Биосинтез белка кратко и понятно презентация

Обновлено: 07.07.2024

Презентация на тему: " БИОСИНТЕЗ БЕЛКА. Центральная догма молекулярной биологии." — Транскрипт:

2 Центральная догма молекулярной биологии

3 Свойства генетического кода 1. Триплетность. Триплет (кодон) - последовательность трех нуклеотидов, кодирующая одну аминокислоту. 2. Вырожденность - одна аминокислота может кодироваться несколькими триплетами (аминокислот 20, а триплетов 64) 3. Однозначность каждому данному кодону соответствует одна и только одна определенная аминокислота. 4. Генетический код не перекрываем процесс считывания генетического кода не допускает возможности перекрывания кодонов. 5. Коллинеарность – линейное соответствие между последовательностью триплетов в экзонах гена и аминокислот в пептидной цепи. 6. Генетический код универсален. Т. е. вся информация в ядерных генах для всех организмов, обладающих разным уровнем организации (например, бабочка, ромашка, рак, лягушка, удав, орел, человек), кодируется одинаково. Генетический код единая система записи наследственной информации в молекулах нуклеиновых кислот в виде последовательности нуклеотидов ДНК и РНК

5 Вещества и структуры клетки, участвующие в биосинтезе белка ДНК Содержит информацию о структуре белка. Служит матрицей для синтеза белка. и-РНК Переносчик информации от ДНК к месту сборки белковой молекулы. Содержит генетический код. т-РНК Кодирующие аминокислоты и переносящие их к месту биосинтеза на рибосоме. Содержит антикодон. Рибосомы Органоид, где происходит собственно биосинтез белка. Ферменты Катализирующие биосинтез белка. Аминокислоты Строительный материал для построения белковой молекулы. АТФ Вещество, обеспечивающее энергией все процессы.

6 Общая принципиальная схема биосинтеза белка Транскрипция Трансляция

7 Транскрипция – первый этап биосинтеза – Т – А – Ц – Г – А – Г – Ц – Т – – А – У – Г – Ц – У – Ц – Г – А – цепь ДНК (матрица). цепь иРНК. Транскрипция – это реакция матричного синтеза, заключающаяся в считывании информационной РНК генетической информации с ДНК (т.е. это процесс образования иРНК на участке одной цепи ДНК по принципу комплементарности). – Т – А – Ц – Г – А – Г – Ц – Т –. – Т – А – Ц – Г – А – Г – Ц – Т –

8 Ферменты транскрипции У прокариот все гены транскрибирует 1 фермент – ДНК-зависимая-РНК-полимераза У эукариот 3 фермента: ДНК-зависимая-РНК-полимераза I транскрибирует гены 5,8S, 16Sи 28S рРНК ДНК-зависимая-РНК-полимераза II транскрибирует гены, содержащие информацию о структуре белков ДНК-зависимая-РНК-полимераза III транскрибирует гены 5S рРНК и все тРНК

14 Инициация Элонгация Терминация ЭТАПЫ ТРАНСЛЯЦИИ Объединяются две субчастицы рибосомы на определенном участке мРНК и присоединяется первая аминоацил-тРНК. Этим задается также рамка считывания информации, заключенной в мРНК. В молекуле любой мРНК вблизи ее 5'-конца имеется участок, комплементарный рРНК малой субчастицы рибосомы и специфически узнаваемый ею. Рядом с ним располагается стартовый кодон АУТ (аминокислоту метионин) Включает в себя все реакции от момента образования первой пептидной связи до присоединения последней аминокислоты. Она представляет собой циклический процесс, при котором происходит специфическое узнавание аминоацил-тРНК очередного кодона, находящегося в А- участке, комплементарное взаимодействие между антикодоном и кодоном. Происходит узнавание специфическим рибосомным белком одного из терминирующих кодонов (УАА, УАГ или УГА), когда тот входит в зону А-участка рибосомы. При этом к последней аминокислоте в пептидной цепи присоединяется вода, и ее карбоксильный конец отделяется от тРНК. В результате завершенная пептидная цепь теряет связь с рибосомой, которая распадается на две субчастицы.

Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику

Зарегистрироваться 15–17 марта 2022 г.

