Сделай Сам Свою Работу на 5

Т-РНК: количество видов, механизм взаимодействия с аминокислотами.





Тема

Генетический код и его свойства.

Генети́ческий код — свойственный всем живым организмам способ кодирования аминокислотной последовательности белков при помощи последовательности нуклеотидов.

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 тимина, который заменён похожим нуклеотидом — урацилом, который обозначается буквой U (У в русскоязычной литературе). В молекулах ДНК и РНК нуклеотиды выстраиваются в цепочки и, таким образом, получаются последовательности генетических букв.

Св-ва: 1)Триплетность — значащей единицей кода является сочетание трёх нуклеотидов (триплет, или кодон).

2)Непрерывность — между триплетами нет знаков препинания, то есть информация считывается непрерывно.

3)Неперекрываемость — один и тот же нуклеотид не может входить одновременно в состав двух или более триплетов (не соблюдается для некоторых перекрывающихся генов вирусов, митохондрий и бактерий, которые кодируют несколько белков, считывающихся со сдвигом рамки).



4)Однозначность (специфичность) — определённый кодон соответствует только одной аминокислоте (однако, кодон UGA у Euplotes crassus кодирует две аминокислоты — цистеин и селеноцистеин)

5)Вырожденность (избыточность) — одной и той же аминокислоте может соответствовать несколько кодонов.

6)Универсальность — генетический код работает одинаково в организмах разного уровня сложности — от вирусов до человека (на этом основаны методы генной инженерии; есть ряд исключений, показанный в таблице раздела «Вариации стандартного генетического кода» ниже).

7)Помехоустойчивость — мутации замен нуклеотидов, не приводящие к смене класса кодируемой аминокислоты, называют консервативными; мутации замен нуклеотидов, приводящие к смене класса кодируемой аминокислоты, называют радикальными.

Особенности генетического кода внеядерной ДНК.

Внеядерная ДНК, содержащаяся в митохондриях, пластидах и основном веществе цитоплазмы, называется плазмоном. (Гены митохондриальные и хлоропластные).



Внеядерные гены контролируют часть энергетической системы клеток: гены митохондрий отвечают в основном за синтез ферментов реакций окисления, а гены хлоропластов – реакций фотосинтеза. Все остальные многочисленные функции и признаки организма определяются генами, находящимися в хромосомах.

Внеядерные гены размногаются чаще всего независимо от хромосомного аппарата и потому их распространение подчиняется другим закономерностям. Установлено, что многие важные признаки (повышенная способность к мутациям, устойчивость к антибиотикам и др.) определяются у микроорганизмов на-»следственными структурами цитоплазмы. Поскольку многие из этих микроорганизмов имеются и в теле человека (и часть из них может быть патогенной), то несомненно, что устойчивость к определенным антибиотикам будет приводить к устранению леч. эффекта антибиотиков и многим другим нежелательным последствиям. Установлено, что у высших организмов в каждой клетке значительная часть генов сосредоточена в ДНК митохондрий, с которыми связаны эйергетические процессы клеток, а также в других органеллах клетки, содержащих ДНК (напр., пластидах у растений). Доказано также, что цитоплазматич. гены «работают» во взаимодействии с хромосомными и, т. о., взаимодействие генома и плазмона создает сложное и координированное во времени и пространстве проявление реакций и процессов, определяющих жизнедеятельность живых организмов.

Транскрипция и ее особенности у прокариот и эукариот.

Транскрипция — процесс синтеза РНК с использованием ДНК в качестве матрицы, происходящий во всех живых клетках. Другими словами, это перенос генетической информации с ДНК на РНК.



У прокариот синтез всех видов РНК осуществляется одним и тем же ферментом.

У эукариот - 3 ядерные РНК-полимеразы, митохондриальные РНК-полимеразы, хлоропластные РНК-полимеразы.

Для организации генетического материала прокариот характерны опероны, состоящие из неск. Генов. Отсутствие их у эукариот связано, по-видимому, с тем, что рибосомы эукариот в отличие от рибосом прокариот не способны реини-циировать трансляцию на одной и той же молекуле иРНК после прохождения кодона-терминатора. Поэтому каждый транскрипт (единица транскрипции) эукариот содержит нуклеотидную последовательность только одного структурного гена. Кроме того, у прокариот в молекуле транслируемой иРНК представлена вся нуклеотидная последовательность структурного гена, в то время как у эукариот мн. Г. содержат от одного до неск. десятков нетранслируемых участков — нитронов, которые перемежаются с транслируемыми участками — экзонами. Нитроны представлены в молекуле первичного транскрипта, а при созревании иРНК они вырезаются. Экзоны ковалентно соединяются в молекулу транслируемой иРНК. Этот процесс получил назв. сплайсинга. Для организации генетич. материала эукариот свойственно присутствие т. н. Г.-кластеров (сложных Г.), кодирующих длинные полипептиды с неск. ферментативными активностями.

