Značenje genetskog koda. Šta je genetski kod: opšte informacije

Prethodno smo isticali da nukleotidi imaju važnu osobinu za nastanak života na Zemlji – u prisustvu jednog polinukleotidnog lanca u rastvoru spontano dolazi do procesa formiranja drugog (paralelnog) lanca na osnovu komplementarnog jedinjenja srodnih nukleotida. . Isti broj nukleotida u oba lanca i njihov hemijski odnos je neophodan uslov za sprovođenje ovakvih reakcija. Međutim, tokom sinteze proteina, kada se informacija iz mRNA implementira u strukturu proteina, ne može biti govora o poštovanju principa komplementarnosti. To je zbog činjenice da u mRNA i u sintetiziranom proteinu ne samo da je različit broj monomera, već, što je posebno važno, nema strukturne sličnosti među njima (nukleotidi s jedne strane, aminokiseline s druge) . Jasno je da u ovom slučaju postoji potreba za stvaranjem novog principa za tačan prevod informacija sa polinukleotida u polipeptidnu strukturu. U evoluciji je stvoren takav princip i genetski kod je položen u njegovu osnovu.

Genetski kod je sistem za beleženje naslednih informacija u molekulima nukleinskih kiselina, zasnovan na određenoj alternaciji nukleotidnih sekvenci u DNK ili RNK koje formiraju kodone koji odgovaraju aminokiselinama u proteinu.

Genetski kod ima nekoliko svojstava.

Trojstvo.

Degeneracija ili redundantnost.

Nedvosmislenost.

Polaritet.

Bez preklapanja.

Kompaktnost.

Svestranost.

Treba napomenuti da neki autori nude i druga svojstva koda koja se odnose na hemijske karakteristike nukleotida uključenih u kod ili na učestalost pojavljivanja pojedinih aminokiselina u proteinima organizma itd. Međutim, ova svojstva proizilaze iz gore navedenog, pa ćemo ih tamo razmotriti.

ali. Trojstvo. Genetski kod, kao i mnogi složeno organizirani sistemi, ima najmanju strukturnu i najmanju funkcionalnu jedinicu. Triplet je najmanja strukturna jedinica genetskog koda. Sastoji se od tri nukleotida. Kodon je najmanja funkcionalna jedinica genetskog koda. U pravilu, mRNA tripleti se nazivaju kodoni. U genetskom kodu, kodon obavlja nekoliko funkcija. Prvo, njegova glavna funkcija je da kodira jednu aminokiselinu. Drugo, kodon možda ne kodira aminokiselinu, ali u ovom slučaju ima drugačiju funkciju (vidi dolje). Kao što se može vidjeti iz definicije, trojka je koncept koji karakterizira osnovno strukturna jedinica genetski kod (tri nukleotida). kodon karakteriše elementarna semantička jedinica genom - tri nukleotida određuju vezanost za polipeptidni lanac jedne aminokiseline.

Elementarna strukturna jedinica je prvo teorijski dešifrovana, a zatim je eksperimentalno potvrđeno njeno postojanje. Zaista, 20 aminokiselina ne može biti kodirano jednim ili dva nukleotida. potonjih je samo 4. Tri od četiri nukleotida daju 4 3 = 64 varijante, što više nego pokriva broj aminokiselina prisutnih u živim organizmima (vidi tabelu 1).

Kombinacije nukleotida predstavljene u Tabeli 64 imaju dvije karakteristike. Prvo, od 64 tripletne varijante, samo 61 je kodon i kodira bilo koju aminokiselinu, tzv. čulni kodoni. Tri trojke ne kodiraju

Tabela 1.

Messenger RNA kodoni i njihove odgovarajuće aminokiseline

Osnove kodona




	gluposti	gluposti
	gluposti




		Met



		Shaft

aminokiseline a su stop signali koji označavaju kraj translacije. Postoje tri takve trojke UAA, UAG, UGA, nazivaju se i "besmislenim" (besmisleni kodoni). Kao rezultat mutacije, koja je povezana sa zamjenom jednog nukleotida u tripletu s drugim, iz čulnog kodona može nastati besmisleni kodon. Ova vrsta mutacije se zove besmislica mutacija. Ako se takav stop signal formira unutar gena (u njegovom informativnom dijelu), tada će se tokom sinteze proteina na ovom mjestu proces stalno prekidati - sintetizirat će se samo prvi (prije stop signala) dio proteina. Osoba s takvom patologijom osjetit će nedostatak proteina i osjetit će simptome povezane s tim nedostatkom. Na primjer, ova vrsta mutacije je pronađena u genu koji kodira beta lanac hemoglobina. Sintetizira se skraćeni neaktivni lanac hemoglobina koji se brzo uništava. Kao rezultat, formira se molekul hemoglobina bez beta lanca. Jasno je da takav molekul vjerovatno neće u potpunosti ispuniti svoje dužnosti. Postoji ozbiljna bolest koja se razvija prema tipu hemolitičke anemije (beta-nula talasemija, od grčke reči "Talas" - Sredozemno more, gde je ova bolest prvi put otkrivena).

Mehanizam djelovanja stop kodona razlikuje se od mehanizma djelovanja čulnih kodona. Ovo proizilazi iz činjenice da su za sve kodone koji kodiraju aminokiseline pronađene odgovarajuće tRNA. Nisu pronađene tRNA za besmislene kodone. Stoga tRNA ne učestvuje u procesu zaustavljanja sinteze proteina.

kodonAUG (ponekad GUG u bakterijama) ne samo da kodira aminokiselinu metionin i valin, već je takođerpokretač emitovanja .

b. Degeneracija ili redundantnost.

61 od 64 tripleta kodira 20 aminokiselina. Takav trostruki višak broja tripleta u odnosu na broj aminokiselina sugerira da se u prijenosu informacija mogu koristiti dvije opcije kodiranja. Prvo, ne mogu sva 64 kodona biti uključena u kodiranje 20 aminokiselina, već samo 20, a drugo, aminokiseline mogu biti kodirane s nekoliko kodona. Istraživanja su pokazala da je priroda koristila potonju opciju.

Njegove preferencije su očigledne. Ako bi od 64 trojke samo 20 bilo uključeno u kodiranje aminokiselina, onda bi 44 tripleta (od 64) ostala nekodirajuća, tj. besmisleni (besmisleni kodoni). Ranije smo istakli koliko je opasna za život ćelije transformacija kodirajućeg tripleta kao rezultat mutacije u besmisleni kodon - to značajno remeti normalan rad RNA polimeraze, što u konačnici dovodi do razvoja bolesti. Trenutno postoje tri besmislena kodona u našem genomu, a sada zamislite šta bi se desilo kada bi se broj besmislenih kodona povećao za oko 15 puta. Jasno je da će u takvoj situaciji prijelaz normalnih kodona u nonsens kodone biti nemjerljivo veći.

Kod u kojem je jedna aminokiselina kodirana s nekoliko tripleta naziva se degeneriranim ili redundantnim. Gotovo svaka aminokiselina ima nekoliko kodona. Dakle, aminokiselina leucin može biti kodirana sa šest tripleta - UUA, UUG, CUU, CUU, CUA, CUG. Valin je kodiran sa četiri tripleta, fenilalanin sa dva i samo triptofan i metionin kodiran jednim kodonom. Poziva se svojstvo koje je povezano sa snimanjem istih informacija sa različitim znakovima degeneracija.

Broj kodona dodijeljenih jednoj aminokiselini dobro korelira sa učestalošću pojavljivanja aminokiseline u proteinima.

I to, najvjerovatnije, nije slučajno. Što je učestalost pojavljivanja aminokiseline u proteinu veća, to je kodon ove aminokiseline češće zastupljen u genomu, veća je vjerovatnoća njegovog oštećenja mutagenim faktorima. Stoga je jasno da je veća vjerovatnoća da će mutirani kodon kodirati istu aminokiselinu ako je jako degeneriran. Sa ovih pozicija, degeneracija genetskog koda je mehanizam koji štiti ljudski genom od oštećenja.

