34. Каковы основные молекулярные механизмы сохранения биосистем? Что такое генный код? в чем заключается его универсальность? Укажите основные стадии биосинтеза белков.

Генетический код – последовательность нуклеотидов в полинуклеотидной цепи ДНК. Посредством генетического кода записана информация о синтезе определённых белков. Это значит, что в ДНК каждое сообщение закодировано специальной последовательностью из четырёх знаков (А, Г, Т, Ц), каждый из которых соответствует определённому нуклеотиду – аденину, гуанину, тимину, цитозину. Код является триплетным, т.е каждая аминокислота (АК) кодируется сочетанием их трёх расположенных рядом нуклеотидов (кодон). Код является множественным, т.е одна и та же АК может кодироваться несколькими кодонами-триплетами, в то время как каждый триплет кодирует одну АК. Код является неперекрывающимся, т.е один и тот же нуклеотид не может входить одновременно в состав двух соседних триплетов. Если произойдёт выпадение одного нуклеотида, то при считывании его место займёт ближайший нуклеотид из соседнего кодона, благодаря чему изменится весь порядок считывания. Код является универсальным для всех живых организмов и вирусов: одинаковые триплеты кодируют одинаковые АК. Универсальность кода говорит о единстве происхождения всех живых организмов. В одной молекуле ДНК может быть закодирована последовательность АК для многих белков. Функциональный отрезок ДНК, несущий в себе информацию о структуре и активности целого белка – ген.

Биосинтез белка

Осуществляется на рибосомах. Для передачи информации с ДНК к месту синтеза белка требуется и-РНК. Процесс синтеза на цепи ДНК молекулы и-РНК – транскрипция. Она происходит на небольшом участке, отвечающие определённому гену. При этом часть двойной спирали ДНК раскручивается, обнажая короткий участок одной из цепей, который будет служить матрицей для синтеза и-РНК. Затем вдоль этой цепи движется фермент РНК-полимераза, соединяя между собой нуклеотиды в растущую цепь и-РНК. В результате образуется и-РНК, последовательность нуклеотидов которой является копией последовательности нуклеотидов матрицы. Синтезированная в ядре и-РНК отделяется от ДНК и через поря оболочки ядра поступает в цитоплазму, где прикрепляется к малой субъединице рибосомы. Нить и-РНК проходит между малой и большой субъединицей, а начальная часть вновь синтезированного белка находится в структуре большой субъединицы. Комплекс из и-РНК и нескольких рибосом – полисома. На ней осуществляется синтез белка (трансляция). Она начинается со стартового кодона АУГ. Отсюда рибосома движется вдоль молекулы и-РНК, что сопровождается ростом полипептидной цепи. Число АК в таком белке равно числу триплетов и-РНК. Выстраивание АК осуществляется на рмбосомах при помощи т-РНК. Благодаря определённому расположению комплиментарных нуклеотидов, цепь т-РНК имеет форму листа клевера. В противоположной части молекулы т-РНК располагается антикодон, ответственный за прикрепление к определённому триплету и-РНК. Комплексы аминоацил-т-РНК считывают информацию, закодированную в и-РНК. Этот комплекс с помощью антикодона присоединяется к кодону и-РНК на малой субъединице. Затем к той же рибосоме прикрепляется второй комплекс. В рибосоме оказываются 2 АК и между ними возникает пептидная связь. Первая т-РНК покидает рибосому. Затем к образованному дипептиду присоединяется третья АК, четвёртая АК и до тех пор, пока рибосома не дойдёт до одного из трёх “стоп-кодонов” – УАА, УАГ, УГА. После этого синтез белка прекращается. Синтез идёт непрерывно с большой скоростью.