- Главная
- Разное
- Бизнес и предпринимательство
- Образование
- Развлечения
- Государство
- Спорт
- Графика
- Культурология
- Еда и кулинария
- Лингвистика
- Религиоведение
- Черчение
- Физкультура
- ИЗО
- Психология
- Социология
- Английский язык
- Астрономия
- Алгебра
- Биология
- География
- Геометрия
- Детские презентации
- Информатика
- История
- Литература
- Маркетинг
- Математика
- Медицина
- Менеджмент
- Музыка
- МХК
- Немецкий язык
- ОБЖ
- Обществознание
- Окружающий мир
- Педагогика
- Русский язык
- Технология
- Физика
- Философия
- Химия
- Шаблоны, картинки для презентаций
- Экология
- Экономика
- Юриспруденция
Что такое findslide.org?
FindSlide.org - это сайт презентаций, докладов, шаблонов в формате PowerPoint.
Обратная связь
Email: Нажмите что бы посмотреть
Презентация на тему Молекулярные механизмы наследственности
Содержание
- 2. Вопросы лекцииРоль нуклеиновых кислот в передаче генетической
- 3. Роль нуклеиновых кислот в передаче генетической информации
- 4. Наследственность и изменчивость – одни из основных
- 5. НаследственностьНаследственность – это свойство клеток и организмов
- 6. ИзменчивостьИзменчивость – свойство, противоположное наследственности, заключается в способности организмов приобретать изменения и существовать в различных вариантах
- 7. Генетика – наука о наследственности и изменчивости живых организмовТермин «генетика» был предложен Бэтсоном в 1906 г.
- 8. Наследственность и изменчивость связаны с одним и
- 9. История поисков материального субстрата наследственности 1865 г.
- 10. 1888 г. – Вальдейер – ввел термин
- 11. Хромосомы – носители наследственной информацииХромосомыБелкиНуклеиновые кислотыС чем
- 12. Явление трансформации Эксперименты Ф. Гриффита (1928 г.)Streptococcus
- 13. Эксперименты Ф. Гриффита (1928 г.)Вывод: от убитых
- 14. Трансформация - это приобретение одним организмом некоторых
- 15. Трансформирующий фактор – ДНК !1944 г. –
- 16. Эксперимент Альфреда Херши и Марты Чейз (1952)Что
- 18. Суть опыта: фаги, у которых белковая оболочка
- 19. Трансдукция – изменение наследственных свойств бактериальных клеток
- 20. Опыты Френкеля-Конрата (1957)Френкель-Конрат работал с вирусом табачной
- 21. Явление генетической рекомбинации у бактерийГенетическая рекомбинация у
- 22. Явление генетической рекомбинации у бактерий
- 23. На сегодняшний день существуют тысячи доказательств роли
- 24. Молекулярная биологияMолекулярная биология - это наука о
- 25. Уровни организации генетического аппаратаГенныйХромосомныйГеномный
- 27. Определение понятия «ген»Ген (греч. генос – род,
- 28. Схема реализации генетической информацииГЕНБЕЛОКПРИЗНАККаждый признак организма связан сфункционированием определенного белка
- 29. Центральная догма молекулярной биологии (Ф.Крик, 1958)ДНКРНКБЕЛОКРепликация
- 30. Свойства каждого белкаопределяются его аминокислотным составом, закодированным последовательностью нуклеотидов ДНК
- 31. Химический состав и строение нуклеиновых кислотНуклеиновые кислотыДНКРНКдезоксирибонуклеиноваярибонуклеиноваяНуклеиновые
- 33. ДНК и РНК - полинуклеотидыНуклеотиды в цепях связаны фосфоди-эфирными связями
- 34. Открытие двойной спирали ДНК7 марта 1953 года
- 35. Рентгенограмма В-формы ДНК, полученная Розалинд Фрэнклин в конце 1952 г
- 36. Правила ЧаргаффаВ ДНК всегда А
- 37. Фрэнсис Крик и Джеймс Уотсон у модели ДНК
- 38. Двойная спираль ДНКПринципы построения ДНК1.Нерегулярность К регулярному
- 39. В-форма А-форма
- 40. ДНК имеет борозды:большую и малую –для посадки
- 41. Функции ДНК1. ДНК является носителем генетической информации
- 42. Виды РНК
- 43. Единицы измерения длины нуклеиновых кислотЕдиница измерения двухцепочечной
- 44. Геном человека. Виды и структура генов
- 45. Геном – это полный генетический состав клетки или живого организмаГеномы изучает геномика
- 46. Основная характеристика ДНК – последовательность нуклеотидовПроект «Геном
- 47. В 2001 году была получена черновая последовательность
- 48. Структура «среднего» гена человекаЭкзон
- 49. Два любых человека на 99,9 % идентичны
- 50. Хромосомная ДНКУчастки с уникальной последовательностью нуклеотидов
- 52. По числу генов мы в три раза
- 53. Митохондриальный геном человекаКаждая клетка содержит ≈ 8000
- 54. Полный каталог генов человека не ответит на
- 55. Гены синтеза тРНКВиды и структура геновГеныРегуляторные
- 56. Гены «домашнего хозяйства» и гены «роскоши»Гены "домашнего
- 57. Структура типичного белок-кодирующего гена эукариотМесто старта транскрипцииТАТА-бокс
- 58. ТерминатортрансляцииСайт полиаденилированияТерминатор транскрипции….