Treba napomenuti da se termin degeneracija u molekularnoj genetici koristi iu drugom smislu. Budući da glavni dio informacija u kodonu pada na prva dva nukleotida, pokazalo se da je baza na trećem mjestu kodona malo važna. Ovaj fenomen se naziva "degeneracija treće baze". Posljednja karakteristika minimizira učinak mutacija. Na primjer, poznato je da je glavna funkcija crvenih krvnih stanica transport kisika iz pluća u tkiva i ugljičnog dioksida iz tkiva u pluća. Ovu funkciju obavlja respiratorni pigment - hemoglobin, koji ispunjava cijelu citoplazmu eritrocita. Sastoji se od proteinskog dijela - globina, koji je kodiran odgovarajućim genom. Osim proteina, hemoglobin sadrži hem, koji sadrži željezo. Mutacije globinskih gena dovode do pojave različitih varijanti hemoglobina. Najčešće su mutacije povezane sa supstitucija jednog nukleotida drugim i pojava novog kodona u genu, koji može kodirati novu aminokiselinu u polipeptidnom lancu hemoglobina. U tripletu, kao rezultat mutacije, može se zamijeniti bilo koji nukleotid - prvi, drugi ili treći. Poznato je da nekoliko stotina mutacija utiče na integritet globinskih gena. O 400 od kojih su povezani sa zamjenom pojedinačnih nukleotida u genu i odgovarajućom supstitucijom aminokiselina u polipeptidu. Od ovih, samo 100 supstitucije dovode do nestabilnosti hemoglobina i raznih vrsta bolesti od blagih do veoma teških. 300 (približno 64%) supstitucijskih mutacija ne utječu na funkciju hemoglobina i ne dovode do patologije. Jedan od razloga za to je gore spomenuta „degeneracija treće baze“, kada zamjena trećeg nukleotida u tripletu koji kodira serin, leucin, prolin, arginin i neke druge aminokiseline dovodi do pojave sinonimskog kodona. koji kodiraju istu aminokiselinu. Fenotipski, takva mutacija se neće manifestirati. Nasuprot tome, svaka zamjena prvog ili drugog nukleotida u tripletu u 100% slučajeva dovodi do pojave nove varijante hemoglobina. Ali čak iu ovom slučaju možda neće biti teških fenotipskih poremećaja. Razlog tome je zamjena aminokiseline u hemoglobinu drugom sličnom prvoj po fizičko-hemijskim svojstvima. Na primjer, ako je aminokiselina s hidrofilnim svojstvima zamijenjena drugom aminokiselinom, ali sa istim svojstvima.

Hemoglobin se sastoji od željezne porfirinske grupe hema (za nju su vezani molekuli kisika i ugljičnog dioksida) i proteina - globina. Hemoglobin odraslih (HbA) sadrži dva identična - lanci i dva -lanci. Molekul -lanac sadrži 141 aminokiselinski ostatak, - lanac - 146, - I -lanci se razlikuju po mnogim ostacima aminokiselina. Aminokiselinska sekvenca svakog globinskog lanca je kodirana vlastitim genom. Kodiranje gena - lanac se nalazi na kratkom kraku hromozoma 16, -gen - u kratkom kraku hromozoma 11. Promjena kodiranja gena - hemoglobinski lanac prvog ili drugog nukleotida gotovo uvijek dovodi do pojave novih aminokiselina u proteinu, poremećaja funkcije hemoglobina i teških posljedica za pacijenta. Na primjer, zamjena "C" u jednom od CAU tripleta (histidin) sa "U" će dovesti do pojave novog UAU tripleta koji kodira drugu aminokiselinu - tirozin. Fenotipski, to će se manifestirati u ozbiljnoj bolesti.. A slična zamjena na poziciji 63 -lanac polipeptida histidina do tirozina destabilizuje hemoglobin. Razvija se bolest methemoglobinemija. Promjena, kao rezultat mutacije, glutaminske kiseline u valin na 6. poziciji lanac je uzrok teške bolesti - anemije srpastih ćelija. Hajde da ne nastavljamo tužnu listu. Napominjemo samo da prilikom zamjene prva dva nukleotida aminokiselina može izgledati slično fizičko-hemijskim svojstvima prethodnoj. Dakle, zamjena 2. nukleotida u jednom od tripleta koji kodiraju glutaminsku kiselinu (GAA) u -lanac na “Y” dovodi do pojave novog tripleta (GUA) koji kodira valin, a zamjena prvog nukleotida sa “A” formira AAA triplet koji kodira aminokiselinu lizin. Glutaminska kiselina i lizin su slični po fizičko-hemijskim svojstvima - obje su hidrofilne. Valin je hidrofobna aminokiselina. Dakle, zamjena hidrofilne glutaminske kiseline hidrofobnim valinom značajno mijenja svojstva hemoglobina, što u konačnici dovodi do razvoja anemije srpastih stanica, dok zamjena hidrofilne glutaminske kiseline hidrofilnim lizinom u manjoj mjeri mijenja funkciju hemoglobina – pacijenti razviti blagi oblik anemije. Kao rezultat zamjene treće baze, novi triplet može kodirati iste aminokiseline kao i prethodni. Na primjer, ako je uracil zamijenjen citozinom u CAC tripletu i nastao CAC triplet, tada se praktički neće otkriti nikakve fenotipske promjene kod osobe. To je razumljivo, jer Oba tripleta kodiraju istu aminokiselinu, histidin.

U zaključku, prikladno je naglasiti da su degeneracija genetskog koda i degeneracija treće baze sa opšte biološke pozicije zaštitni mehanizmi koji su ugrađeni u evoluciju u jedinstvenu strukturu DNK i RNK.

in. Nedvosmislenost.

Svaki triplet (osim besmislenih) kodira samo jednu aminokiselinu. Dakle, u pravcu kodon – aminokiselina, genetski kod je nedvosmislen, u pravcu aminokiselina – kodon – dvosmislen (degenerisan).

nedvosmisleno

kodon aminokiselina

degenerisati

I u ovom slučaju, potreba za nedvosmislenošću u genetskom kodu je očigledna. U drugoj varijanti, tokom translacije istog kodona, različite aminokiseline bi se ubacile u proteinski lanac i kao rezultat bi se formirali proteini sa različitim primarnim strukturama i različitim funkcijama. Metabolizam ćelije bi se prebacio na način rada "jedan gen - nekoliko polipeptida". Jasno je da bi u takvoj situaciji regulatorna funkcija gena bila potpuno izgubljena.

g. Polaritet

Čitanje informacija iz DNK i iz mRNA događa se samo u jednom smjeru. Polaritet je bitan za definisanje struktura višeg reda (sekundarne, tercijarne, itd.). Ranije smo govorili o tome da strukture nižeg reda određuju strukture višeg reda. Tercijarna struktura i strukture višeg reda u proteinima formiraju se odmah čim se sintetizirani lanac RNK udalji od molekule DNK ili se polipeptidni lanac udalji od ribozoma. Dok slobodni kraj RNK ili polipeptida dobija tercijarnu strukturu, drugi kraj lanca i dalje nastavlja da se sintetiše na DNK (ako je RNK transkribovana) ili ribosomu (ako je polipeptid transkribovan).

Stoga je jednosmjerni proces čitanja informacija (u sintezi RNK i proteina) bitan ne samo za određivanje redoslijeda nukleotida ili aminokiselina u sintetiziranoj supstanci, već i za kruto određivanje sekundarnih, tercijarnih itd. strukture.

e. Nepreklapanje.

Kod se može, ali i ne mora preklapati. Kod većine organizama kod se ne preklapa. Kod nekih faga je pronađen kod koji se preklapa.

Suština koda koji se ne preklapa je da nukleotid jednog kodona ne može biti nukleotid drugog kodona u isto vrijeme. Ako bi se kod preklapao, tada bi sekvenca od sedam nukleotida (GCUGCUG) mogla kodirati ne dvije aminokiseline (alanin-alanin) (slika 33, A) kao u slučaju koda koji se ne preklapa, već tri (ako je jedan nukleotid je uobičajeno) (slika 33, B) ili pet (ako su dva nukleotida zajednička) (vidi sliku 33, C). U posljednja dva slučaja, mutacija bilo kojeg nukleotida bi dovela do kršenja u nizu dva, tri, itd. amino kiseline.

