Hatua za utekelezaji wa habari za maumbile. Biosynthesis ya protini (utekelezaji wa habari ya urithi)

habari

Vipengele vyote vya morphological, anatomical na kazi ya seli yoyote na viumbe kwa ujumla imedhamiriwa na muundo wa protini maalum zinazounda seli. Uwezo wa kuunganisha protini zilizoainishwa madhubuti tu ni mali asilia kwa kila spishi na kwa kiumbe cha mtu binafsi.

Molekuli ya DNA inaweza kusimba mfuatano wa asidi ya amino kwa protini nyingi. Sehemu ya molekuli ya DNA inayobeba habari kuhusu muundo wa protini moja inaitwa jeni.

Mlolongo maalum wa asidi ya amino katika mnyororo wa peptidi (muundo wa msingi wa protini) huamua maalum ya molekuli ya protini, na, kwa hiyo, maalum ya sifa ambazo zimedhamiriwa na protini hii.

Sifa za kibaolojia za protini na umaalum wao hutegemea eneo la asidi ya amino kwenye mnyororo wa polipeptidi wa molekuli ya protini. Hivyo

Kwa hivyo, muundo wa msingi wa molekuli ya protini imedhamiriwa na mlolongo fulani wa nyukleotidi katika sehemu ya DNA (jeni).

Kinasaba msimbo ni mpangilio mahususi wa nyukleotidi katika molekuli ya DNA ambayo husifisha amino asidi katika molekuli ya protini.

Besi nne tofauti za nitrojeni (adenine, thymine, cytosine, guanini) hutumiwa kusimba asidi 20 za amino katika molekuli ya DNA. Kila asidi ya amino imesimbwa na kundi la mononucleotidi tatu, linaloitwa triplet (tazama jedwali 1)

Tabia za maumbile kanuni:

utatu - asidi moja ya amino imefungwa na triplet moja, ambayo ina nucleotides tatu. Utatu huu unaitwa kodoni. Kwa mchanganyiko wa nyukleotidi nne za tatu 4 3, mchanganyiko unaowezekana utakuwa wa aina 64 (triplet), ambayo ni zaidi ya kutosha kusimba asidi 20 za amino;

"upungufu" au redundancy ya kanuni za maumbile, i.e. amino asidi moja na sawa inaweza kusimbwa na triplets kadhaa, kwa vile amino asidi 20 na codons 64 zinajulikana, kwa mfano, phenyl-alanine ni encoded na triplets mbili (UUU, UUC), isoleusini na tatu (AUU, AUCAUA);

yasiyo ya kuingiliana, hizo. hakuna alama za mgawanyiko kati ya triplets katika molekuli ya DNA, wao ni kupangwa katika mstari linear, kufuatia moja baada ya nyingine, nucleotidi tatu karibu kuunda triplet moja;

mstari na kutokuwepo kwa alama za kujitenga, i.e. sehemu tatu katika molekuli ya DNA hufuatana kwa mpangilio wa mstari bila ishara za kuacha; ikiwa nucleotide moja imepotea, "kuhama kwa sura" itatokea, ambayo itasababisha mabadiliko katika mlolongo wa nucleotides katika molekuli ya RNA, na, kwa hiyo, mabadiliko katika mlolongo wa amino asidi katika molekuli ya protini;

uwezo mwingi, hizo. kwa viumbe vyote, kutoka kwa prokaryoti hadi kwa wanadamu, asidi ya amino 20 imesimbwa na sehemu tatu sawa, ambayo ni moja ya uthibitisho wa umoja wa asili ya maisha yote duniani.

collinearity(mawasiliano) - mpangilio wa mstari wa nyukleotidi katika molekuli ya DNA inalingana na mpangilio wa mstari wa asidi ya amino katika molekuli ya protini.

Jedwali 1 Kinasaba kanuni

Msingi wa kwanza	Msingi wa pili	Msingi wa tatu
Msingi wa kwanza		Msingi wa tatu

Hatua za utekelezaji wa habari za maumbile Na

I.Tunukuzi - usanisi wa aina zote za RNA kwenye kiolezo cha DNA. Unukuzi, au uandishi upya, hautokei kwenye molekuli nzima ya DNA, lakini kwenye sehemu inayohusika na protini maalum (jeni). Masharti yanayohitajika kwa unukuzi:

a) kufunguka kwa sehemu ya DNA kwa kutumia proteni za kimeng'enya

b) uwepo wa nyenzo za ujenzi kwa namna ya ATP. GTF. UTF. 1DTF

c) Enzymes za maandishi - RNA polymerase I, II, III

d) nishati kwa namna ya ATP.