Описание презентации по отдельным слайдам:

СПЛАЙСИНГ (от англ. splice-соединять, сращивать), удаление из молекулы РНК интронов (участков РНК, к-рые практически не несут генетич. информации) и соединение оставшихся участков, несущих генетич. информацию (экзо-нов), в одну молекулу.

Синтез белка – это сложный многоступенчатый процесс образования белковой молекулы (полимера) из аминокислот (мономеров), который подразделяется на несколько этапов.

ГЕНЕТИЧЕСКИЙ КОД – система записи генетической информации в молекуле нуклеиновой кислоты о строении молекулы полипептида, количестве, последовательности расположения и типах аминокислот. *Генетическая информация записана только в одной (кодогенной, информативной или значащей) цепи ДНК, вторая цепь не несет генетической информации.

Генетический код- последовательность трёх нуклеотидов, входящих в состав ДНК и кодирующих аминокислоту – триплет. Каждый триплет кодирует одну аминокислоту. ЦАУ УАУ УУУ ГЕН – участок молекулы ДНК, кодирующий первичную структуру одного белка.

За расшифровку генетического кода и его функции в синтезе белков. Роберт Уильям Холли (США) Хар Гобинд Корана (США) Маршалл Уоррен Ниренберг (США)

Первый этап биосинтеза белка—транскрипция. Транскрипция—это переписывание информации с последовательности нуклеотидов ДНК в последовательность нуклеотидов РНК. А Т Г Г А Ц Г А Ц Т В определенном участке ДНК под действием ферментов белки-гистоны отделяются, водородные связи рвутся, и двойная спираль ДНК раскручивается. Одна из цепочек становится матрицей для построения и-РНК. Участок ДНК в определенном месте начинает раскручиваться под действием ферментов. матрица ДНК

Транскрипция- синтез молекулы информационной РНК с участка молекулы ДНК и-РНК : : : : : : : : : : : : : : : А-У-А-Г-Ц-А-У-У-Г-Г-Ц-У-У-А-У _____ _____ _____ _____ _____ ______ ДНК в ядре А-Т-А-Г-Ц-А-Т-Т-Г-Г-Ц-Т-Т-А-Т || || || ||| ||| || || || ||| ||| ||| || || || || Матрица Т-А-Т-Ц-Г-Т-А-А-Ц-Ц-Г-А-А-Т-А Транспорт и-РНК в цитоплазму на ЭПС Принцип комплементарности сохраняется. Связи временные

Порядок чередования групп А, У, Г и Ц в получаемой РНК полностью зависит от строения исходной ДНК

После сборки мРНК водородные связи между азотистыми основаниями ДНК и мРНК рвутся, и новообразованная мРНК через поры в ядре уходит в цитоплазму, где прикрепляется к рибосомам. А две цепочки ДНК вновь соединяются, восстанавливая двойную спираль, и опять связываются с белками-гистонами. МРНК присоединяется к поверхности малой субъединицы в присутствии ионов магния. Причем два ее триплета нуклеотидов оказываются обращенными к большой субъединице рибосомы. мРНК ЯДРО рибосомы цитоплазма Mg2+

Трансляция-реализация генетического кода ДНК (и-РНК) в виде последовательности аминокислот и-РНК в цитоплазме А-У-А-Г-Ц-А-У-У-Г-Г-Ц-У-У-А-У аминокислоты 1 2 3 4 5 Белок иле - ала - лей - ала - тир (пептидная цепь) пептидная связь Т-РНК Генетический код Сборка белка осуществляется на рибосомах ЭПС при участии т-РНК, Ферментов и энергии АТФ Таблица аминокислот Матрица

Трансляция Второй этап биосинтеза– трансляция. Трансляция– перевод последовательности нуклеотидов в последовательность аминокислот белка. В цитоплазме аминокислоты под строгим контролем ферментов аминоацил-тРНК-синтетаз соединяются с тРНК, образуя аминоацил-тРНК. Это очень видоспецифичные реакции: определенный фермент способен узнавать и связывать с соответствующей тРНК только свою аминокислоту. и-РНК А Г У У Ц А У Ц А А Г У а/к а/к а/к У У Г А Ц У У Г Ц