Međutim, otkriveno je da mutacija jednog nukleotida uvijek poremeti uključivanje jedne aminokiseline u polipeptid. Ovo je značajan argument u prilog činjenici da se kod ne preklapa.

Objasnimo ovo na slici 34. Podebljane linije prikazuju triplete koji kodiraju aminokiseline u slučaju kodova koji se ne preklapaju i koji se preklapaju. Eksperimenti su nedvosmisleno pokazali da se genetski kod ne preklapa. Ne ulazeći u detalje eksperimenta, napominjemo da ako zamijenimo treći nukleotid u nukleotidnoj sekvenci (vidi sliku 34)At (označeno zvjezdicom) na neki drugi tada:

1. Sa kodom koji se ne preklapa, protein kontroliran ovom sekvencom bi imao zamjenu za jednu (prvu) aminokiselinu (označenu zvjezdicom).

2. Sa preklapajućim kodom u opciji A, došlo bi do zamjene u dvije (prve i druge) aminokiseline (označene zvjezdicama). Pod opcijom B, zamjena bi utjecala na tri aminokiseline (označene zvjezdicama).

Međutim, brojni eksperimenti su pokazali da kada se jedan nukleotid u DNK razbije, protein uvijek utiče na samo jednu aminokiselinu, što je tipično za kod koji se ne preklapa.

GCUGCUG GCUGCUG GCUGCUG

HCC HCC HCC UHC CUG HCC CUG UGC HCU CUG

*** *** *** *** *** ***

Alanin - Alanin Ala - Cys - Lei Ala - Lei - Lei - Ala - Lei

A B C

nepreklapajući kod preklapajući kod

Rice. 34. Šema koja objašnjava prisustvo ne-preklapajućeg koda u genomu (objašnjenje u tekstu).

Nepreklapanje genetskog koda povezano je sa drugim svojstvom - čitanje informacija počinje od određene tačke - signala inicijacije. Takav inicijacijski signal u mRNA je kodon koji kodira AUG metionin.

Treba napomenuti da osoba još uvijek ima mali broj gena koji odstupaju od općeg pravila i preklapaju se.

e. Kompaktnost.

Između kodona nema znakova interpunkcije. Drugim riječima, trojke nisu odvojene jedna od druge, na primjer, jednim besmislenim nukleotidom. Eksperimentima je dokazano odsustvo "interpunkcijskih znakova" u genetskom kodu.

dobro. Svestranost.

Šifra je ista za sve organizme koji žive na Zemlji. Direktan dokaz univerzalnosti genetskog koda dobijen je poređenjem sekvenci DNK sa odgovarajućim sekvencama proteina. Pokazalo se da se isti skupovi vrijednosti koda koriste u svim bakterijskim i eukariotskim genomima. Ima izuzetaka, ali ne mnogo.

Prvi izuzeci od univerzalnosti genetskog koda pronađeni su u mitohondrijima nekih životinjskih vrsta. Ovo se odnosilo na terminator kodon UGA, koji je čitao isto kao i UGG kodon koji kodira aminokiselinu triptofan. Pronađena su i druga rjeđa odstupanja od univerzalnosti.

MZ. Genetski kod je sistem za beleženje naslednih informacija u molekulima nukleinske kiseline, zasnovan na određenoj alternaciji nukleotidnih sekvenci u DNK ili RNK koje formiraju kodone,

odgovara aminokiselinama u proteinu.Genetski kod ima nekoliko svojstava.

DNK i RNA nukleotidi Purini: adenin, gvanin Pirimidin: citozin, timin (uracil)	kodon- triplet nukleotida koji kodira određenu aminokiselinu.
tab. 1. Aminokiseline koje se obično nalaze u proteinima
Ime	Skraćenica
1. Alanin	Ala
2. Arginin	Arg
3. Asparagin	Asn
4. Asparaginska kiselina	asp
5. Cistein	Cys
6. Glutaminska kiselina	Glu
7. Glutamin	Gln
8. Glicin	gly
9. Histidin	Njegovo
10. Izoleucin	ile
11. Leucin	Leu
12. Lizin	Lys
13. Metionin	Met
14. Fenilalanin	Phe
15. Proline	Pro
16. Serija	Ser
17. Treonin	Thr
18. Triptofan	trp
19. Tirozin	Tyr
20. Valine	Val

Genetski kod, koji se još naziva i kodom aminokiselina, je sistem za snimanje informacija o sekvenci aminokiselina u proteinu koristeći sekvencu nukleotidnih ostataka u DNK koji sadrže jednu od 4 azotne baze: adenin (A), gvanin (G), citozin (C) i timin (T). Međutim, budući da dvolančana spirala DNK nije direktno uključena u sintezu proteina koji je kodiran jednim od ovih lanaca (tj. RNA), kod je napisan na jeziku RNK, u kojem je uracil (U) je uključen umjesto timina. Iz istog razloga, uobičajeno je reći da je kod niz nukleotida, a ne parova baza.

Genetski kod je predstavljen određenim kodnim riječima - kodonima.

Prvu kodnu riječ dešifrovali su Nirenberg i Mattei 1961. godine. Dobili su ekstrakt iz E. coli koji sadrži ribozome i druge faktore neophodne za sintezu proteina. Rezultat je bio sistem za sintezu proteina bez ćelija, koji bi mogao sastaviti protein od aminokiselina ako se u medijum doda potrebna mRNA. Dodavanjem sintetičke RNK, koja se sastoji samo od uracila, u mediju, otkrili su da je nastao protein koji se sastoji samo od fenilalanina (polifenilalanin). Tako je otkriveno da triplet UUU nukleotida (kodon) odgovara fenilalaninu. U narednih 5-6 godina određivani su svi kodoni genetskog koda.

Genetski kod je svojevrsni rečnik koji prevodi tekst napisan sa četiri nukleotida u proteinski tekst napisan sa 20 aminokiselina. Ostale aminokiseline koje se nalaze u proteinu su modifikacije jedne od 20 aminokiselina.

Osobine genetskog koda

Genetski kod ima sljedeća svojstva.

Trojstvo Svaka aminokiselina odgovara trojki nukleotida. Lako je izračunati da postoji 4 3 = 64 kodona. Od toga je 61 semantičko, a 3 besmisleno (završni, stop kodoni).
Kontinuitet(bez znakova za razdvajanje između nukleotida) - bez intragenskih znakova interpunkcije;
Unutar gena, svaki nukleotid je dio značajnog kodona. Godine 1961 Seymour Benzer i Francis Crick eksperimentalno su dokazali triplet kod i njegov kontinuitet (kompaktnost) [prikaži]

