გენეტიკური კოდის მნიშვნელობა. რა არის გენეტიკური კოდი: ზოგადი ინფორმაცია

ადრე ხაზგასმით აღვნიშნეთ, რომ ნუკლეოტიდებს აქვთ მნიშვნელოვანი თვისება დედამიწაზე სიცოცხლის ფორმირებისთვის - ხსნარში ერთი პოლინუკლეოტიდური ჯაჭვის არსებობის შემთხვევაში, მეორე (პარალელური) ჯაჭვის ფორმირების პროცესი სპონტანურად ხდება დაკავშირებული ნუკლეოტიდების დამატებითი კავშირის საფუძველზე. . ორივე ჯაჭვში ნუკლეოტიდების ერთნაირი რაოდენობა და მათი ქიმიური აფინურობა შეუცვლელი პირობაა ამ ტიპის რეაქციის განსახორციელებლად. თუმცა, ცილის სინთეზის დროს, როდესაც ინფორმაცია mRNA-დან ცილის სტრუქტურაში შედის, არ შეიძლება საუბარი კომპლემენტარობის პრინციპზე დაკვირვებაზე. ეს გამოწვეულია იმით, რომ mRNA და სინთეზირებულ ცილაში არა მხოლოდ განსხვავებულია მონომერების რაოდენობა, არამედ, რაც განსაკუთრებით მნიშვნელოვანია, მათ შორის არ არსებობს სტრუქტურული მსგავსება (ერთი მხრივ ნუკლეოტიდები, მეორე მხრივ ამინომჟავები. ). ცხადია, რომ ამ შემთხვევაში საჭიროა ახალი პრინციპის შექმნა პოლინუკლეოტიდიდან პოლიპეპტიდის სტრუქტურაში ინფორმაციის ზუსტად გადაყვანისთვის. ევოლუციაში ასეთი პრინციპი შეიქმნა და მისი საფუძველი გენეტიკური კოდი იყო.

გენეტიკური კოდი არის ნუკლეინის მჟავის მოლეკულებში მემკვიდრეობითი ინფორმაციის ჩაწერის სისტემა, რომელიც დაფუძნებულია დნმ-ში ან რნმ-ში ნუკლეოტიდური თანმიმდევრობების გარკვეულ მონაცვლეობაზე, აყალიბებს კოდონებს, რომლებიც შეესაბამება ამინომჟავებს ცილაში.

გენეტიკურ კოდს აქვს რამდენიმე თვისება.

სამმაგი.

დეგენერაცია ან ჭარბი რაოდენობა.

გაურკვევლობა.

პოლარობა.

გადახურვის გარეშე.

კომპაქტურობა.

მრავალმხრივობა.

უნდა აღინიშნოს, რომ ზოგიერთი ავტორი ასევე გვთავაზობს კოდის სხვა თვისებებს, რომლებიც დაკავშირებულია კოდში შემავალი ნუკლეოტიდების ქიმიურ მახასიათებლებთან ან სხეულის ცილებში ცალკეული ამინომჟავების გაჩენის სიხშირესთან და ა.შ. თუმცა, ეს თვისებები გამომდინარეობს ზემოთ ჩამოთვლილთაგან, ამიტომ ჩვენ განვიხილავთ მათ.

ა. სამმაგი. გენეტიკურ კოდს, ისევე როგორც ბევრ კომპლექსურად ორგანიზებულ სისტემას, აქვს უმცირესი სტრუქტურული და უმცირესი ფუნქციური ერთეული. ტრიპლეტი გენეტიკური კოდის ყველაზე პატარა სტრუქტურული ერთეულია. იგი შედგება სამი ნუკლეოტიდისგან. კოდონი არის გენეტიკური კოდის ყველაზე პატარა ფუნქციური ერთეული. როგორც წესი, mRNA-ს სამეულს კოდონებს უწოდებენ. გენეტიკურ კოდში კოდონი ასრულებს რამდენიმე ფუნქციას. პირველ რიგში, მისი მთავარი ფუნქციაა ის, რომ კოდირებს ერთ ამინომჟავას. მეორეც, კოდონი შეიძლება არ იყოს კოდირებული ამინომჟავისთვის, მაგრამ, ამ შემთხვევაში, ის ასრულებს სხვა ფუნქციას (იხ. ქვემოთ). როგორც განმარტებიდან ჩანს, სამეული არის ცნება, რომელიც ახასიათებს ელემენტარული სტრუქტურული ერთეულიგენეტიკური კოდი (სამი ნუკლეოტიდი). კოდონი – ახასიათებს ელემენტარული სემანტიკური ერთეულიგენომი - სამი ნუკლეოტიდი განსაზღვრავს ერთი ამინომჟავის მიმაგრებას პოლიპეპტიდურ ჯაჭვზე.

ელემენტარული სტრუქტურული ერთეული ჯერ თეორიულად იქნა გაშიფრული, შემდეგ კი მისი არსებობა ექსპერიმენტულად დადასტურდა. მართლაც, 20 ამინომჟავა არ შეიძლება იყოს კოდირებული ერთი ან ორი ნუკლეოტიდით, რადგან ეს უკანასკნელი არის მხოლოდ 4. სამი ნუკლეოტიდი ოთხიდან იძლევა 4 3 = 64 ვარიანტს, რაც აღემატება ცოცხალ ორგანიზმებში არსებული ამინომჟავების რაოდენობას (იხ. ცხრილი 1).

ცხრილში წარმოდგენილი 64 ნუკლეოტიდის კომბინაციას აქვს ორი მახასიათებელი. ჯერ ერთი, სამეულის 64 ვარიანტიდან მხოლოდ 61 არის კოდონი და კოდირებს ნებისმიერ ამინომჟავას, მათ ე.წ. გრძნობის კოდონები. სამი სამეული არ არის კოდირებული

ცხრილი 1.

მესინჯერი რნმ-ის კოდონები და შესაბამისი ამინომჟავები

კოდონოვის ფონდი




	Უაზრობა	Უაზრობა
	Უაზრობა




		მეთ



		ლილვი

ამინომჟავები a არის გაჩერების სიგნალები, რომლებიც მიუთითებენ თარგმანის დასრულებაზე. სამი ასეთი სამეულია - UAA, UAG, UGA, მათ ასევე უწოდებენ "უაზრო" (უაზრო კოდონებს). მუტაციის შედეგად, რომელიც დაკავშირებულია ერთი ნუკლეოტიდის სამეულში მეორეთი ჩანაცვლებასთან, უაზრო კოდონი შეიძლება წარმოიშვას გრძნობათა კოდონიდან. ამ ტიპის მუტაციას ე.წ უაზრო მუტაცია. თუ ასეთი გაჩერების სიგნალი წარმოიქმნება გენის შიგნით (მის საინფორმაციო ნაწილში), მაშინ ამ ადგილას ცილის სინთეზის დროს პროცესი მუდმივად შეფერხდება - სინთეზირებული იქნება ცილის მხოლოდ პირველი (გაჩერების სიგნალამდე) ნაწილი. ამ პათოლოგიის მქონე ადამიანი განიცდის ცილის ნაკლებობას და განიცდის ამ დეფიციტთან დაკავშირებულ სიმპტომებს. მაგალითად, ასეთი სახის მუტაცია გამოვლინდა ჰემოგლობინის ბეტა ჯაჭვის მაკოდირებელ გენში. სინთეზირდება შემცირებული არააქტიური ჰემოგლობინის ჯაჭვი, რომელიც სწრაფად ნადგურდება. შედეგად წარმოიქმნება ბეტა ჯაჭვის გარეშე ჰემოგლობინის მოლეკულა. ნათელია, რომ ასეთი მოლეკულა ნაკლებად სავარაუდოა, რომ სრულად შეასრულოს თავისი მოვალეობები. ჩნდება სერიოზული დაავადება, რომელიც ვითარდება ჰემოლიზური ანემიის სახით (ბეტა-ნულოვანი თალასემია, ბერძნული სიტყვიდან "თალასი" - ხმელთაშუა ზღვა, სადაც ეს დაავადება პირველად აღმოაჩინეს).

გაჩერების კოდონების მოქმედების მექანიზმი განსხვავდება გრძნობითი კოდონების მოქმედების მექანიზმისაგან. ეს გამომდინარეობს იქიდან, რომ ამინომჟავების მაკოდირებელი ყველა კოდონისთვის ნაპოვნია შესაბამისი tRNA. უაზრო კოდონებისთვის tRNA არ იქნა ნაპოვნი. შესაბამისად, tRNA არ მონაწილეობს ცილის სინთეზის შეჩერების პროცესში.

კოდონიაუგ (ზოგჯერ GUG ბაქტერიებში) არა მხოლოდ კოდირებს ამინომჟავებს მეთიონინს და ვალინს, არამედმაუწყებლობის ინიციატორი .

ბ. დეგენერაცია ან ჭარბი რაოდენობა.

64 სამეულიდან 61 კოდირებს 20 ამინომჟავას. ამინომჟავების რაოდენობაზე სამმაგი რაოდენობის ეს სამჯერ გადაჭარბება მიუთითებს იმაზე, რომ ინფორმაციის გადაცემისას შეიძლება გამოყენებულ იქნას კოდირების ორი ვარიანტი. ჯერ ერთი, ყველა 64 კოდონი არ შეიძლება იყოს ჩართული 20 ამინომჟავის კოდირებაში, მაგრამ მხოლოდ 20 და, მეორეც, ამინომჟავების კოდირება შესაძლებელია რამდენიმე კოდონით. კვლევამ აჩვენა, რომ ბუნებამ გამოიყენა ეს უკანასკნელი ვარიანტი.

მისი უპირატესობა აშკარაა. თუ 64 ვარიანტის სამეულიდან მხოლოდ 20 იყო ჩართული ამინომჟავების კოდირებაში, მაშინ 44 სამეული (64-დან) დარჩებოდა არაკოდიციურად, ე.ი. უაზრო (უაზრო კოდონები). ადრე ჩვენ აღვნიშნეთ, თუ რამდენად საშიშია უჯრედის სიცოცხლისთვის მუტაციის შედეგად კოდირების სამეულის გადაქცევა უაზრო კოდონად - ეს მნიშვნელოვნად არღვევს რნმ პოლიმერაზას ნორმალურ ფუნქციონირებას, რაც საბოლოოდ იწვევს დაავადებების განვითარებას. ამჟამად ჩვენს გენომში სამი კოდონი სისულელეა, მაგრამ ახლა წარმოიდგინეთ, რა მოხდებოდა, თუ უაზრო კოდონების რაოდენობა დაახლოებით 15-ჯერ გაიზარდა. ცხადია, რომ ასეთ სიტუაციაში ნორმალური კოდონების გადასვლა უაზრო კოდონებზე განუზომლად მაღალი იქნება.

კოდს, რომელშიც ერთი ამინომჟავა დაშიფრულია რამდენიმე სამეულით, ეწოდება დეგენერატი ან ზედმეტი. თითქმის ყველა ამინომჟავას აქვს რამდენიმე კოდონი. ამრიგად, ამინომჟავა ლეიცინი შეიძლება იყოს კოდირებული ექვსი სამეულით - UUA, UUG, TSUU, TsUC, TsUA, TsUG. ვალინი კოდირებულია ოთხი სამეულით, ფენილალანინი - ორი და მხოლოდ ტრიპტოფანი და მეთიონინიდაშიფრულია ერთი კოდონით. თვისებას, რომელიც დაკავშირებულია ერთი და იგივე ინფორმაციის სხვადასხვა სიმბოლოებით ჩაწერასთან, ეწოდება დეგენერაცია.

ერთი ამინომჟავისთვის განკუთვნილი კოდონების რაოდენობა კარგად არის დაკავშირებული ცილებში ამინომჟავის გაჩენის სიხშირესთან.

და ეს, სავარაუდოდ, შემთხვევითი არ არის. რაც უფრო მაღალია ცილაში ამინომჟავის გაჩენის სიხშირე, რაც უფრო ხშირად არის ამ ამინომჟავის კოდონი წარმოდგენილი გენომში, მით უფრო მაღალია მისი დაზიანების ალბათობა მუტაგენური ფაქტორებით. მაშასადამე, ცხადია, რომ მუტაციურ კოდონს აქვს იგივე ამინომჟავის კოდირების უფრო დიდი შანსი, თუ ის ძალიან დეგენერირებულია. ამ თვალსაზრისით, გენეტიკური კოდის გადაგვარება არის მექანიზმი, რომელიც იცავს ადამიანის გენომს დაზიანებისგან.

უნდა აღინიშნოს, რომ ტერმინი დეგენერაცია მოლეკულურ გენეტიკაში სხვა გაგებით გამოიყენება. ამრიგად, კოდონში ინფორმაციის უმეტესი ნაწილი მოდის კოდონის მესამე პოზიციაზე მდებარე ფუძეზე. ამ ფენომენს ეწოდება "მესამე ბაზის გადაგვარება". ეს უკანასკნელი თვისება ამცირებს მუტაციების ეფექტს. მაგალითად, ცნობილია, რომ სისხლის წითელი უჯრედების ძირითადი ფუნქციაა ჟანგბადის გადატანა ფილტვებიდან ქსოვილებში და ნახშირორჟანგის ქსოვილებიდან ფილტვებში. ამ ფუნქციას ასრულებს სასუნთქი პიგმენტი - ჰემოგლობინი, რომელიც ავსებს ერითროციტის მთელ ციტოპლაზმას. იგი შედგება ცილოვანი ნაწილისგან - გლობინისგან, რომელიც კოდირებულია შესაბამისი გენით. ცილის გარდა, ჰემოგლობინის მოლეკულა შეიცავს ჰემს, რომელიც შეიცავს რკინას. გლობინის გენების მუტაციები იწვევს ჰემოგლობინის სხვადასხვა ვარიანტების გაჩენას. ყველაზე ხშირად მუტაციებს უკავშირდება ერთი ნუკლეოტიდის მეორეთი ჩანაცვლება და გენში ახალი კოდონის გამოჩენა, რომელიც შესაძლოა დაშიფროს ახალი ამინომჟავა ჰემოგლობინის პოლიპეპტიდურ ჯაჭვში. სამეულში, მუტაციის შედეგად, შეიძლება შეიცვალოს ნებისმიერი ნუკლეოტიდი - პირველი, მეორე ან მესამე. ცნობილია რამდენიმე ასეული მუტაცია, რომელიც გავლენას ახდენს გლობინის გენების მთლიანობაზე. ახლოს 400 რომელთაგან ასოცირდება ერთი ნუკლეოტიდების ჩანაცვლება გენში და შესაბამისი ამინომჟავის ჩანაცვლება პოლიპეპტიდში. ამათგან მხოლოდ 100 ჩანაცვლება იწვევს ჰემოგლობინის არასტაბილურობას და სხვადასხვა სახის დაავადებებს მსუბუქიდან ძალიან მძიმემდე. 300 (დაახლოებით 64%) შემცვლელი მუტაცია არ მოქმედებს ჰემოგლობინის ფუნქციაზე და არ იწვევს პათოლოგიას. ამის ერთ-ერთი მიზეზი არის ზემოაღნიშნული „მესამე ბაზის გადაგვარება“, როდესაც მესამე ნუკლეოტიდის ჩანაცვლება სამეულში, რომელიც აკოდირებს სერინს, ლეიცინს, პროლინს, არგინინს და სხვა ამინომჟავებს, იწვევს სინონიმური კოდონის წარმოქმნას. იგივე ამინომჟავის კოდირება. ასეთი მუტაცია არ გამოვლინდება ფენოტიპურად. ამის საპირისპიროდ, პირველი ან მეორე ნუკლეოტიდის ნებისმიერი ჩანაცვლება სამეულში 100% შემთხვევაში იწვევს ჰემოგლობინის ახალი ვარიანტის გამოჩენას. მაგრამ ამ შემთხვევაშიც შეიძლება არ იყოს მძიმე ფენოტიპური დარღვევები. ამის მიზეზი არის ჰემოგლობინში ამინომჟავის ჩანაცვლება სხვა ამინომჟავის მსგავსი ფიზიკურ-ქიმიური თვისებებით. მაგალითად, თუ ჰიდროფილური თვისებების მქონე ამინომჟავა შეიცვალა სხვა ამინომჟავით, მაგრამ იგივე თვისებებით.

ჰემოგლობინი შედგება ჰემის რკინის პორფირინის ჯგუფისგან (მას ერთვის ჟანგბადის და ნახშირორჟანგის მოლეკულები) და ცილა - გლობინი. ზრდასრულთა ჰემოგლობინი (HbA) შეიცავს ორ იდენტურ ჰემოგლობინს -ჯაჭვები და ორი - ჯაჭვები. მოლეკულა - ჯაჭვი შეიცავს 141 ამინომჟავის ნარჩენს, -ჯაჭვი - 146, - და - ჯაჭვები განსხვავდება მრავალი ამინომჟავის ნარჩენებში. თითოეული გლობინის ჯაჭვის ამინომჟავების თანმიმდევრობა დაშიფრულია საკუთარი გენით. გენის კოდირება - ჯაჭვი მდებარეობს მე-16 ქრომოსომის მოკლე მკლავში, გენი - მე-11 ქრომოსომის მოკლე მკლავში. ჩანაცვლება გენის დაშიფვრაში -პირველი ან მეორე ნუკლეოტიდის ჰემოგლობინის ჯაჭვი თითქმის ყოველთვის იწვევს ცილაში ახალი ამინომჟავების გაჩენას, ჰემოგლობინის ფუნქციების მოშლას და სერიოზულ შედეგებს პაციენტისთვის. მაგალითად, ერთ-ერთ სამეულში CAU (ჰისტიდინი) ჩანაცვლება გამოიწვევს ახალი ტრიპლეტის UAU-ს გაჩენას, რომელიც აკოდირებს სხვა ამინომჟავას - ტიროზინს. ფენოტიპურად ეს გამოვლინდება მძიმე დაავადებით მსგავსი ჩანაცვლება 63-ე პოზიციაზე -ჰისტიდინის პოლიპეპტიდის ჯაჭვი ტიროზინამდე გამოიწვევს ჰემოგლობინის დესტაბილიზაციას. დაავადება ვითარდება მეტემოგლობინემია. მუტაციის შედეგად გლუტამინის მჟავის შეცვლა ვალინით მე-6 პოზიციაზე -ჯაჭვი არის ყველაზე მძიმე დაავადების - ნამგლისებრუჯრედოვანი ანემიის გამომწვევი. ნუ გავაგრძელებთ სამწუხარო სიას. მხოლოდ აღვნიშნოთ, რომ პირველი ორი ნუკლეოტიდის ჩანაცვლებისას შეიძლება გამოჩნდეს ამინომჟავა ფიზიკური და ქიმიური თვისებებიწინა მსგავსი. ამრიგად, მე-2 ნუკლეოტიდის ჩანაცვლება გლუტამინის მჟავას (GAA) კოდირებულ ერთ-ერთ სამეულში - ჯაჭვი "U"-ით იწვევს ახალი ტრიპლეტის (GUA) გამოჩენას, რომელიც აკოდირებს ვალინს და პირველი ნუკლეოტიდის ჩანაცვლება "A"-ით ქმნის სამეულს AAA, რომელიც აკოდირებს ამინომჟავას ლიზინს. გლუტამინის მჟავა და ლიზინი ფიზიკოქიმიური თვისებებით მსგავსია - ორივე ჰიდროფილურია. ვალინი არის ჰიდროფობიური ამინომჟავა. ამრიგად, ჰიდროფილური გლუტამინის მჟავას ჰიდროფობიური ვალინით ჩანაცვლება მნიშვნელოვნად ცვლის ჰემოგლობინის თვისებებს, რაც საბოლოოდ იწვევს ნამგლისებრუჯრედოვანი ანემიის განვითარებას, ხოლო ჰიდროფილური გლუტამინის მჟავას ჰიდროფილური ლიზინით ჩანაცვლება ჰემოგლობინის ფუნქციას ნაკლებად ცვლის - პაციენტებს უვითარდებათ მსუბუქი ფორმა. ანემიის. მესამე ბაზის ჩანაცვლების შედეგად ახალ სამეულს შეუძლია იგივე ამინომჟავების კოდირება, როგორც წინა. მაგალითად, თუ CAC ტრიპლეტში ურაცილი შეიცვალა ციტოზინით და გამოჩნდა CAC ტრიპლეტი, მაშინ პრაქტიკულად არ გამოვლინდება ფენოტიპური ცვლილებები ადამიანებში. ეს გასაგებია, რადგან ორივე ტრიპლეტი კოდირებს ერთსა და იმავე ამინომჟავას - ჰისტიდინს.

დასასრულს, მიზანშეწონილია ხაზგასმით აღვნიშნოთ, რომ გენეტიკური კოდის გადაგვარება და მესამე ბაზის დეგენერაცია ზოგადი ბიოლოგიური თვალსაზრისით არის დამცავი მექანიზმები, რომლებიც თანდაყოლილია ევოლუციაში დნმ-ისა და რნმ-ის უნიკალურ სტრუქტურაში.

ვ. გაურკვევლობა.

თითოეული ტრიპლეტი (სისულელეების გარდა) მხოლოდ ერთ ამინომჟავას აკოდირებს. ამგვარად, მიმართულებით კოდონი - ამინომჟავა გენეტიკური კოდი ცალსახაა, ამინომჟავა - კოდონის მიმართულებით ის ორაზროვანია (გადაგვარებული).

ცალსახა

ამინომჟავის კოდონი

Დეგენერატი

და ამ შემთხვევაში აშკარაა გენეტიკურ კოდში გაურკვევლობის აუცილებლობა. სხვა ვარიანტში, ერთი და იგივე კოდონის თარგმნისას, სხვადასხვა ამინომჟავები შეიტანება ცილის ჯაჭვში და შედეგად, წარმოიქმნება ცილები სხვადასხვა პირველადი სტრუქტურისა და განსხვავებული ფუნქციების მქონე. უჯრედის მეტაბოლიზმი გადადის "ერთი გენი - რამდენიმე პოლიპეპტიდი" მუშაობის რეჟიმში. გასაგებია, რომ ასეთ სიტუაციაში გენების მარეგულირებელი ფუნქცია მთლიანად დაიკარგება.

გ

ინფორმაციის წაკითხვა დნმ-დან და mRNA-დან მხოლოდ ერთი მიმართულებით ხდება. პოლარობა მნიშვნელოვანია უმაღლესი რიგის სტრუქტურების (მეორადი, მესამეული და ა.შ.) განსაზღვრისათვის. ადრე ვისაუბრეთ იმაზე, თუ როგორ განსაზღვრავენ ქვედა რიგის სტრუქტურები უფრო მაღალი რიგის სტრუქტურებს. ცილებში მესამეული სტრუქტურა და უმაღლესი დონის სტრუქტურები იქმნება როგორც კი სინთეზირებული რნმ-ის ჯაჭვი ტოვებს დნმ-ის მოლეკულას ან პოლიპეპტიდური ჯაჭვი ტოვებს რიბოსომას. სანამ რნმ-ის ან პოლიპეპტიდის თავისუფალი ბოლო იძენს მესამეულ სტრუქტურას, ჯაჭვის მეორე ბოლო აგრძელებს სინთეზს დნმ-ზე (თუ რნმ ტრანსკრიბირებულია) ან რიბოსომაზე (თუ პოლიპეპტიდი ტრანსკრიბირებულია).

ამრიგად, ინფორმაციის წაკითხვის ცალმხრივი პროცესი (რნმ-ისა და ცილის სინთეზის დროს) აუცილებელია არა მხოლოდ სინთეზირებულ ნივთიერებაში ნუკლეოტიდების ან ამინომჟავების თანმიმდევრობის დასადგენად, არამედ მეორადი, მესამეული და ა.შ. სტრუქტურები.

დ. გადახურვის გარეშე.

კოდი შეიძლება იყოს გადახურული ან არა გადახურული. უმეტეს ორგანიზმში კოდი არ იფარება. გადაფარვის კოდი გვხვდება ზოგიერთ ფაგში.

არა გადახურვის კოდის არსი არის ის, რომ ერთი კოდონის ნუკლეოტიდი არ შეიძლება ერთდროულად იყოს მეორე კოდონის ნუკლეოტიდი. თუ კოდი იფარება, მაშინ შვიდი ნუკლეოტიდის თანმიმდევრობა (GCUGCUG) შეიძლება დაშიფროს არა ორი ამინომჟავა (ალანინ-ალანინი) (ნახ. 33, A), როგორც ეს არის არა გადახურვის კოდის შემთხვევაში, არამედ სამი (თუ არსებობს). ერთი საერთო ნუკლეოტიდი) (ნახ. 33, B) ან ხუთი (თუ ორი ნუკლეოტიდი საერთოა) (იხ. სურ. 33, C). ბოლო ორ შემთხვევაში, ნებისმიერი ნუკლეოტიდის მუტაცია გამოიწვევს დარღვევას ორი, სამი და ა.შ. ამინომჟავების.

თუმცა დადგინდა, რომ ერთი ნუკლეოტიდის მუტაცია ყოველთვის არღვევს პოლიპეპტიდში ერთი ამინომჟავის ჩართვას. ეს არის მნიშვნელოვანი არგუმენტი იმისა, რომ კოდი არ არის გადახურული.

მოდით ავხსნათ ეს ნახატზე 34. სქელი ხაზები გვიჩვენებს ამინომჟავების კოდირებულ სამეულს არა გადახურვისა და გადახურვის კოდის შემთხვევაში. ექსპერიმენტებმა ნათლად აჩვენა, რომ გენეტიკური კოდი არ არის გადახურული. ექსპერიმენტის დეტალებში ჩასვლის გარეშე აღვნიშნავთ, რომ თუ თქვენ ჩაანაცვლებთ მესამე ნუკლეოტიდს ნუკლეოტიდების თანმიმდევრობით (იხ. სურ. 34)უ (მონიშნული ვარსკვლავით) სხვა რამეზე:

1. არა გადახურვის კოდით, ამ თანმიმდევრობით კონტროლირებულ ცილას ექნება ერთი (პირველი) ამინომჟავის ჩანაცვლება (მონიშნული ვარსკვლავით).

2. A ვარიანტის გადაფარვის კოდით, ჩანაცვლება მოხდება ორ (პირველ და მეორე) ამინომჟავაში (მონიშნული ვარსკვლავით). B ვარიანტის მიხედვით, ჩანაცვლება გავლენას მოახდენს სამ ამინომჟავაზე (მონიშნული ვარსკვლავით).

თუმცა, მრავალრიცხოვანმა ექსპერიმენტებმა აჩვენა, რომ როდესაც დნმ-ში ერთი ნუკლეოტიდი დარღვეულია, ცილაში შეფერხება ყოველთვის მოქმედებს მხოლოდ ერთ ამინომჟავაზე, რაც დამახასიათებელია არა გადახურვის კოდისთვის.

GZUGZUG GZUGZUG GZUGZUG

GCU GCU GCU UGC GCU GCU GCU UGC GCU GCU GCU

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

ალანინი - ალანინი ალა - ცის - ლეი ალა - ლეი - ლეი - ალა - ლეი

A B C

არა გადახურვის კოდი გადახურვის კოდი

ბრინჯი. 34. დიაგრამა, რომელიც ხსნის გენომში არა გადაფარვის კოდის არსებობას (ახსნა ტექსტში).

გენეტიკური კოდის გადახურვა დაკავშირებულია სხვა თვისებასთან – ინფორმაციის წაკითხვა იწყება გარკვეული წერტილიდან – დაწყების სიგნალიდან. ასეთი დაწყების სიგნალი mRNA-ში არის მეთიონინის AUG კოდიანი.

უნდა აღინიშნოს, რომ ადამიანებს ჯერ კიდევ აქვთ გენების მცირე რაოდენობა, რომლებიც გადახრილია ზოგადი წესიდა გადახურვა.

ე. კომპაქტურობა.

კოდონებს შორის პუნქტუაცია არ არის. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, სამეული არ არის ერთმანეთისგან გამოყოფილი, მაგალითად, ერთი უაზრო ნუკლეოტიდით. გენეტიკურ კოდში „სასვენი ნიშნების“ არარსებობა ექსპერიმენტებით დადასტურდა.

და. მრავალმხრივობა.

კოდი დედამიწაზე მცხოვრები ყველა ორგანიზმისთვის ერთნაირია. გენეტიკური კოდის უნივერსალურობის პირდაპირი მტკიცებულება იქნა მიღებული დნმ-ის თანმიმდევრობების შესაბამის ცილის თანმიმდევრობებთან შედარებით. აღმოჩნდა, რომ ყველა ბაქტერიული და ევკარიოტული გენომი იყენებს კოდის მნიშვნელობების ერთნაირ კომპლექტს. არის გამონაკლისები, მაგრამ არა ბევრი.

გენეტიკური კოდის უნივერსალურობის პირველი გამონაკლისი აღმოაჩინეს ზოგიერთი ცხოველის სახეობის მიტოქონდრიაში. ეს ეხებოდა ტერმინატორის კოდონს UGA, რომელიც იკითხება იგივე კოდონი UGG, რომელიც აკოდირებს ამინომჟავას ტრიპტოფანს. ასევე აღმოჩნდა სხვა უფრო იშვიათი გადახრები უნივერსალურობიდან.

მზ. გენეტიკური კოდი არის ნუკლეინის მჟავის მოლეკულებში მემკვიდრეობითი ინფორმაციის ჩაწერის სისტემა, რომელიც ეფუძნება ნუკლეოტიდის თანმიმდევრობის გარკვეულ მონაცვლეობას დნმ-ში ან რნმ-ში, რომლებიც ქმნიან კოდონებს.

პროტეინის ამინომჟავების შესაბამისი.გენეტიკურ კოდს აქვს რამდენიმე თვისება.

ნუკლეოტიდები დნმ და რნმ პურინები: ადენინი, გუანინი პირიმიდინი: ციტოზინი, თიმინი (ურაცილი)	კოდონი- ნუკლეოტიდების სამეული, რომელიც აკოდირებს სპეციფიკურ ამინომჟავას.
ჩანართი. 1. ამინომჟავები, რომლებიც ჩვეულებრივ გვხვდება ცილებში
სახელი	აბრევიატურა
1. ალანინი	ალა
2. არგინინი	არგ
3. ასპარაგინი	ასნ
4. ასპარტინის მჟავა	ასპ
5. ცისტეინი	Cys
6. გლუტამინის მჟავა	გლუ
7. გლუტამინი	გლნ
8. გლიცინი	გლი
9. ჰისტიდინი	მისი
10. იზოლეუცინი	ილე
11. ლეიცინი	ლეუ
12. ლიზინი	ლის
13. მეთიონინი	შეხვდა
14. ფენილალანინი	ფე
15. პროლინი	პრო
16. სერია	სერ
17. ტრეონინი	თრ
18. ტრიპტოფანი	ტრფ
19. ტიროზინი	ტირ
20. ვალინი	ვალ

გენეტიკური კოდი, რომელსაც ასევე უწოდებენ ამინომჟავის კოდს, არის ცილაში ამინომჟავების თანმიმდევრობის შესახებ ინფორმაციის ჩაწერის სისტემა დნმ-ში ნუკლეოტიდის ნარჩენების თანმიმდევრობის გამოყენებით, რომელიც შეიცავს ერთ-ერთ 4 აზოტოვან ბაზას: ადენინს (A), გუანინს (G). ), ციტოზინი (C) და თიმინი (T). თუმცა, ვინაიდან ორჯაჭვიანი დნმ-ის სპირალი პირდაპირ არ არის ჩართული ცილის სინთეზში, რომელიც კოდირებულია ერთ-ერთი ამ ჯაჭვით (ანუ რნმ), კოდი იწერება რნმ ენაზე, რომელიც შეიცავს ურაცილს (U) თიმინის. ამავე მიზეზით, ჩვეულებრივად უნდა ითქვას, რომ კოდი არის ნუკლეოტიდების თანმიმდევრობა და არა ნუკლეოტიდების წყვილი.

გენეტიკური კოდი წარმოდგენილია გარკვეული კოდის სიტყვებით, რომლებსაც კოდონები უწოდებენ.

პირველი კოდური სიტყვა გაშიფრეს ნირენბერგმა და მატეიმ 1961 წელს. მათ მიიღეს ექსტრაქტი E. coli-დან, რომელიც შეიცავს რიბოზომებს და ცილის სინთეზისთვის აუცილებელ სხვა ფაქტორებს. შედეგი იყო უჯრედებისგან თავისუფალი სისტემა ცილების სინთეზისთვის, რომელსაც შეეძლო ამინომჟავებისგან ცილების შეკრება, თუ გარემოში საჭირო mRNA დაემატებოდა. მხოლოდ ურაცილისგან შემდგარი სინთეზური რნმ-ის გარემოში დამატებით, მათ აღმოაჩინეს, რომ წარმოიქმნა ცილა, რომელიც შედგება მხოლოდ ფენილალანინისგან (პოლიფენილალანინი). ამრიგად, დადგინდა, რომ ნუკლეოტიდების ტრიპლეტი UUU (კოდონი) შეესაბამება ფენილალანინს. მომდევნო 5-6 წლის განმავლობაში განისაზღვრა გენეტიკური კოდის ყველა კოდონი.

გენეტიკური კოდი არის ერთგვარი ლექსიკონი, რომელიც თარგმნის ოთხი ნუკლეოტიდით დაწერილ ტექსტს 20 ამინომჟავით დაწერილ ცილოვან ტექსტად. ცილაში ნაპოვნი დარჩენილი ამინომჟავები 20 ამინომჟავებიდან ერთ-ერთის მოდიფიკაციაა.

გენეტიკური კოდის თვისებები

გენეტიკურ კოდს აქვს შემდეგი თვისებები.

სამმაგი- თითოეულ ამინომჟავას შეესაბამება ნუკლეოტიდის სამმაგი. ადვილი გამოსათვლელია, რომ არის 4 3 = 64 კოდონი. აქედან 61 სემანტიკურია და 3 უაზრო (ტერმინა, სტოპ კოდონები).
უწყვეტობა(ნუკლეოტიდებს შორის გამყოფი ნიშნები არ არის) - ინტრაგენური სასვენი ნიშნების არარსებობა;
გენში თითოეული ნუკლეოტიდი მნიშვნელოვანი კოდონის ნაწილია. 1961 წელს სეიმურ ბენცერმა და ფრენსის კრიკმა ექსპერიმენტულად დაამტკიცეს კოდის სამმაგი ბუნება და მისი უწყვეტობა (კომპაქტურობა) [ჩვენება]

ექსპერიმენტის არსი: „+“ მუტაცია - ერთი ნუკლეოტიდის შეყვანა. "-" მუტაცია - ერთი ნუკლეოტიდის დაკარგვა.
ერთი მუტაცია ("+" ან "-") გენის დასაწყისში ან ორმაგი მუტაცია ("+" ან "-") აფუჭებს მთელ გენს.
სამმაგი მუტაცია ("+" ან "-") გენის დასაწყისში აფუჭებს გენის მხოლოდ ნაწილს.
ოთხმაგი "+" ან "-" მუტაცია კვლავ აფუჭებს მთელ გენს.
ექსპერიმენტი ჩატარდა ორ მიმდებარე ფაგის გენზე და აჩვენა რომ
1. კოდი სამმაგია და გენის შიგნით არ არის პუნქტუაცია
2. გენებს შორის არის სასვენი ნიშნები
ინტერგენური სასვენი ნიშნების არსებობა- ინიციატორი კოდონების სამეულს შორის (ისინი იწყებენ ცილის ბიოსინთეზს) და ტერმინატორის კოდონებს შორის (ცილის ბიოსინთეზის დასასრულის მითითებით);
პირობითად, AUG კოდონი, პირველი ლიდერის მიმდევრობის შემდეგ, ასევე მიეკუთვნება სასვენ ნიშნებს. ის მოქმედებს როგორც დიდი ასო. ამ პოზიციაში ის კოდირებს ფორმილმეთიონინს (პროკარიოტებში).
პოლიპეპტიდის კოდირების თითოეული გენის ბოლოს არის მინიმუმ ერთი 3 გაჩერების კოდონიდან ან გაჩერების სიგნალებიდან: UAA, UAG, UGA. ისინი წყვეტენ მაუწყებლობას.
კოლინარულობა- ცილაში mRNA და ამინომჟავების კოდონების წრფივი თანმიმდევრობის შესაბამისობა.
სპეციფიკა- თითოეული ამინომჟავა შეესაბამება მხოლოდ გარკვეულ კოდონებს, რომლებიც არ შეიძლება გამოყენებულ იქნას სხვა ამინომჟავისთვის.
ცალმხრივობა- კოდონები იკითხება ერთი მიმართულებით - პირველი ნუკლეოტიდიდან შემდეგამდე
დეგენერაცია ან ჭარბი რაოდენობა, - ერთი ამინომჟავა შეიძლება დაშიფრული იყოს რამდენიმე სამეულით (ამინომჟავები - 20, შესაძლო ტრიპლეტები - 64, მათგან 61 სემანტიკურია, ანუ საშუალოდ თითოეულ ამინომჟავას დაახლოებით 3 კოდონი შეესაბამება); გამონაკლისია მეთიონინი (Met) და ტრიპტოფანი (Trp).
კოდის გადაგვარების მიზეზი არის ის, რომ მთავარ სემანტიკური დატვირთვა ატარებს სამეულში პირველ ორ ნუკლეოტიდს, ხოლო მესამე არც ისე მნიშვნელოვანია. აქედან კოდის დეგენერაციის წესი : თუ ორ კოდონს აქვს ერთი და იგივე პირველი ორი ნუკლეოტიდი და მათი მესამე ნუკლეოტიდი მიეკუთვნება იმავე კლასს (პურინი ან პირიმიდინი), მაშინ ისინი კოდირებენ იმავე ამინომჟავას.
თუმცა, ამ იდეალური წესის ორი გამონაკლისი არსებობს. ეს არის AUA კოდონი, რომელიც უნდა შეესაბამებოდეს არა იზოლეიცინს, არამედ მეთიონინს, და UGA კოდონს, რომელიც არის გაჩერების კოდონი, ხოლო ტრიპტოფანს. კოდექსის გადაგვარებას აშკარად აქვს ადაპტაციური მნიშვნელობა.

მრავალმხრივობა- გენეტიკური კოდის ყველა ზემოაღნიშნული თვისება დამახასიათებელია ყველა ცოცხალი ორგანიზმისთვის.

კოდონი	უნივერსალური კოდი	მიტოქონდრიული კოდები
კოდონი	უნივერსალური კოდი	ხერხემლიანები	უხერხემლოები	საფუარი	მცენარეები
U.G.A.	STOP	ტრფ	ტრფ	ტრფ	STOP
AUA	ილე	შეხვდა	შეხვდა	შეხვდა	ილე
CUA	ლეუ	ლეუ	ლეუ	თრ	ლეუ
ა.გ.ა.	არგ	STOP	სერ	არგ	არგ
აგგ	არგ	STOP	სერ	არგ	არგ

IN Ბოლო დროსკოდის უნივერსალურობის პრინციპი შეირყა 1979 წელს ბერელის მიერ ადამიანის მიტოქონდრიის იდეალური კოდის აღმოჩენასთან დაკავშირებით, რომელშიც დაცულია კოდის გადაგვარების წესი. მიტოქონდრიულ კოდში UGA კოდონი შეესაბამება ტრიპტოფანს, ხოლო AUA მეთიონინს, როგორც ამას კოდის გადაგვარების წესი მოითხოვს.

შესაძლოა, ევოლუციის დასაწყისში ყველა მარტივ ორგანიზმს ჰქონდა იგივე კოდი, რაც მიტოქონდრიას, შემდეგ კი მცირე გადახრები განიცადა.

გადახურვის გარეშე- გენეტიკური ტექსტის თითოეული სამეული ერთმანეთისგან დამოუკიდებელია, ერთი ნუკლეოტიდი შედის მხოლოდ ერთ სამეულში; ნახ. გვიჩვენებს განსხვავებას გადახურვისა და გადახურვის კოდს შორის.
1976 წელს ფX174 ფაგის დნმ-ის სეკვევენირება მოხდა. მას აქვს ერთჯაჭვიანი წრიული დნმ, რომელიც შედგება 5375 ნუკლეოტიდისგან. ცნობილია, რომ ფაგი 9 პროტეინს აკოდირებს. მათგან 6-ისთვის გამოვლინდა გენები ერთმანეთის მიღმა.
აღმოჩნდა, რომ არის გადახურვა. გენი E განლაგებულია მთლიანად D გენში. მისი საწყისი კოდონი ჩნდება ერთი ნუკლეოტიდის ჩარჩოში გადაადგილების შედეგად. გენი J იწყება იქ, სადაც მთავრდება D გენი. კონსტრუქციას უწოდებენ "კითხვის ჩარჩოს ცვლას" ნუკლეოტიდების რაოდენობის მიხედვით და არა სამის ნამრავლი. დღემდე, გადახურვა ნაჩვენებია მხოლოდ რამდენიმე ფაგისთვის.
ხმაურის იმუნიტეტი- კონსერვატიული ჩანაცვლების რაოდენობის თანაფარდობა რადიკალური ჩანაცვლების რაოდენობასთან.
ნუკლეოტიდის შემცვლელი მუტაციები, რომლებიც არ იწვევს კოდირებული ამინომჟავის კლასის ცვლილებას, ეწოდება კონსერვატიული. ნუკლეოტიდის შემცვლელი მუტაციები, რომლებიც იწვევს კოდირებული ამინომჟავის კლასის ცვლილებას, ეწოდება რადიკალური.
ვინაიდან ერთი და იგივე ამინომჟავა შეიძლება დაშიფრული იყოს სხვადასხვა სამეულით, სამეულში ზოგიერთი ჩანაცვლება არ იწვევს კოდირებული ამინომჟავის ცვლილებას (მაგალითად, UUU -> UUC ტოვებს ფენილალანინს). ზოგიერთი ჩანაცვლება ცვლის ამინომჟავას მეორეზე იმავე კლასიდან (არაპოლარული, პოლარული, ძირითადი, მჟავე), სხვა ჩანაცვლება ასევე ცვლის ამინომჟავის კლასს.
თითოეულ სამეულში შეიძლება განხორციელდეს 9 ერთჯერადი ჩანაცვლება, ე.ი. არსებობს სამი გზა, რომ აირჩიოთ რომელი პოზიცია შეიცვალოს (1-ლი ან მე-2 ან მე-3), და შერჩეული ასო (ნუკლეოტიდი) შეიძლება შეიცვალოს 4-1=3 სხვა ასოთი (ნუკლეოტიდი). ნუკლეოტიდის შესაძლო ჩანაცვლების საერთო რაოდენობაა 61 9 = 549-ით.
გენეტიკური კოდის ცხრილის გამოყენებით პირდაპირი გაანგარიშებით, შეგიძლიათ დაადასტუროთ, რომ მათგან: 23 ნუკლეოტიდის ჩანაცვლება იწვევს კოდონების - ტრანსლაციის ტერმინატორების გამოჩენას. 134 ჩანაცვლება არ ცვლის კოდირებულ ამინომჟავას. 230 ჩანაცვლება არ ცვლის კოდირებული ამინომჟავის კლასს. 162 ჩანაცვლება იწვევს ამინომჟავების კლასის ცვლილებას, ე.ი. არიან რადიკალები. მე-3 ნუკლეოტიდის 183 ჩანაცვლებიდან 7 იწვევს ტრანსლაციის ტერმინატორების გამოჩენას, ხოლო 176 კონსერვატიულია. 1-ლი ნუკლეოტიდის 183 ჩანაცვლებიდან 9 იწვევს ტერმინატორების გაჩენას, 114 კონსერვატიულია და 60 რადიკალური. მე-2 ნუკლეოტიდის 183 ჩანაცვლებიდან 7 იწვევს ტერმინატორების გაჩენას, 74 კონსერვატიულია, 102 რადიკალური.

განათლებისა და მეცნიერების სამინისტრო რუსეთის ფედერაცია ფედერალური სააგენტოგანათლების

სახელმწიფო საგანმანათლებლო დაწესებულებისუმაღლესი პროფესიული განათლება „ალტაის შტატი ტექნიკური უნივერსიტეტიმათ. ი.ი. პოლზუნოვი"

საბუნებისმეტყველო მეცნიერებათა და სისტემური ანალიზის დეპარტამენტი

რეზიუმე თემაზე "გენეტიკური კოდი"

1. გენეტიკური კოდის ცნება

3. გენეტიკური ინფორმაცია

ბიბლიოგრაფია

1. გენეტიკური კოდის ცნება

გენეტიკური კოდი არის ნუკლეინის მჟავის მოლეკულებში მემკვიდრეობითი ინფორმაციის ჩაწერის ერთიანი სისტემა ცოცხალი ორგანიზმებისთვის დამახასიათებელი ნუკლეოტიდების თანმიმდევრობის სახით. თითოეული ნუკლეოტიდი აღინიშნება დიდი ასოებით, რომლითაც იწყება მის შემადგენლობაში შემავალი აზოტოვანი ფუძის სახელწოდება: - A (A) ადენინი; - G (G) გუანინი; - C (C) ციტოზინი; - T (T) თიმინი (დნმ-ში) ან U (U) ურაცილი (მრნმ-ში).

უჯრედში გენეტიკური კოდის დანერგვა ორ ეტაპად ხდება: ტრანსკრიფცია და ტრანსლაცია.

პირველი მათგანი ხდება ბირთვში; იგი შედგება mRNA მოლეკულების სინთეზში დნმ-ის შესაბამის მონაკვეთებზე. ამ შემთხვევაში, დნმ-ის ნუკლეოტიდის თანმიმდევრობა "გადაიწერება" რნმ-ის ნუკლეოტიდის თანმიმდევრობაში. მეორე ეტაპი მიმდინარეობს ციტოპლაზმაში, რიბოსომებზე; ამ შემთხვევაში, mRNA-ს ნუკლეოტიდების თანმიმდევრობა ითარგმნება ცილაში ამინომჟავების თანმიმდევრობაში: ეს ეტაპი ხდება გადაცემის რნმ-ის (tRNA) და შესაბამისი ფერმენტების მონაწილეობით.

2. გენეტიკური კოდის თვისებები

1. სამმაგი

თითოეული ამინომჟავა კოდირებულია 3 ნუკლეოტიდის თანმიმდევრობით.

ტრიპლეტი ან კოდონი არის სამი ნუკლეოტიდის თანმიმდევრობა, რომელიც აკოდირებს ერთ ამინომჟავას.

კოდი არ შეიძლება იყოს მონოპლეტი, რადგან 4 (სხვადასხვა ნუკლეოტიდების რაოდენობა დნმ-ში) 20-ზე ნაკლებია. კოდი არ შეიძლება გაორმაგდეს, რადგან 16 (2-ის 4 ნუკლეოტიდის კომბინაციებისა და პერმუტაციების რაოდენობა) 20-ზე ნაკლებია. კოდი შეიძლება იყოს სამმაგი, რადგან 64 (კომბინაციებისა და პერმუტაციების რაოდენობა 4-დან 3-მდე) 20-ზე მეტია.

2. დეგენერაცია.

ყველა ამინომჟავა, გარდა მეთიონინისა და ტრიპტოფანისა, კოდირებულია ერთზე მეტი სამეულით: 2 ამინომჟავა 1 ტრიპლეტით = 2 9 ამინომჟავა 2 ტრიპლეტით = 18 1 ამინომჟავა 3 ტრიპტოფანი = 3 5 ამინომჟავა 4 სამეული = 20 3 ამინომჟავა 6 ტრიპლეტიდან = 18 სულ 61 ტრიპლეტი კოდირებს 20 ამინომჟავას.

3. ინტერგენური სასვენი ნიშნების არსებობა.

გენი არის დნმ-ის ნაწილი, რომელიც აკოდირებს ერთ პოლიპეპტიდურ ჯაჭვს ან tRNA, rRNA ან sRNA-ს ერთ მოლეკულას.

tRNA, rRNA და sRNA გენები არ კოდებს ცილებს.

პოლიპეპტიდის კოდირების თითოეული გენის ბოლოს არის მინიმუმ ერთი 3 გაჩერების კოდონიდან ან გაჩერების სიგნალებიდან: UAA, UAG, UGA. ისინი წყვეტენ მაუწყებლობას.

პირობითად, AUG კოდონი, პირველი ლიდერის მიმდევრობის შემდეგ, ასევე მიეკუთვნება სასვენ ნიშნებს. ის მოქმედებს როგორც დიდი ასო. ამ პოზიციაში ის კოდირებს ფორმილმეთიონინს (პროკარიოტებში).

4. ერთმნიშვნელოვნება.

თითოეული ტრიპლეტი აკოდირებს მხოლოდ ერთ ამინომჟავას ან არის თარგმანის ტერმინატორი.

გამონაკლისი არის AUG კოდონი. პროკარიოტებში პირველ პოზიციაში (მთავრული ასო) კოდირებს ფორმილმეთიონინს, ხოლო ნებისმიერ სხვა პოზიციაში კოდირებს მეთიონინს.

5. კომპაქტურობა, ან ინტრაგენური სასვენი ნიშნების არარსებობა.

გენში თითოეული ნუკლეოტიდი მნიშვნელოვანი კოდონის ნაწილია.

1961 წელს სეიმურ ბენცერმა და ფრენსის კრიკმა ექსპერიმენტულად დაამტკიცეს კოდის სამმაგი ბუნება და მისი კომპაქტურობა.

ექსპერიმენტის არსი: „+“ მუტაცია - ერთი ნუკლეოტიდის შეყვანა. "-" მუტაცია - ერთი ნუკლეოტიდის დაკარგვა. ერთი "+" ან "-" მუტაცია გენის დასაწყისში აფუჭებს მთელ გენს. ორმაგი "+" ან "-" მუტაცია ასევე აფუჭებს მთელ გენს. სამმაგი „+“ ან „-“ მუტაცია გენის დასაწყისში აფუჭებს მის მხოლოდ ნაწილს. ოთხმაგი "+" ან "-" მუტაცია კვლავ აფუჭებს მთელ გენს.

ექსპერიმენტი ადასტურებს, რომ კოდი სამმაგია და გენის შიგნით არ არის სასვენი ნიშნები. ექსპერიმენტი ჩატარდა ორ მიმდებარე ფაგის გენზე და აჩვენა, გარდა ამისა, გენებს შორის სასვენი ნიშნების არსებობა.

3. გენეტიკური ინფორმაცია

გენეტიკური ინფორმაცია არის ორგანიზმის თვისებების პროგრამა, რომელიც მიღებულია წინაპრებისგან და ჩართულია მემკვიდრეობით სტრუქტურებში გენეტიკური კოდის სახით.

ვარაუდობენ, რომ გენეტიკური ინფორმაციის ფორმირება შემდეგ სქემით მიმდინარეობდა: გეოქიმიური პროცესები - მინერალური წარმოქმნა - ევოლუციური კატალიზი (ავტოკატალიზი).

შესაძლებელია, რომ პირველი პრიმიტიული გენები იყო მიკროკრისტალური თიხის კრისტალები და თიხის ყოველი ახალი ფენა აგებულია წინა სტრუქტურული მახასიათებლების შესაბამისად, თითქოს მისგან იღებს ინფორმაციას სტრუქტურის შესახებ.

გენეტიკური ინფორმაციის დანერგვა ხდება ცილის მოლეკულების სინთეზის პროცესში სამი რნმ-ის გამოყენებით: მესინჯერი რნმ (mRNA), სატრანსპორტო რნმ (tRNA) და რიბოსომული რნმ (rRNA). ინფორმაციის გადაცემის პროცესი ხდება: - პირდაპირი საკომუნიკაციო არხის მეშვეობით: დნმ - რნმ - ცილა; და - უკუკავშირის არხით: გარემო - ცილა - დნმ.

ცოცხალ ორგანიზმებს შეუძლიათ ინფორმაციის მიღება, შენახვა და გადაცემა. უფრო მეტიც, ცოცხალ ორგანიზმებს აქვთ თანდაყოლილი სურვილი, რაც შეიძლება ეფექტურად გამოიყენონ საკუთარი თავისა და სამყაროს შესახებ მიღებული ინფორმაცია. გენებში ჩადებული მემკვიდრეობითი ინფორმაცია, რომელიც აუცილებელია ცოცხალი ორგანიზმის არსებობისთვის, განვითარებისა და გამრავლებისთვის, თითოეული ინდივიდიდან გადაეცემა მის შთამომავლებს. ეს ინფორმაცია განსაზღვრავს ორგანიზმის განვითარების მიმართულებას და გარემოსთან მისი ურთიერთქმედების პროცესში შეიძლება დაირღვეს რეაქცია მის ინდივიდზე, რითაც უზრუნველყოფილია შთამომავლების განვითარების ევოლუცია. ცოცხალი ორგანიზმის ევოლუციის პროცესში ახალი ინფორმაცია ჩნდება და ახსოვს, მათ შორის ინფორმაციის ღირებულება იზრდება მისთვის.

გარკვეული გარემო პირობებით მემკვიდრეობითი ინფორმაციის განხორციელებისას ყალიბდება მოცემული ბიოლოგიური სახეობის ორგანიზმების ფენოტიპი.

გენეტიკური ინფორმაცია განსაზღვრავს სხეულის მორფოლოგიურ სტრუქტურას, ზრდას, განვითარებას, მეტაბოლიზმს, გონებრივ სტრუქტურას, დაავადებისადმი მიდრეკილებას და ორგანიზმის გენეტიკურ დეფექტებს.

ბევრი მეცნიერი, მართებულად ხაზს უსვამს ინფორმაციის როლს ცოცხალი არსების ფორმირებასა და ევოლუციაში, აღნიშნავს ამ გარემოებას, როგორც სიცოცხლის ერთ-ერთ მთავარ კრიტერიუმს. ასე რომ, V.I. კარაგოდინი თვლის: „ცხოვრება არის ინფორმაციის არსებობისა და მის მიერ დაშიფრული სტრუქტურების ისეთი ფორმა, რომელიც უზრუნველყოფს ამ ინფორმაციის რეპროდუცირებას შესაფერის გარემო პირობებში“. ინფორმაციასა და სიცოცხლეს შორის კავშირს ასევე აღნიშნავს ა.ა. ლიაპუნოვი: „სიცოცხლე არის მატერიის უაღრესად მოწესრიგებული მდგომარეობა, რომელიც იყენებს ცალკეული მოლეკულების მდგომარეობებით დაშიფრულ ინფორმაციას მდგრადი რეაქციების გასავითარებლად“. ჩვენი ცნობილი ასტროფიზიკოსი ნ. ქარდაშევი ასევე ხაზს უსვამს ცხოვრების ინფორმაციულ კომპონენტს: ”სიცოცხლე წარმოიქმნება სპეციალური სახის მოლეკულების სინთეზის შესაძლებლობის წყალობით, რომელსაც შეუძლია დაიმახსოვროს და გამოიყენოს თავდაპირველად უმარტივესი ინფორმაცია. გარემოდა საკუთარ სტრუქტურას, რომელსაც ისინი იყენებენ თვითგადარჩენისთვის, გამრავლებისთვის და რაც ჩვენთვის განსაკუთრებით მნიშვნელოვანია, კიდევ უფრო მეტი ინფორმაციის მისაღებად." ეკოლოგი ს. უკვდავების ფიზიკა". ჩეტვერიკოვი პოპულაციის გენეტიკაზე, რომელშიც ნაჩვენებია, რომ სელექციას ექვემდებარება არა ინდივიდუალური მახასიათებლები და ინდივიდები, არამედ მთელი პოპულაციის გენოტიპი, მაგრამ ეს ხორციელდება ცალკეული ინდივიდების ფენოტიპური მახასიათებლების მეშვეობით. ეს იწვევს პოპულაციაში სასარგებლო ცვლილებების გავრცელებას. ამრიგად, ევოლუციის მექანიზმი რეალიზდება როგორც შემთხვევითი მუტაციების გზით, ასევე ყველაზე ღირებული თვისებების (ინფორმაციის ღირებულება) მემკვიდრეობით. მუტაციური თვისებების ადაპტაცია გარემოსთან, რაც უზრუნველყოფს ყველაზე სიცოცხლისუნარიან შთამომავლობას.

სეზონური კლიმატის ცვლილებები, სხვადასხვა ბუნებრივი ან ადამიანის მიერ გამოწვეული კატასტროფები, ერთი მხრივ, იწვევს პოპულაციაში გენების გამეორების სიხშირის ცვლილებას და, შედეგად, მემკვიდრეობითი ცვალებადობის შემცირებას. ამ პროცესს ზოგჯერ გენეტიკურ დრიფტს უწოდებენ. და მეორეს მხრივ, სხვადასხვა მუტაციების კონცენტრაციის ცვლილება და პოპულაციაში შემავალი გენოტიპების მრავალფეროვნების შემცირება, რამაც შეიძლება გამოიწვიოს შერჩევის მიმართულებისა და ინტენსივობის ცვლილებები.

4. ადამიანის გენეტიკური კოდის გაშიფვრა

2006 წლის მაისში მეცნიერებმა, რომლებიც მუშაობდნენ ადამიანის გენომის გაშიფვრაზე, გამოაქვეყნეს 1-ლი ქრომოსომის სრული გენეტიკური რუკა, რომელიც იყო ადამიანის უკანასკნელი ქრომოსომა, რომელიც სრულად არ იყო დაყოფილი.

2003 წელს გამოქვეყნდა ადამიანის გენეტიკური წინასწარი რუკა, რომელიც აღნიშნავს ადამიანის გენომის პროექტის ოფიციალურ დასრულებას. მის ფარგლებში განხორციელდა გენომის ფრაგმენტები, რომლებიც შეიცავს ადამიანის გენების 99%-ს. გენის იდენტიფიკაციის სიზუსტე იყო 99,99%. თუმცა, იმ დროისთვის, როდესაც პროექტი დასრულდა, 24 ქრომოსომიდან მხოლოდ ოთხი იყო სრული თანმიმდევრობა. ფაქტია, რომ გენების გარდა, ქრომოსომები შეიცავს ფრაგმენტებს, რომლებიც არ აკოდირებენ რაიმე მახასიათებლებს და არ მონაწილეობენ ცილის სინთეზში. როლი, რომელსაც ეს ფრაგმენტები ასრულებენ სხეულის ცხოვრებაში, უცნობია, მაგრამ უფრო და უფრო მეტი მკვლევარი მიდრეკილია იფიქროს, რომ მათი შესწავლა ყველაზე დიდ ყურადღებას მოითხოვს.

მემკვიდრეობითი ინფორმაცია არის ინფორმაცია ცილის სტრუქტურის შესახებ (ინფორმაცია რა ამინომჟავები რა თანმიმდევრობითშერწყმა პირველადი ცილის სტრუქტურის სინთეზის დროს).

ცილების სტრუქტურის შესახებ ინფორმაცია დაშიფრულია დნმ-ში, რომელიც ევკარიოტებში არის ქრომოსომების ნაწილი და მდებარეობს ბირთვში. დნმ-ის განყოფილებას (ქრომოსომა), რომელშიც დაშიფრულია ინფორმაცია ერთი ცილის შესახებ, ეწოდება გენი.

ტრანსკრიფცია- ეს არის ინფორმაციის გადაწერა დნმ-დან mRNA-ზე (ინფორმაციული რნმ). mRNA ატარებს ინფორმაციას ბირთვიდან ციტოპლაზმამდე, ცილის სინთეზის ადგილზე (რიბოსომამდე).

მაუწყებლობაარის ცილის ბიოსინთეზის პროცესი. რიბოსომის შიგნით, tRNA ანტიკოდონები მიმაგრებულია mRNA კოდონებს კომპლემენტარობის პრინციპის მიხედვით. რიბოსომა აკავშირებს tRNA მიერ მოტანილ ამინომჟავებს პეპტიდურ კავშირთან, რათა წარმოქმნას პროტეინი.

ტრანსკრიფციის, ტრანსლაციის, ასევე რეპლიკაციის (დნმ-ის გაორმაგების) რეაქციები არის რეაქციები მატრიცის სინთეზი. დნმ ემსახურება როგორც შაბლონს mRNA-ს სინთეზისთვის, ხოლო mRNA არის შაბლონი ცილის სინთეზისთვის.

გენეტიკური კოდიარის გზა, რომლითაც ცილის სტრუქტურის შესახებ ინფორმაცია იწერება დნმ-ში.

გენეკოდის თვისებები

1) სამმაგი: ერთი ამინომჟავა დაშიფრულია სამი ნუკლეოტიდით. დნმ-ში ამ 3 ნუკლეოტიდს ეწოდება ტრიპლეტი, mRNA-ში - კოდონი, tRNA-ში - ანტიკოდონი (მაგრამ ერთიან სახელმწიფო გამოცდაში შეიძლება ასევე იყოს "კოდი სამეული" და ა.შ.)

2) ჭარბი რაოდენობა(გადაგვარება): არსებობს მხოლოდ 20 ამინომჟავა და ამინომჟავების კოდირებით არის 61 სამეული, ამიტომ თითოეული ამინომჟავა დაშიფრულია რამდენიმე სამეულით.

3) გაურკვევლობა: თითოეული ტრიპლეტი (კოდონი) კოდირებს მხოლოდ ერთ ამინომჟავას.

4) მრავალმხრივობა: გენეტიკური კოდი დედამიწის ყველა ცოცხალი ორგანიზმისთვის ერთნაირია.

Დავალებები

პრობლემები ნუკლეოტიდების/ამინომჟავების რაოდენობაზე
3 ნუკლეოტიდი = 1 ტრიპლეტი = 1 ამინომჟავა = 1 ტრნმ

ამოცანები ATGC-ში
დნმ mRNA tRNA
A U A
T A U
G C G
ც გ ც

აირჩიე ის, რომელიც ყველაზე მეტად ჯდება სწორი ვარიანტი. mRNA არის ასლი
1) ერთი გენი ან გენების ჯგუფი
2) ცილის მოლეკულების ჯაჭვები
3) ერთი ცილის მოლეკულა
4) პლაზმური მემბრანის ნაწილები

უპასუხე

აირჩიეთ ერთი, ყველაზე სწორი ვარიანტი. ცილის მოლეკულის პირველადი სტრუქტურა მოცემული თანმიმდევრობა mRNA ნუკლეოტიდები, წარმოიქმნება პროცესში
1) მაუწყებლობა
2) ტრანსკრიფციები
3) გამრავლება
4) დენატურაცია

უპასუხე

აირჩიეთ ერთი, ყველაზე სწორი ვარიანტი. რომელი თანმიმდევრობა სწორად ასახავს გენეტიკური ინფორმაციის განხორციელების გზას
1) გენი --> mRNA --> ცილა --> თვისება
2) თვისება --> ცილა --> mRNA --> გენი --> დნმ
3) mRNA --> გენი --> ცილა --> თვისება
4) გენი --> დნმ --> თვისება --> ცილა

უპასუხე

აირჩიეთ ერთი, ყველაზე სწორი ვარიანტი. შეარჩიეთ ინფორმაციის გადაცემის სწორი თანმიმდევრობა უჯრედში ცილის სინთეზის პროცესში
1) დნმ -> მესინჯერი რნმ -> ცილა
2) დნმ -> გადაცემის რნმ -> ცილა
3) რიბოსომული რნმ -> გადაცემის რნმ -> ცილა
4) რიბოსომური რნმ -> დნმ -> ტრანსფერი რნმ -> ცილა

უპასუხე

აირჩიეთ ერთი, ყველაზე სწორი ვარიანტი. იგივე ამინომჟავა შეესაბამება CAA ანტიკოდონს გადაცემის რნმ-ზე და ტრიპლეტი დნმ-ზე
1) CAA
2) ცუუ
3) GTT
4) GAA

უპასუხე

აირჩიეთ ერთი, ყველაზე სწორი ვარიანტი. ანტიკოდონი AAU გადაცემის რნმ-ზე შეესაბამება დნმ-ის სამეულს
1) TTA
2) AAT
3) AAA
4) TTT

უპასუხე

აირჩიეთ ერთი, ყველაზე სწორი ვარიანტი. უჯრედში ყველა ამინომჟავა კოდირებულია
1) ერთი დნმ-ის მოლეკულა
2) რამდენიმე სამეული
3) რამდენიმე გენი
4) ერთი ნუკლეოტიდი

უპასუხე

აირჩიეთ ერთი, ყველაზე სწორი ვარიანტი. გენეტიკური კოდის ფუნქციური ერთეული
1) ნუკლეოტიდი
2) სამეული
3) ამინომჟავა
4) tRNA

უპასუხე

აირჩიეთ სამი ვარიანტი. მატრიქსის ტიპის რეაქციების შედეგად ხდება მოლეკულების სინთეზირება
1) პოლისაქარიდები
2) დნმ
3) მონოსაქარიდები
4) mRNA
5) ლიპიდები
6) ციყვი

უპასუხე

1. განსაზღვრეთ პროცესების თანმიმდევრობა, რომლებიც უზრუნველყოფენ ცილების ბიოსინთეზს. ჩაწერეთ რიცხვების შესაბამისი თანმიმდევრობა.
1) ამინომჟავებს შორის პეპტიდური ბმების ფორმირება
2) tRNA ანტიკოდონის მიმაგრება mRNA-ს დამატებით კოდონთან
3) mRNA მოლეკულების სინთეზი დნმ-ზე
4) mRNA-ს მოძრაობა ციტოპლაზმაში და მისი მდებარეობა რიბოსომაზე
5) ამინომჟავების მიწოდება რიბოსომამდე tRNA გამოყენებით

უპასუხე

2. უჯრედში ცილის ბიოსინთეზის პროცესების თანმიმდევრობის დადგენა. ჩაწერეთ რიცხვების შესაბამისი თანმიმდევრობა.
1) ამინომჟავებს შორის პეპტიდური კავშირის ფორმირება
2) ურთიერთქმედება mRNA კოდონსა და tRNA ანტიკოდონს შორის
3) tRNA გათავისუფლება რიბოსომიდან
4) mRNA-ს კავშირი რიბოზომასთან
5) mRNA-ს ბირთვიდან ციტოპლაზმაში გათავისუფლება
6) mRNA სინთეზი

უპასუხე

3. დაადგინეთ პროცესების თანმიმდევრობა ცილების ბიოსინთეზში. ჩაწერეთ რიცხვების შესაბამისი თანმიმდევრობა.
1) mRNA-ს სინთეზი დნმ-ზე
2) ამინომჟავების მიწოდება რიბოსომამდე
3) ამინომჟავებს შორის პეპტიდური კავშირის ფორმირება
4) ამინომჟავის დამატება tRNA-ში
5) mRNA-ს კავშირი ორ რიბოსომურ ქვედანაყოფთან

უპასუხე

4. დაადგინეთ ცილის ბიოსინთეზის ეტაპების თანმიმდევრობა. ჩაწერეთ რიცხვების შესაბამისი თანმიმდევრობა.
1) ცილის მოლეკულის გამოყოფა რიბოსომიდან
2) tRNA-ს მიმაგრება სასტარტო კოდონთან
3) ტრანსკრიფცია
4) პოლიპეპტიდური ჯაჭვის გახანგრძლივება
5) mRNA-ს ბირთვიდან ციტოპლაზმაში გათავისუფლება

უპასუხე

5. ცილების ბიოსინთეზის პროცესების სწორი თანმიმდევრობის დადგენა. ჩაწერეთ რიცხვების შესაბამისი თანმიმდევრობა.
1) ამინომჟავის დამატება პეპტიდში
2) mRNA-ს სინთეზი დნმ-ზე
3) ანტიკოდონის კოდონის ამოცნობა
4) mRNA-ს რიბოსომასთან შერწყმა
5) mRNA-ის გამოყოფა ციტოპლაზმაში

უპასუხე

აირჩიეთ ერთი, ყველაზე სწორი ვარიანტი. რომელი გადამტანი რნმ ანტიკოდონი შეესაბამება დნმ-ის მოლეკულაში TGA სამეულს
1) ACU
2) ცუგ
3) UGA
4) AHA

უპასუხე

აირჩიეთ ერთი, ყველაზე სწორი ვარიანტი. გენეტიკური კოდი უნივერსალურია, რადგან
1) თითოეული ამინომჟავა კოდირებულია სამმაგი ნუკლეოტიდით
2) ამინომჟავის ადგილი ცილის მოლეკულაში განისაზღვრება სხვადასხვა სამეულით
3) ეს იგივეა დედამიწაზე მცხოვრები ყველა არსებისთვის
4) რამდენიმე ტრიპლეტი ერთ ამინომჟავას კოდირებს

უპასუხე

აირჩიეთ ერთი, ყველაზე სწორი ვარიანტი. დნმ-ის მონაკვეთს, რომელიც შეიცავს ინფორმაციას ერთი პოლიპეპტიდური ჯაჭვის შესახებ, ე.წ
1) ქრომოსომა
2) სამეული
3) გენომი
4) კოდი

უპასუხე

აირჩიეთ ერთი, ყველაზე სწორი ვარიანტი. თარგმანი არის პროცესი, რომლის დროსაც
1) დნმ-ის ჯაჭვების რაოდენობა გაორმაგდება
2) mRNA სინთეზირებულია დნმ-ის მატრიცაზე
3) ცილები სინთეზირდება რიბოსომაში mRNA მატრიცაზე
4) წყალბადის ბმები დნმ-ის მოლეკულებს შორის გატეხილია

უპასუხე

აირჩიეთ სამი ვარიანტი. პროტეინის ბიოსინთეზი, ფოტოსინთეზისგან განსხვავებით, ხდება
1) ქლოროპლასტებში
2) მიტოქონდრიებში
3) პლასტიკური გაცვლის რეაქციებში
4) მატრიცული ტიპის რეაქციებში
5) ლიზოსომებში
6) ლეიკოპლასტებში

უპასუხე

აირჩიეთ ერთი, ყველაზე სწორი ვარიანტი. თარგმანის მატრიცა არის მოლეკულა
1) tRNA
2) დნმ
3) rRNA
4) mRNA

უპასუხე

ყველა, გარდა ორი მახასიათებლისა, შეიძლება გამოყენებულ იქნას უჯრედში ნუკლეინის მჟავების ფუნქციების აღსაწერად. გამოავლინეთ ორი მახასიათებელი, რომლებიც „გამოდიან“ ზოგადი სიიდან და ჩაწერეთ რიცხვები, რომლებზეც ისინი მითითებულია ცხრილში.
1) ჰომეოსტაზის ჩატარება
2) მემკვიდრეობითი ინფორმაციის გადატანა ბირთვიდან რიბოსომაში
3) მონაწილეობა ცილის ბიოსინთეზში
4) არის უჯრედის მემბრანის ნაწილი
5) ამინომჟავების ტრანსპორტირება

უპასუხე

ამინომჟავები - mRNA კოდონები
რამდენი mRNA კოდონი აკოდირებს ინფორმაციას 20 ამინომჟავის შესახებ? პასუხში ჩაწერეთ მხოლოდ შესაბამისი რიცხვი.

უპასუხე

ამინომჟავები - ნუკლეოტიდები mRNA
1. პოლიპეპტიდის მონაკვეთი შედგება 28 ამინომჟავის ნარჩენებისგან. განსაზღვრეთ ნუკლეოტიდების რაოდენობა mRNA განყოფილებაში, რომელიც შეიცავს ინფორმაციას ცილის პირველადი სტრუქტურის შესახებ.

უპასუხე

2. რამდენ ნუკლეოტიდს შეიცავს m-RNA, თუ მისგან სინთეზირებული ცილა შედგება 180 ამინომჟავის ნარჩენებისგან? პასუხში ჩაწერეთ მხოლოდ შესაბამისი რიცხვი.

უპასუხე

3. რამდენ ნუკლეოტიდს შეიცავს m-RNA, თუ მისგან სინთეზირებული ცილა შედგება 250 ამინომჟავის ნარჩენებისგან? პასუხში ჩაწერეთ მხოლოდ შესაბამისი რიცხვი.

უპასუხე

4. ცილა შედგება 220 ამინომჟავის ერთეულისგან (ნარჩენებისგან). განსაზღვრეთ ნუკლეოტიდების რაოდენობა mRNA მოლეკულის რეგიონში, რომელიც აკოდირებს ამ ცილას. პასუხში ჩაწერეთ მხოლოდ შესაბამისი რიცხვი.

უპასუხე

ამინომჟავები - დნმ ნუკლეოტიდები
1. ცილა შედგება 140 ამინომჟავის ნარჩენებისგან. რამდენი ნუკლეოტიდია გენის რეგიონში, რომელიც კოდირებს ამ ცილის პირველად სტრუქტურას?

უპასუხე

2. ცილა შედგება 180 ამინომჟავის ნარჩენებისგან. რამდენი ნუკლეოტიდია გენში, რომელიც კოდირებს ამ ცილაში ამინომჟავების თანმიმდევრობას. პასუხში ჩაწერეთ მხოლოდ შესაბამისი რიცხვი.

უპასუხე

3. დნმ-ის მოლეკულის ფრაგმენტი კოდირებს 36 ამინომჟავას. რამდენ ნუკლეოტიდს შეიცავს დნმ-ის მოლეკულის ეს ფრაგმენტი? ჩაწერეთ შესაბამისი რიცხვი თქვენს პასუხში.

უპასუხე

4. პოლიპეპტიდი შედგება 20 ამინომჟავის ერთეულისგან. განსაზღვრეთ ნუკლეოტიდების რაოდენობა გენის რეგიონში, რომლებიც კოდირებენ ამ ამინომჟავებს პოლიპეპტიდში. ჩაწერეთ თქვენი პასუხი რიცხვის სახით.

უპასუხე

5. რამდენი ნუკლეოტიდი გენის განყოფილებაში კოდირებს 25 ამინომჟავის ნარჩენების ცილის ფრაგმენტს? თქვენს პასუხში ჩაწერეთ მხოლოდ შესაბამისი ნომერი.

უპასუხე

6. რამდენი ნუკლეოტიდი შეიცავს დნმ-ის შაბლონის ჯაჭვის ფრაგმენტს პოლიპეპტიდურ ფრაგმენტში 55 ამინომჟავას? პასუხში ჩაწერეთ მხოლოდ შესაბამისი რიცხვი.

უპასუხე

ამინომჟავები - tRNA
1. რა რაოდენობის tRNA-მ მიიღო მონაწილეობა ცილის სინთეზში, რომელიც მოიცავს 130 ამინომჟავას? ჩაწერეთ შესაბამისი ნომერი თქვენს პასუხში.

უპასუხე

2. ცილის მოლეკულის ფრაგმენტი შედგება 25 ამინომჟავისგან. რამდენი tRNA მოლეკულა მონაწილეობდა მის შექმნაში? პასუხში ჩაწერეთ მხოლოდ შესაბამისი რიცხვი.

უპასუხე

3. რამდენი გადამტანი რნმ-ის მოლეკულა იყო ჩართული ტრანსლაციაში, თუ გენის რეგიონი შეიცავს 300 ნუკლეოტიდის ნარჩენს? პასუხში ჩაწერეთ მხოლოდ შესაბამისი რიცხვი.

უპასუხე

4. ცილა შედგება 220 ამინომჟავის ერთეულისგან (ნარჩენებისგან). განსაზღვრეთ tRNA მოლეკულების რაოდენობა, რომლებიც საჭიროა ამინომჟავების ცილების სინთეზის ადგილზე გადასატანად. პასუხში ჩაწერეთ მხოლოდ შესაბამისი რიცხვი.

უპასუხე

ამინომჟავები - სამეული
1. რამდენ სამეულს შეიცავს დნმ-ის ფრაგმენტი, რომელიც აკოდირებს 36 ამინომჟავას? ჩაწერეთ შესაბამისი რიცხვი თქვენს პასუხში.

უპასუხე

2. რამდენი ტრიპლეტის კოდირებულია 32 ამინომჟავა? თქვენს პასუხში ჩაწერეთ მხოლოდ შესაბამისი ნომერი.

უპასუხე

ნუკლეოტიდები - ამინომჟავები
1. რა რაოდენობის ამინომჟავებია დაშიფრული გენის განყოფილებაში, რომელიც შეიცავს 129 ნუკლეოტიდის ნარჩენს?

უპასუხე

2. რამდენ ამინომჟავას კოდირებს 900 ნუკლეოტიდი? თქვენს პასუხში ჩაწერეთ მხოლოდ შესაბამისი ნომერი.

უპასუხე

3. რამდენია ამინომჟავების რაოდენობა ცილაში, თუ მისი კოდირების გენი შედგება 600 ნუკლეოტიდისგან? თქვენს პასუხში ჩაწერეთ მხოლოდ შესაბამისი ნომერი.

უპასუხე

4. რამდენ ამინომჟავას კოდირებს 1203 ნუკლეოტიდი? თქვენს პასუხში ჩაწერეთ მხოლოდ ამინომჟავების რაოდენობა.

უპასუხე

5. რამდენი ამინომჟავაა საჭირო პოლიპეპტიდის სინთეზისთვის, თუ mRNA-ს კოდირების ნაწილი შეიცავს 108 ნუკლეოტიდს? პასუხში ჩაწერეთ მხოლოდ შესაბამისი რიცხვი.

უპასუხე

mRNA ნუკლეოტიდები - დნმ ნუკლეოტიდები
ცილის სინთეზში მონაწილეობს mRNA მოლეკულა, რომლის ფრაგმენტი შეიცავს 33 ნუკლეოტიდის ნარჩენს. განსაზღვრეთ ნუკლეოტიდის ნარჩენების რაოდენობა დნმ-ის შაბლონის ჯაჭვის მონაკვეთში.

უპასუხე

ნუკლეოტიდები - tRNA
რა რაოდენობის სატრანსპორტო რნმ-ის მოლეკულა იყო ჩართული ტრანსლაციაში, თუ გენის რეგიონი შეიცავს 930 ნუკლეოტიდის ნარჩენს?

უპასუხე

ტრიპლეტები - mRNA ნუკლეოტიდები
რამდენი ნუკლეოტიდია mRNA მოლეკულის ფრაგმენტში, თუ დნმ-ის კოდირების ჯაჭვის ფრაგმენტი შეიცავს 130 სამეულს? პასუხში ჩაწერეთ მხოლოდ შესაბამისი რიცხვი.

უპასუხე

tRNA - ამინომჟავები
განსაზღვრეთ ამინომჟავების რაოდენობა ცილაში, თუ 150 tRNA მოლეკულა იყო ჩართული თარგმნის პროცესში. პასუხში ჩაწერეთ მხოლოდ შესაბამისი რიცხვი.

უპასუხე

ᲣᲑᲠᲐᲚᲝᲓ
რამდენი ნუკლეოტიდი ადგენს mRNA კოდონს?

უპასუხე

რამდენი ნუკლეოტიდი შეადგენს mRNA-ს ერთ გაჩერებულ კოდონს?

უპასუხე

რამდენი ნუკლეოტიდი ქმნის tRNA ანტიკოდონს?

უპასუხე

რთული
ცილის ფარდობითი მოლეკულური წონაა 6000. დაადგინეთ ამინომჟავების რაოდენობა ცილის მოლეკულაში, თუ ერთი ამინომჟავის ნარჩენის ფარდობითი მოლეკულური წონა არის 120. პასუხში ჩაწერეთ მხოლოდ შესაბამისი რიცხვი.

უპასუხე

დნმ-ის მოლეკულის ორ ჯაჭვში 3000 ნუკლეოტიდია. ცილის სტრუქტურის შესახებ ინფორმაცია დაშიფრულია ერთ-ერთ ჯაჭვზე. დაითვალეთ რამდენი ამინომჟავაა კოდირებული დნმ-ის ერთ ჯაჭვზე. თქვენს პასუხში ჩაწერეთ მხოლოდ ამინომჟავების რაოდენობის შესაბამისი რიცხვი.

უპასუხე

SET
1. ოქსიტოცინის ჰორმონის მოლეკულის ტრანსლაციის პროცესში ჩართული იყო 9 tRNA მოლეკულა. განსაზღვრეთ ამინომჟავების რაოდენობა, რომლებიც ქმნიან სინთეზირებულ ცილას, ასევე ტრიპლეტებისა და ნუკლეოტიდების რაოდენობას, რომლებსაც ეს ცილა აკოდირებს. ჩაწერეთ რიცხვები დავალებაში მითითებული თანმიმდევრობით, გამყოფების გარეშე (ფართები, მძიმეები და ა.შ.).

უპასუხე

2. ცილის მოლეკულის მონაკვეთი შეიცავს 3 ამინომჟავას. რამდენი mRNA ნუკლეოტიდი, mRNA ტრიპლეტი და გადაცემის რნმ იყო საჭირო ამ რეგიონის სინთეზისთვის? ჩაწერეთ რიცხვები დავალებაში მითითებული თანმიმდევრობით, გამყოფების გარეშე (ფართები, მძიმეები და ა.შ.).

უპასუხე

3. დნმ-ის მოლეკულის მონაკვეთი შეიცავს 10 სამეულს. რამდენი ამინომჟავაა დაშიფრული ამ განყოფილებაში? რამდენი მესინჯერი რნმ-ის ნუკლეოტიდია საჭირო და რამდენი გადამტანი რნმ არის საჭირო ამ ამინომჟავებისგან შემდგარი ცილის მოლეკულის მონაკვეთის სინთეზირებისთვის? ჩაწერეთ რიცხვები დავალებაში მითითებული თანმიმდევრობით, გამყოფების გარეშე (ფართები, მძიმეები და ა.შ.).

უპასუხე

4. ცილა შედგება 240 ამინომჟავისგან. განსაზღვრეთ mRNA და დნმ-ის ნუკლეოტიდების რაოდენობა, რომლებიც აკოდირებენ ამ ამინომჟავებს და tRNA მოლეკულების მთლიანი რაოდენობა, რომლებიც აუცილებელია ამ ამინომჟავების ცილების სინთეზის ადგილზე გადასატანად. ჩაწერეთ რიცხვები დავალებაში მითითებული თანმიმდევრობით, გამყოფების გარეშე (ფართები, მძიმეები და ა.შ.).

უპასუხე

აირჩიეთ ერთი, ყველაზე სწორი ვარიანტი. იგივე ამინომჟავა შეესაბამება ანტიკოდონს UCA გადაცემის რნმ-ზე და ტრიპლეტი გენში დნმ-ზე.
1) GTA
2) ACA
3) TGT
4) TCA

უპასუხე

აირჩიეთ ერთი, ყველაზე სწორი ვარიანტი. უჯრედში ჰემოგლობინის სინთეზს აკონტროლებს დნმ-ის მოლეკულის გარკვეული სეგმენტი, რომელსაც ე.წ.
1) კოდონი
2) სამეული
3) გენეტიკური კოდი
4) გენომი

უპასუხე

ჩამოთვლილი უჯრედის ორგანელებიდან რომელში ხდება მატრიცის სინთეზის რეაქციები? განსაზღვრეთ სამი ჭეშმარიტი დებულება ზოგადი სიიდან და ჩაწერეთ რიცხვები, რომლებზეც ისინი მითითებულია.
1) ცენტრიოლები
2) ლიზოსომები
3) გოლჯის აპარატი
4) რიბოზომები
5) მიტოქონდრია
6) ქლოროპლასტები

უპასუხე

შეხედეთ უჯრედში მიმდინარე პროცესების ამსახველ სურათს და მიუთითეთ ა) პროცესის სახელი, რომელიც მითითებულია ასო A, ბ) პროცესის სახელი მითითებულია ასო B, C) ტიპის დასახელება ქიმიური რეაქციები. თითოეული ასოსთვის აირჩიეთ შესაბამისი ტერმინი მოწოდებული სიიდან.
1) რეპლიკაცია
2) ტრანსკრიფცია
3) მაუწყებლობა
4) დენატურაცია
5) ეგზოთერმული რეაქციები
6) ჩანაცვლების რეაქციები
7) მატრიცის სინთეზის რეაქციები
8) გაყოფის რეაქციები

უპასუხე

შეხედეთ სურათს და მიუთითეთ (A) პროცესის სახელი 1, (B) პროცესის სახელი 2, (c) საბოლოო პროდუქტიპროცესი 2. თითოეული ასოსთვის აირჩიეთ შესაბამისი ტერმინი ან შესაბამისი ცნება მოწოდებული სიიდან.
1) tRNA
2) პოლიპეპტიდი
3) რიბოსომა
4) რეპლიკაცია
5) მაუწყებლობა
6) უღლება
7) ATP
8) ტრანსკრიფცია

უპასუხე

1. დაადგინეთ კორესპონდენცია ცილის სინთეზის პროცესებსა და ეტაპებს შორის: 1) ტრანსკრიფცია, 2) ტრანსლაცია. ჩაწერეთ რიცხვები 1 და 2 სწორი თანმიმდევრობით.
ა) ამინომჟავების გადაცემა tRNA
ბ) ჩართულია დნმ
ბ) mRNA-ს სინთეზი
დ) პოლიპეპტიდური ჯაჭვის წარმოქმნა
დ) ჩნდება რიბოსომაზე

უპასუხე

2. დაამყარეთ შესაბამისობა მახასიათებლებსა და პროცესებს შორის: 1) ტრანსკრიფცია, 2) თარგმანი. ჩაწერეთ რიცხვები 1 და 2 ასოების შესაბამისი თანმიმდევრობით.
ა) სინთეზირებულია რნმ-ის სამი ტიპი
ბ) ხდება რიბოზომების დახმარებით
გ) მონომერებს შორის წარმოიქმნება პეპტიდური ბმა
დ) ევკარიოტებში ხდება ბირთვში
დ) დნმ გამოიყენება როგორც მატრიცა
ე) ახორციელებს ფერმენტ რნმ პოლიმერაზას

უპასუხე

დაამყარეთ შესაბამისობა მატრიცული რეაქციების მახასიათებლებსა და ტიპებს შორის: 1) რეპლიკაცია, 2) ტრანსკრიფცია, 3) ტრანსლაცია. ჩაწერეთ რიცხვები 1-3 ასოების შესაბამისი თანმიმდევრობით.
ა) რეაქციები ხდება რიბოზომებზე.
ბ) რნმ ემსახურება შაბლონს.
გ) წარმოიქმნება ბიოპოლიმერი, რომელიც შეიცავს ნუკლეოტიდებს თიმინთან.
დ) სინთეზირებული პოლიმერი შეიცავს დეზოქსირიბოზას.
დ) სინთეზირებულია პოლიპეპტიდი.
ე) სინთეზირებულია რნმ-ის მოლეკულები.

უპასუხე

ქვემოთ ჩამოთვლილი ყველა ნიშანი, გარდა ორისა, გამოიყენება ნახატზე ნაჩვენები პროცესის აღსაწერად. გამოავლინეთ ორი მახასიათებელი, რომლებიც „გამოდიან“ ზოგადი სიიდან და ჩაწერეთ რიცხვები, რომლებზეც ისინი მითითებულია.
1) კომპლემენტარობის პრინციპის მიხედვით, დნმ-ის მოლეკულის ნუკლეოტიდური თანმიმდევრობა ითარგმნება მოლეკულების ნუკლეოტიდურ თანმიმდევრობაში სხვადასხვა სახისრნმ
2) ნუკლეოტიდური თანმიმდევრობის ამინომჟავების თანმიმდევრობად გარდაქმნის პროცესი
3) გენეტიკური ინფორმაციის ბირთვიდან ცილის სინთეზის ადგილზე გადატანის პროცესი
4) პროცესი ხდება რიბოზომებში
5) პროცესის შედეგია რნმ-ის სინთეზი

უპასუხე

პოლიპეპტიდის მოლეკულური წონაა 30000 ც. დაადგინეთ მისი მაკოდირებელი გენის სიგრძე, თუ ერთი ამინომჟავის მოლეკულური წონა საშუალოდ 100-ია, ხოლო ნუკლეოტიდებს შორის მანძილი დნმ-ში არის 0,34 ნმ. პასუხში ჩაწერეთ მხოლოდ შესაბამისი რიცხვი.

უპასუხე

აირჩიეთ ქვემოთ ჩამოთვლილი რეაქციებიდან ორი, რომლებიც დაკავშირებულია მატრიცის სინთეზის რეაქციებთან. ჩაწერეთ რიცხვები, რომლებშიც ისინი მითითებულია.
1) ცელულოზის სინთეზი
2) ატფ სინთეზი
3) ცილის ბიოსინთეზი
4) გლუკოზის დაჟანგვა
5) დნმ-ის რეპლიკაცია

უპასუხე

აირჩიეთ ექვსიდან სამი სწორი პასუხი და ჩაწერეთ რიცხვები, რომლებზეც ისინი მითითებულია ცხრილში. მატრიქსული რეაქციები უჯრედებში მოიცავს
1) დნმ-ის რეპლიკაცია
2) წყლის ფოტოლიზი
3) რნმ სინთეზი
4) ქიმიოსინთეზი
5) ცილის ბიოსინთეზი
6) ატფ სინთეზი

უპასუხე

ყველა შემდეგი მახასიათებელი, გარდა ორისა, შეიძლება გამოყენებულ იქნას უჯრედში ცილის ბიოსინთეზის პროცესის აღსაწერად. გამოავლინეთ ორი მახასიათებელი, რომლებიც „გამოდიან“ ზოგადი სიიდან და ჩაწერეთ რიცხვები, რომლებზეც ისინი მითითებულია თქვენს პასუხში.
1) პროცესი ხდება ფერმენტების თანდასწრებით.
2) პროცესში ცენტრალური როლი ეკუთვნის რნმ-ის მოლეკულებს.
3) პროცესს თან ახლავს ატფ-ის სინთეზი.
4) ამინომჟავები მონომერებად ემსახურებიან მოლეკულების წარმოქმნას.
5) ცილის მოლეკულების შეკრება ხორციელდება ლიზოსომებში.

უპასუხე

იპოვეთ სამი შეცდომა მოცემულ ტექსტში. მიუთითეთ წინადადებების რაოდენობა, რომლებშიც ისინი შედგენილია.(1) ცილის ბიოსინთეზის დროს ხდება მატრიცის სინთეზის რეაქციები. (2) შაბლონის სინთეზის რეაქციები მოიცავს მხოლოდ რეპლიკაციას და ტრანსკრიფციის რეაქციებს. (3) ტრანსკრიფციის შედეგად სინთეზირდება mRNA, რომლის შაბლონი არის დნმ-ის მთელი მოლეკულა. (4) ბირთვის ფორებში გავლის შემდეგ, mRNA შედის ციტოპლაზმაში. (5) მესინჯერი რნმ ჩართულია tRNA სინთეზში. (6) გადაცემის რნმ აწვდის ამინომჟავებს ცილების შეკრებისთვის. (7) ATP მოლეკულების ენერგია იხარჯება თითოეული ამინომჟავის tRNA-სთან შეერთებაზე.

უპასუხე

ყველა, გარდა ორი ცნებისა, გამოიყენება თარგმანის აღსაწერად. დაასახელეთ ორი მახასიათებელი, რომლებიც „გამოვარდება“ ზოგადი სიიდან და ჩაწერეთ რიცხვები, რომლებზეც ისინი მითითებულია.
1) მატრიცის სინთეზი
2) mitotic spindle
3) პოლისომა
4) პეპტიდური ბმა
5) უმაღლესი ცხიმოვანი მჟავები

უპასუხე

ქვემოთ ჩამოთვლილი ყველა მახასიათებელი, გარდა ორისა, გამოიყენება პოლიპეპტიდური ჯაჭვის სინთეზისთვის აუცილებელი პროცესების აღსაწერად. გამოავლინეთ ორი მახასიათებელი, რომლებიც „გამოდიან“ ზოგადი სიიდან და ჩაწერეთ რიცხვები, რომლებზეც ისინი მითითებულია.
1) მესინჯერი რნმ-ის ტრანსკრიფცია ბირთვში
2) ამინომჟავების ტრანსპორტირება ციტოპლაზმიდან რიბოსომამდე
3) დნმ-ის რეპლიკაცია
4) პირუვიტის მჟავას წარმოქმნა
5) ამინომჟავების შეერთება

უპასუხე

გენეტიკურ კოდს აქვს რამდენიმე თვისება.

სამმაგი.

დეგენერაცია ან ჭარბი რაოდენობა.

გაურკვევლობა.

პოლარობა.

გადახურვის გარეშე.

კომპაქტურობა.

მრავალმხრივობა.

ცხრილი 1.

მესინჯერი რნმ-ის კოდონები და შესაბამისი ამინომჟავები

კოდონოვის ფონდი




	Უაზრობა	Უაზრობა
	Უაზრობა




		მეთ



		ლილვი

ბ. დეგენერაცია ან ჭარბი რაოდენობა.

ჰემოგლობინი შედგება ჰემის რკინის პორფირინის ჯგუფისგან (მას ერთვის ჟანგბადის და ნახშირორჟანგის მოლეკულები) და ცილა - გლობინი. ზრდასრულთა ჰემოგლობინი (HbA) შეიცავს ორ იდენტურ ჰემოგლობინს -ჯაჭვები და ორი - ჯაჭვები. მოლეკულა - ჯაჭვი შეიცავს 141 ამინომჟავის ნარჩენს, -ჯაჭვი - 146, - და - ჯაჭვები განსხვავდება მრავალი ამინომჟავის ნარჩენებში. თითოეული გლობინის ჯაჭვის ამინომჟავების თანმიმდევრობა დაშიფრულია საკუთარი გენით. გენის კოდირება - ჯაჭვი მდებარეობს მე-16 ქრომოსომის მოკლე მკლავში, გენი - მე-11 ქრომოსომის მოკლე მკლავში. ჩანაცვლება გენის დაშიფვრაში -პირველი ან მეორე ნუკლეოტიდის ჰემოგლობინის ჯაჭვი თითქმის ყოველთვის იწვევს ცილაში ახალი ამინომჟავების გაჩენას, ჰემოგლობინის ფუნქციების მოშლას და სერიოზულ შედეგებს პაციენტისთვის. მაგალითად, ერთ-ერთ სამეულში CAU (ჰისტიდინი) ჩანაცვლება გამოიწვევს ახალი ტრიპლეტის UAU-ს გაჩენას, რომელიც აკოდირებს სხვა ამინომჟავას - ტიროზინს. ფენოტიპურად ეს გამოვლინდება მძიმე დაავადებით მსგავსი ჩანაცვლება 63-ე პოზიციაზე -ჰისტიდინის პოლიპეპტიდის ჯაჭვი ტიროზინამდე გამოიწვევს ჰემოგლობინის დესტაბილიზაციას. დაავადება ვითარდება მეტემოგლობინემია. მუტაციის შედეგად გლუტამინის მჟავის შეცვლა ვალინით მე-6 პოზიციაზე -ჯაჭვი არის ყველაზე მძიმე დაავადების - ნამგლისებრუჯრედოვანი ანემიის გამომწვევი. ნუ გავაგრძელებთ სამწუხარო სიას. მოდით მხოლოდ აღვნიშნოთ, რომ პირველი ორი ნუკლეოტიდის შეცვლისას შეიძლება გამოჩნდეს ამინომჟავა წინა მსგავსი ფიზიკოქიმიური თვისებებით. ამრიგად, მე-2 ნუკლეოტიდის ჩანაცვლება გლუტამინის მჟავას (GAA) კოდირებულ ერთ-ერთ სამეულში - ჯაჭვი "U"-ით იწვევს ახალი ტრიპლეტის (GUA) გამოჩენას, რომელიც აკოდირებს ვალინს და პირველი ნუკლეოტიდის ჩანაცვლება "A"-ით ქმნის სამეულს AAA, რომელიც აკოდირებს ამინომჟავას ლიზინს. გლუტამინის მჟავა და ლიზინი ფიზიკოქიმიური თვისებებით მსგავსია - ორივე ჰიდროფილურია. ვალინი არის ჰიდროფობიური ამინომჟავა. ამრიგად, ჰიდროფილური გლუტამინის მჟავას ჰიდროფობიური ვალინით ჩანაცვლება მნიშვნელოვნად ცვლის ჰემოგლობინის თვისებებს, რაც საბოლოოდ იწვევს ნამგლისებრუჯრედოვანი ანემიის განვითარებას, ხოლო ჰიდროფილური გლუტამინის მჟავას ჰიდროფილური ლიზინით ჩანაცვლება ჰემოგლობინის ფუნქციას ნაკლებად ცვლის - პაციენტებს უვითარდებათ მსუბუქი ფორმა. ანემიის. მესამე ბაზის ჩანაცვლების შედეგად ახალ სამეულს შეუძლია იგივე ამინომჟავების კოდირება, როგორც წინა. მაგალითად, თუ CAC ტრიპლეტში ურაცილი შეიცვალა ციტოზინით და გამოჩნდა CAC ტრიპლეტი, მაშინ პრაქტიკულად არ გამოვლინდება ფენოტიპური ცვლილებები ადამიანებში. ეს გასაგებია, რადგან ორივე ტრიპლეტი კოდირებს ერთსა და იმავე ამინომჟავას - ჰისტიდინს.