- 59. Регуляторные участки ДНК эукариотЭнхансерыСайленсерыИнсуляторы
- 60. ЭнхансерыРяд факторов транскрипции («Энхансер-связывающий белок") связываются с
- 61. СайленсерыСайленсеры – это контролирующие регионы ДНК, которые
- 62. ИнсуляторыДля предотвращения случайного воздействия энхансеров и сайленсеров
- 63. Репликация ДНК
- 64. Репликация ДНК – это процесс, состоящий в
- 65. Этапы репликацииДвойная спираль расплетается ферментом хеликазойХеликаза
- 66. В молекуле ДНК эукариот одновременно образуется несколько точек начала репликации – «репликационные пузырьки»Репликационная вилка(ori)
- 67. Репликон - участок ДНК между двумя ori
- 68. ТопоизомеразыСнижают напряжение в раскручивающейся молекуле ДНК удалением
- 69. SSB – белки связывают одиночные цепи ДНККогда
- 70. Синтез ДНК - полуконсервативныйПолуконсервативность означает, что каждая
- 71. Синтез каждой дочерней цепи ДНК идет комплементарно
- 72. ДНК-полимераза связывается с одной цепью ДНК
- 74. Экспрессия генов: транскрипция, трансляция
- 75. Экспрессия геновЭкспрессия генов – это реализация (воспроизведение)
- 76. Прежний взгляд на экспрессию генов
- 77. Современное представлениеоб экспрессии генов(особенно у высших организмов)
- 78. Транскрипция (ДНК → РНК)Транскрипция - это синтез
- 79. ТранскриптомТранскриптом – совокупность всех продуцируемых ДНК-транскриптов (в основном мРНК)
- 80. Этапы транскрипцииОколо 50 различных белков – факторов
- 81. РНК-полимераза копирует одну из цепей ДНК по
- 82. Функции РНК-полимеразы:расплетание и заплетание ДНКсинтез РНКдвижение вдоль цепи ДНК
- 84. Процессинг РНК (пре-мРНК → мРНК)
- 85. Альтернативный сплайсинг
- 86. Трансляция (РНК → белок)Вопрос: Как последовательность нуклеотидов
- 87. Генетический кодБыл расшифрован в 1962 году (Маршалл
- 88. Поскольку ДНК непосредственного участия в синтезе белка не принимает, то код записывается на языке РНК
- 89. Свойства генетического кода1. Триплетность Каждая
- 90. 43 = 64 кодона61 кодон – смысловой 3 кодона – бессмысленные
- 91. 2. Вырожденность (избыточность) Все аминокислоты, за исключением
- 92. 3. Однозначность Каждый триплет кодирует лишь одну
- 93. 4. Универсальность Генетический код един для всех
- 94. 5. НеперекрываемостьВ 1956г. Георгий Гамов предложил вариант
- 95. Рибосомы (рРНК + белок) Выделяют четыре
- 96. Асп - центр специфического узнавания Здесь
- 97. Этапы транскрипции (на примере прокариот)Активация аминокислотИнициацияЭлонгацияТерминация
- 98. Активация аминокислотАктивация аминокислот – это процесс их
- 99. ИнициацияУ прокариот перед каждым геном и соответственно
- 100. К малой субъединице, на которой уже находится
- 101. Далее происходит ассоциация рибосомыЭЛОНГАЦИЯАминоацильный конец формилметиониновой тРНК
- 102. Пептидилтрансфераза отрывает формилметионин в Р-центре и переносит
- 103. Рибосома претерпевает конформационные изменения и сдвигается на
- 104. Теперь в Р-центре отрывается дипептид, переносится в
- 105. Посттрансляционные изменения белковФолдинг Протео-лизХимическая модифика-цияУдаление вставок
- 106. Скачать презентацию
- 107. Похожие презентации
Вопросы лекцииРоль нуклеиновых кислот в передаче генетической информации Геном человека. Виды и структура геновРепликация ДНКЭкспрессия генов: транскрипция, трансляция
Слайд 4 Наследственность и изменчивость – одни из основных проявлений
жизни, обеспечивающих ее существование уже в течение 4 млрд
лет
Слайд 5
Наследственность
Наследственность – это свойство клеток и организмов в
процессе самовоспроизведения передавать новому поколению программу развития, т.е. способность
к определенному типу обмена веществ и индивидуального развития
Слайд 6
Изменчивость
Изменчивость – свойство, противоположное наследственности, заключается в способности
организмов приобретать изменения и существовать в различных вариантах
Слайд 7 Генетика – наука о наследственности и изменчивости живых
организмов
Термин «генетика» был предложен Бэтсоном в 1906 г.