Suština eksperimenta: "+" mutacija - umetanje jednog nukleotida. "-" mutacija - gubitak jednog nukleotida.
Jedna mutacija ("+" ili "-") na početku gena ili dvostruka mutacija ("+" ili "-") kvari cijeli gen.
Trostruka mutacija ("+" ili "-") na početku gena kvari samo dio gena.
Četvorostruka mutacija "+" ili "-" opet kvari cijeli gen.
Eksperiment je izveden na dva susedna gena faga i to je pokazao
1. kod je triplet i unutar gena nema znakova interpunkcije
2. postoje znakovi interpunkcije između gena
Prisustvo intergenskih znakova interpunkcije- prisustvo među tripletima inicirajućih kodona (oni počinju biosintezu proteina), kodona - terminatora (označuju kraj biosinteze proteina);
Konvencionalno, kodon AUG također pripada znacima interpunkcije - prvi nakon vodeće sekvence. Obavlja funkciju velikog slova. U ovoj poziciji kodira formilmetionin (kod prokariota).
Na kraju svakog gena koji kodira polipeptid, nalazi se najmanje jedan od 3 terminacija kodona, ili stop signala: UAA, UAG, UGA. Prekidaju emitovanje.
Kolinearnost- korespondencija linearne sekvence kodona mRNA i aminokiselina u proteinu.
Specifičnost- svaka aminokiselina odgovara samo određenim kodonima koji se ne mogu koristiti za drugu aminokiselinu.
Jednosmjerno- kodoni se čitaju u jednom smjeru - od prvog do sljedećeg nukleotida
Degeneracija ili redundantnost, - nekoliko tripleta može kodirati jednu aminokiselinu (aminokiseline - 20, mogući tripleti - 64, 61 od njih su semantički, tj. u prosjeku svaka aminokiselina odgovara oko 3 kodona); izuzetak su metionin (Met) i triptofan (Trp).
Razlog degeneracije koda je taj što glavno semantičko opterećenje nose prva dva nukleotida u tripletu, a treći nije toliko bitan. Odavde pravilo degeneracije koda : ako dva kodona imaju dva identična prva nukleotida, a njihovi treći nukleotidi pripadaju istoj klasi (purin ili pirimidin), onda kodiraju istu aminokiselinu.
Međutim, postoje dva izuzetka od ovog idealnog pravila. To su AUA kodon, koji ne bi trebao odgovarati izoleucinu, već metioninu, i UGA kodon, koji je terminator, dok bi trebao odgovarati triptofanu. Degeneracija koda očito ima adaptivnu vrijednost.
Svestranost- sva svojstva genetskog koda navedena iznad su karakteristična za sve žive organizme.
kodon Univerzalni kod Mitohondrijski kodovi
Kičmenjaci Beskičmenjaci kvasac Biljke
UGA STOP trp trp trp STOP
AUA ile Met Met Met ile
CUA Leu Leu Leu Thr Leu
AGA Arg STOP Ser Arg Arg
AGG Arg STOP Ser Arg Arg
Nedavno je princip univerzalnosti koda poljuljan u vezi s Berelovim otkrićem 1979. idealnog koda ljudskih mitohondrija, u kojem je ispunjeno pravilo degeneracije koda. U mitohondrijskom kodu, UGA kodon odgovara triptofanu, a AUA metioninu, kako to zahtijeva pravilo degeneracije koda.
Možda su na početku evolucije svi najjednostavniji organizmi imali isti kod kao i mitohondrije, a zatim je pretrpio neznatna odstupanja.
nepreklapanje- svaki od tripleta genetskog teksta je nezavisan jedan od drugog, jedan nukleotid je deo samo jednog tripleta; Na sl. pokazuje razliku između koda koji se preklapa i koji se ne preklapa.
Godine 1976 DNK faga φX174 je sekvencionirana. Ima jednolančanu kružnu DNK od 5375 nukleotida. Poznato je da fag kodira 9 proteina. Za njih 6 identifikovani su geni koji se nalaze jedan za drugim.
Ispostavilo se da postoji preklapanje. Gen E je u potpunosti unutar gena D. Njegov startni kodon se pojavljuje kao rezultat jednog nukleotidnog pomaka u očitavanju. Gen J počinje tamo gdje završava gen D. Početni kodon gena J se preklapa sa stop kodonom D gena pomakom od dva nukleotida. Dizajn se naziva "pomak okvira čitanja" pomoću broja nukleotida koji nije višekratnik tri. Do danas je preklapanje pokazano samo za nekoliko faga.
Otpornost na buku- omjer broja konzervativnih zamjena prema broju radikalnih zamjena.
Mutacije nukleotidnih supstitucija koje ne dovode do promjene klase kodirane aminokiseline nazivaju se konzervativne. Mutacije nukleotidnih supstitucija koje dovode do promjene klase kodirane aminokiseline nazivaju se radikalne.
Budući da ista aminokiselina može biti kodirana različitim tripletima, neke zamjene u tripletima ne dovode do promjene kodirane aminokiseline (na primjer, UUU -> UUC ostavlja fenilalanin). Neke zamjene mijenjaju aminokiselinu u drugu iz iste klase (nepolarne, polarne, bazične, kisele), druge zamjene također mijenjaju klasu aminokiseline.
U svakom tripletu može se napraviti 9 pojedinačnih supstitucija, tj. možete odabrati koji od položaja želite promijeniti - na tri načina (1. ili 2. ili 3.), a odabrano slovo (nukleotid) se može promijeniti u 4-1 \u003d 3 druga slova (nukleotida). Ukupan broj mogućih supstitucija nukleotida je 61 sa 9 = 549.
Direktnim proračunom prema tabeli genetskog koda može se uvjeriti da od ovih: 23 nukleotidne supstitucije dovode do pojave kodona - terminatora translacije. 134 zamjene ne mijenjaju kodiranu aminokiselinu. 230 supstitucija ne mijenja klasu kodirane aminokiseline. 162 zamjene dovode do promjene klase aminokiselina, tj. su radikalni. Od 183 supstitucije 3. nukleotida, 7 dovodi do pojave terminatora translacije, a 176 su konzervativne. Od 183 supstitucije 1. nukleotida, 9 dovodi do pojave terminatora, 114 je konzervativnih, a 60 radikalnih. Od 183 supstitucije 2. nukleotida, 7 dovodi do pojave terminatora, 74 su konzervativne, a 102 su radikalne.

Ministarstvo prosvjete i nauke Ruska Federacija Federalna agencija za obrazovanje

Državna obrazovna ustanova visokog stručnog obrazovanja "Altajski državni tehnički univerzitet po imenu I.I. Polzunov"

Odjeljenje za prirodne nauke i sistemsku analizu

Esej na temu "Genetski kod"

1. Koncept genetskog koda

3. Genetske informacije

Bibliografija

1. Koncept genetskog koda

Genetski kod je jedinstven sistem za snimanje nasljednih informacija u molekulima nukleinske kiseline u obliku niza nukleotida, karakterističnih za žive organizme. Svaki nukleotid je označen velikim slovom, koje počinje naziv azotne baze koja je njegov dio: - A (A) adenin; - G (G) gvanin; - C (C) citozin; - T (T) timin (u DNK) ili U (U) uracil (u mRNA).

Implementacija genetskog koda u ćeliji odvija se u dvije faze: transkripcija i translacija.

Prvi od njih se dešava u jezgru; sastoji se u sintezi i-RNA molekula na odgovarajućim dijelovima DNK. U ovom slučaju, sekvenca nukleotida DNK se "prepisuje" u RNA nukleotidnu sekvencu. Druga faza se odvija u citoplazmi, na ribosomima; u ovom slučaju, nukleotidna sekvenca i-RNA se prevodi u sekvencu aminokiselina u proteinu: ova faza se odvija uz učešće transferne RNK (t-RNA) i odgovarajućih enzima.

2. Osobine genetskog koda

1. Trojstvo

Svaka aminokiselina je kodirana nizom od 3 nukleotida.

Triplet ili kodon je sekvenca od tri nukleotida koja kodira jednu aminokiselinu.

Kod ne može biti monoplet, jer je 4 (broj različitih nukleotida u DNK) manji od 20. Kod se ne može duplirati, jer 16 (broj kombinacija i permutacija 4 nukleotida za 2) je manji od 20. Kod može biti trostruk, jer 64 (broj kombinacija i permutacija od 4 do 3) je veći od 20.

2. Degeneracija.

Sve aminokiseline, sa izuzetkom metionina i triptofana, kodirane su sa više od jednog tripleta: 2 aminokiseline 1 triplet svaka = 2 9 aminokiselina po 2 tripleta = 18 1 aminokiselina 3 tripleta = 3 5 aminokiselina 4 tripleta svaka = 20 3 aminokiseline po 6 tripleta = 18 Ukupno 61 triplet kodova za 20 aminokiselina.

3. Prisustvo intergenskih znakova interpunkcije.

Gen je dio DNK koji kodira jedan polipeptidni lanac ili jedan molekul tRNA, rRNA ili sRNA.

Geni tRNA, rRNA i sRNA ne kodiraju proteine.

Na kraju svakog gena koji kodira polipeptid, nalazi se najmanje jedan od 3 terminacija kodona, ili stop signala: UAA, UAG, UGA. Prekidaju emitovanje.

Konvencionalno, kodon AUG također pripada znacima interpunkcije - prvi nakon vodeće sekvence. Obavlja funkciju velikog slova. U ovoj poziciji kodira formilmetionin (kod prokariota).

