2. Синтез белков (реализация наследственной информации)

Наследственная информация – это информация о первичной структуре белковых молекул, которая закодирована в виде определенной последовательности нуклеотидов в хромосомах, состоящих в основном из ДНК. Участок хромосомы, в котором закодирована информация о структуре одного белка, называется геном. Поэтому наследственная информация иначе называется генетической информацией.

Именно белки организма обуславливают, какие углеводы, липиды и нуклеиновые кислоты имеются в организме, поскольку именно белки-ферменты определяют обмен веществ в организме.

Реализация наследственной информации происходит в соответствии с генетическим кодом.

Основные свойства генетического кода:

1. Код является триплетным (каждой аминокислоте в белке соответствует 3 нуклеотида ДНК, или триплет).

2. Универсальность (абсолютно одинаковый набор нуклеотидов (триплет) у всех организмов кодирует одинаковые аминокислоты). К примеру, ала ГЦТ; фен АГЦ.

3. Уникальность (данная последовательность 3-х нуклеотидов всегда кодирует одну аминокислоту).

4. Вырожденность – большинство аминокислот кодируется более чем одним триплетом (это необходимо для того, чтобы снизить мутации).

Существует 4 триплета, обозначающие окончание синтеза белка «стоп»-сигнал.

Репликация днк

Репликацией ДНК называется самоудвоение ДНК. Оно происходит перед делением клетки.

Репликация происходит по принципу комплементарности по полуконсервативному механизму.

Полуконсервативный механизм означает, что в каждой дочерней хромосоме одна цепочка ДНК является старой (материнской), а другая – новой (дочерней).

При делении клеток в каждой из 2-х образованных дочерних клеток получается одинаковый набор хромосом, идентичный набору хромосом в исходной материнской клетке. Например, в ядре каждой соматической клетки организма человека имеется абсолютно одинаковый набор хромосом, состоящий из 23 пар (т.е. 46) хромосом.

Если по какой-то причине принцип комплементарности в процессе репликации нарушен – то происходит мутация.

В организме существует механизм исправления ошибок синтеза ДНК – репарация.

Процесс синтеза белков осуществляется в 2 основных этапа:

1) транскрипция;

2) трансляция.

Транскрипция

Транскрипция – это процесс считывания наследственной информации о структуре какого-то белка с участка молекулы ДНК, соответствующему гену, на молекулу и-РНК (или матричной). Процесс осуществляется на основе принципа комплементарности.

Вначале образуется проматричная РНК, в гене есть зоны, которые несут информацию (эти зоны – экзоны); и зоны, не несущие информацию – интроны.

Поэтому для образования зрелой м-РНК требуется сплайсинг – процесс, в результате которого вырезаются интроны, а оставшиеся участки (экзоны) сшиваются между собой.

Таким образом, м-РНК (или и-РНК) является посредником между ДНК и синтезируемой полипептидной цепочкой.

Трансляция

Трансляция – синтез полипептидной цепи по матрице и-РНК согласно генетическому коду.

В организме 60 т-РНК, что соответствует числу кодонов (триплетов).

Каждая т-РНК переносит только 1 аминокислоту.

Каким образом определяется, какую аминокислоту переносит РНК?

У каждой молекулы т-РНК есть специфический участок – антикодон, который представляет собой последовательность 3-х нуклеотидов, комплементарных триплету (кодону) данной аминокислоты.

Все процессы синтеза белка идут с затратой большого количества энергии АТФ.

Репликация, транскрипция и трансляция являются ферментативными процессами. В них участвует множество различных ферментов. Например,

• ДНК-полимеразы. Осуществляют репликацию и репарацию.

• ДНК-лигазы - сшивают вновь синтезированные фрагменты ДНК.

• РНК-полимеразы – синтезируют проматричную РНК.

Процессы репликации, транскрипции и трансляции отличаются своим сложным характером. Они осуществляются на всех этапах онтогенеза живых организмов.