Слайд 8 Наследственность и изменчивость связаны с одним и тем
же материальным субстратом
Поискам этого субстрата были посвящены работы ученых
19 – 20 веков
Слайд 9
История поисков материального субстрата наследственности
1865 г. –
Грегор Мендель – открытие законов наследственности (передача «наследственных задатков»)
1869
г. – Иоганн Мишер – открыл нуклеиновые кислоты в ядрах клеток гноя 80-е годы 19 века – описание явлений митоза и мейоза
1909 г. – Иогансен – ввел термин «ген»
Слайд 10 1888 г. – Вальдейер – ввел термин «хромосомы»
для внутриядерных окрашиваемых структур
1902-1907 гг. – Бовери, Сэттон –
связали преемственность поколений с передачей хромосом1910-1916 гг. – Т. Морган – хромосомная теория наследственности
Слайд 11
Хромосомы – носители наследственной информации
Хромосомы
Белки
Нуклеиновые кислоты
С чем связана
наследственность – с белками или
нуклеиновыми кислотами ?Первоначально преимущество отдавали белкам.
Слайд 12
Явление трансформации
Эксперименты Ф. Гриффита (1928 г.)
Streptococcus pneumoniae
вирулентные
авирулентные штаммы
штаммы
Слайд 13
Эксперименты Ф. Гриффита (1928 г.)
Вывод:
от убитых вирулентных бактерий
к живым авирулентным передается трансформирующий фактор, превращающий авирулентные штаммы
в вирулентныеСлайд 14 Трансформация - это приобретение одним организмом некоторых признаков
другого организма за счет захвата части его генетической информации
Слайд 15
Трансформирующий фактор – ДНК !
1944 г. – Освальд
Эйвери и сотрудники повторили эксперименты Гриффита и доказали, что
трансформирующим фактором является ДНК.ДНК выполняет главную роль в реализации генетической информации
Слайд 16
Эксперимент Альфреда Херши и Марты Чейз (1952)
Что
отвечает
за размножение
фагов?
Фаги
(бактериофаги) - это вирусы, размножающиеся в бактериях
Слайд 18
Суть опыта:
фаги, у которых белковая оболочка была
мечена радиоактивной серой (S35), а ДНК - радиоактивным фосфором
(Р32), инкубировали с бактериями.Затем бактерии отмывали.
В смывных водах не обнаруживали Р32, а в бактериях – очень мало S35 Следовательно, внутрь попала только ДНК. Через несколько минут из бактерии выходили десятки полноценных фагов, содержащих и белковую оболочку, и ДНК.
Вывод: именно ДНК выполняет генетическую функцию - несет информацию как о создании новых копий ДНК, так и о синтезе фаговых белков.
Слайд 19 Трансдукция – изменение наследственных свойств бактериальных клеток путем
переноса ДНК от одного штамма другому с помощью ДНК-фага
Работы с фагами открыли явление трансдукции
Слайд 20
Опыты Френкеля-Конрата (1957)
Френкель-Конрат работал с вирусом табачной мозаики
(ВТМ). В этом вирусе содержится РНК, а не ДНК.
