Молекулярные основы наследственности кратко

Обновлено: 05.07.2024

Уже из школьной программы биологии известно, что ген — это отрезок молекулы ДНК. Только эта макромолекула из довольно обширного спектра макромолекул, существующих в каждой клетке каждого живого организма, способна самовоспроизводиться, а значит, передавать в поколениях клеток или организмов содержащуюся в ней информацию. Способность ДНК к самовоспроизведению обусловлена особенностями ее химической структуры. Молекула ДНК построена из трех компонентов: сахара, представленного дезоксирибозой, фосфатных групп и 4 типов азотистых оснований — цитозина (Ц), тимина (Т), которые еще называют пуринами, аденина (А) и гуанина (Г). Это — пиримидины.

В 1953 г. Уотсон и Крик опубликовали свою историческую статью о физической структуре ДНК. Согласно модели Уотсона и Крика, молекула ДНК представляет собой двойную спираль. Каждая спираль обвивается вокруг другой спирали вдоль общей оси. Цепи этой спирали образуют дезоксирибоза и фосфатные группы. Через определенные промежутки к каждой цепи крепится азотистое основание, обращенное внутрь спирали. Два основания каждой цепи, расположенные на одном и том же уровне, соединяются между собой.

Самое замечательное в молекуле ДНК то, что каждое азотистое основание может соединиться только с другим строго определенным и комплементарным (подходящим только для него) ему основанием, а именно аденин с тимином, а гуанин с цитозином.

Это свойство нуклеотидов комплементарно спариваться обеспечивает основу для точного воспроизведения последовательности нуклеотидов каждой цепи ДНК. Нуклеотидные цепи ДНК полярны. Полярность определяется тем, как соединяются между собой сахара (дезоксирибозы). Фосфатная группа, присоединенная к С₅ (5-углерод) одного сахара, соединяется с гидроксильной группой в положении С, (3-углерод) следующего сахара с помощью фосфодиэфирной связи. В результате концевой нуклеотид на одном конце цепи имеет свободную 5-, а на другом — свободную 3-группу. Последовательность нуклеотидных оснований принято записывать в направлении от 5- к 3-концу. Две нити ДНК антипараллельны друг другу, так как идут в противоположных направлениях и 5-концу одной цепи соответствует 3-конец другой цепи и наоборот.

Модель ДНК Уотсона и Крика объяснила к тому времени хорошо известное правило английского биохимика Чаргаффа, согласно которому в любой молекуле ДНК количество пуринов строго соответствует количеству пиримидинов.

В двойной спирали ДНК пурины-(аденин, гуанин) всегда соединяются с пиримидинами (тимин и цитозин). Между цитозином и гуанином образуется три водородные связи, а между тимином и аденином — две, поэтому иным способом основания соединиться просто не могут.

Элементарной единицей ДНК является нуклеотид, в состав которого входит одна дезоксирибоза, одна фосфатная группа и одно азотистое основание.

Репликация ДНК

В результате репликации образуются две новые, абсолютно идентичные молекулы ДНК, идентичные также исходной молекуле ДНК до начала ее редупликации.

Можно сказать, несколько упрощая, что феномен точного удвоения молекулы ДНК, в основе которого лежит комплементарность оснований этой молекулы, составляет молекулярную основу наследственности.

Скорость репликации ДНК у человека относительно низкая, и для того чтобы обеспечить репликацию ДНК любой хромосомы человека, требовались бы недели, если бы репликация начиналась из одной точки. На самом деле в молекуле ДНК любой хромосомы, а каждая хромосома человека содержит только одну молекулу ДНК, имеется множество мест инициации репликации (репликонов). От каждого репликона репликация идет в обоих направлениях до тех пор, пока соседние репликоны не сливаются. Поэтому репликация ДНК в каждой хромосоме протекает относительно быстро.

