bahagi ng molekula ng DNA, na naiiba sa isang tiyak na pagkakasunud-sunod ng mga nucleotide.

5. Iba-iba ang bilang ng mga nucleotide na bumubuo sa iba't ibang gene.

Gawain bilang 2. Palitan ang mga passive na istruktura ng mga aktibo.

1. Ang synthesis ng isang molekula ng protina ay na-encode ng mga istrukturang gene.

2. Ang aktibidad ng mga istrukturang gene ay kinokontrol at pinamamahalaan ng mga functional na gene.

Ano nakakaapekto Ano Ang mga gene ay maaaring makaimpluwensya sa isa't isa. bawat function Ano naiimpluwensyahan ng mga salik ng panloob at panlabas na kapaligiran

Gawain bilang 3. Sumulat ng mga pangungusap, pambungad na bracket.

1. Ang mga rehiyon ng exon ng mga gene ay naka-encode (pangunahing istraktura ng isang protina).

2. Ang mga rehiyon ng intron ng gene ay naglalaro (istruktural, pansuportang papel).

3. Ang isang gene ay isang bahagi ng isang molekula ng DNA (functional na yunit ng namamana na impormasyon).

Gawain bilang 4. Basahin ang isang bahagi ng teksto tungkol sa mga pangunahing probisyon ng teorya ng mga gene at isulat ang mga kahulugan: a) locus, b) recons, c) mutons.

Mag-ehersisyo 5. Gamit ang ibinigay na impormasyon, kumpletuhin ang mga parirala.

1. Ang katatagan ay tinatawag na 1 .... upang ilipat ang namamanang pag-aari ng mga gene ... impormasyon sa hindi nagbabagong anyo.

2. Ang lability ng mga gene ay... 2.... ang antas ng pagpapahayag ng isang katangian.

3. Ang penentralidad ng mga gene ay 3 .... ang dalas ng pagpapakita ng isang gene sa mga carrier nito.

4. Ang pagpapahayag ng mga gene - ... 4 .... ay nauugnay sa kanilang kakayahang mag-mutate

Solusyon ng mga karaniwang gawain

1. Ang isang seksyon ng isang istrukturang gene ay may sumusunod na pagkakasunod-sunod
nucleotides:

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

AGA-TCA-CGA-AAA-ATG. Gamit ang genetic code dictionary, tukuyin:

a) anong sequence ng mga nucleotides ang magkakaroon ng pro-mRNA na na-transcribe mula sa site na ito;

b) alam na ang mga codon 3, 4, 5, 9, 10, 11, 12 ng pro-mRNA ay bahagi ng mga intron. Anong sequence ang magkakaroon ng mRNA;

c) anong pagkakasunud-sunod ng mga amino acid ang magkakaroon ng isang fragment ng protina na naka-encode ng tinukoy na site ng gene;

d) Isulat kung anong mga anticodon ang dapat nasa tRNA na nagbibigay ng synthesis ng fragment ng protina na ito.

2. Ang mga seksyon ng structural genes sa pro- at eukaryotes ay may magkatulad na nucleotide sequence:

CAT-GTC-A1TA-TTC-TGA-AAA-CAA-C1^^ ACA-ATA. Dapat pansinin na ang mga pagkakasunud-sunod ng nucleotide na ACA-TTC-TGA-AAA at GGA-ACA-ATA ay nag-encode ng mga rehiyon ng intron sa mga eukaryotes.

Tukuyin:

a) ang pagkakasunud-sunod ng mga nucleotide sa pangunahing transcript sa mga eukaryotes;

b) ano ang tawag sa maturation ng mRNA? Tukuyin ang nucleotide sequence sa mRNA.

c) ano ang pagkakaiba sa pagkakasunud-sunod ng mga amino acid sa mga protina sa prokaryotes at eukaryotes. Ipaliwanag ang dahilan ng pagkakaibang ito.

1. Magbigay ng mga kahulugan ng mga konsepto.
Genetic code - isang hanay ng mga kumbinasyon ng tatlong nucleotides na nag-encode ng 20 uri ng mga amino acid na bumubuo sa protina.
Triplet- tatlong magkakasunod na nucleotides.
Anticodon Isang rehiyon sa tRNA na binubuo ng tatlong hindi magkapares na nucleotides na partikular na nagbubuklod sa isang mRNA codon.
Transkripsyon - ang proseso ng RNA synthesis gamit ang DNA bilang isang template, na nagaganap sa lahat ng mga buhay na selula.
I-broadcast- ang proseso ng synthesis ng protina mula sa mga amino acid sa mRNA (mRNA) template, na isinasagawa ng ribosome.