4. Jedinstvenost.

Svaki triplet kodira samo jednu aminokiselinu ili je terminator translacije.

Izuzetak je kodon AUG. Kod prokariota, na prvoj poziciji (veliko slovo) kodira formilmetionin, a na bilo kojoj drugoj poziciji kodira metionin.

5. Kompaktnost, odnosno odsustvo intragenskih znakova interpunkcije.

Unutar gena, svaki nukleotid je dio značajnog kodona.

Godine 1961 Seymour Benzer i Francis Crick su eksperimentalno dokazali da je kod trostruki i kompaktan.

Suština eksperimenta: "+" mutacija - umetanje jednog nukleotida. "-" mutacija - gubitak jednog nukleotida. Jedna mutacija "+" ili "-" na početku gena kvari cijeli gen. Dvostruka mutacija "+" ili "-" također kvari cijeli gen. Trostruka mutacija "+" ili "-" na početku gena kvari samo dio gena. Četvorostruka mutacija "+" ili "-" opet kvari cijeli gen.

Eksperiment dokazuje da je kod trostruki i da unutar gena nema znakova interpunkcije. Eksperiment je izveden na dva susedna gena faga i pokazao je, pored toga, prisustvo znakova interpunkcije između gena.

3. Genetske informacije

Genetička informacija je program svojstava organizma, dobijen od predaka i ugrađen u nasljedne strukture u obliku genetskog koda.

Pretpostavlja se da se formiranje genetičke informacije odvijalo prema shemi: geohemijski procesi - formiranje minerala - evolucijska kataliza (autokataliza).

Moguće je da su prvi primitivni geni bili mikrokristalni kristali gline, a svaki novi sloj gline se postavlja u skladu sa strukturnim karakteristikama prethodnog, kao da od njega prima informacije o strukturi.

Realizacija genetičke informacije odvija se u procesu sinteze proteinskih molekula uz pomoć tri RNK: informacione (mRNA), transportne (tRNA) i ribosomalne (rRNA). Proces prenosa informacija ide: - kroz kanal direktne komunikacije: DNK - RNK - protein; i - putem povratnog kanala: okolina - protein - DNK.

Živi organizmi su u stanju da primaju, pohranjuju i prenose informacije. Štaviše, živi organizmi teže da što efikasnije koriste primljene informacije o sebi i svetu oko sebe. Nasljedne informacije ugrađene u gene i neophodne živom organizmu za postojanje, razvoj i reprodukciju prenose se sa svakog pojedinca na njegove potomke. Ove informacije određuju smjer razvoja organizma, a u procesu njegove interakcije s okolinom, reakcija na njegovu jedinku može biti iskrivljena, čime se osigurava evolucija razvoja potomaka. U procesu evolucije živog organizma nastaju i pamte nove informacije, uključujući i vrijednost informacija za njih.

U toku implementacije naslednih informacija u određenim uslovima sredine formira se fenotip organizama date biološke vrste.

Genetske informacije određuju morfološku strukturu, rast, razvoj, metabolizam, mentalni sklad, predispoziciju za bolesti i genetske defekte organizma.

Mnogi znanstvenici, s pravom ističući ulogu informacija u formiranju i evoluciji živih bića, zabilježili su ovu okolnost kao jedan od glavnih kriterija života. Dakle, V.I. Karagodin smatra: „Živo je takav oblik postojanja informacija i njome kodiranih struktura, koji osigurava reprodukciju ovih informacija u odgovarajućim ambijentalnim uslovima“. Povezanost informacija sa životom bilježi i A.A. Ljapunov: "Život je visoko uređeno stanje materije koje koristi informacije kodirane stanjima pojedinačnih molekula za razvoj trajnih reakcija." Naš poznati astrofizičar N.S. Kardašev takođe naglašava informacionu komponentu života: „Život nastaje zbog mogućnosti sintetizacije posebne vrste molekula sposobnih da upamte i isprva koriste najjednostavnije informacije o okruženje i vlastitu strukturu koju koriste za samoodržanje, za reprodukciju i, što je za nas posebno važno, za dobijanje još više informacija.“ Ekolog S.S. Četverikov o populacionoj genetici, u kojoj se pokazalo da ne individualne osobine i jedinke su podvrgnuti selekciji, ali genotip cijele populacije, ali se ona provodi kroz fenotipske osobine pojedinih jedinki.To dovodi do širenja korisnih promjena u cjelokupnoj populaciji.Tako se mehanizam evolucije ostvaruje kao kroz slučajne mutacije na genetskom nivou, te kroz nasljeđivanje najvrednijih osobina (vrijednost informacija!), koje određuju prilagođavanje mutacijskih osobina na okolinu, dajući najviđenije potomstvo.

Sezonske klimatske promjene, razne prirodne katastrofe ili katastrofe izazvane čovjekom, s jedne strane, dovode do promjene učestalosti ponavljanja gena u populacijama i kao rezultat toga do smanjenja nasljedne varijabilnosti. Ovaj proces se ponekad naziva genetski drift. A s druge strane, do promjena u koncentraciji raznih mutacija i smanjenja raznolikosti genotipova sadržanih u populaciji, što može dovesti do promjena u smjeru i intenzitetu selekcijskog djelovanja.

4. Dešifriranje ljudskog genetskog koda

U maju 2006, naučnici koji rade na dešifrovanju ljudskog genoma objavili su kompletnu genetsku mapu hromozoma 1, koji je bio poslednji nepotpuno sekvencionirani ljudski hromozom.

Preliminarna ljudska genetska mapa objavljena je 2003. godine, označavajući formalni završetak projekta Ljudski genom. U njegovom okviru sekvencirani su fragmenti genoma koji sadrže 99% ljudskih gena. Preciznost identifikacije gena bila je 99,99%. Međutim, na kraju projekta, samo četiri od 24 hromozoma bila su u potpunosti sekvencionirana. Činjenica je da osim gena, hromozomi sadrže fragmente koji ne kodiraju nikakve osobine i nisu uključeni u sintezu proteina. Uloga koju ovi fragmenti igraju u životu organizma još uvijek je nepoznata, ali je sve više istraživača sklono vjerovanju da njihovo proučavanje zahtijeva najveću pažnju.

Nasljedne informacije su informacije o strukturi proteina (informacije o koje aminokiseline kojim redom kombinuju se tokom sinteze primarne strukture proteina).

Informacije o strukturi proteina su kodirane u DNK, koja je kod eukariota dio hromozoma i nalazi se u jezgru. Dio DNK (hromozoma) koji kodira informacije o jednom proteinu naziva se gen.

Transkripcija- ovo je prepisivanje informacija iz DNK u mRNA (messenger RNA). mRNA prenosi informacije od jezgra do citoplazme, do mjesta sinteze proteina (do ribosoma).

Broadcast je proces biosinteze proteina. Unutar ribozoma, tRNA antikodoni su vezani za mRNA kodone prema principu komplementarnosti. Ribosom povezuje aminokiseline koje donosi tRNA sa peptidnom vezom kako bi se formirao protein.

Reakcije transkripcije, translacije i replikacije (udvostručavanje DNK) su reakcije matrična sinteza. DNK služi kao šablon za sintezu mRNA, mRNA služi kao šablon za sintezu proteina.

Genetski kod je način na koji se informacije o strukturi proteina bilježe u DNK.

Genecode Properties

1) Trojstvo: jedna aminokiselina je kodirana sa tri nukleotida. Ova 3 nukleotida u DNK nazivaju se triplet, u mRNK - kodon, u tRNK - antikodon (ali na ispitu može biti "triplet koda" itd.)

2) Redundantnost(degeneracija): postoji samo 20 aminokiselina, a postoji 61 triplet koji kodira aminokiseline, tako da je svaka aminokiselina kodirana sa nekoliko tripleta.

3) Nedvosmislenost: svaki triplet (kodon) kodira samo jednu aminokiselinu.

4) Svestranost: genetski kod je isti za sve žive organizme na Zemlji.