Далее тРНК движется к и-РНК и связывается комплементарно своим антикодоном с кодоном и-РНК. Затем второй кодон соединяется с комплексом второй аминоацил-тРНК, содержащей свой специфический антикодон. Антикодон– триплет нуклеотидов на верхушке тРНК. Кодон– триплет нуклеотидов на и-РНК. и-РНК А Г У У Ц А У Ц А А Г У а/к а/к а/к У У Г А Ц У У Г Ц Водородные связи между комплементарными нуклеотидами

После присоединения к мРНК двух тРНК под действием фермента происходит образование пептидной связи между аминокислотами; первая аминокислота перемещается на вторую тРНК, а освободившаяся первая тРНК уходит. После этого рибосома передвигается по нити для того, чтобы поставить на рабочее место следующий кодон. И-РНК А Г У У Ц А У Ц А А Г У а/к а/к У У Г А Ц У У Г Ц Пептидная связь а/к

а) нуклеотидная последовательность б) вторичная структура в) трёхмерная пространственная структура А Б В антикодон акцептор

КОДОН – участок из трех нуклеотидов (триплет) в молекуле иРНК АНТиКОДОН- (греч. anti – «против) участок молекулы тРНК, состоящий из трех нуклеотидов и узнающий соответствующий ему кодон. АКЦЕПТОР (АКЦЕПТОРНАЯ НИТЬ) – конец нити тРНК, присоединяющий к себе аминокислоту.

Процесс биосинтеза белков уникален! Белок инсулин синтезировали в 1963 году. Он состоит из 51 аминокислоты соединенных друг с другом в 2 цепочки. Над этой реакцией работали 10 человек в течение 3 лет, а выход чистого инсулина был всего 0,02 %. В клетках человека этот белок собирается за 4 секунды.

Задание Сколько нуклеотидов содержит ген, в котором запрограммирован белок инсулин? Дано: Белок инсулин состоит из 51аминокислоты. Найти: Количество нуклеотидов, содержащихся в гене, в котором запрограммирован белок инсулин?

Какова скорость синтеза белка у высших организмов, если на сборку инсулина, состоящего из 51 аминокислотного остатка, затрачивается 7,3 с? Решение задачи: 5I : 7,3 = 7 (аминокислот в 1 сек.). (Ответ: в 1 сек. сливается 7 аминокислот.) - Действительно, скорость передвижения рибосомы по u -РНК составляет 5–6 триплетов в секунду, а на синтез белковой молекулы, состоящей из сотен аминокислот, клетке требуется 1-2 минуты. - Инсулин является первым белком, синтезированным искусственно. Но для этого потребовалось провести около 5000 операций, над которыми трудились 10 человек в течение 3 лет.

3. Контрольный тест 1. Матрицей для синтеза молекулы м-РНК при транскрипции служит: а) вся молекула ДНК б) полностью одна из цепей молекулы ДНК в) участок одной из цепей ДНК г) в одних случаях одна из цепей молекулы ДНК, в других– вся молекула ДНК. 2. Транскрипция происходит: а) в ядре б) на рибосомах в) в цитоплазме г) на каналах гладкой ЭПС 3. Последовательность нуклеотидов в антикодоне т-РНК строго комплементарна: а) триплету, кодирующему белок б) аминокислоте, с которой связана данная т-РНК в) последовательности нуклеотидов гена г) кодону м-РНК, осуществляющему трансляцию

4. Трансляция в клетке осуществляется: а) в ядре б) на рибосомах в) в цитоплазме г) на каналах гладкой ЭПС 5. При трансляции матрицей для сборки полипептидной цепи белка служат: а) обе цепочки ДНК б) одна из цепей молекулы ДНК в) молекула м-РНК г) в одних случаях одна из цепей ДНК, в других– молекула м-РНК 6. При биосинтезе белка в клетке энергия АТФ: а) расходуется б) запасается в) не расходуется и не выделяется г) на одних этапах синтеза расходуется, на других– выделяется 7. Исключите лишнее: рибосомы, т-РНК, м-РНК, аминокислоты, ДНК. 8. Участок молекулы т-РНК из трех нуклеотидов, комплементарно связывающийся с определенным участком м-РНК по принципу комплементарности называется…