Для молекулы наследственности, которой является ДНК, мало того, что она сама способна самовоспроизводиться, — это только часть наследственности. ДНК должна каким-то образом кодировать все признаки организма. Большинство признаков любого организма, одноклеточного или многоклеточного, определяется белками: ферментами, структурными белками, белками-переносчиками, белками-каналами, белками-рецепторами. Следовательно, ДНК должна каким-то образом кодировать строение белков и непосредственно порядок расположения в них аминокислот.

Аминокислоты соединяются друг с другом с помощью пептидной связи, которая образуется в результате конденсации аминогруппы (NH₂) одной аминокислоты с карбоксильной группой (СООН) другой аминокислоты. Последовательность аминокислот в полипептидной цепи записывают от аминокислоты со свободной NН₂-группой до аминокислоты со свободной СООН-группой.

Ученые установили, что код является триплетным, это означает, что каждая аминокислота кодируется тройкой нуклеотидов. Действительно, так как для построения белков используется 20 различных аминокислот, код не может быть однонуклеотидным, поскольку существует всего 4 нуклеотида. Код не может быть также динуклеотидным, так как возможно всего 16 комбинаций из 2 нуклеотидов. При 3 нуклеотидах число комбинаций возрастает до 64, и этого вполне достаточно, чтобы кодировать 20 различных аминокислот. Кроме того, из этого также следует, что генетический код должен быть вырожденным, а именно одна аминокислота может кодироваться более чем одной тройкой нуклеотидов. Еще одним важным свойством генетического кода является то, что он неперекрывающийся, при этом каждую последовательно новую аминокислоту полипептидной цепи кодирует последовательно новый триплет ДНК. Генетический код не содержит знаков препинания, и кодирующие триплеты следуют один за другим. Генетический код является универсальным и используется одинаково как прокариотами, так и эукариотами. Кодирующие триплеты нуклеотидов получили название кодонов.

Наиболее важны первые два нуклеотида каждого кодона. Третий нуклеотид неспецифичен. Три кодона определяют сигнал прекращения синтеза полипептидной цепи (терминация трансляции): УАА, УАГ и УГА. Это означает, что в том месте информационной РНК (мРНК), где находится любой из этих кодонов, синтез полипептидной цепи белка прекращается. Кодоны, указывающие на терминацию синтеза полипептидной цепи, называют стоп-кодонами.

Информационная РНК и процесс транскрипции

Следует объяснить, зачем было так необходимо вводить понятие информационной РНК. Как известно, ДНК содержится в хромосомах клеток и, следовательно, в ядре, а белок синтезируется в цитоплазме клеток. Для того чтобы информация о структуре белка, записанная на языке ДНК, попала в цитоплазму клетки, он сначала переписывается (транскрибируется) на молекулу мРНК.

РНК отличается от ДНК тем, что в цепи РНК остаток сахара представлен рибозой (отсюда ее название), тимин замещен на урацил, который обладает примерно такой же комплементарностью к аденину, как и тимин.

Для того чтобы произошло списывание последовательности нуклеотидов гена, кодирующих первичную структуру определенной полипептидной цепи белка на мРНК, к цепи ДНК на некотором расстоянии от гена, к специальной последовательности нуклеотидов, называемых промотором, присоединяется специальный фермент — РНК-полимераза.

Стартовой точкой транскрипции служит основание ДНК, соответствующее основанию РНК, которое первым включается в транскрипт. Транскрипция мРНК продолжается до тех пор, пока РНК-полимеразе II не встретится сигнал терминации (окончания) транскрипции.

Биосинтез полипептидной цепи

В полипептидной цепи происходят расшифровка информации, закодированной с помощью генетического кода, и построение на матрице мРНК полипептидной цепи определенного белка. В этом процессе участвуют еще два вида РНК — рибосомальная (рРНК) и транспортная (тРНК). Для обоих видов РНК в геноме имеются многочисленные гены, на матрице которых эти РНК синтезируются.

Образование полипептидной цепи из последовательно доставляемых к мРНК тРНК с соответствующими аминокислотами происходит на рибосомах.

