Презентація до уроку: "Генетичний код. Біосинтез білка"

Генетичний код. Біосинтез білка

Генетичний код - певна відповідність між послідовністю нуклеотидів в молекулі ДНК (іРНК) і послідовністю амінокислот в молекулі білка, яка нею кодується Нуклеотиди ДНК:аденін (А)тимін (Т)гуанін (Г)цитозин (Ц)Нуклеотиди РНК:урацил (У)аденін (А)цитозин (Ц)гуанін (Г)

Білок інсулінланцюг В30 амінокислотланцюг А21 амінокислота. Для синтезу білків у природі використовуються 20 різних амінокислот. Кожен білок є ланцюжком амінокислот у чітко визначеній послідовності – ця послідовність називається первинною структурою білка

Транскрипція - синтез РНК на матриці ДНКТрансляція - реалізація генетичного коду у вигляді амінокислотної послідовності - синтез поліпептідного ланцюжка на матриці іРНКкодони. Таблиця генетичного коду. Реалізація генетичного коду в живих клітинах здійснюється завдяки матричним процесам:

Властивості генетичного коду:триплетність - три послідовно розміщені нуклеотиди кодують одну з 20 амінокислот, які разом утворюють триплет (кодон);специфічність - кожний кодон може кодувати лише одну амінокислоту;виродженість - одна і та ж амінокислота може кодуватися декількома кодонами;безперервність - кодони не розділяються між собою, інформація зчитується безперервно;дискретність - один і той самий нуклеотид не може входити одночасно до складу двох або більш кодонів;колінеарність - послідовність кодонів нуклеотидів точно відповідає послідовності амінокислотних залишків у поліпептиді;наявність термінальних кодонів — беззмістовних (стоп-кодонів), які не здатні кодувати амінокислоти і переривають синтез поліпептиду;універсальність — єдиний генетичний код є однаковим для різних організмів

Транскрипція — процес синтезу РНК  з використанням ДНК як матриці, що відбувається у всіх живих клітинах,- перенесення генетичної інформації з ДНК на РНКантизмістовний (матричний) ланцюгзмістовний ланцюг. ДНКРНК У процесі транскрипції відбувається синтез усіх видів РНК: інформаційної, транспортної та рибосомальної. Реакція прискорюється ферментом РНК-полімеразою, а тому протікає дуже швидко та з високою точністю

сайт ініціаціїматричний ланцюгзмістовний ланцюг. Стадії транскрипції:зв’язування РНК-полімерази з промотором Промотор — регуляторна ділянка ДНК, розташована перед  відкритою рамкою зчитування гену РНК-полімеразапромотор. РНК-полімераза - фермент, що здійснює синтез молекул РНКініціація – розплітання ДНК і початок синтезу нитки РНК

Стадії транскрипції:елонгація – нарощування ланцюга шляхом приєднання комплементарних нуклеотидіврозкручування ДНКнезріла іРНКнапрямок транскрипціїспіралізація ланцюганезріла іРНКнуклеотиди. Г ЦЦ ГТ АА У

Стадії транскрипції:сайт термінаціїнезріла про-іРНКРНК-полімераза. Процес синтезу іРНК зупиняється на певних кодонах ДНК: АЦТ, ATT, АТЦ, які отримали назву стоп-кодонів і які не кодують амінокислоттермінація – стадія завершення зчитування генетичної інформації

Процесинг Неінформативні ділянки незрілої пре-іРНК – інтрони -вирізаються , а інформативні – екзони - ферментною системою «зшиваються» в одну коротку нитку - зрілу іРНККеп - структура на 5'-кінці іРНК, що складається з модифікованих нуклеотидів, сприяє ефективному процесингу пре-іРНК, її експорту з ядра, трансляціїта захисту від швидкої деградаціїкепування і зміна 3'-кінця сплайсинг екзон інтрон екзонбілки. Вирізання інтронів. Зшивання екзонів екзон екзон

Трансляція Трансляція — синтез білків з амінокислот у рибосомі на матриці інформаційної РНКіРНКрибосомаполіпептидіРНКрибосомаамінокислотат. РНК

Активація амінокислот – сукупність процесів, які відбуваються в цитоплазмі й забезпечують поєднання амінокислот з т. РНК і АТФТрансляція 1. Поєднання вільних амінокислот з АТФ під контролем ферментів-синтетаз2. Приєднання активованої амінокислоти до своєї специфічної т. РНКаміноацил-т. РНК-синтетазаамінокислотат. РНКАДФ

Транспортна РНК переносить амінокислоти у цитоплазмі до місця синтезу білка - рибосомантикодонакцепторна ділянка ЦЦАкодон іРНКамінокислота. Транспортна РНК має довжину 73-93 нуклеотиди, розміри біля 5 нм, структуру «листка конюшини»Трансляція