2. Paghambingin ang mga konsepto ng "genetic information" at "genetic code". Ano ang kanilang mga pangunahing pagkakaiba?
Genetic na impormasyon - impormasyon tungkol sa istraktura ng mga protina, na naka-encode gamit ang isang sequence ng nucleotides - ang genetic code - sa mga gene.
Sa madaling salita, ang genetic code ay ang prinsipyo ng pagtatala ng genetic na impormasyon. Ang impormasyon ay impormasyon, at ang code ay kung paano ipinaparating ang impormasyon.

3. Punan ang "Properties of the genetic code" cluster.
Mga Katangian: triplet, hindi malabo, kalabisan, hindi magkakapatong, polarity, universality.

4. Ano ang biological na kahulugan ng redundancy ng genetic code?
Dahil mayroong 61 codon sa bawat 20 amino acid na bumubuo sa mga protina, ang ilang amino acid ay na-encode ng higit sa isang codon (ang tinatawag na code degeneracy).
Pinapataas ng redundancy na ito ang pagiging maaasahan ng code at ang buong mekanismo ng biosynthesis ng protina.

5. Ipaliwanag kung ano ang matrix synthesis reactions. Bakit sila tinatawag na?
Ito ang synthesis ng mga kumplikadong molekula ng polimer sa mga buhay na selula, na nagaganap batay sa genetic na impormasyon ng cell na naka-encode sa matrix (DNA molecule, RNA). Ang synthesis ng template ay nangyayari sa panahon ng pagtitiklop, transkripsyon at pagsasalin ng DNA. Pinagbabatayan nito ang proseso ng pagpaparami ng sariling uri.

6. Mag-sketch ng tRNA molecule at lagyan ng label ang mga pangunahing bahagi nito.

7. Punan ang talahanayan.

ANG PAPEL NG ORGANIC SUBSTANCES SA PROTEIN BIOSYNTHESIS

8. Ang isa sa mga DNA chain ay may sumusunod na nucleotide sequence:
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
Isulat ang istraktura ng mRNA na na-synthesize sa strand na ito. Ano ang magiging komposisyon ng amino acid ng fragment ng protina na na-synthesize batay sa impormasyong ito sa ribosome?
mRNA
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-
Kadena ng polypeptide
Glu-le-trp-gli-ley-gis-cis-ala-gli.

9. I-sketch ang proseso ng synthesis ng protina.

10. Punan ang talahanayan.

MGA YUGTO NG PAGPAPATUPAD NG HEREDITARY INFORMATION SA ISANG CELL

11. Basahin ang § 2.10 at maghanda ng sagot sa tanong na: "Bakit ang pag-decode ng genetic code ay isa sa pinakamahalagang pagtuklas sa siyensya sa ating panahon?"
Ang pag-decipher sa genetic code, ibig sabihin, ang pagtukoy sa "kahulugan" ng bawat codon at ang mga patakaran kung saan binabasa ang genetic na impormasyon, ay itinuturing na isa sa mga pinaka-kapansin-pansin na tagumpay ng molecular biology.
Ito ay pinatunayan na ang code ay pangkalahatan para sa pamumuhay. Ang pagtuklas at pag-decode ng code ay makakatulong sa paghahanap ng mga paraan upang gamutin ang iba't ibang chromosomal at genomic na sakit, pag-aralan ang mekanismo ng mga metabolic na proseso sa antas ng cellular at molekular.
Ang isang malaking halaga ng pang-eksperimentong data ay mabilis na naiipon. Nagsimula na ang isang bagong yugto ng pananaliksik sa DNA. Ang molecular biology ay naging mas kumplikadong supramolecular at cellular system. Ito ay naging posible upang lapitan ang mga problema na nauugnay sa molecular genetics ng eukaryotes, na may mga phenomena ng ontogeny.

12. Piliin ang tamang sagot.
Pagsubok 1
Ang synthesis ng protina ay hindi maaaring mangyari:
2) sa lysosome;

Pagsubok 2
Ang transkripsyon ay:
3) synthesis ng mRNA sa DNA;

Pagsubok 3
Ang lahat ng mga amino acid na bumubuo sa isang protina ay naka-code para sa:
4) 64 triplets.

Pagsubok 4
Kung para sa synthesis ng protina ay kukuha kami ng mga ribosome ng sea bass, enzymes at amino acids ng grey crow, ATP ng mabilis na butiki, wild rabbit mRNA, pagkatapos ay ma-synthesize ang protina:
4) ligaw na kuneho.

13. Magtatag ng isang sulat sa pagitan ng mga katangian ng genetic code at ang kanilang mga katangian.
Mga katangian ng genetic code
1. Tripletity

3. Kakaiba
4. Kagalingan sa maraming bagay
5. Hindi nagsasapawan
6. Polarity
Katangian
A. Ang bawat nucleotide ay bahagi lamang ng isang triplet
B. Ang genetic code ay pareho para sa lahat ng buhay na organismo sa Earth
B. Ang isang amino acid ay na-encode ng tatlong magkakasunod na nucleotides
D. Tinutukoy ng ilang triplet ang simula at pagtatapos ng isang pagsasalin
E. Ang bawat triplet ay nag-encode lamang ng isang partikular na amino acid.
E. Ang amino acid ay maaaring tukuyin ng higit sa isang triplet.