Было известно, что разные штаммы вируса вызывают разную картину поражения листьев табака. После смены белковой оболочки "переодетые" вирусы вызывали картину поражения, характерную для того штамма, чья РНК была покрыта чужим белком.Не только ДНК, но и РНК может служить носителем генетической информации.
Слайд 21
Явление генетической рекомбинации у бактерий
Генетическая рекомбинация у бактерий
при конъюгации – передача части ДНК из одной клетки
в другую и изменение свойств последней (например, устойчивости к антибиотикам – антибиотикорезистентности)Слайд 23 На сегодняшний день существуют тысячи доказательств роли нуклеиновых
кислот в хранении и передаче наследственной информации
Описанные эксперименты являются
классическими
Слайд 24
Молекулярная биология
Mолекулярная биология - это наука о механизмах
хранения, воспроизведения, передачи и реализации генетической информации, о структуре
и функциях нерегулярных биополимеров - нуклеиновых кислот и белковАвтор термина Фрэнсис Крик
Слайд 27
Определение понятия «ген»
Ген (греч. генос – род, происхождение)
– это элементарная функциональная единица наследственности, определяющая развитие признака
Ген
– это фрагмент молекулы ДНК, кодирующий:структуру белка,
рРНК
или тРНК.
Наследование признаков в ряду поколений обеспечивается передачей генов
Слайд 28
Схема реализации генетической информации
ГЕН
БЕЛОК
ПРИЗНАК
Каждый признак организма связан с
функционированием
определенного белка
Слайд 29
Центральная догма молекулярной биологии (Ф.Крик, 1958)
ДНК
РНК
БЕЛОК
Репликация
ДНК
ДНК-полимераза
Транскрипция
РНК-полимераза
Трансляция
Обратная
транскрипция
РевертазаБелок – реципиент генетической информации
Слайд 30
Свойства каждого белка
определяются его
аминокислотным составом,
закодированным
последовательностью
нуклеотидов ДНК
Слайд 31
Химический состав и строение нуклеиновых кислот
Нуклеиновые кислоты
ДНК
РНК
дезоксирибонуклеиновая
рибонуклеиновая
Нуклеиновые кислоты
– это высокомолекулярные биополимеры,
мономерами которых являются нуклеотиды
Слайд 32
Азотистые основания
ПентозаДНК Аденин (А), Гуанин (G), Дезоксирибоза
Цитозин (C), Тимин (Т)
РНК Аденин (А), Гуанин (G), Рибоза
Цитозин (C), Урацил (U)
Слайд 34
Открытие двойной спирали ДНК
7 марта 1953 года Джеймс
Уотсон и Фрэнсис Крик предложили модель двойной спирали ДНК
Открытие
базировалось на следующих данных:Биофизические данные (о содержании воды)
Картина дифракции рентгеновских лучей (регулярность структуры)
Соотношение азотистых оснований
Построение молекулярных моделей
Слайд 36
Правила Чаргаффа
В ДНК всегда
А /
Т=1; Г / Ц=1;
(Г+Ц)/(А+Т) =
К - коэффициент специфичности,
постоянен для каждого вида. Клетки человека
Очистка ДНК
Умеренное кислотное
воздействие разрывает
фосфодиэфирные связи
Хроматография для
количественного
определения каждого
нуклеотида
Слайд 38
Двойная спираль ДНК
Принципы построения ДНК
1.Нерегулярность
К регулярному сахарофосфатному остову
присоединены нерегулярно чередующиеся азотистые основания.
2. Антипараллельность
ДНК состоит из
двух антипараллельных полинуклеотидных цепей. 3`-конец одной расположен напротив 5`-конца другой – голова к хвосту (инь и ян). 3. Комплементарность А=Т, Г≡Ц. Пурин и пиримидин в паре образуют водородные связи.
4. Наличие регулярной вторичной структуры Две полинуклеотидные цепи образуют правые спирали с общей осью.
Слайд 39 В-форма А-форма
Z-форма
Двойная спираль структурно подвижна
Спираль Уотсона и Крика
– В-форма: диаметр спирали 2,37 нм, высота основания 0,34 нм, шаг спирали 3,4 нм (10 пар оснований). Основная форма ДНК в клетках.А-форма: 2,55 нм, 0,29 нм, 3,2 нм (11 пар оснований)
Z-форма: единственная левая спираль
Слайд 40
ДНК имеет борозды:
большую и малую –
для посадки в
них
белков, работающих с ДНК:
ДНК-полимеразы,
РНК-полимеразы,
регуляторных белков и т.д.