Трансляція Ініціація – початок трансляції1. Розпізнавання стартового кодона АУГ, з якого розпочинається трансляція, зв'язування т. РНК метіоніном (Мет*), збирання рибосоми з великої і малої субодиниць велика субодиниця рибосомимала субодиниця рибосоми. А У ГАУЦт. РНКметантикодоніРНКметлей. А У ГАУЦУ У АААУстарт-кодондругий кодоніРНК

утворення пептидного зв’язку між двома амінокислотамимет. А У ГАУЦіРНКГГУТрансляція Ділянка рибосоми у розмірі двох триплетів, де відбуваються процеси впізнавання т. РНК кодонів іРНК та їх звільнення від амінокислот, утворює функціональний центр рибосоми лей. У У АААУЕлонгація – подовження поліпептидного ланцюга з додаванням нових амінокислотних залишків

Трансляція Ділянка рибосоми у розмірі двох триплетів, де відбуваються процеси впізнавання т. РНК кодонів іРНК та їх звільнення від амінокислот, утворює функціональний центр рибосоми пептидний зв’язок мет лей. А У ГАУЦУ У АААУіРНКГГУЕлонгація – подовження поліпептидного ланцюга з додаванням нових амінокислотних залишків. ЦЦА глі

Трансляція мет лей. А У ГАУЦУ У АААУіРНКГГУЕлонгація – подовження поліпептидного ланцюга з додаванням нових амінокислотних залишків. ЦЦА гліУ У УАААКоли нова амінокислота, принесена т. РНК, приєднується до кінця поліпептидного ланцюжка, то рибосома просувається на один триплет уздовж матриці, і молекула т. РНК звільняється

Трансляція мет лей. А У ГЦЦАУ У ААААіРНКГГУУАЦ гліУ У УУАГРибосома продовжує рухатись вздовж іРНК, і нові амінокислоти додаються до поліпептиду. Попередня амінокислота приєднується до наступної за 0,2 с. Елонгаціяметфен

Трансляція А Г АЦУУіРНКАстоп-кодонмет лей гліметфен глі лейфен глі лейметарг. ГУРибосома розпізнає стоп-кодон. Термінація – завершення синтезу білкової молекули, про що сигналізує термінуючий кодон іРНК (УАА, УАГ, УГА) і звільнення білка з рибосоми

Трансляція мет лей. ЦУУіРНК гліСинтезована молекула від'єднується, рибосома дисоціює на малу і велику субодиниці Термінація – завершення синтезу білкової молекули, про що сигналізує термінуючий кодон іРНК (УАА, УАГ, УГА) і звільнення білка з рибосомиметфен глі лейфен глі лейметарг

Посттрансляційна модифікація Посттрансляційна модифікація – сукупність процесів, які забезпечують хімічну видозміну молекул білка після їх трансляціїПосттрансляційна модифікація розширює функціональний склад білка за рахунок утворення вторинної, третинної і четвертинної структур білкових молекул. До синтезованих молекул білків можуть приєднуватись різні групи, цукри, ліпіди.

Розв’яжемо задачу. Визначимо склад амінокислотної послідовності білка, якщо ланцюг ДНК, що його кодує, наступний: ТАА-ТЦА-ТАЦ-ЦАЦ-ААТ-ААГ-ГГТ-АТТБудуємо іРНК: АУУ-АГУ-АУГ- ГУГ- УУА-УУЦ-ЦЦА-УААШукаємо старт-кодон. АУУ-АГУ-АУГ- ГУГ- УУА-УУЦ-ЦЦА-УААЗа таблицею генетичного коду визначаємо відповідні амінокислоти: мет – вал – лей – фен – про - стоп

Підведемо підсумки!Генетичний код  — певна відповідність між послідовністю нуклеотидів в молекулі ДНК (іРНК) і послідовністю амінокислот в молекулі білка, яка нею кодується. Перший етап біосинтезу білка - транскрипція - зчитування інформації з молекули ДНК на РНК. Процес транскрипції поділяється на такі стадії: зв’язування РНК-полімерази з промотором, ініціація, елонгація, термінація. Другий етап - процесинг. Так називають «визрівання» матриці іРНК, модифікація 5 штрих і 3 штрих кінців іРНК, вирізання інтронів і зшивання екзонів – сплайсинг. Третій етап - трансляція, або синтез білка за матрицею іРНК, у якому виокремлюють такі етапи: активація амінокислот, ініціація, елонгація, термінація, посттрансляційна модифікація.

Чи залишились запитання?

Відеоурок можна переглянути за посиланням:https://www.youtube.com/watch?v=on. SFTPT3 J48&t=347s