14. Ipasok ang nawawalang elemento.
Nucleotide - Liham
Triplet - Salita
Gene - Mungkahi

15. Ipaliwanag ang pinagmulan at pangkalahatang kahulugan ng salita (term), batay sa kahulugan ng mga ugat na bumubuo dito.

16. Pumili ng isang termino at ipaliwanag kung paano tumutugma ang modernong kahulugan nito sa orihinal na kahulugan ng mga ugat nito.
Ang napiling termino ay transkripsyon.
Correspondence - ang termino ay tumutugma sa orihinal na kahulugan nito, dahil mayroong paglipat ng genetic na impormasyon mula sa DNA patungo sa RNA.

17. Bumuo at isulat ang mga pangunahing ideya ng § 2.10.
Ang genetic na impormasyon sa mga buhay na organismo ay naitala gamit ang genetic code. Ang code ay isang hanay ng mga kumbinasyon ng tatlong nucleotides (triplets) na nag-encode ng 20 uri ng mga amino acid na bumubuo sa isang protina. Ang code ay may mga katangian:
1. Tripletity
2. Pagkabulok (redundancy)
3. Kakaiba
4. Kagalingan sa maraming bagay
5. Hindi nagsasapawan
6. Polarity.
Ang mga proseso kung saan ang mga kumplikadong molekula ng polimer ay na-synthesize sa mga buhay na selula ay nangyayari sa batayan ng genetic na impormasyon ng cell na naka-encode sa matrix (DNA molecule, RNA). Ang matrix synthesis ay DNA replication, transcription at translation.

1. Anong mga proseso ang nauugnay sa mga reaksyon ng synthesis ng matrix?

Fermentation, pagsasalin, transkripsyon, photosynthesis, replication.

Kasama sa mga reaksyon ng matrix synthesis ang pagsasalin, transkripsyon, at pagtitiklop.

2. Ano ang transkripsyon? Paano ang prosesong ito?

Ang transkripsyon ay ang proseso ng muling pagsulat ng genetic na impormasyon mula sa DNA patungo sa RNA (RNA biosynthesis sa kaukulang mga seksyon ng isa sa mga DNA chain); isa sa mga reaksyon ng synthesis ng matrix.

Ang transkripsyon ay isinasagawa bilang mga sumusunod. Sa isang tiyak na lugar ng molekula ng DNA, nangyayari ang paghihiwalay ng mga pantulong na kadena. Ang RNA synthesis ay isasagawa sa isa sa mga kadena (tinatawag itong na-transcribe na kadena).

Kinikilala ng RNA polymerase enzyme ang promoter (isang espesyal na pagkakasunud-sunod ng mga nucleotide na matatagpuan sa simula ng gene) at nakikipag-ugnayan dito. Pagkatapos ang RNA polymerase ay nagsisimulang gumalaw kasama ang na-transcribe na kadena at sabay na nag-synthesize ng isang molekula ng RNA mula sa mga nucleotide. Ang na-transcribe na DNA strand ay ginagamit bilang isang template, kaya ang synthesized RNA ay magiging komplementary sa kaukulang seksyon ng na-transcribe na DNA strand. Binubuo ng RNA polymerase ang kadena ng RNA sa pamamagitan ng pagdaragdag ng mga bagong nucleotide dito hanggang sa maabot nito ang terminator (isang espesyal na pagkakasunud-sunod ng mga nucleotide na matatagpuan sa dulo ng gene), pagkatapos nito ay huminto ang transkripsyon.

3. Anong proseso ang tinatawag na pagsasalin? Ilarawan ang mga pangunahing yugto ng pagsasalin.

Ang pagsasalin ay ang proseso ng biosynthesis ng protina mula sa mga amino acid na nagaganap sa mga ribosom; isa sa mga reaksyon ng synthesis ng matrix.

Ang mga pangunahing yugto ng broadcast:

● Pagbibigkis ng mRNA sa maliit na subunit ng ribosome, pagkatapos nito ay nagdurugtong ang malaking subunit.

● Pagpasok ng methionine tRNA sa ribosome at komplementaryong pagbubuklod ng anticodon (UAC) nito sa simulang codon ng mRNA (AUG).

● Pagpasok sa ribosome ng susunod na tRNA na nagdadala ng isang activated amino acid at komplementaryong pagbubuklod ng anticodon nito sa kaukulang mRNA codon.

