Лекция 4 Наследственная информация в клетке: копирование и реализация

код

молекулы ДНК служит другая цепь ДНК.
Репликация ДНК в ходе деления

клеток начинается с разделения двух цепей.
Ферменты репликации: хеликаза, топоизомераза, а также ДНК-связывающие белки
расплетают ДНК,
удерживают матрицу в разведённом состоянии и
вращают молекулу ДНК.
Правильность репликации обеспечивается точным соответствием комплементарных пар оснований.
Репликация катализируется несколькими ДНК-полимеразами.
После репликации дочерние спирали закручиваются обратно уже без затрат энергии и каких-либо ферментов.

1. Между комплементарными азотистыми основаниями в ДНК происходит разрыв водородных

связей.
2. Основной фермент транскрипции – РНК-полимераза присоединяется к промотору – специальному участку ДНК.
Транскрипция происходит только с одной (кодогенной) цепи ДНК!

по принципу комплементарности присоединяются к цепочке ДНК.
Считывается один ген –

образуется одна цепочка РНК.
Образуется незрелая про-и-РНК, содержащая кодирующие участки – экзоны и некодирующие – интроны.

участок (Кэп), через который она соединяется с рибосомой – триплет

нуклеотидов АУГ.
На 3-конце находятся кодоны-терминаторы, определяющие конец трансляции: УАА, УАГ, УГА.
Вырезаются интроны, а экзоны сшиваются.

на 10 –10 нуклеотидов.
Столь высокая степень точности воспроизведения

информации определяется действием ДНК-полимераз, которые способны распознать ошибку в образующемся коде и исправить её.
Точность воспроизведения РНК и белков в тысячи раз ниже.
Это связано с тем, что транскрипция и трансляция (биосинтез белка), затрагивающие только одну клетку, – не столь жизненно важные процессы, как репликация, которая определяет будущее всего вида.

9

10

процессов:
требует очень большого количества ферментов и других специфических макромолекул (всего

около трёхсот типов);
часть молекул, необходимых для трансляции, объединена в трёхмерную структуру рибосом;
биосинтез белка протекает с очень высокой скоростью (десятки аминокислотных остатков в секунду);
процесс могут замедлять или останавливать ингибиторы и антибиотики.

из 20 аминокислот белка соединяется ковалентными связями с определённой т-РНК,

используя энергию АТФ.
Реакция катализуется специализированными ферментами, требующими присутствия ионов магния.

А

связывается с малой частицей рибосомы и с инициирующей аминокислотой (всегда

метионин), прикреплённой к соответствующей т-РНК.
т-РНК комплементарна с находящимся в составе и-РНК триплетом, сигнализирующим о начале белковой цепи.
Кодон-инициатор и-РНК – АУГ (в составе ДНК – соответственно ТАЦ).

аминокислотам соответствуют триплеты нуклеотидов;
каждая аминокислота доставляется к рибосоме и встраивается

в определённое положение при помощи соответствующей т-РНК;
элонгация осуществляется при помощи белков цитозоля (факторы элонгации).

специальных кодонов и-РНК;
после этого полипептид высвобождается из рибосомы.

свернуться, образуя при этом определённую пространственную конфигурацию.
До или после

сворачивания полипептид может претерпевать процессинг, осуществляющийся ферментами и заключающийся
в удалении лишних аминокислот,
присоединении фосфатных, метильных и других групп и т. п.;
если инициирующая аминокислота метионин не предусмотрена в качестве первой аминокислоты данного белка, при процессинге она отщепляется.

белка в виде определенной последовательности нуклеотидов в ДНК и РНК.
Единица

генетического кода (кодон) – это триплет нуклеотидов в ДНК или и-РНК, кодирующий одну аминокислоту.

и 3 некодирующих.
Кодоны-терминаторы в и-РНК: УАА, УАГ, УГА
Кодоны-терминаторы в ДНК:

АТТ, АТЦ, АЦТ

тот же триплет (кодон) в любом организме кодирует одну и

ту же аминокислоту.

кодироваться несколькими кодонами.
Исключение составляют только 2 аминокислоты:
метионин и
триптофан, имеющие только

по одному варианту кодона.

УГА), каждый из которых обозначает прекращение синтеза полипептидной цепи.
Внутри гена

«знаков препинания» нет.

– операторов и структурных генов – называется оперон.
Опероны не

являются самостоятельной системой, а «подчиняются» генам-регуляторам, отвечающим за начало или прекращение работы оперона.
Свой контроль гены-регуляторы осуществляют при помощи специального белка-ингибитора, который они при необходимости синтезируют.
Ингибитор реагирует с оператором и блокирует его, что влечёт за собой прекращение работы оперона.
Если же вещество реагирует с небольшими молекулами – индукторами, это будет являться сигналом к возобновлению работы системы.