Вирусы имеют структуру Г., отражающую генетич. организацию клетки-хозяина. Так, Г. бактериофагов собраны в опе-роны и не имеют интронов, а вирусы эукариот имеют интроны. В то же время в генетич. материале вирусов прокариот и эукариот обнаруживается общая характерная черта — перекрывание Г. Возможно, это связано у вирусов с тенденцией макс, использования информац. ёмкости небольшого генома. У РНК-содержащих онкогенных вирусов эукариот обнаружена ещё одна особенность строения генетич. материала. Она заключается в том, что генетич. материал этих вирусов служит одновременно в качестве иРНК для синтеза гигантской молекулы полипротеина , к-рая затем разрезается при помощи специфич. протеолиза на отд. белки, участвующие в формировании частицы вириона. Это отражает неспособность рибосом клетки-хозяина реинициировать трансляцию на одной молекуле иРНК, и поэтому знаки, разделяющие отд. Г., как бы вынесены на гигантскую цепь полипротеина. Т. о., выявляются осн. тенденпии в эволюции Г.: от оперонных структур, содержащих «простые Г.», у прокариот — к автономизации Г. и даже их частей, разделимых нитронами, у эукариот. Полагают, что отд. экзоны соответствуют функционально значимым участкам в полипептидной цепи — её отд. доменам. Перекомбинация экзонов может вести к оптимальным сочетаниям доменов в белках.

т-РНК: количество видов, механизм взаимодействия с аминокислотами.

Транспортная РНК (т-РНК) также содержится в ядре и цитоплазме клетки, ее цепь имеет наиболее сложную структуру, а также является самой короткой (75 нуклеотидов). Т-РНК доставляет аминокислоты к рибосомам в процессе трансляции – биосинтеза белка.

Расшифровка генетической информации в рибосоме происходит с помощью молекул т-РНК. Известно 61 вид молекул т-РНК. Они отличаются друг от друга тройкой азотистых оснований на самой вершине молекулы. Это очень важный участок т-РНК. С помощью него т-РНК находит свое место в рибосоме. Этот участок называется антикодон. Любая т-РНК только тогда займет свое место в рибосоме, когда ее антикодон будет комплементарен генетическому коду и-РНК.

В рибосоме одновременно находится два триплета и-РНК, следовательно, к рибосоме сразу могут прикрепляться две молекулы т-РНК. Расположены они очень близко друг к другу, почти соприкасаются.

Главная функция т-РНК - принести аминокислоты в рибосому. Из аминокислот в рибосоме синтезируется белок.

Взаимосвязь т-РНК с аминокислотами происходит в цитоплазме вне рибосомы. Аминокислота присоединяется к концевому участку т-РНК. Эта реакция очень специфична. Один вид т-РНК может связать аминокислоту только определенного вида. Пример из демонстрационного пособия: антикодон т-РНК ГЦУ, это соответствует кодону ЦГА в и-РНК, а, следовательно, аминокислоте - аргинину (арг) . Т-РНК с аргинином займет свое место в рибосоме, когда в соответствующем участке и-РНК в рибосоме будет триплет азотистых оснований - ЦГА.

Две т-РНК, с соответствующими аминокислотами, занимают свое место в рибосоме. Аминокислоты, принесенные ими, находятся очень близко друг к другу, и ферменты, входящие в состав рибосом, соединяют их химической связью. Образуется маленькая белковая молекула, состоящая всего из двух аминокислот. Затем первая т-РНК освобождается и уходит в цитоплазму, где она опять может присоединить к себе соответствующую аминокислоту. Вторая т-РНК удерживает в это время синтезируемую молекулу белка. В этот момент и-РНК вместе со второй т-РНК и синтезируемой молекулой белка передвигается на три азотистых основания влево, согласно стрелке на схеме. Вторая т-РНК занимает в рибосоме место первой. Место второй т-РНК оказывается свободным, но здесь уже другой триплет азотистых оснований в молекуле и-РНК. Чтобы третья т-РНК с соответствующей аминокислотой заняла свое место в рибосоме, у нее должен быть комплементарный антикодон.

 








Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту:



©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.