Слайд 41
Функции ДНК
1. ДНК является носителем генетической информации
Функция
обеспечивается фактом существования генетического кода.
2. Воспроизведение и передача
генетической информации в поколениях клеток и организмов
Функция обеспечивается процессом репликации. 3. Реализация генетической информации в виде белков, а также любых других соединений Функция обеспечивается процессами транскрипции и трансляции.
Слайд 43
Единицы измерения длины нуклеиновых кислот
Единица измерения двухцепочечной молекулы
ДНК – пары оснований (bp) – base pairs)
Килобазы (Kb)
= 103 bpМегабазы (Мb) = 106 bp
Гигабазы (Gb) = 109 bp
Длина одноцепочечной РНК измеряется в нуклеотидах, а не в парах нуклеотидов
Слайд 46
Основная характеристика ДНК – последовательность нуклеотидов
Проект «Геном человека»
был разработан в 1984 году, начал реализовываться в 1990
годуГлавная цель проекта: определение нуклеотид- ной последовательности ядерного генома человека
5 000 км
Слайд 47 В 2001 году была получена черновая последовательность генома
человека
Установлено:
У человека около 30 000 генов
Гены включают экзоны и
интроны (в среднем на 1 ген – 4 экзона)Многие гены кодируют более 1 белка ( в среднем 3) – результат альтернативного сплайсинга
У человека много генов, не обнаруженных у беспозвоночных (генов антител, комплекса гистосовместимости)
Слайд 48
Структура «среднего» гена человека
Экзон
Интрон Экзон
Старт Окончание
биологической биологическойинформации информации
Слайд 49 Два любых человека на 99,9 % идентичны по
нуклеотидным последовательностям, и только 0,1% отличий в последовательности обеспечивают
фенотипические различия (однонуклеотидный полиморфизм – места в геноме, где у одного А, а у другого G)Наличие большого числа повторяющихся элементов в ДНК
Слайд 50
Хромосомная ДНК
Участки с уникальной
последовательностью
нуклеотидов
гены
Участки с
повторяющимися
последовательностями
нуклеотидов
микросателлиты – короткие
тандемные повторы
(например, САСАСАСАСА)
разбросанные по геному повто-
ряющиеся последовательностиLINE – длинные разбросанные ядерные элементы
SINE – короткие – װ –
LTR – элементы – длинные терминальные повторы
ДНК-транспозоны
50%
50%
Слайд 52 По числу генов мы в три раза сложнее
плодовой мушки и в два раза сложнее микроскопического червя
Caenorhabditis elegans
Слайд 53
Митохондриальный геном человека
Каждая клетка содержит ≈ 8000 копий
митохондриальных геномов
Мх геном содержит 37 генов (13 кодируют ОВ
ферменты, 24 – рРНК и тРНК)Ген респираторного
комплекса
Ген рРНК
Ген тРНК
Слайд 55
Гены синтеза
тРНК
Виды и структура генов
Гены
Регуляторные
разновидность
структурных
генов,
контролирующих
активность других
структурных генов
Гены синтеза
рРНК
Структурные
(синтеза мРНК)
Слайд 56
Гены «домашнего хозяйства» и гены «роскоши»
Гены "домашнего хозяйства"
кодируют то, что всегда нужно любой клетке независимо от
тканиГены гистоновых белков
Гены тРНК
Гены рРНК
Гены «роскоши" экспрессируются в клетках определенной ткани и только в определенное время
Гены синтеза белковых гормонов и др.
Слайд 57
Структура типичного белок-кодирующего гена эукариот
Место старта транскрипции
ТАТА-бокс –
место связывания большого комплекса из 50 белков, включая факторы транскрипции Базальный или коровый
промоторПромотор - особая последовательность нуклеотидов ДНК, узнаваемая РНК-полимеразой как посадочная площадка и старт синтеза РНК
….
Слайд 60
Энхансеры
Ряд факторов транскрипции («Энхансер-связывающий белок") связываются с регионами
ДНК, расположенными на расстоянии тысяч bp от контролируемого гена.