Структура гена у высших организмов достаточно сложная. В нее входят промотор, содержащий сайт инициации транскрипции, экзоны и интроны. Экзоны содержат кодирующие последовательности гена, функция интронов остается неизвестной. На границе экзонов и интронов располагается консенсусная последовательность, которая распознается ферментами сплайсинга, т. е. ферментами для вырезания интронов из первичного транскрипта мРНК. На 3-конце гена уже в некодирующей части расположен сайт, обеспечивающий добавление 100—200 остатков аденина к мРНК для обеспечения ее стабильности. Для гена характерна так называемая открытая рамка считывания, т. е. наличие достаточно длинной последовательности триплетов, кодирующих аминокислоты, не перебиваемые стоп-кодонами или бессмысленными триплетами.

Вы можете изучить и скачать доклад-презентацию на тему молекулярные основы наследственности. Презентация на заданную тему содержит 12 слайдов. Для просмотра воспользуйтесь проигрывателем, если материал оказался полезным для Вас - поделитесь им с друзьями с помощью социальных кнопок и добавьте наш сайт презентаций в закладки!

Молекулярные основы наследственности Молекулярные основы наследственности составляют нуклеиновые кислоты — ДНК (у всех микробов, одноклеточных, растительных организмов, насекомых, животных) и РНК (у некоторых вирусов, в частности онкогенных). Именно в этих крупных биополимерах с помощью единого языка, алфавит которого составляют 4 буквы — нуклеозиды, записана генетическая информация живых существ. В ДНК информация изложена чередованием аденина (А), тимина (Т), гуанина (Г) и цитозина (Ц), которые образуют определенные последовательности, связываясь остатками дезоксирибозы и фосфором в одноцепочечных молекулу.

Строение и синтез ДНК В период с 1900 по 1932 год был выяснен химический состав ДНК. Было установлено, что в ее состав входят: остатки фосфорной кислоты, углеводный компонент, дезоксирибоза, четыре типа азотистых оснований, два производных пурина (аденин и гуанин) и два производных пиримидина (тимин и цитозин). В состав нуклеотида входят: дезоксирибоза (Д), остаток фосфорной кислоты (Ф) , одно из четырех азотистых оснований (А,Г,Ц и Т).

Репликация ДНК ДНК является веществом, количество которого строго постоянно во всех клетках организма. ДНК находится в хромосомах, и репликация ее происходит перед каждым удвоением хромосом и делением клетки.

На отдельных участках молекулы ДНК образуются так называемые вилки репликации. В этих местах водородные связи между азотистыми основаниями под действием ферментов разрываются, комплементарные нити разъединяются и каждая из них становится матрицей, на которой происходит синтез дочерних нитей. Такой тип репликации ДНК получил название полуконсервативного. Процесс синтеза протекает при участии комплекса ферментов, главнейшим из которых является ДНК-полимераза. Участок ДНК в том месте, где начали расплетаться комплементарные нити, называется вилкой репликации. Она образуется у прокариот в одной определенной, генетически фиксированной точке. В молекуле ДНК эукариот таких "стартовых точек" бывает несколько. Синтез новых комплементарных цепей при репликации ДНК происходит по частям. Эти отрезки, состоящие из 1000-2000 нуклеотидов, называют фрагментами Оказаки. Структура, способная к репликации (хромосома, плазмида, вирусный геном), называется репликоном. Репликация обеспечивает материальную непрерывность наследственного вещества клетки.

Строение, синтез и типы РНК Молекулы рибонуклеиновой кислоты имеют одну полинуклеотидную цепь. В состав молекулы РНК входят четыре типа азотистых оснований (аденин, гуанин, цитозин и урацил), сахар рибоза и остатки фосфорной кислоты. По составу от ДНК она отличается тем, что вместо дезоксирибозы содержит рибозу и вместо пуринового основания тимина - урацил. Схему строения молекулы РНК можно представить следующим образом? У где, А,Г,Ц,У - азотистые основания, Р - рибоза и Ф - остатки фосфорной кислоты. Синтез молекулы РНК происходит на одной из цепей молекулы ДНК. Этот процесс протекает с участием большого числа ферментов и называется транскрипцией.