Zadaci

Zadaci za broj nukleotida/aminokiselina
3 nukleotida = 1 triplet = 1 aminokiselina = 1 tRNA

Zadaci u ATHC-u
DNK mRNA tRNA
A U A
T A U
G C G
C G C

Odaberite onu najviše ispravna opcija. mRNA je kopija
1) jedan gen ili grupa gena
2) lanci proteinskog molekula
3) jedan proteinski molekul
4) dijelovi plazma membrane

Odgovori

Odaberite jednu, najispravniju opciju. Primarna struktura proteinske molekule, data sekvencom mRNA nukleotida, formira se u procesu
1) emisije
2) transkripcije
3) reduplikacija
4) denaturacija

Odgovori

Odaberite jednu, najispravniju opciju. Koja sekvenca ispravno odražava način realizacije genetske informacije
1) gen --> mRNA --> protein --> osobina
2) osobina --> protein --> mRNA --> gen --> DNK
3) mRNA --> gen --> protein --> osobina
4) gen --> DNK --> osobina --> protein

Odgovori

Odaberite jednu, najispravniju opciju. Odaberite ispravan slijed prijenosa informacija u procesu sinteze proteina u ćeliji
1) DNK -> glasnička RNK -> protein
2) DNK -> transfer RNA -> protein
3) ribosomalna RNK -> transferna RNK -> protein
4) ribosomalna RNK -> DNK -> transferna RNK -> protein

Odgovori

Odaberite jednu, najispravniju opciju. Ista aminokiselina odgovara CAA antikodonu na transfer RNK i tripletu na DNK
1) ACV
2) TSUU
3) GTT
4) GAA

Odgovori

Odaberite jednu, najispravniju opciju. AAU antikodon na transfer RNK odgovara tripletu na DNK
1) TTA
2) AAT
3) AAA
4) TTT

Odgovori

Odaberite jednu, najispravniju opciju. Svaka amino kiselina u ćeliji je kodirana
1) jedan molekul DNK
2) nekoliko trojki
3) više gena
4) jedan nukleotid

Odgovori

Odaberite jednu, najispravniju opciju. Funkcionalna jedinica genetskog koda
1) nukleotid
2) trojka
3) aminokiselina
4) tRNA

Odgovori

Odaberite tri opcije. Kao rezultat reakcija matričnog tipa, sintetiziraju se molekuli
1) polisaharidi
2) DNK
3) monosaharidi
4) mRNA
5) lipidi
6) vjeverica

Odgovori

1. Odrediti slijed procesa koji osiguravaju biosintezu proteina. Zapišite odgovarajući niz brojeva.
1) stvaranje peptidnih veza između aminokiselina
2) vezivanje tRNA antikodona za komplementarni kodon mRNA
3) sinteza mRNA molekula na DNK
4) kretanje mRNA u citoplazmi i njena lokacija na ribosomu
5) dostava aminokiselina u ribozom pomoću tRNA

Odgovori

2. Uspostaviti redoslijed procesa biosinteze proteina u ćeliji. Zapišite odgovarajući niz brojeva.
1) formiranje peptidne veze između aminokiselina
2) interakcija mRNA kodona i tRNA antikodona
3) oslobađanje tRNA iz ribozoma
4) veza mRNA sa ribozomom
5) oslobađanje mRNA iz jezgra u citoplazmu
6) sinteza mRNA

Odgovori

3. Postavite redoslijed procesa u biosintezi proteina. Zapišite odgovarajući niz brojeva.
1) sinteza mRNA na DNK
2) dostava aminokiselina u ribozom
3) formiranje peptidne veze između aminokiselina
4) vezivanje aminokiseline za tRNA
5) mRNA veza sa dvije podjedinice ribosoma

Odgovori

4. Postavite redoslijed koraka u biosintezi proteina. Zapišite odgovarajući niz brojeva.
1) odvajanje proteinske molekule od ribozoma
2) vezivanje tRNA za startni kodon
3) transkripcija
4) elongacija polipeptidnog lanca
5) oslobađanje mRNA iz jezgra u citoplazmu

Odgovori

5. Postavite ispravan slijed procesa biosinteze proteina. Zapišite odgovarajući niz brojeva.
1) vezivanje amino kiseline za peptid
2) sinteza mRNA na DNK
3) kodonsko prepoznavanje antikodona
4) povezanost mRNA sa ribozomom
5) oslobađanje mRNA u citoplazmu

Odgovori

Odaberite jednu, najispravniju opciju. Koji transfer RNK antikodon odgovara TGA tripletu u molekulu DNK
1) ACU
2) ZUG
3) UGA
4) AHA

Odgovori

Odaberite jednu, najispravniju opciju. Genetski kod je univerzalan jer
1) svaka aminokiselina je kodirana tripletom nukleotida
2) mjesto aminokiseline u proteinskom molekulu određeno je različitim tripletima
3) ista je za sva stvorenja koja žive na Zemlji
4) nekoliko tripleta kodira jednu aminokiselinu

Odgovori

Odaberite jednu, najispravniju opciju. Odjeljak DNK koji sadrži informacije o jednom polipeptidnom lancu naziva se
1) hromozom
2) trojka
3) genom
4) kod

Odgovori

Odaberite jednu, najispravniju opciju. Prevođenje je proces kojim
1) broj lanaca DNK se udvostručuje
2) mRNA se sintetiše na DNK šablonu
3) proteini se sintetiziraju na mRNA šablonu u ribosomu
4) vodonične veze između molekula DNK su prekinute

Odgovori

Odaberite tri opcije. Za razliku od fotosinteze, dolazi do biosinteze proteina
1) u hloroplastima
2) u mitohondrijama
3) u reakcijama plastične izmjene
4) u reakcijama matričnog tipa
5) u lizozomima
6) u leukoplastima

Odgovori

Odaberite jednu, najispravniju opciju. Translaciona matrica je molekul
1) tRNA
2) DNK
3) rRNA
4) mRNA

Odgovori

Sve osim dvije karakteristike u nastavku mogu se koristiti za opisivanje funkcija nukleinskih kiselina u ćeliji. Identifikujte dva znaka koji "ispadaju" sa opšte liste i zapišite brojeve pod kojima su naznačeni u tabeli.
1) sprovesti homeostazu
2) prenijeti nasljednu informaciju iz jezgra u ribozom
3) učestvuju u biosintezi proteina
4) dio su ćelijske membrane
5) transportne aminokiseline

Odgovori

AMINOKISELINE - KODON mRNA
Koliko kodona mRNA kodira informacije o 20 aminokiselina? U svom odgovoru zapišite samo odgovarajući broj.

Odgovori

AMINOKISELINE - NUKLEOTIDI mRNA
1. Polipeptidni region se sastoji od 28 aminokiselinskih ostataka. Odredite broj nukleotida u mRNA regiji koja sadrži informacije o primarnoj strukturi proteina.

Odgovori

2. Koliko nukleotida sadrži mRNA ako se iz nje sintetizirani protein sastoji od 180 aminokiselinskih ostataka? U svom odgovoru zapišite samo odgovarajući broj.

Odgovori

3. Koliko nukleotida sadrži mRNA ako se iz nje sintetizirani protein sastoji od 250 aminokiselinskih ostataka? U svom odgovoru zapišite samo odgovarajući broj.

Odgovori

4. Protein se sastoji od 220 aminokiselinskih jedinica (ostataka). Postavite broj nukleotida u području molekula mRNA koji kodira ovaj protein. U svom odgovoru zapišite samo odgovarajući broj.

Odgovori

AMINOKISELINE - DNK NUKLEOTIDI
1. Protein se sastoji od 140 aminokiselinskih ostataka. Koliko nukleotida ima u području gena u kojem je kodirana primarna struktura ovog proteina?

Odgovori

2. Protein se sastoji od 180 aminokiselinskih ostataka. Koliko nukleotida ima u genu koji kodira sekvencu aminokiselina u ovom proteinu. U svom odgovoru zapišite samo odgovarajući broj.

Odgovori

3. Fragment molekule DNK kodira 36 aminokiselina. Koliko nukleotida sadrži ovaj DNK fragment? Zapišite tačan broj za svoj odgovor.