Unukuzi hutokea kulingana na kanuni ya ukamilishano. Katika kesi hii, kwa msaada wa protini maalum za enzyme, sehemu ya helix ya DNA hufungua na hutumika kama matrix ya awali ya mRNA. Kisha pamoja na kamba ya DNA

Kimeng'enya cha RNA polymerase husogea, na kuunganisha nyukleotidi pamoja kulingana na kanuni ya ukamilishano katika mnyororo wa RNA unaokua. RNA yenye ncha moja kisha hujitenga na DNA na kuacha kiini cha seli kupitia vinyweleo kwenye utando wa nyuklia (Mchoro 5)

Mchele. 5 Uwakilishi wa kimkakati wa manukuu.

Tofauti katika unukuzi kati ya pro- na yukariyoti.

Kwa upande wa shirika la kemikali la nyenzo za urithi, eukaryotes na prokaryotes sio tofauti kimsingi. Inajulikana kuwa nyenzo za maumbile zinawakilishwa na DNA.

Nyenzo za urithi wa prokaryotes zilizomo katika DNA ya mviringo, ambayo iko kwenye cytoplasm ya seli. Jeni za prokaryotic zinajumuisha kabisa mpangilio wa misimbo ya nyukleotidi.

Jeni za yukariyoti zina kanda za kuarifu - exons, ambazo hubeba habari kuhusu mlolongo wa asidi ya amino ya protini, na mikoa isiyo ya habari - introni, ambazo hazina habari.

Ipasavyo, uandishi wa mjumbe RNA katika yukariyoti hutokea katika hatua 2:

S) sehemu zote (introns na exons) zimeandikwa upya (zimenakiliwa) - mRNA hii inaitwa changa au pro-iR NK.

2). mchakato imba- kukomaa kwa mjumbe RNA. Kwa kutumia enzymes maalum, mikoa ya intronic hukatwa, kisha exons huunganishwa pamoja. Jambo la kuunganisha exons pamoja inaitwa splicing. Ukomavu wa baada ya unukuzi wa molekuli ya RNA hutokea kwenye kiini.

II. Tangaza(tafsiri), au biosynthesis ya protini. Kiini cha tafsiri ni tafsiri ya msimbo wa herufi nne za besi za nitrojeni katika "kamusi" ya herufi 20 ya asidi ya amino.

Mchakato wa tafsiri unajumuisha kuhamisha taarifa za kijeni zilizosimbwa katika mRNA hadi kwenye mfuatano wa asidi ya amino ya protini. Biosynthesis ya protini hutokea kwenye cytoplasm kwenye ribosomes na ina hatua kadhaa:

Hatua ya maandalizi (uwezeshaji wa asidi ya amino) inajumuisha kufunga kwa enzymatic ya kila asidi ya amino kwa tRNA yake na uundaji wa asidi ya amino - tRNA tata.

Usanisi wa protini yenyewe, ambayo ni pamoja na hatua tatu:

a) uanzishaji - mRNA hufunga kwa kitengo kidogo cha ribosomu, kodoni za kwanza za uanzishaji ni OUT au GUG. Kodoni hizi zinalingana na tata ya methionyl-tRNA. Kwa kuongezea, mambo matatu ya protini yanahusika katika uanzishaji: mambo ambayo huwezesha kufungwa kwa mRNA kwa kitengo kikubwa cha ribosomu; tata ya uanzishaji huundwa.

b) kurefusha - kurefusha mnyororo wa polipeptidi. Mchakato huo unafanywa kwa hatua 3 na inajumuisha kumfunga kodoni ya mRNA kwa antikodoni ya tRNA kulingana na kanuni ya ukamilishaji katikati ya ribosomu, kisha kuunda dhamana ya peptidi kati ya mabaki mawili ya asidi ya amino na kusonga dipeptidi hatua moja mbele. na, ipasavyo, kusogeza ribosomu kando ya mRNA kodoni moja mbele

c) kukomesha - mwisho wa tafsiri, inategemea uwepo katika mRNA ya kodoni za kukomesha au "ishara za kuacha" (UAA, UGA, UAG) na enzymes za protini - sababu za kukomesha (Mchoro 6).

Mchele. 6. Mpango wa utangazaji

a) hatua ya kurefusha;

b) kuingia kwa protini iliyounganishwa kwenye retikulamu ya endoplasmic

Katika seli, sio moja, lakini ribosomes kadhaa hutumiwa kwa awali ya protini. Mchanganyiko kama huo wa kufanya kazi wa mRNA na ribosomes kadhaa huitwa polyribosome. Katika kesi hii, awali ya protini hutokea kwa kasi zaidi kuliko wakati wa kutumia ribosome moja tu.