Строение хромосом: хроматида, хромомеры, эухроматические и гетерохроматические районы Хромосомы состоят из двух хроматид, объединенных первичной перетяжкой. По положению центромеры хромосомы делятся на: метацентрические (равноплечие), субметацентрические (неравноплечие), акроцентрические (центромера лежит у одного из концов хромосомы, последняя представляет собой палочку с очень коротким или даже незаметным вторым плечом), телоцентрические - палочковидные хромосомы с центромерой, расположенной на проксимальном конце.

Хромомеры, по мнению одних исследователей, представляют собой плотно спирализованные участки, по мнению других - уплотнения нуклеопротеидного материала. Хромомеры, по мнению одних исследователей, представляют собой плотно спирализованные участки, по мнению других - уплотнения нуклеопротеидного материала. Политения — редупликация хромонем в хромосомах, приводящая к увеличению числа хромонем без увеличения числа хромосом и без реорганизации ядра. Этот процесс, протекающий внутри хромосом, приводит к полиплоидизации количества. Эухроматин, активный хроматин, участки хроматина (вещества хромосом), сохраняющие деспирализованное состояние элементарных дезоксирибонуклеопротеидных нитей (ДНП) в покоящемся ядре, т. е. в интерфазе. Эухроматин отличается от гетерохроматина также способностью к интенсивному синтезу рибонуклеиновой кислоты (РНК) и большим содержанием негистоновых белков. Гетерохроматин, участки хромосом, остающиеся в промежутке между делениями клетки, т. е. в интерфазе, уплотненными (в отличие от др. участков — эухроматина). Гетерохроматин иногда тесно связан с ядрышком, образуя вокруг него подобие кольца или оболочки. Во время митоза Гетерохроматин окрашивается сильнее или слабее, чем эухроматин (явление положительного или отрицательного гетеропикноза).

транскрибируемая цепь ДНК АЦЦ Ц ЦГ АТА

транскрипция ДНК

кодоны иРНК УГГ ГГЦ УАУ

трансляция иРНК

антикодоны тРНК АЦЦ Ц ЦГ АУА

аминокислоты белка триптофан глицин тирозин

Примеры решения задач

ГТГТТТГАГЦАТ. Определите последовательность нуклеотидов на и-РНК, антикодоны т-РНК и последовательность аминокислот во фрагменте молекулы белка, используя таблицу генетического кода.

Определите последовательность нуклеотидов на ДНК, антикодоны соответствующих т-РНК и аминокислотную последовательность соответствующего фрагмента молекулы белка, используя таблицу генетического кода.

Последовательность нуклеотидов в цепи ДНК: - ААТГЦАГГТЦАЦТЦАТГ. В результате мутации выпадает второй триплет. Запишите новую последовательность нуклеотидов в цепи ДНК. Определите по ней последовательность нуклеотидов в и РНК и последовательность аминокислот в полипептиде. Для выполнения задания используйте таблицу генетического кода.

Известно, что произошла мутация, в результате которой второй нуклеотид Г – замещается на нуклеотид А. Определите новую последовательность нуклеотидов в молекуле ДНК, и-РНК, синтезируемой на мутантной ДНК, а также последовательность аминокислот в молекуле белка, синтезируемого на мутантной ДНК. Используйте таблицу генетического кода.

последовательность нуклеотидов в молекуле ДНК, и-РНК, синтезируемой на мутантной ДНК, а также последовательность аминокислот в молекуле белка, синтезируемого на мутантной ДНК. Используйте таблицу генетического кода.

синтезируемой на мутантной ДНК, а также последовательность аминокислот в молекуле белка, синтезируемого на мутантной ДНК. Используйте таблицу генетического кода.

последовательность нуклеотидов и цепи ДНК. Определите, но ней последовательность нуклеотидов в и-РНК и последовательность аминокислот в полипептиде. Дли выполнения задания используйте таблицу генетического кода.