Связывание повышает уровень транскрипции генаЭнхансеры могут располагаться перед, за и даже внутри контролируемого гена
Действие энхансера, возможно, связано с тем, что энхансер-связывающий белок «задерживает» факторы транскрипции (TF) на промоторе гена
Слайд 61
Сайленсеры
Сайленсеры – это контролирующие регионы ДНК, которые подобно
энхансерам могут локализоваться очень далеко от контролируемого гена
Связывание фактора
транскрипции с сайленсером приводит к подавлению экспрессии
Слайд 62
Инсуляторы
Для предотвращения случайного воздействия энхансеров и сайленсеров на
гены, расположенные рядом с контролируемым, существуют инсуляторы
Инсуляторы – это
участки ДНК, расположенные между:энхансером и промотором или
сайленсером и промоторов
прилежащих генов или кластеров прилежащих генов.
Слайд 64 Репликация ДНК – это процесс, состоящий в образовании
идентичных копий ДНК для передачи генетической информации в поколениях
клеток и организмовОсновной фермент процесса – ДНК-зависимая ДНК-полимераза
ДНК → 2 ДНК
Слайд 66 В молекуле ДНК эукариот одновременно образуется несколько точек
начала репликации – «репликационные пузырьки»
Репликационная вилка
(ori)
Слайд 68
Топоизомеразы
Снижают напряжение в раскручивающейся молекуле ДНК удалением петель
ДНК
Работают по принципу ферментов рестриктаз (разрезающих две цепи ДНК)
Слайд 69
SSB – белки связывают одиночные цепи ДНК
Когда в
ДНК образуется расплавленный участок, белок покрывает его за счет
электростатических взаимодействий. При этом проявляется сродство белков друг к другу. Они покрывают ДНК сплошным слоем. Предотвращение склеивания одиночных цепей в двойную
Слайд 70
Синтез ДНК - полуконсервативный
Полуконсервативность означает, что каждая дочерняя
ДНК состоит из одной матричной (материнской) цепи и одной
вновь синтезированной (дочерней)+
Слайд 71 Синтез каждой дочерней цепи ДНК идет комплементарно и
антипараллельно матричной цепи и всегда в направлении 5’ →
3’Слайд 72 ДНК-полимераза связывается с одной цепью ДНК и
начинает движение в направлении 5‘ →3', используя ее как
матрицу и собирая лидирующую цепь нуклеотидов и формируя двойную спираль. У эукариот эта молекула называется ДНК полимераза дельта (δ).Так как синтез ДНК возможен только в направлении 5‘ →3‘, ДНК-полимераза другого типа (эпсилон, ε, у эукариот) связывается с другой матричной цепью. Этот фермент синтезирует прерывистые фрагменты полинуклеотидов (фрагменты Оказаки).
Фермент ДНК-лигаза заполняет бреши в запаздывающей цепи.
Синтез ДНК - полунепрерывный
Слайд 75
Экспрессия генов
Экспрессия генов – это реализация (воспроизведение) информации,
закодированной в последовательности нуклеотидов
Экспрессия
генома
Протеом
Биохимиче-ские
процессы
Слайд 78
Транскрипция (ДНК → РНК)
Транскрипция - это синтез всех
видов РНК на матрице ДНК, осуществляемый ферментом ДНК-зависимой РНК-полимеразой
Слайд 79
Транскриптом
Транскриптом – совокупность всех продуцируемых ДНК-транскриптов (в основном
мРНК)
Слайд 80
Этапы транскрипции
Около 50 различных белков – факторов транскрипции
– связываются с промотором гена
Фермент РНК-полимераза связывается с комплексом
факторов транскрипцииРаботая вместе они раскрывают двойную спираль ДНК
Слайд 81 РНК-полимераза копирует одну из цепей ДНК по принципу
комплементарности – образуется пре-мРНК
При достижении РНК-полимеразой терминального сигнала (специфической
последовательности нуклеотидов) фермент и пре-мРНК покидают ДНК-матрицу
Слайд 86
Трансляция (РНК → белок)
Вопрос: Как последовательность нуклеотидов определяет
последовательность аминокислот?
Ответ: с помощью молекулы транспортной РНК, специфичной
для каждой аминокислоты и для триплета нуклеотидов в мРНК, называемого кодоном. Семейство молекул тРНК способно транслировать кодоны мРНК в последовательность аминокислот в белке.