Tayari wakati wa kutafsiri, protini huanza kuingia katika muundo wa tatu-dimensional, na, ikiwa ni lazima, inachukua shirika la quaternary katika cytoplasm.

Mtini 7 Jukumu la asidi nucleic katika upitishaji wa taarifa za kijeni

Kazi za Leksiko-sarufi:

kuwa

kuamuliwa

iwe imesimbwa vipi

kuwa na sifa

kuitwa

Kazi nambari 1. Andika maneno na vishazi vilivyotolewa kwenye mabano katika umbo sahihi.

Vipengele vyote vya morphological, anatomical na kazi ya seli yoyote na viumbe kwa ujumla imedhamiriwa (muundo wa protini maalum).

Mlolongo wa amino asidi katika mnyororo wa polipeptidi huamuliwa na (mlolongo) wa nyukleotidi katika sehemu ya DNA inayoitwa (jeni), na mlolongo wa nyukleotidi katika DNA unaitwa (nambari za urithi).

Kila asidi ya amino imewekwa kwa (kundi la nyukleotidi tatu), ambayo inaitwa (triplet).

Nambari ya kijeni ina sifa (vipengele vifuatavyo: utatu, uharibifu, kutoweza kufunika, mstari na kutokuwepo kwa koma, ulimwengu).

Asidi 20 za amino zimesimbwa (tripu tatu sawa).

Kazi nambari 2. Badala ya vipindi, tumia aina fupi na kamili za viambishi vinavyoundwa kutoka kwa vitenzi vya kusimba - kusimba.

Mlolongo wa nyukleotidi katika DNA, ... amino asidi fulani katika molekuli ya protini, inaitwa kanuni za kijeni.

Asidi sawa inaweza kuwa ... triplets kadhaa.

Asidi 20 za amino... katika sehemu tatu sawa.

Kuna jeni za miundo, ... protini za miundo na enzymatic, pamoja na jeni zilizo na habari kwa ajili ya awali ya tRNA na rRNA, nk.

Hatua inayofuata ya utekelezaji wa habari za maumbile ... katika jeni ni nakala.

kimsingi (si) hutofautiana sana juu ya nini sifa

sana

Kwa upande wa shirika la kemikali la nyenzo za urithi, eukaryotes na prokaryotes sio tofauti kimsingi. Nyenzo zao za urithi ni DNA.

Kazi nambari 3. Soma sehemu ya maandishi "Tofauti katika unukuzi katika pro- na yukariyoti." Tuambie kuhusu hatua za utekelezaji wa habari za urithi.

Kazi nambari 4. Kamilisha sentensi kulingana na habari kutoka kwa maandishi.

Nyenzo za urithi za prokaryotes ziko katika ...

Jeni za Prokaryotic zinajumuisha kabisa ...

Jeni za yukariyoti zina...

Unukuzi katika yukariyoti hutokea...

Tafsiri inajumuisha kuhamisha taarifa za kinasaba zilizosimbwa katika mRNA kwenye...

Tafsiri hutokea kwenye saitoplazimu kwenye...

Zoezi Nambari 5. Tengeneza mchoro wa hatua za tafsiri na utuambie kulingana na mchoro kuhusu utekelezaji wa hatua kwa hatua wa tafsiri.

Suluhisho kazi za kawaida

Mikoa ya jeni za muundo katika pro- na yukariyoti ina mlolongo sawa wa nyukleotidi:

TsAT-GTC-ATSA-"PTD-TGA-AAA-CAA-CCG-ATA-CCCC-CTG-CHG-CTT-GGA-ACA-ATA. Zaidi ya hayo, katika yukariyoti mfuatano wa nyukleotidi ni ACA-TTC-TGA-AAA na GGA. -ACA -ATAs husimba maeneo ya utangulizi ya pro-RNA. Kwa kutumia kamusi ya kanuni za kijeni, bainisha:

a) Je, mRNA iliyonakiliwa kutoka sehemu hii ya DNA katika prokariyoti itakuwa na mfuatano gani wa nyukleotidi?

b) je mRNA iliyonakiliwa kutoka sehemu hii ya DNA katika yukariyoti itakuwa na mfuatano gani wa nyukleotidi;

c) protini iliyosimbwa na eneo hili la jeni itakuwa na mfuatano gani wa asidi ya amino katika pro- na yukariyoti.