Последовательность нуклеотидов в цепи ДНК: - ААТГЦАГГТЦАЦТЦАТГ. В результате мутации одновременно выпадают второй и пятый нуклеотиды. Запишите новую последовательность нуклеотидов в цепи ДНК. Определите по ней последовательность нуклеотидов в и РНК и последовательность аминокислот в полипептиде. Для выполнения задания используйте таблицу генетического кода.

2) последовательность нуклеотидов в иРНК: -УАЦУЦЦАГУГАГУАЦ;3) последовательность аминокислот в полипептиде: -тир-сер-сер-глу-тир

Последовательность нуклеотидов в молекуле ДНК: ЦААГЦАТТЦГТАЦЦЦГ. В результате генной мутации третий и четвертый нуклеотиды меняются местами.

Запишите новую последовательность нуклеотидов в цепи ДНК. Определите по ней последовательность нуклеотидов в и РНК и последовательность аминокислот в полипептиде. Для выполнения задания используйте таблицу генетического кода.

В процессе трансляции участвовало 15 молекул т-РНК. Определите число аминокислот, входящих в состав синтезируемого белка, а также число триплетов и нуклеотидов в гене, который кодирует этот белок

В ДНК зародыша пшеницы 15% нуклеотидов с тимином. Определите содержание (в %) нуклеотидов с аденином, гуанином и цитозином и молекуле ДНK.

Фрагмент молекулы и-РНК содержит 12 нуклеотидов. Определите, сколько триплетов входит с состав матричной цепи ДНК. Установите, какой процент в молекуле ДНК составляют цитозиновые, адениновые и гуаниновые нуклеотиды, если извесно, что тимина – 31%

В синтезе белка принимают участие 6 видов т-РНК. Определите, сколько нуклеотидов содержит матричная цепь молекулы ДНК. Установите, какой процент в молекуле ДНК составляют тиминовые, цитозиновые и гуаниновые нуклеотиды, если адениена – 17%.

Задания по теме

Задание 1. Пользуясь знаниями о биосинтезе белка, правилом Чаргаффа, тренажером и спрятанной в нем таблицей кодонов иРНК (кнопка "генетический код"), научитесь быстро находить соответствия между аминокислотами и триплетами транскрибируемой цепи ДНК.

Задание 2. Вспомните школьный материал: решайте задачи из презентации, пользуясь таблицей кодонов и сверяя свои решения с приведенными

Исследованиями Ф.Гриффитса (1928), О.Эвери, К.Мак-Леода (1944) доказано, что вещество, которое направленно изменяет наследственность пневмококков, является ДНК, а не белок. С этого времени роль ДНК в наследственности большинство ученых считают доказанной.

Структурной единицей ДНК является нуклеотид. В состав каждого нуклеотида входит три компонента: остаток фосфорной кислоты, сахар пентоза – дезоксирибоза, азотистые основания – пуриновые (аденин - А, гуанин - Г) и пиримидиновые (тимин - Т, цитозин - Ц).

Структура молекулы ДНК была установлена в 1953 г. Д.Уотсоном и Ф.Криком. Молекула ДНК состоит из двух связанных между собой полинуклеотидных нитей спирально скрученных. Молекула ДНК состоит из тысяч нуклеотидов (10 8 и более). Нуклеотиды последовательно связаны друг с другом в цепочку с помощью остатка фосфорной кислоты и молекулы дезоксирибозы. Специфичность каждого нуклеотида в молекуле ДНК определяется наличием соответствующего азотистого основания. Каждый нуклеотид одной цепочки соединяется водородными связями с нуклеотидом другой цепочки строго закономерно: аденин соединяется с тимином двумя водородными связями, гуании – с цитозином тремя водородными связями. Число пуриновых нуклеотидов (А+Г) равно числу пиримидиновых (Ц+Т), то есть отношение (А+Г):(Т+Ц)=1. Две комплементарные нити образуют правовинтовую спираль, каждый виток которой имеет длину 3,4 нм, расстояние между нуклеотидами 0,34 нм. Азотистые основания ориентированы к середине спирали.