9. Последовательность азотистых оснований в молекуле ДНК следующая: АТТААЦГЦТАТ. Какова будет последовательность азотистых оснований в м-РНК? а) ТААТТГЦГАТА б) ГЦЦГТТАТЦГЦ в) УААУЦЦГУТУТ г) УААУУГЦГАУА

Первое основаниеВторое основаниеТретье основание У(А)Ц(Г)А(Т)Г(Ц) У(А)Фен Фен Лей ЛейСер Сер Сер СерТир Тир — —Цис Цис — ТриУ(А) Ц(Г) А(Т) Г(Ц) Ц(Г)Лей Лей Лей ЛейПро Про Про ПроГис Гис Глн ГлнАрг Арг Арг АргУ(А) Ц(Г) А(Т) Г(Ц) А(Т)Иле Иле Иле МетТре Тре Тре ТреАсн Асн Лиз ЛизСер Сер Арг АргУ(А) Ц(Г) А(Т) Г(Ц) Г(Ц)Вал Вал Вал ВалАла Ала Ала АлаАсп Асп Глу ГлуГли Гли Гли ГлиУ(А) Ц(Г) А(Т) Г(Ц)

Решить задачи: 1. Считая, что средняя относительная молекулярная масса аминокислоты около 110, а нуклеотида – около 300, прикиньте, что тяжелее: белок или его ген? 2. Под воздействием азотистой кислоты цитозин превращается в гуанин. Какое строение будет иметь участок синтезируемого белка, если должен был создаваться белок вируса табачной мозаики с последовательностью аминокислот: серин–глицин–аспарагин– изолейцин–треонин–пролин–серин, но все цитозиновые нуклеотиды соответствующего участ-ка РНК вируса табачной мозаики подверглись указанному химическому превращению? 3. Белок состоит из 158 аминокислот. Какую длину имеет определяющий его ген, если расстояние между двумя соседними нуклеотидами (изменение вдоль оси спирали) составляет 3,4 A?

4.Фрагмент ДНК имеет следующую последовательность нуклеотидов АГЦЦГАЦТТГЦЦ. Установите нуклеотидную последовательность т-РНК, которая синтезируется на данном фрагменте, и аминокислоту, которую будет переносить эта т-РНК, если третий триплет соответствует антикодону т-РНК. Для решения задания используйте таблицу генетического кода. 5. Фрагмент и-РНК имеет следующее строение: ГЦУААУГУУЦУУУАЦ. Определите антикодоны т-РНК и последовательность аминокислот, закодированную в этом фрагменте. Также напишите фрагмент молекулы ДНК, на котором была синтезирована эта и-РНК (для этого используйте таблицу генетического кода).

Краткое описание документа:

Презентация по биологии для учащихся 10 класса химико-биологического профиля

Урок в 10 классе, профильный уровень.

УМК Захаров. Учебник: В.И. Сивоглазов, И.Б. Агафонов, Е.Т. Захарова. Биология общая биология 10-11 классы.

Рекомендации по использованию материала: вследствие небольшого объема теоретического материала и краткого изложения в учебнике, презентационный материал содержит необходимые сведения по данной теме и предназначен для самостоятельного изучения по теме: биосинтез белка, а также материал для самоконтроля усвоения материала и решения задач на генетический код.

№ слайда 1

№ слайда 2

№ слайда 3

Биосинтез Биосинтез углеводов Энергия света Солнце Биосинтез белков Энергия химических связей АТФ

№ слайда 4

Биосинтез белка — сложный многостадийный процесс синтеза полипептидной цепи из аминокислотных остатков, происходящий на рибосомах клеток живых организмов с участием молекул мРНК и тРНК.

№ слайда 5

Участники биосинтез белка Биосинтез белка Аминокислоты Рибосомы Ферменты РНК – рРНК, тРНК, иРНК

№ слайда 6

Биосинтез белка ДНК → иРНК → белок

№ слайда 7

Раскручивание участка ДНК Дочерние цепи

№ слайда 9

Репликация — процесс удвоения ДНК

№ слайда 10

Этапы биосинтеза Транскрипция Трансляция Пострансляционная модификация

№ слайда 13

Посттрансляционная модификация — формирование вторичной, третичной и четвертичной структуры белка при участии ферментов и с затратой энергии.

№ слайда 15

Триплетный код Многие из 64 триплетных кодонов соответствуют одной и той же аминокислоте Генетический код: словарь перевода с языка оснований на язык аминокислот. A — аденин, C — цитозин, G — гуанин, U — урацил (аналог тимина в РНК)

№ слайда 16

Г Е Н – это участок молекулы ДНК, несущий информацию об одной белковой молекуле.

Генетический код – последовательность нуклеотидов в молекуле ДНК, которая соответствует последовательности аминокислот в первичной структуре белка.

Таблица генетического кода

Свойства генетического кода

• Триплетность
• Однозначность (специфичность)
• Вырожденность (избыточность)
• Универсальность
• Неперекрываемость
• 64 триплета

(61 кодирующий и 3 бессмысленные)

• Используя таблицу генетического кода, определите последовательность аминокислот в белковой молекуле, которая соответствует следующей последовательности нуклеотидов ДНК:

• ААЦГГГУААТТТАЦА… - I вариант
• ТТТГГГАЦАЦААААУ… - II вариант

Таблица генетического кода

• ААЦГГГУААТТТАЦА… - I вариант

• ДНК: ААЦ-ГГГ-ЦАА-ТТТ-АЦА
• Белок: лей-про-вал-лиз-цис

• ТТТГГГАЦАЦААААУ… - II вариант

• ДНК: ТТТ-ГГГ-АЦА-ЦАА-ААЦ
• Белок: лиз-про-цис-вал-лей

Транскрипция переписывание (лат.)

• Что необходимо?

• 1. Цепь ДНК - матрица
• 2. Свободные нуклеотиды
• 3. Фермент РНК - полимераза

• Где происходит?

• В ядре клетки

• Что образуется?

• и-РНК

Трансляция перенесение, перевод (лат.)

• Что необходимо?

• 1. и-РНК
• 2. Аминокислоты (20)
• 3. Ферменты
• 4. АТФ
• 5. т-РНК

• Где происходит?

• В цитоплазме на рибосомах

• Что образуется?

• Белковая молекула

Основное положение молекулярной биологии. Ф.Крик 1951г.

• ДНК (транскрипция) 

• и-РНК (трансляция) 
• и-РНК (трансляция) 
• и-РНК (трансляция) 
• и-РНК (трансляция) 

• Белок
• Белок
• Белок
• Белок
• Белок

• Белоксинтезирующая система

• 1. Система нуклеиновых кислот:
• ДНК, и-РНК, т-РНК
• 2. Аминокислоты
• 3. Ферменты
• 4. АТФ
• 5. Рибосомы

Схема биосинтеза белков

Сотрудникам Лос-Аламосской национальной лаборатории удалось создать динамическую модель работы рибосомы , синтезирующей молекулу белка. Чтобы воспроизвести крохотную долю одного из фундаментальных биологических процессов, американским исследователям понадобился суперкомпьютер мощность 768 микропроцессоров , работавших в течение 260 дней .

Рибосома (белый и голубой) отбирает подходящие аминокислоты на основании данных, содержащихся в матричной РНК (зеленый).

Для наглядности показана лишь десятая часть всех молекул воды (синий), а верхняя часть рибосомы удалена, чтобы были видны транспортные РНК.

Аминокислоты (зеленый), доставленные молекулами транспортных РНК (желтый), проходят через коридор рибосомы (фиолетовый).

1. Какие органоиды осуществляют синтез белка:

А. митохондрии; Б. рибосомы; В. лизосомы.

2. Как называется процесс синтеза белка на рибосоме:

А. комплементарность; Б. транскрипция; В. трансляция.

3. Как называется процесс считывания информации о

последовательности нуклеотидов с ДНК на и-РНК:

А. комплементарность; Б. транскрипция; В. трансляция.

4. Сколько триплетов соответствует определенной

аминокислоте:

Читайте также:

  
• Предпринимательство в сфере образования кратко
  
• Педагог занимающийся воспитанием детей раннего дошкольного и школьного возраста в образовательных
  
• Пушкинская школа 1500 рейтинг
  
• Один психолог на две школы
  
• Вклад деминга в управление качеством кратко