Hatua za utekelezaji wa habari za maumbile

I.T unukuzi - usanisi wa aina zote za RNA kwenye kiolezo cha DNA. Unukuzi, au uandishi upya, hautokei kwenye molekuli nzima ya DNA, lakini kwenye sehemu inayohusika na protini maalum (jeni). Masharti yanayohitajika kwa unukuzi:

a) kufunguka kwa sehemu ya DNA kwa kutumia proteni za kimeng'enya

b) uwepo wa nyenzo za ujenzi kwa namna ya ATP. GTF. UTF. 1DTF

c) Enzymes za maandishi - RNA polymerases I, II, III

d) nishati kwa namna ya ATP.

Kimeng'enya cha RNA polymerase husogea, na kuunganisha nyukleotidi pamoja kulingana na kanuni ya ukamilishano katika mnyororo wa RNA unaokua. Kisha, RNA yenye nyuzi moja hutenganishwa na DNA na kuacha kiini cha seli kupitia vinyweleo kwenye utando wa nyuklia (Mchoro 5)

Mchele. 5 Uwakilishi wa kimkakati wa manukuu.

Tofauti katika unukuzi kati ya pro- na yukariyoti.

Kwa upande wa shirika la kemikali la nyenzo za urithi, eukaryotes na prokaryotes sio tofauti kimsingi. Inajulikana kuwa nyenzo za maumbile zinawakilishwa na DNA.

Nyenzo za urithi wa prokaryotes zilizomo katika DNA ya mviringo, ambayo iko kwenye cytoplasm ya seli. Jeni za prokaryotic zinajumuisha kabisa mpangilio wa misimbo ya nyukleotidi.

Jeni za yukariyoti zina kanda za kuarifu - exons, ambazo hubeba habari kuhusu mlolongo wa asidi ya amino ya protini, na mikoa isiyo ya habari - introni, ambazo hazina habari.

Ipasavyo, uandishi wa mjumbe RNA katika yukariyoti hutokea katika hatua 2:

S) sehemu zote (introns na exons) zimeandikwa upya (zimenakiliwa) - mRNA hii kawaida huitwa changa au pro-iR NK.

2). mchakato imba- kukomaa kwa mjumbe RNA. Kwa kutumia enzymes maalum, mikoa ya intronic hukatwa, kisha exons huunganishwa pamoja. Jambo la kuunganishwa kwa exon kwa kawaida huitwa splicing. Ukomavu wa baada ya unukuzi wa molekuli ya RNA hutokea kwenye kiini.

II. Tangaza (tafsiri), au biosynthesis ya protini. Kiini cha tafsiri ni tafsiri ya msimbo wa herufi nne za besi za nitrojeni katika "kamusi" ya herufi 20 ya asidi ya amino.

1. Hatua ya maandalizi (uanzishaji wa amino asidi) inajumuisha kufungwa kwa enzymatic ya kila asidi ya amino kwa tRNA yake na uundaji wa asidi ya amino - tRNA tata.

2. Usanisi wa protini yenyewe, unaojumuisha hatua tatu:

a) uanzishaji - mRNA hufunga kwa kitengo kidogo cha ribosomu, kodoni za kwanza za uanzishaji ni OUT au GUG. Kodoni hizi zinalingana na tata ya methionyl-tRNA. Wakati huo huo, mambo matatu ya protini yanahusika katika uanzishaji: mambo ambayo huwezesha kufungwa kwa mRNA kwa kitengo kikubwa cha ribosomu; tata ya uanzishaji huundwa.

c) kukomesha - mwisho wa tafsiri, inategemea uwepo katika mRNA ya kodoni za kukomesha au "ishara za kuacha" (UAA, UGA, UAG) na enzymes za protini - sababu za kukomesha (Mchoro 6).

Mchele. 6. Mpango wa utangazaji

a) hatua ya kurefusha;

b) kuingia kwa protini iliyounganishwa kwenye retikulamu ya endoplasmic

Katika seli, sio moja, lakini ribosomes kadhaa hutumiwa kwa awali ya protini. Mchanganyiko kama huo wa kufanya kazi wa mRNA na ribosomes kadhaa kawaida huitwa polyribosome. Katika kesi hii, awali ya protini hutokea kwa kasi zaidi kuliko wakati wa kutumia ribosome moja tu.

Tayari wakati wa kutafsiri, protini huanza kujikunja ndani ya muundo wa pande tatu, na, ikiwa ni muhimu sana, katika cytoplasm inachukua shirika la quaternary.