Число нуклеотидов и их последовательность в молекуле ДНК специфичны для каждого вида и частично – для каждой особи. Д.Уотсон ввел понятие о видовой специфичности ДНК. Коэффициентом видовой специфичности называют соотношение (А+Т):(Г+Ц).

Репликацией называют процесс самокопирования молекулы ДНК с точным соблюдением порядка чередования нуклеотидов, присущего исходным комплементарным нитям. У многоклеточных организмов в результате слияния гамет при оплодотворении образуется зигота, в которой содержится наследственная информация гаплоидных геномов родительских особей. В онтогенезе из зиготы в результате митоза образуются миллиарды клеток, каждая из которых несет в себе всю генетическую информацию.

Репликация происходит в период синтеза (S-период) интерфазы митотического цикла. На отдельных участках молекулы ДНК образуются так называемые вилки репликации (участки молекулы ДНК, где расплетаются комплементарные нити). В этих местах водородные связи между азотистыми основаниями под действием соответствующих ферментов (ДНК-полимераз) разрываются, комплементарные нити разъединяются, и каждая из них становится матрицей, на которой происходит синтез дочерних нитей. Таким образом, ДНК способна самовоспроизводиться (реплицироваться, самокопироваться) и сохранять наследственную информацию, закодированную в ней в виде последовательности чередования нуклеотидных оснований, во множестве поколений клеток, образующихся в онтогенезе многоклеточного организма.

Структура молекулы РНК отличается от ДНК тем, что тимин (Т) заменяется урацилом (У), а дезоксирибоза – рибозой. Молекула РНК одноцепочечная. Они имеют значительно меньшие размеры, чем ДНК.

Виды РНК: матричная (мРНК, или информационная иРНК), рибосомальная (рРНК), транспортная (тРНК). Все рибонуклеиновые кислоты синтезируются на соответствующих участках молекулы ДНК, как на матрице при участии фермента РНК-полимеразы.

Строение белка и его синтез.

Белкам принадлежит исключительно важная роль в жизнедеятельности каждой клетки (построение мембран, хроматина, рибосом, митохондрий). Первичная молекула белка представляет собой цепочку, состоящую из 100-300 различных аминокислот и более, порядок чередования которых определяет специфичность данной молекулы: каждая из 20 аминокислот может встречаться многократно, но местонахождение контролируется ДНК. В настоящее время для многих молекул белка установлена их первичная структура, то есть порядок чередования аминокислот в полипептидной цепи.

Вторичная структура белковой молекулы зависит от первичной: аминокислоты в полипептидной цепи соединяются водородными связями между NH– и СО-группами, в результате чего она свертывается в так называемую альфа-спираль.

Третичная структура белковых молекул образуется в результате связывания так называемыми дисульфидными мостиками (S-S) двух цистеиновых остатков аминокислот.

Четвертичная структура белковых молекул характеризуется тем, что они состоят из двух-четырех различных, стабильно соединенных полипептидных цепей. Такая структура характерна для многих ферментов.

Вторичная, третичная, четвертичная структуры белковых молекул зависят от числа и порядка чередования аминокислот в полипептидной цепи, то есть от первичной структуры.

Процесс синтеза белка в клетке называется биосинтезом. Он осуществляется под контролем молекулы ДНК, которая таким образом реализует закодированную в ней наследственную информацию. Процесс биосинтеза сложный и включает ряд этапов – транскрипцию и трансляцию.

Транскрипция – это процесс считывания информации с ДНК на иРНК во время ее синтеза (первый этап реализации генетической информации в клетках). Транскрипция происходит в ядре клетки: на участке определенного гена молекулы ДНК синтезируется мРНК. Этот синтез осуществляется при участии комплекса ферментов, главным из которых является ДНК-зависимая РНК-полимераза, которая прикрепляется к начальной (инициальной) точке молекулы ДНК, расплетает двойную спираль и, перемещаясь вдоль одной из нитей, синтезирует рядом с ней комплементарную нить мРНК. В результате транскрипции мРНК содержит генетическую информацию в виде последовательного чередования нуклеотидов, порядок которых точно скопирован с соответствующего участка (гена) молекулы ДНК.