Odgovori

4. Polipeptid se sastoji od 20 aminokiselinskih jedinica. Odredite broj nukleotida u genskoj regiji koja kodira ove aminokiseline u polipeptidu. Napišite svoj odgovor kao broj.

Odgovori

5. Koliko nukleotida u regiji gena kodira proteinski fragment od 25 aminokiselinskih ostataka? Zapišite tačan broj za svoj odgovor.

Odgovori

6. Koliko nukleotida u fragmentu lanca DNK šablona kodira 55 aminokiselina u polipeptidnom fragmentu? U svom odgovoru zapišite samo odgovarajući broj.

Odgovori

AMINOKISELINE - tRNA
1. Koliko tRNA je učestvovalo u sintezi proteina, koji uključuje 130 aminokiselina? Upišite tačan broj u svoj odgovor.

Odgovori

2. Fragment proteinske molekule sastoji se od 25 aminokiselina. Koliko je tRNA molekula bilo uključeno u njegovo stvaranje? U svom odgovoru zapišite samo odgovarajući broj.

Odgovori

3. Koliko je transportnih RNA molekula bilo uključeno u translaciju ako genska sekcija sadrži 300 nukleotidnih ostataka? U svom odgovoru zapišite samo odgovarajući broj.

Odgovori

4. Protein se sastoji od 220 aminokiselinskih jedinica (ostataka). Postavite broj tRNA molekula potrebnih za prijenos aminokiselina do mjesta sinteze proteina. U svom odgovoru zapišite samo odgovarajući broj.

Odgovori

AMINOKISELINE - TROJKE
1. Koliko tripleta sadrži fragment molekule DNK koji kodira 36 aminokiselina? Zapišite tačan broj za svoj odgovor.

Odgovori

2. Koliko tripleta kodira 32 aminokiseline? Zapišite tačan broj za svoj odgovor.

Odgovori

NUKLEOTIDI - AMINOKISELINE
1. Koliki je broj aminokiselina kodiranih u genskom dijelu koji sadrži 129 nukleotidnih ostataka?

Odgovori

2. Koliko aminokiselina kodira 900 nukleotida? Zapišite tačan broj za svoj odgovor.

Odgovori

3. Koliki je broj aminokiselina u proteinu ako se njegov kodirajući gen sastoji od 600 nukleotida? Zapišite tačan broj za svoj odgovor.

Odgovori

4. Koliko aminokiselina kodira 1203 nukleotida? Kao odgovor, zapišite samo broj aminokiselina.

Odgovori

5. Koliko je aminokiselina potrebno za sintezu polipeptida ako mRNA koja ga kodira sadrži 108 nukleotida? U svom odgovoru zapišite samo odgovarajući broj.

Odgovori

mRNA NUKLEOTIDI - DNK NUKLEOTIDI
U sintezi proteina učestvuje molekul mRNA, čiji fragment sadrži 33 nukleotidna ostatka. Odredite broj nukleotidnih ostataka u području lanca DNK šablona.

Odgovori

NUKLEOTIDI - tRNA
Koliko je transportnih RNA molekula bilo uključeno u translaciju ako genska sekcija sadrži 930 nukleotidnih ostataka?

Odgovori

TRIPLETI - NUKLEOTIDI mRNA
Koliko nukleotida ima u fragmentu molekule mRNA ako fragment lanca kodiranja DNK sadrži 130 tripleta? U svom odgovoru zapišite samo odgovarajući broj.

Odgovori

tRNA - AMINOKISELINE
Odredite broj aminokiselina u proteinu ako je 150 tRNA molekula bilo uključeno u proces translacije. U svom odgovoru zapišite samo odgovarajući broj.

Odgovori

JEDNOSTAVNO
Koliko nukleotida čini jedan kodon mRNA?

Odgovori

Koliko nukleotida čini jedan stop kodon mRNA?

Odgovori

Koliko nukleotida čini tRNA antikodon?

Odgovori

TEŠKO
Protein ima relativnu molekulsku masu 6000. Odredite broj aminokiselina u molekulu proteina ako je relativna molekulska masa jednog aminokiselinskog ostatka 120. U svom odgovoru zapišite samo odgovarajući broj.

Odgovori

U dva lanca molekula DNK nalazi se 3.000 nukleotida. Informacije o strukturi proteina su kodirane na jednom od lanaca. Izbrojite koliko je aminokiselina kodirano na jednom lancu DNK. Kao odgovor, zapišite samo broj koji odgovara broju aminokiselina.

Odgovori

SET
1. U procesu translacije molekula hormona oksitocina učestvovalo je 9 tRNA molekula. Odredite broj aminokiselina koje čine sintetizirani protein, kao i broj tripleta i nukleotida koje taj protein kodira. Zapišite brojeve redoslijedom navedenim u zadatku, bez razmaka (razmaka, zareza itd.).

Odgovori

2. Deo proteinske molekule sadrži 3 aminokiseline. Koliko mRNA nukleotida, mRNA tripleta i transportnih RNK je bilo potrebno da se sintetiše ovaj region? Zapišite brojeve redoslijedom navedenim u zadatku, bez razmaka (razmaka, zareza itd.).

Odgovori

3. Segment molekula DNK sadrži 10 tripleta. Koliko je aminokiselina kodirano u ovom dijelu? Koliko će nukleotida RNK glasnika biti potrebno i koliko transportnih RNK će biti potrebno da se sintetiše dio proteinskog molekula koji se sastoji od ovih aminokiselina? Zapišite brojeve redoslijedom navedenim u zadatku, bez razmaka (razmaka, zareza itd.).

Odgovori

4. Protein se sastoji od 240 aminokiselina. Postavite broj mRNA i DNK nukleotida koji kodiraju ove aminokiseline i ukupan broj tRNA molekula koji su potrebni za prijenos ovih aminokiselina na mjesto sinteze proteina. Zapišite brojeve redoslijedom navedenim u zadatku, bez razmaka (razmaka, zareza itd.).

Odgovori

Odaberite jednu, najispravniju opciju. Ista aminokiselina odgovara UCA antikodonu na transfer RNK i tripletu u genu na DNK
1) GTA
2) ACA
3) TGT
4) TCA

Odgovori

Odaberite jednu, najispravniju opciju. Sinteza hemoglobina u ćeliji kontroliše određeni segment molekule DNK, tzv.
1) kodon
2) trojka
3) genetski kod
4) genom

Odgovori

U kojoj od sljedećih ćelijskih organela se odvijaju reakcije sinteze matriksa? Identifikujte tri tačne tvrdnje sa opšte liste i zapišite brojeve pod kojima su naznačene.
1) centrioli
2) lizozomi
3) Golgijev aparat
4) ribozomi
5) mitohondrije
6) hloroplasti

Odgovori

Razmotrite sliku koja prikazuje procese koji se dešavaju u ćeliji i naznačite A) naziv procesa, označen slovom A, B) naziv procesa, označen slovom B, C) naziv vrste hemikalije reakcije. Za svako slovo odaberite odgovarajući termin sa ponuđene liste.
1) replikacija
2) transkripcija
3) emitovanje
4) denaturacija
5) egzotermne reakcije
6) reakcije supstitucije
7) reakcije sinteze matrice
8) reakcije cijepanja

Odgovori

Pogledajte sliku i napišite (A) naziv procesa 1, (B) naziv procesa 2, (c) krajnji proizvod procesa 2. Za svako slovo odaberite odgovarajući termin ili koncept sa ponuđene liste.
1) tRNA
2) polipeptid
3) ribosom
4) replikacija
5) emitovanje
6) konjugacija
7) ATP
8) transkripcija

Odgovori

1. Uspostavite korespondenciju između procesa i faza sinteze proteina: 1) transkripcije, 2) translacije. Napiši brojeve 1 i 2 ispravnim redoslijedom.
A) t-RNA prijenos aminokiselina
B) DNK je uključen
C) i-RNA sinteza
D) formiranje polipeptidnog lanca
D) javlja se na ribozomu

Odgovori

2. Uspostavite korespondenciju između karakteristika i procesa: 1) transkripcije, 2) prevođenja. Zapišite brojeve 1 i 2 redoslijedom koji odgovara slovima.
A) Sintetiziraju se tri tipa RNK
B) nastaje uz pomoć ribozoma
C) između monomera se formira peptidna veza
D) kod eukariota se javlja u jezgru
D) DNK se koristi kao šablon
E) koju provodi enzim RNA polimeraza

Odgovori

Uspostaviti korespondenciju između karakteristika i tipova matričnih reakcija: 1) replikacija, 2) transkripcija, 3) translacija. Zapišite brojeve 1-3 redoslijedom koji odgovara slovima.
A) Reakcije se odvijaju na ribosomima.
B) Šablon je RNK.
C) Nastaje biopolimer koji sadrži nukleotide sa timinom.
D) Sintetizovani polimer sadrži deoksiribozu.
D) Sintetizira se polipeptid.
E) Sintetiziraju se molekule RNK.

Odgovori

Sve dolje navedene karakteristike, osim dvije, koriste se za opisivanje procesa prikazanog na slici. Identifikujte dvije karakteristike koje “ispadaju” sa opće liste i zapišite brojeve pod kojima su označene.
1) prema principu komplementarnosti, nukleotidni niz molekula DNK se prevodi u nukleotidni niz molekula različitih tipova RNK
2) proces prevođenja nukleotidne sekvence u sekvencu aminokiselina
3) proces prenosa genetske informacije od jezgra do mesta sinteze proteina
4) proces se odvija u ribosomima
5) rezultat procesa - sinteza RNK

Odgovori

Molekularna težina polipeptida je 30.000 USD. Odredite dužinu gena koji ga kodira ako je molekulska težina jedne aminokiseline u prosjeku 100, a razmak između nukleotida u DNK 0,34 nm. U svom odgovoru zapišite samo odgovarajući broj.

Odgovori

Odaberite dvije od dolje navedenih reakcija koje se odnose na reakcije sinteze matrice. Zapišite brojeve pod kojima su naznačeni.
1) sinteza celuloze
2) ATP sinteza
3) biosinteza proteina
4) oksidacija glukoze
5) Replikacija DNK

Odgovori

Odaberite tri tačna odgovora od šest i zapišite brojeve pod kojima su navedeni u tabeli. Matrične reakcije u ćeliji uključuju
1) Replikacija DNK
2) fotoliza vode
3) Sinteza RNK
4) hemosinteza
5) biosinteza proteina
6) ATP sinteza

Odgovori

Svi donji znakovi, osim dva, mogu se koristiti za opisivanje procesa biosinteze proteina u ćeliji. Identifikujte dva znaka koji "ispadaju" sa opšte liste i zapišite brojeve pod kojima su oni naznačeni u odgovoru.
1) Proces se odvija u prisustvu enzima.
2) Centralnu ulogu u procesu imaju molekule RNK.
3) Proces je praćen sintezom ATP-a.
4) Aminokiseline služe kao monomeri za formiranje molekula.
5) Sastavljanje proteinskih molekula vrši se u lizosomima.

Odgovori

Pronađi tri greške u datom tekstu. Navedite brojeve prijedloga u kojima su dati.(1) Tokom biosinteze proteina, javljaju se reakcije sinteze matriksa. (2) Reakcije matrične sinteze uključuju samo reakcije replikacije i transkripcije. (3) Kao rezultat transkripcije, sintetiše se mRNA, čiji je šablon cijeli molekul DNK. (4) Nakon prolaska kroz pore jezgra, mRNA ulazi u citoplazmu. (5) Messenger RNA je uključena u sintezu tRNA. (6) Transfer RNA osigurava isporuku aminokiselina za sastavljanje proteina. (7) Energija molekula ATP-a se troši na vezu svake od aminokiselina sa tRNA.

Odgovori

Svi osim dva od sljedećih koncepata se koriste za opisivanje prijevoda. Identifikujte dva znaka koji "ispadaju" sa opšte liste i zapišite brojeve pod kojima su oni naznačeni.
1) matrična sinteza
2) mitotičko vreteno
3) polizom
4) peptidna veza
5) više masne kiseline

Odgovori

Sve dolje navedene karakteristike, osim dvije, koriste se za opisivanje procesa potrebnih za sintezu polipeptidnog lanca. Identifikujte dvije karakteristike koje “ispadaju” sa opće liste i zapišite brojeve pod kojima su označene.
1) transkripcija glasničke RNK u jezgru
2) transport aminokiselina iz citoplazme do ribozoma
3) Replikacija DNK
4) stvaranje pirogrožđane kiseline
5) povezivanje aminokiselina

Odgovori

Genetski kod ima nekoliko svojstava.

Trojstvo.

Degeneracija ili redundantnost.

Nedvosmislenost.

Polaritet.

Bez preklapanja.

Kompaktnost.

Svestranost.

Tabela 1.

Messenger RNA kodoni i njihove odgovarajuće aminokiseline

Osnove kodona




	gluposti	gluposti
	gluposti




		Met



		Shaft

kodonAUG (ponekad GUG u bakterijama) ne samo da kodira aminokiselinu metionin i valin, već je takođerpokretač emitovanja .

b. Degeneracija ili redundantnost.

Broj kodona dodijeljenih jednoj aminokiselini dobro korelira sa učestalošću pojavljivanja aminokiseline u proteinima.

in. Nedvosmislenost.

Svaki triplet (osim besmislenih) kodira samo jednu aminokiselinu. Dakle, u pravcu kodon – aminokiselina, genetski kod je nedvosmislen, u pravcu aminokiselina – kodon – dvosmislen (degenerisan).

nedvosmisleno

kodon aminokiselina

degenerisati

g. Polaritet

e. Nepreklapanje.

Kod se može, ali i ne mora preklapati. Kod većine organizama kod se ne preklapa. Kod nekih faga je pronađen kod koji se preklapa.

Međutim, otkriveno je da mutacija jednog nukleotida uvijek poremeti uključivanje jedne aminokiseline u polipeptid. Ovo je značajan argument u prilog činjenici da se kod ne preklapa.

1. Sa kodom koji se ne preklapa, protein kontroliran ovom sekvencom bi imao zamjenu za jednu (prvu) aminokiselinu (označenu zvjezdicom).

Međutim, brojni eksperimenti su pokazali da kada se jedan nukleotid u DNK razbije, protein uvijek utiče na samo jednu aminokiselinu, što je tipično za kod koji se ne preklapa.

GCUGCUG GCUGCUG GCUGCUG

HCC HCC HCC UHC CUG HCC CUG UGC HCU CUG

*** *** *** *** *** ***

Alanin - Alanin Ala - Cys - Lei Ala - Lei - Lei - Ala - Lei

A B C

nepreklapajući kod preklapajući kod

Rice. 34. Šema koja objašnjava prisustvo ne-preklapajućeg koda u genomu (objašnjenje u tekstu).

Treba napomenuti da osoba još uvijek ima mali broj gena koji odstupaju od općeg pravila i preklapaju se.

e. Kompaktnost.

dobro. Svestranost.

MZ. Genetski kod je sistem za beleženje naslednih informacija u molekulima nukleinske kiseline, zasnovan na određenoj alternaciji nukleotidnih sekvenci u DNK ili RNK koje formiraju kodone,

odgovara aminokiselinama u proteinu.Genetski kod ima nekoliko svojstava.

Takođe na temu

Značenje reči pesma u rečniku književnih pojmova Pesma poruka kao žanr

Jednostruki omotač pupčane vrpce

Maria Sklodowska-Curie - fenomen XX vijeka (6 fotografija) Bolest Marie Curie

Kako izgleda beba u 21 sedmici trudnoće?

Kako će ljudi izgledati za hiljadu godina?

kodon	Univerzalni kod	Mitohondrijski kodovi
kodon	Univerzalni kod	Kičmenjaci	Beskičmenjaci	kvasac	Biljke
UGA	STOP	trp	trp	trp	STOP
AUA	ile	Met	Met	Met	ile
CUA	Leu	Leu	Leu	Thr	Leu
AGA	Arg	STOP	Ser	Arg	Arg
AGG	Arg	STOP	Ser	Arg	Arg