● Ang paglitaw ng isang peptide bond sa pagitan ng dalawang amino acid, pagkatapos nito ang unang (methionine) tRNA ay inilabas mula sa amino acid at umalis sa ribosome, at ang mRNA ay inilipat ng isang triplet.

● Extension ng polypeptide chain (ayon sa mekanismong inilarawan sa itaas), na nangyayari hanggang ang isa sa tatlong stop codon (UAA, UAG o UGA) ay pumasok sa ribosome.

● Pagwawakas ng synthesis ng protina at paghihiwalay ng ribosome sa dalawang magkahiwalay na subunit.

4. Bakit, sa panahon ng pagsasalin, walang anumang amino acid ang kasama sa protina sa isang random na pagkakasunud-sunod, ngunit ang mga naka-encode lamang ng mRNA triplets, at sa mahigpit na alinsunod sa pagkakasunud-sunod ng mga triplet na ito? Ilang uri ng tRNA sa tingin mo ang kasangkot sa synthesis ng protina sa isang cell?

Ang tama at pare-parehong pagsasama ng mga amino acid sa lumalaking polypeptide chain ay sinisiguro ng mahigpit na komplementaryong interaksyon ng tRNA anticodons na may kaukulang mRNA codons.

Maaaring sagutin ng ilang estudyante na 20 uri ng tRNA ang kasangkot sa synthesis ng protina - isa para sa bawat amino acid. Ngunit sa katunayan, 61 uri ng tRNA ang kasangkot sa synthesis ng mga protina - kasing dami ng mga ito gaya ng mga sense codon (triplets na nag-encode ng mga amino acid). Ang bawat uri ng tRNA ay may natatanging pangunahing istraktura (nucleotide sequence) at, bilang resulta, ay may isang tiyak na anticodon para sa pantulong na pagbubuklod sa kaukulang mRNA codon. Halimbawa, ang amino acid leucine (Leu) ay maaaring i-code para sa anim na magkakaibang triplets, kaya mayroong anim na uri ng leucine tRNA, na lahat ay may iba't ibang anticodon.

Ang kabuuang bilang ng mga codon ay 4 3 = 64, gayunpaman, walang tRNA molecule sa mga termination codon (mayroong tatlo sa kanila); 64 – 3 = 61 tRNA species.

5. Dapat bang maiugnay ang mga reaksyon ng matrix synthesis sa mga proseso ng asimilasyon o dissimilation? Bakit?

Ang mga reaksyon ng synthesis ng matrix ay inuri bilang mga proseso ng asimilasyon dahil:

● sinamahan ng synthesis ng mga kumplikadong organikong compound mula sa mas simpleng mga sangkap, lalo na, ang mga biopolymer mula sa kaukulang monomer (ang pagtitiklop ay sinamahan ng synthesis ng mga chain ng DNA ng anak na babae mula sa mga nucleotides, transkripsyon - sa pamamagitan ng synthesis ng RNA mula sa mga nucleotides, pagsasalin - sa pamamagitan ng synthesis ng protina mula sa mga amino acid);

● nangangailangan ng enerhiya (Ang ATP ay nagsisilbing tagapagtustos ng enerhiya para sa mga reaksyon ng synthesis ng matrix).

6. Ang seksyon ng na-transcribe na DNA chain ay may sumusunod na pagkakasunud-sunod ng mga nucleotide:

TACGGACATATTACAAGACT

Itakda ang pagkakasunod-sunod ng mga residue ng amino acid ng peptide na na-encode ng rehiyong ito.

Sa pamamagitan ng prinsipyo ng complementarity, itatatag namin ang pagkakasunud-sunod ng mga nucleotide ng kaukulang mRNA, at pagkatapos, gamit ang talahanayan ng genetic code, matutukoy namin ang pagkakasunud-sunod ng mga residue ng amino acid ng naka-encode na peptide.

Sagot: ang pagkakasunud-sunod ng mga residue ng amino acid ng peptide: Met-Tre-Cis-Ile-Met-Phen.

7. Ipinakita ng mga pag-aaral na sa isang molekula ng mRNA, 34% ng kabuuang bilang ng mga nitrogenous base ay guanine, 18% ay uracil, 28% ay cytosine, at 20% ay adenine. Tukuyin ang porsyento ng komposisyon ng mga nitrogenous base ng double-stranded na segment ng DNA, ang isa sa mga strand ay nagsilbing template para sa synthesis ng mRNA na ito.

● Sa pamamagitan ng prinsipyo ng complementarity, tinutukoy namin ang porsyento ng komposisyon ng mga nitrogenous base ng kaukulang na-transcribe na DNA strand. Naglalaman ito ng 34% cytosine (complementary sa guanine mRNA), 18% adenine (complementary sa uracil mRNA), 28% guanine (complementary sa cytosine mRNA) at 20% thymine (complementary sa adenine mRNA).

● Batay sa komposisyon ng na-transcribe na chain, tinutukoy namin ang porsyento ng komposisyon ng mga nitrogenous base ng komplementaryong (hindi na-transcribe) na chain ng DNA: 34% guanine, 18% thymine, 28% cytosine at 20% adenine.

● Ang porsyento ng bawat uri ng nitrogenous base sa double-stranded DNA ay kinakalkula bilang arithmetic average ng porsyento ng mga base na ito sa parehong strand:

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

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

Sagot: ang kaukulang double-stranded na rehiyon ng DNA ay naglalaman ng 31% bawat isa ng cytosine at guanine, 19% bawat isa ng adenine at thymine.

walo*. Sa mammalian erythrocytes, ang hemoglobin synthesis ay maaaring mangyari sa loob ng ilang araw pagkatapos ng pagkawala ng nuclei ng mga selulang ito. Paano mo ito maipapaliwanag?

Ang pagkawala ng nucleus ay nauuna sa matinding transkripsyon ng mga gene na naka-encode ng mga chain ng hemoglobin polypeptide. Ang isang malaking halaga ng kaukulang mRNA ay naipon sa hyaloplasm, kaya ang synthesis ng hemoglobin ay nagpapatuloy kahit na matapos ang pagkawala ng cell nucleus.

* Ang mga gawaing may marka ng asterisk ay nangangailangan ng mga mag-aaral na maglagay ng iba't ibang hypotheses. Samakatuwid, kapag nagtatakda ng marka, ang guro ay dapat tumuon hindi lamang sa sagot na ibinigay dito, ngunit isaalang-alang ang bawat hypothesis, sinusuri ang biyolohikal na pag-iisip ng mga mag-aaral, ang lohika ng kanilang pangangatwiran, ang orihinalidad ng mga ideya, atbp. Pagkatapos nito, ito ipinapayong gawing pamilyar sa mga mag-aaral ang sagot na ibinigay.

Genetic code- isang paraan upang maitala sa isang molekula ng DNA ang impormasyon tungkol sa bilang at pagkakasunud-sunod ng mga amino acid sa isang protina.

Ari-arian:

Tripletity - isang amino acid ay naka-encode ng tatlong nucleotides

Non-overlapping - ang parehong nucleotide ay hindi maaaring maging bahagi ng dalawa o higit pang triplets sa parehong oras

Unambiguity (pagtitiyak) - ang isang tiyak na codon ay tumutugma sa isa lamang

Universality - ang genetic code ay gumagana nang pareho sa mga organismo ng iba't ibang antas ng pagiging kumplikado - mula sa mga virus hanggang sa mga tao

Pagkabulok (redundancy) - maraming codon ang maaaring tumutugma sa parehong amino acid.

14. Mga yugto ng pagpapatupad ng namamana na impormasyon sa mga prokaryote at eukaryotes.

Pagtitiklop (synthesis) ng DNA

Palaging nagsisimula ang synthesis ng DNA sa mahigpit na tinukoy na mga punto. Ang enzyme topoisomerase ay nag-unwind sa helix. Sinisira ng Helicase ang mga bono ng hydrogen sa pagitan ng mga hibla ng DNA at bumubuo ng tinidor ng pagtitiklop. Pinipigilan ng mga protina ng SSB ang muling pagbuo ng mga bono ng hydrogen.

Ang RNA primase ay nag-synthesize ng maiikling RNA fragment (primer) na nakakabit sa 3' dulo.

Nagsisimula ang DNA polymerase mula sa primer at nag-synthesize ng chain ng anak na babae (5 "3") -

Ang direksyon ng synthesis ng isang strand ng DNA ay tumutugma sa direksyon ng paggalaw ng replication fork, kaya ang strand na ito ay patuloy na na-synthesize. Dito mabilis na nagpapatuloy ang synthesis. Ang direksyon ng synthesis ng pangalawang strand ay kabaligtaran sa replication fork. Samakatuwid, ang synthesis ng chain na ito ay nangyayari sa anyo ng hiwalay na mga seksyon at nagpapatuloy nang dahan-dahan (mga fragment ng Okazaki).

Pagkahinog ng DNA: Ang mga primer ng RNA ay na-cleaved, ang mga nawawalang nucleotide ay nakumpleto, ang mga fragment ng DNA ay pinagsama gamit ang ligase. Binubuksan ng Topoisomerase ang helix.

Mga yugto ng pagpapatupad ng namamana na impormasyon (sa eukaryotes)

1. Transkripsyon

2.Pagpoproseso

3. Pagsasalin

4. Mga pagbabago pagkatapos ng pagsasalin

I-broadcast- ang synthesis ng isang molekula ng RNA batay sa isang molekula ng DNA. Ang pangunahing enzyme ay RNA polymerase.