В ДНК наряду с участками, кодирующими рРНК, тРНК и полипептиды, имеются фрагменты, не содержащие генетической информации. Они получили название интронов в отличие от кодирующих фрагментов, которые называются экзонами. Установлено, что, если в ДНК считываются только участки экзонов, зрелая мРНК не образуется.

Следующий этап биосинтеза белка – трансляция – происходит в цитоплазме на рибосомах при участии тРНК.

Трансляция (от лат. передача) – это синтез полипептидных цепей белков по матрице иРНК согласно генетическому коду. Генетический код – свойственная живым организмам единая система записи наследственной информации в молекулах нуклеиновых кислот в виде последовательности нуклеотидов; определяет последовательность включения аминокислот в синтезирующуюся полипептидную цепь в соответствии с последовательностью нуклеотидов ДНК гена (или процесс перевода триплетной последовательности нуклеотидов молекулы ДНК в последовательность аминокислот в белковой молекуле). В узком смысле генетический код – это словарь кодонов (триплетов иРНК), кодирующих те или иные аминокислоты и знаки пунктуации белкового синтеза.

В 1964 году Дж.Маттей, Ф.Крик, М.Ниренберг, а затем С.Очао расшифровали генетический код. Триплет ДНК, или кодоген – это три соседних нуклеотида, которые несут информацию на включение одной из 20 основных аминокислот в полипептидную цепь белка. Триплеты – это не просто случайные группы трех нуклеотидов, а видовая специфичность молекул ДНК и РНК. Генетический код колинеарный, то есть четкое соответствие между последовательностями кодонов нуклеиновых кислот и аминокислотами полипептидной цепи. Генетический код универсальный, триплетный, вырожденный, неперекрывающийся.

Транспортные РНК синтезируются в ядре, но функционируют в свободном состоянии в цитоплазме клетки. Одна молекула тРНК содержит 76-85 нуклеотидов и имеет довольно сложную структуру, напоминающую клеверный лист. Три участка тРНК имеют особо важное значение: 1) антикодон, состоящий из трех нуклеотидов, определяющий место прикрепления тРНК к соответствующему комплементарному кодону (мРНК) на рибосоме; 2) участок, определяющий специфичность тРНК, способность данной молекулы прикрепляться только к определенной аминокислоте; 3) акцепторный участок, к которому прикрепляется аминокислота. Он одинаков для всех тРНК и состоит из трех нуклеотидов – ЦЦА. Присоединению аминокислоты к тРНК предшествует ее активация ферментом аминоацил-тРНК-синтетазой. Этот фермент специфичен для каждой аминокислоты. Активированная аминокислота прикрепляется тРНК и доставляется ею на рибосому.

Молекула мРНК выходит из ядра в цитоплазму и прикрепляется к малой субъединице рибосомы. Трансляция начинается со стартового кодона (инициатора синтеза) –АУГ. Когда тРНК доставляет к рибосоме активированную аминокислоту, ее антикодон соединяется водородными связями с нуклеотидами комплементарного кодона мРНК. Акцепторный конец тРНК с соответствующей аминокислотой прикрепляется к поверхности большой субъединице рибосомы. После первой аминокислоты другая тРНК доставляет следующую аминокислоту, и таким образом на рибосоме синтезируется полипептидная цепь. Синтез полипептидной цепи прекращается, когда на мРНК появляется один из кодонов-терминаторов – УАА, УАГ или УГА. Начало синтеза полипептидной цепи называется инициацией, а окончание синтеза – терминацией.

Лекция 3

Строение белка и его синтез.

Следующий этап биосинтеза белка – трансляция – происходит в цитоплазме на рибосомах при участии тРНК.

Читайте также: