ДНК, РНК, синтез белка

К.Э. Герман Зав. кафедрой естественнонаучных

дисциплинММИ РЕАВИЗ

РАЗДЕЛ 1 - ДНКБлагодаря чему клетки имеют разную форму и выполняют различные функции? В конечном итоге, генетическим источником этого удивительного многообразия является дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК). Основная функция ДНК в организме - это хранение и передача генетической информации, которая сообщает клеткам, какие производить белки и когда это осуществлять. Белки, в свою очередь, формируют структурные единицы клеток и помогают контролировать химические процессы внутри клеток.

3 части: Молекула

углеводаДезоксирибоза

Фосфатная группаPO4

Азотсодержащее основание

СТРОЕНИЕ НУКЛЕОТИДОВ ДНК

ОСНОВАНИЯ НУКЛЕОТИДОВ 4 основания

Аденин

Гуанин

Цитозин

Tимин

ПУРИНОВЫЕ ОСНОВАНИЯ

Аденин

Гуанин

Кофеин

и др. …

ДВОЙНАЯ СПИРАЛЬ ДНК• В 1953 году данная модель

предложена Джеймсом Уотсоном и Фрэнсисом Криком

• Вид «спиральной лестницы»

• Основа из фосфатной группы и углевода

• Нуклеотидные основания связаны в середине (“лестница”)

ПАРЫ КОМПЛЕМЕНТАРНЫХ ОСНОВАНИЙ

Цитозин - Гуанин

Тимин - Аденин

2 правила – правила парныхЦ-ГA-T

РЕПЛИКАЦИЯ ДНК• Репликация процесс копирования• 2 цепи нуклеотидов расщепляются в

вилке репликации ДНК-хеликазой▫ Разрываются водородные связи

между основаниями• ДНК-полимераза связывается с

расщепленными цепями и парно выстраивает комплементарные основания согласно правилам

ПРОКАРИОТЫ И ЭУКАРИОТЫ

Прокариоты: Циклическая

ДНК Репликация

начинается в одном конце, и переходит к другому

Эукариоты: Длинная цепь

ДНК Репликация

начинается в тысячах участков

ТОЧНОСТЬ И РЕПАРАЦИЯ Репликация очень точна

1 ошибка на 10000 парных нуклеотидов

Мутация изменение в последовательности нуклеотидов

Коррекция и репарация имеет частоту ошибок до 1 ошибки на 1 млрд нуклеотидов

РАЗДЕЛ 2 - РНК

Напомним, что нуклеотиды в молекулах ДНК сгруппированы в гены, которые содержат информацию, необходимую для продуцирования специфических белков. У эукариот гены, отвечающие за продуцирование белков, находятся в ядре, а ферменты и аминокислоты для строительства белков находятся в цитозоле. Рибонуклеиновая кислота (РНК) отвечает за передачу генетической информации от ДНК в ядре к месту синтеза белка в цитозоле.

РНК• Гены, отвечающие за продуцирование

белков, находятся в составе молекулы ДНК в ядре; строительство белков происходит в цитозоле

• РНК переносит генетическую информацию от ДНК в ядре к месту синтеза белка в цитозоле.

СТРУКТУРА РНК Одиночная нить Углевод рибоза Тимин заменён

урацилом

ТИПЫ РНК

Матричная РНК (мРНК)

• Одиночная расплетенная цепь

• Осуществляет перенос генетической информации из ядра в цитоплазму

Транспортная РНК (тРНК)

• Одиночная цепь из 80 нуклеотидов, сложенная в форме клевера

• Связывается со специфическими аминокислотами при синтезе белка

Рибосомальная РНК (рРНК)

Самая распространенная форма РНК

Состоит из белков и нуклеотидов

Составляет место синтеза белков

ТРАНСКРИПЦИЯ Процесс, при котором

генетическая информация копируется с ДНК на РНК

ДНК разделена на специфические участки

РНК-полимераза связывается в промотерной области ДНК с первым нуклеотидом материнской цепи

К основаниям добавляются комплементарные пары

Транскрипция останавливается на определенной последовательности ДНК – сигнал терминации

ПРОДУКТЫ ТРАНСКРИПЦИИ Все 3 типа РНК синтезируются во

время транскрипции

Инструкции по синтезу белка копируются с ДНК на мРНК

Все 3 типа РНК принимают участие в синтезе белка

РАЗДЕЛ 3 – СИНТЕЗ БЕЛКА

Теперь, когда вы знаете, как происходит транскрипция РНК с молекулы ДНК, вы готовы узнать, как 3 типа РНК работают для продуцирования белков. Продуцирование белков также называют синтез белка. Количество и виды белков, которые синтезируются в клетке, определяют структуру и функцию клетки. Таким образом, белки воплощают генетические инструкции, закодированные в ДНК организма

СИНТЕЗ БЕЛКА Размер и тип белка, продуцируемого

в клетке, определяет структуру и функцию клетки

Синтез из аминокислотПоследовательность аминокислот

определяет форму и функции белков

ГЕНЕТИЧЕСКИЙ КОД Во время синтеза белка,

последовательность нуклеотидов в мРНК переводится в последовательность аминокислот

Генетический код взаимоотношение между последовательностью нуклеотидов и последовательностью аминокислот

Генетическая информация для синтеза белков закодирована в триплетах нуклеотидов мРНК кодон

Некоторые кодоны вообще не кодируют аминокислотОни являются сигналами для запуска

или остановки перевода последовательности мРНК в белок

Старт-кодон АУГТакже он кодирует аминокислоту

метионинЗапускает трансляцию

Стоп-кодон УАА, УАГ, УГАЯвляется причиной для остановки

трансляции мРНК в рибосомах

ТРАНСЛЯЦИЯ Процесс сборки полипептидов из

информации, закодированной в мРНК

Начинается, когда мРНК покидает ядро и мигрирует в рибосомы в цитозоле

ТРНК И АНТИКОДОНЫ Аминокислоты,

плавающие в цитозоле, транспортируются в рибосомы с помощью тРНК

Нижняя часть содержит антикодон комплементарно кодону мРНК Кодон соответствует

аминокислоте…антикодон соответствует кодону

ТРАНСЛЯЦИЯ Существует 3 участка трансляции:

A-участок активный участок, где тРНК приносит новую аминокислоту

P-участок пептидильный участок, где формируется пептидная связь между аминокислотами

E-участок место выхода, где свободная молекула тРНК освобождается от мРНК

СБОРКА БЕЛКА Трансляция

начинается, когда рибосома присоединяется к стартовому кодому (АУГ) на мРНК (А-участок) Парный УАЦ,

антикодон на тРНК Несёт метионин

Всё соединение перемещается вниз на 1 кодон (метионин сейчас

на P-участке)

Следующая аминокислота переносится (на тРНК) на A-участок

Пептидная связь образуется между двумя аминокислотами

Всё соединение перемещается вниз на 1 кодон

тРНК с УАЦ выходит из E-участка

• Когда достигается стоп-кодон, полипептиды и РНК всех типов освобождаются для дальнейшего повторного использования

• Полипептид представляет собой первичную структуру белка

• Он складывается и соединяется с другими полипептидами, чтобы сформировать полноценный белок