Dapat kilalanin ng RNA polymerase ang promoter at makipag-ugnayan dito. Ang promoter ay isang espesyal na seksyon ng DNA na matatagpuan bago ang nagbibigay-kaalaman na bahagi ng gene. Ang pakikipag-ugnayan sa tagataguyod ay kinakailangan para sa pag-activate ng RNA polymerase. Sa pag-activate, sinira ng RNA polymerase ang mga bono ng hydrogen sa pagitan ng mga hibla ng DNA.

Palaging nangyayari ang RNA synthesis kasama ang isang partikular na codogenic DNA strand. Sa strand na ito, ang promoter ay matatagpuan mas malapit sa 3' dulo.

Ang synthesis ng RNA ay nangyayari ayon sa mga prinsipyo ng complementarity at antiparallelism.

Ang RNA polymerase ay umabot sa isang stop codon (terminator o termination codon). Ito ay isang senyales upang ihinto ang synthesis. Ang enzyme ay hindi aktibo, nahiwalay sa DNA, at isang bagong synthesize na molekula ng DNA ay inilabas - ang pangunahing transcript - pro-RNA. Ang orihinal na istraktura ng DNA ay naibalik.

Mga tampok na istruktura ng eukaryotic gene:

Sa mga eukaryote, ang mga gene ay kinabibilangan ng mga rehiyon ng iba't ibang mga pag-andar.

A) Introns - mga fragment ng DNA (gene) na hindi nagko-code para sa mga amino acid sa protina

B) Ang mga exon ay mga seksyon ng DNA na nagko-code para sa mga amino acid sa isang protina.

Ang hindi tuloy-tuloy na katangian ng gene ay natuklasan nina Roberts at Sharpe (Nob. Prize 1903).

Ang bilang ng mga intron at exon sa iba't ibang mga gene ay lubhang nag-iiba.

Pinoproseso(pagkahinog)

Ang pangunahing transcript ay nag-mature at isang mature na messenger RNA molecule ay nabuo, na maaaring lumahok sa synthesis ng protina sa mga ribosome.

Sa 5" dulo ng RNA, isang espesyal na site (istraktura) ay nabuo - isang CEP o isang takip. Ang CEP ay nagbibigay ng pakikipag-ugnayan sa maliit na subunit ng ribosome.

Sa 3" dulo ng RNA, mula 100 hanggang 200 molekula ng mga nucleotide na nagdadala ng adenine (polyA) ay nakakabit. Sa panahon ng synthesis ng protina, ang mga nucleotide na ito ay unti-unting natanggal, ang pagkasira ng polyA ay isang senyales para sa pagkasira ng mga molekula ng RNA.

Ang isang pangkat ng CH 3 ay idinagdag sa ilang RNA nucleotides - methylation. Pinatataas nito ang paglaban ng DNA sa pagkilos ng mga cytoplasmic enzymes.

Splicing - ang mga intron ay pinuputol at ang mga exon ay pinagsama-sama. Tinatanggal ng restriction enzyme, ligase cross-links)

Kasama sa mature messenger RNA ang:

Tinitiyak ng pinuno ang pagbubuklod ng messenger RNA sa ribosome subunit.

SC - start codon - pareho para sa lahat ng messenger RNA, mga code para sa isang amino acid

Coding region - mga code para sa mga amino acid sa isang protina.

Ihinto ang codon - isang senyales upang ihinto ang synthesis ng protina.

Sa panahon ng pagproseso, ang isang mahigpit na pagpili sa cytoplasm ay nangyayari, mga 10% ng mga molekula mula sa bilang ng mga pangunahing transcript ay inilabas mula sa nucleus.

Alternatibong splicing

Ang isang tao ay may 25-30 libong mga gene.

Gayunpaman, humigit-kumulang 100 libong mga protina ang nahiwalay sa mga tao.

Ang alternatibong splicing ay isang sitwasyon kung saan ang parehong gene ay nagbibigay ng synthesis ng parehong proRNA molecule sa mga cell ng iba't ibang mga tisyu. Sa iba't ibang mga cell, ang bilang at mga hangganan sa pagitan ng mga exon at intron ay naiiba na tinutukoy. Bilang isang resulta, ang iba't ibang mga mRNA ay nakuha mula sa parehong mga pangunahing transcript at iba't ibang mga protina ay na-synthesize.

Ang alternatibong splicing ay napatunayan para sa halos 50% ng mga gene ng tao.

Ang pagsasalin ay ang proseso ng pag-iipon ng isang peptide chain sa mga ribosome ayon sa impormasyong nakapaloob sa mRNA.

1. Pagsisimula (simula)

2. Pagpahaba (pagpahaba ng molekula)

3. Pagwawakas (pagtatapos)

Pagtanggap sa bagong kasapi.

Ang molekula ng matrRNA ay nakikipag-ugnay sa maliit na subunit ng ribosome sa tulong ng CEP. Ang pinuno ng RNA ay nagbubuklod sa isang subunit ng ribosome. Ang transpRNA, na nagdadala ng transport acid methionine, ay nakakabit sa start codon. Pagkatapos ay ang malaking subunit ng ribosome ay sumali. Sa buong ribosome, dalawang aktibong sentro ang nabuo: aminoacyl at peptidyl. Ang Aminoacyl ay libre, at ang peptidyl ay inookupahan ng tRNA na may methionine.

Pagpahaba.

Ang aminoacyl center ay naglalaman ng mRNA, ang anticodon na tumutugma sa coding.

Pagkatapos nito, ang ribosome ay nagbabago sa mRNA sa pamamagitan ng 1 codon. Sa kasong ito, ang aminoacyl center ay inilabas. Ang mRNA ay matatagpuan sa peptidyl center at nagbubuklod sa pangalawang amino acid. Ang proseso ay paulit-ulit na paulit-ulit.

3. Pagwawakas

Ang isang stop codon ay pumapasok sa aminoacyl center, na kinikilala ng isang espesyal na protina, ito ay isang senyas upang ihinto ang synthesis ng protina. Ang mga subunit ng ribosome ay pinaghihiwalay, naglalabas ng mRNA, at ang polypeptide ay na-synthesize muli.

4. Mga pagbabago pagkatapos ng pagsasalin.

Sa panahon ng pagsasalin, ang pangunahing istraktura ng polypeptide ay nabuo. Ito ay hindi sapat upang maisagawa ang mga function ng protina, kaya nagbabago ang protina, na nagsisiguro sa aktibidad nito.

Nabuo:

A) pangalawang istraktura (hydrogen bonds)

B) globule - tertiary structure (disulfide bonds)

C) quaternary na istraktura - hemoglobin

D) Glycosylation - attachment ng mga residues ng asukal (antibodies) sa protina

E) cleavage ng isang malaking polypeptide sa ilang mga fragment.

Mga pagkakaiba sa pagpapatupad ng namamana na impormasyon sa mga prokaryote at eukaryotes:

1. Ang mga prokaryote ay kulang sa mga exon at intron, kaya walang mga yugto ng pagproseso at pag-splice.

2. Sa prokaryotes, ang transkripsyon at pagsasalin ay nangyayari nang sabay-sabay, i.e. Ang RNA synthesis ay isinasagawa at ang DNA synthesis ay nagsisimula na.

3. Sa mga eukaryotes, ang synthesis ng iba't ibang uri ng RNA ay kinokontrol ng iba't ibang mga enzyme. Sa mga prokaryote, lahat ng uri ng RNA ay synthesize ng isang enzyme.

4. Sa mga eukaryote, ang bawat gene ay may sariling natatanging promoter, sa mga prokaryote, maaaring kontrolin ng isang promoter ang gawain ng ilang mga gene.

5. Ang mga prokaryote lamang ang may operon system

Tanong 1. Alalahanin ang buong kahulugan ng konsepto ng "buhay".

Sa kalagitnaan ng siglo XIX. Sumulat si Friedrich Engels: "Ang buhay ay isang paraan ng pagkakaroon ng mga katawan ng protina, ang mahalagang sandali kung saan ay ang patuloy na pagpapalitan ng mga sangkap sa panlabas na kalikasan na nakapaligid sa kanila, at sa pagtigil ng metabolismo na ito, ang buhay ay humihinto din, na humahantong sa pagkabulok. ng protina." Sa kasalukuyang antas ng kaalaman, ang klasikal na kahulugan ng buhay na ito ay dinagdagan ng ideya ng pambihirang kahalagahan ng mga nucleic acid - mga molekula na naglalaman ng genetic na impormasyon na nagpapahintulot sa mga organismo na mag-renew ng sarili at magparami (mag-reproduce).

Narito ang isa sa mga modernong kahulugan: "Ang mga buhay na katawan na umiiral sa Earth ay bukas, self-regulating at self-reproducing system na binuo mula sa biopolymers - mga protina at nucleic acid." Kasabay nito, ang konsepto ng "bukas na sistema" ay nagpapahiwatig ng pagpapalitan ng mga sangkap at enerhiya sa kapaligiran (nutrisyon, paghinga, paglabas) na binanggit ni F. Engels; ang konsepto ng "self-regulation" - ang kakayahang mapanatili ang katatagan ng komposisyon ng kemikal, istraktura at mga katangian. Ang isang mahalagang kondisyon para sa matagumpay na regulasyon sa sarili ay ang pagkamayamutin - ang kakayahan ng katawan na tumugon sa impormasyong nagmumula sa labas ng mundo.

Tanong 2. Ano ang mga pangunahing katangian ng genetic code at ipaliwanag ang kahulugan nito.

Mayroong pitong pangunahing katangian ng genetic code.

Tripletity. Tatlong magkakasunod na nucleotides code para sa isang amino acid.

Kalinawan. Ang isang triplet ay hindi maaaring mag-code para sa higit sa isang amino acid.

kalabisan. Ang isang amino acid ay maaaring ma-code para sa higit sa isang triplet.

Pagpapatuloy. Walang "punctuation marks" sa pagitan ng triplets. Kung ang "reading frame" ay inilipat ng isang nucleotide, ang buong code ay ma-decode nang mali. Bilang halimbawa, kumuha tayo ng pangungusap na binubuo ng tatlong titik na salita: may pusa, kulay abo ang pusa. Ngayon, ilipat natin ang "reading frame" sa pamamagitan ng isang titik: ilb ylk otk departed ep.

Ang genetic code ay hindi magkakapatong. Anumang nucleotide ay maaaring maging bahagi lamang ng isang triplet.

Polarity. May mga triplet na tumutukoy sa simula at katapusan ng mga indibidwal na gene.

Kagalingan sa maraming bagay. Sa lahat ng nabubuhay na organismo, ang parehong triplet na mga code para sa parehong amino acid.

Tanong 3. Ano ang kakanyahan ng proseso ng paglilipat ng namamana na impormasyon mula sa henerasyon hanggang sa henerasyon at mula sa nucleus hanggang sa cytoplasm, sa site ng synthesis ng protina?

Sa panahon ng paghahatid ng namamana na impormasyon mula sa henerasyon hanggang sa henerasyon, ang mga molekula ng DNA ay doble sa proseso ng pagdoble. Ang bawat cell ng anak na babae ay tumatanggap ng isa sa dalawang magkaparehong molekula ng DNA. Sa asexual reproduction, ang genotype ng organismo ng anak na babae ay magkapareho sa magulang. Sa panahon ng sekswal na pagpaparami, ang organismo ng mga supling ay tumatanggap ng sarili nitong diploid set ng mga chromosome, na binuo mula sa haploid maternal at haploid paternal set.

Kapag naglilipat ng namamana na impormasyon mula sa nucleus patungo sa cytoplasm, ang pangunahing proseso ay transkripsyon - ang synthesis ng RNA sa DNA. Ang synthesized mRNA molecule ay isang komplementaryong kopya ng isang partikular na fragment ng DNA - isang gene at naglalaman ng impormasyon tungkol sa istruktura ng isang partikular na protina. Ang nasabing molekula ng mRNA ay isang tagapamagitan sa pagitan ng imbakan ng genetic na impormasyon - ang nucleus at ang cytoplasm na may mga ribosom kung saan nilikha ang mga protina. Gumagamit ang mga ribosom ng mRNA bilang isang template ("pagtuturo") para sa synthesis ng protina sa panahon ng pagsasalin.

Tanong 4. Saan na-synthesize ang mga ribonucleic acid?

Ang mga ribonucleic acid ay na-synthesize sa nucleus. Ang pagbuo ng rRNA at ang pagpupulong ng ribosome subunits ay nangyayari sa mga espesyal na rehiyon ng nucleus, ang nucleoli. Ang isang maliit na halaga ng RNA ay na-synthesize sa mitochondria at plastids, na may sariling DNA at sariling ribosome.

Tanong 5. Sabihin sa amin kung saan nangyayari ang synthesis ng protina at kung paano ito isinasagawa.

Ang synthesis ng protina ay nangyayari sa cytoplasm at isinasagawa sa tulong ng mga dalubhasang organelles - ribosomes. Ang molekula ng mRNA ay kumokonekta sa ribosome sa dulo kung saan dapat magsimula ang synthesis ng protina. Ang mga amino acid na kailangan para sa synthesis ng chain ng protina ay inihahatid sa pamamagitan ng paglilipat ng mga molekula ng RNA (tRNA). Ang bawat tRNA ay maaari lamang magdala ng isa sa 20 amino acids (halimbawa, alanine lamang). Aling partikular na amino acid ang dinadala ng tRNA ay tinutukoy ng triplet ng mga nucleotide na matatagpuan sa tuktok ng gitnang loop ng tRNA, ang anticodon.

Kung ang anticodon ay pantulong sa mRNA nucleotide triplet na kasalukuyang nakikipag-ugnayan sa ribosome, pansamantalang magbubuklod ang tRNA sa mRNA, at ang amino acid ay isasama sa chain ng protina.

Sa susunod na yugto, ang pinakawalan na tRNA ay mapupunta sa cytoplasm, at ang ribosome ay gagawa ng "hakbang" at lilipat sa susunod na triplet ng mRNA. Pagkatapos ang tRNA na may kaukulang anticodon ay lalapit sa triplet na ito at maghahatid ng susunod na amino acid, na ikakabit sa lumalaking protina.