тРНК
Слайд 87
Генетический код
Был расшифрован в 1962 году (Маршалл Ниренберг,
Генрих Маттеи, Северо Очоа)
Генетический код - это система записи
информации о последовательности расположения аминокислот в белках с помощью последовательности расположения нуклеотидов в ДНК Слайд 88 Поскольку ДНК непосредственного участия в синтезе белка не
принимает, то код записывается на языке РНК
Слайд 89
Свойства генетического кода
1. Триплетность
Каждая аминокислота
кодируется последовательностью нуклеотидов из 3-х нуклеотидов - триплетом или
кодономСлайд 91 2. Вырожденность (избыточность) Все аминокислоты, за исключением метионина и
триптофана, кодируются более чем одним триплетом:
2 АК по 1 триплету = 2
9 АК по 2 триплета = 18
1 АК 3 триплета = 3
5 АК по 4 триплета = 20
3 АК по 6 триплетов = 18
Всего 61 триплет кодирует 20 аминокислот. Слайд 92 3. Однозначность Каждый триплет кодирует лишь одну аминокислоту или
является терминатором трансляции.
Исключение составляет кодон AUG. У прокариот
в первой позиции он кодирует формилметионин, а в любой другой - метионин. Слайд 93 4. Универсальность Генетический код един для всех живущих на
Земле существ
Это является свидетельством единства происхождения и
эволюции.
Слайд 94
5. Неперекрываемость
В 1956г. Георгий Гамов предложил вариант перекрываемого
кода. Согласно Гамовскому коду, каждый нуклеотид, начиная с третьего
в гене, входит в состав 3-х кодонов. Когда генетический код был расшифрован, оказалось, что он неперекрываем, т.е. каждый нуклеотид входит в состав лишь одного кодона.
Слайд 95
Рибосомы (рРНК + белок)
Выделяют четыре класса
рибосом:
1. Прокариотические 70S.
2. Эукариотические 80S.
3. Рибосомы
митохондрий (55S - у животных, 75S - у грибов). 4. Рибосомы хлоропластов (70S у высших растений).
Слайд 96 Асп - центр специфического узнавания Здесь происходит взаимодействие
кодон-антикодон.
Р-центр - пептидильный, донорный
Он является донором формилметионина при
инициации, или пептидила при элонгации трансляции.А-центр - аминоацильный, акцепторный Акцептирует формилметионин в самом начале или пептидил при элонгации трансляции.
К-центр - каталитический (фермент пептидилтрансфераза – образует пептидную связь).
Слайд 98
Активация аминокислот
Активация аминокислот – это процесс их присоединения
к специфическим тРНК с затратой АТФ
Основной фермент процесса –
аминоцил-тРНК-синтетаза (АРС-аза, кодаза)
Слайд 99
Инициация
У прокариот перед каждым геном и соответственно в
мРНК перед геном имеется лидерная последовательность.
Она обязательно содержит полипуриновую
последовательность Шайна-Дальгарно, которая комплементарна 3'-концевому участку рРНК. Малая единица рибосомы связывается с мРНК
Слайд 100 К малой субъединице, на которой уже находится мРНК,
подходит тРНК, с формилметионином (у эукариот с метионином).
В
результате образуется инициаторный комплекс: 30S субъединица рибосомы + мРНК + тРНК-формилметионин.
Слайд 101
Далее происходит ассоциация рибосомы
ЭЛОНГАЦИЯ
Аминоацильный конец формилметиониновой тРНК оказывается
в Р-центре. Второй кодон гена оказывается в Асп-центре. Соответствующая
ему аминоацил-тРНК устанавливается таким образом, что ее аминоацильный конец попадает в А-центр.Слайд 102 Пептидилтрансфераза отрывает формилметионин в Р-центре и переносит его
в А-центр.
Образуется пептидная связь между формилметионином и аминоацил-тРНК.
Слайд 103 Рибосома претерпевает конформационные изменения и сдвигается на один
кодон (транслокация). Формилметиониновая тРНК покидает рибосому. Второй кодон оказывается
напротив Р-центра. Сюда же переходит тРНК, несущая на хвосте дипептид. В Асп-центр попадает третий кодон, а в А-центр очередная аминоацил-тРНК.Слайд 104 Теперь в Р-центре отрывается дипептид, переносится в А-центр
и соединяется с третьей аминоацил-тРНК. Так продолжается до тех
пор, пока в Асп-центр не приходит терминирующий кодон (ТЕРМИНАЦИЯ).Полипептид отрывается в Р-центре, переносится в А-центр и, т.к. присоединиться ему не к чему, он отрывается от рибосомы.
Рибосома диссоциирует
Слайд 105
Посттрансляционные изменения белков
Фолдинг
Протео-лиз
Химическая
модифика-ция
Удаление
вставок
