Практична робота №3 трансляція і транскрипція. Рішення задач

Мета: розглянути основні уявлення про молекулярно-генетичні механізми спадковості.

Матеріали і обладнання: таблиці генетичного коду.

Завдання.

1. Основні поняття і терміни (ген, генетичний код, трансляція, транскрипція)

1) Згадати суть процессів реалізації генетичної інформації у будові молокули білка, а саме - редуплікацію, трансляцію та транскрипцію.

2) Повторити і записати у зошиті визначення термінів «ген», «генетичний код», «трансляція», «транскрипція».

3) Записати назви амінокислот та їх скорочення, а також – таблицю генетичного коду.

2. Приклади вирішення задач

Вирішити кілька задач з транскрипції

1. Основні поняття і терміни

(ген, генетичний код, трансляція, транскрипція)

Ген – це ділянка ДНК, що кодує певний білок. Щонайменша зміна структури ДНК веде до змін білка, що у свою чергу змінює ланцюг біохімічних реакцій за його участю, які визначають ту або іншу ознаку або серію ознак.

Первинна структура білка, тобто послідовність амінокислотних залишків, зашифрована в ДНК у вигляді послідовності азотистих основ аденіна (А), тиміна (Т), гуаніна (Г) і цитозіна (Ц). Кожна амінокислота кодується однією або декількома послідовностями з трьох нуклеотидів - триплетами. Синтезу білка передує перенесення його кода з ДНК на інформаційну РНК (іРНК) - транскрипція. При транскрипції виконується принцип доповнення, або компліментарності: А, Т, Г і Ц в ДНК, відповідають У (урацил), А, Ц і Г в іРНК. Безпосередньо синтез білка, або трансляція, відбувається на рибосомі: амінокислоти, що підносяться до рибосоми своїми транспортними РНК (тРНК), з'єднуються в поліпептидний ланцюг білка відповідно триплетам основ іРНК.

Однозначний зв'язок між послідовностями нуклеотидів ДНК і амінокислот в поліпептидному ланцюзі білка дозволяє по одній з них визначити іншу. Знаючи зміни в ДНК, можна сказати, як зміниться первинна структура білка.

Генетичний код – система запису спадкової інформації в нуклеїнових кислотах (ДНК-РНК) у вигляді послідовності нуклеотидів. Останні, як відомо, складаються з пуринових – аденін (А), гуанін (Г) і пиримидинових - тимін (Т), цитозін (Ц) азотистих основ (у РНК замість тиміну - урацил) плюс дезоксирибоза (цукор; у РНК - рибоза) і плюс залишок фосфорної кислоти. Це букви генетичного алфавіту. Три розташованих підряд нуклеотида в молекулі ДНК складають триплет (кодоген), який відповідає за введення певної амінокислоти в поліпептидний ланцюг при синтезі молекули білка. Триплет ДНК - слово генетичного тексту і залежно від послідовності одних і тих же нуклеотидів в нім кодуватимуться різні амінокислоти. Наприклад, триплет АЦЦ кодує амінокислоту треонін, ЦЦА - пролін, ЦАЦ - гістидин і так далі. Різноякісних нуклеотидів в генетичному алфавіті всього чотири (аденіновий, гуаніновый, тиміновий і цитозіновий), а триплет (генетичне слово) завжди складається з трьох нуклеотидів, тому кількість різних триплетів (слів) дорівнюватиме 43 ~ 64. Отже, основних амінокислот, з яких складаються всі білки, всього 20, а триплетів, що кодують їх, - в три з гаком разу більше. Це означає, що одна і та ж амінокислота може кодуватися декількома триплетами. Такий надлишковий код називається виродженим, або запасним.

Розташування азотистої основи у кодоні
1-е	2-е				3-є
	У	Ц	А	Г
У	Фен Фен Лей Лей	Сер Сер Сер Сер	Тир Тир – –	Цис Цис – Три	У Ц А Г
Ц	Лей Лей Лей Лей	Про Про Про Про	Гіс Гіс Глн Глн	Арг Арг Арг Арг	У Ц А Г
А	Іле Іле Іле Мет	Тре Тре Тре Тре	Асп Асп Ліз Ліз	Сер Сер Арг Арг	У Ц А Г
Г	Вал Вал Вал Вал	Ала Ала Ала Ала	Асп Асп Глу Глу	Глі Глі Глі Глі	У Ц А Г

Назви амінокислот та їх скорочення

Аланін Ала

Аргінін Арг

Аспарагін Асп

Аспарагінова кислота

Цистеїн Цис

Глутамін Глу

Глутамінова кислота

Гліцин Глі

Гістидин Гіс

Ізолейцин Іле

Лейцин Лей

Лізин Ліз

Метіонін Мет

Фенілаланін Фен

Пролін Про

Серін Сер

Треонін Тре

Триптофан Три

Тирозин Тир

Валін Вал

Передача генетичної інформації відбувається завжди певним чином, що знайшов віддзеркалення в так званій «центральній догмі біології», а саме, лише в напрямі від ДНК до іРНК і далі до білка.

Перший етап відтворення генетичної інформації, званий транскрипцією, відбувається за допомогою РНК-полімерази, яка будує копію компліментарну гена у вигляді іРНК.

На другому етапі, який називається трансляцією, відбувається переклад інформації з мови нуклеотидів (РНК) на мову амінокислот (білка). Таким чином, відбувається реалізація генетичної інформації для побудови функціональних одиниць - білкових молекул із специфічними функціями, які також генетично закріплені.