Mtini 7 Jukumu la asidi nucleic katika upitishaji wa taarifa za kijeni

Kazi za Leksiko-sarufi:

kuwa

kuamuliwa

iwe imesimbwa vipi

kuwa na sifa

kuitwa

Kazi nambari 1. Andika maneno na vishazi vilivyotolewa kwenye mabano katika umbo sahihi.

1. Vipengele vyote vya morphological, anatomical na kazi ya seli yoyote na viumbe kwa ujumla ni kuamua (muundo wa protini maalum).

2. Mlolongo wa amino asidi katika mnyororo wa polipeptidi huamuliwa na (mlolongo) wa nyukleotidi katika sehemu ya DNA, ambayo kwa kawaida huitwa (jeni), na mlolongo wa nyukleotidi katika DNA kwa kawaida huitwa (nambari za urithi).

3. Kila amino asidi ni encoded (kundi la nucleotides tatu), ambayo kwa kawaida huitwa (triplet).

4. Kanuni ya maumbile ina sifa (vipengele vifuatavyo: utatu, uharibifu, kutoingiliana, mstari na kutokuwepo kwa koma, ulimwengu).

5. Asidi 20 za amino zimesimbwa (sawa tatu).

Kazi nambari 2. Badala ya vipindi, tumia aina fupi na kamili za viambishi vinavyoundwa kutoka kwa vitenzi vya kusimba - kusimba.

1. Mlolongo wa nyukleotidi katika DNA, ... amino asidi fulani katika molekuli ya protini, kwa kawaida huitwa kanuni za kijeni.

2. Asidi sawa lazima iwe ... triplets kadhaa.

3. Asidi 20 za amino... katika sehemu tatu sawa.

4. Kuna jeni za miundo, ... protini za miundo na enzymatic, pamoja na jeni zilizo na habari kwa ajili ya awali ya tRNA na rRNA, nk.

5. Hatua inayofuata ya utekelezaji wa taarifa za maumbile ... katika jeni ni transcription.

kimsingi (si) hutofautiana sana juu ya nini sifa

sana

Kwa upande wa shirika la kemikali la nyenzo za urithi, eukaryotes na prokaryotes sio tofauti kimsingi. Nyenzo zao za urithi ni DNA.

Kazi nambari 3. Soma sehemu ya maandishi "Tofauti katika unukuzi katika pro- na yukariyoti". Tuambie kuhusu hatua za utekelezaji wa habari za urithi.

Kazi nambari 4. Kamilisha sentensi kulingana na habari kutoka kwa maandishi.

1. Nyenzo za urithi za prokariyoti zimo katika....

2. Jeni za Prokaryotic zinajumuisha kabisa....

3. Jeni za yukariyoti zina....

4. Unukuzi katika yukariyoti hutokea katika....

5. Tafsiri inajumuisha kuhamisha taarifa za kinasaba zilizosimbwa katika mRNA hadi....

6. Tafsiri hufanyika katika saitoplazimu kwenye....

Zoezi Nambari 5. Tengeneza mchoro wa hatua za tafsiri na utuambie kulingana na mchoro kuhusu utekelezaji wa hatua kwa hatua wa tafsiri.

Suluhisho kazi za kawaida

Mikoa ya jeni za muundo katika pro- na yukariyoti ina mlolongo sawa wa nyukleotidi:

a) Je, mRNA iliyonakiliwa kutoka sehemu hii ya DNA katika prokariyoti itakuwa na mfuatano gani wa nyukleotidi?

b) je mRNA iliyonakiliwa kutoka sehemu hii ya DNA katika yukariyoti itakuwa na mfuatano gani wa nyukleotidi;

c) protini iliyosimbwa na eneo hili la jeni itakuwa na mfuatano gani wa asidi ya amino katika pro- na yukariyoti.

Somo 9. Jeni, yake muundo na kazi.

Inajulikana kuwa jeni ndio wabebaji wa nyenzo za habari za urithi. Jeni ni sehemu ya msingi ya urithi ambayo huamua ukuaji wa tabia yoyote ya kiumbe. Jeni ziko kwenye chromosomes na

kuchukua nafasi maalum - locus. Kwa mtazamo wa biolojia ya molekuli, jeni ni sehemu ya molekuli ya DNA ambayo habari kuhusu usanisi wa protini maalum husimbwa. Hatua za utekelezaji wa habari ya maumbile iliyosimbwa kwenye jeni inaweza kuwakilishwa kwa namna ya mchoro:

Njia za Masi za utekelezaji wa maumbile Sivyo Anga inf taratibu

Masharti ya kimsingi ya nadharia ya jeni:

1. Jeni huchukua mahali fulani (locus) katika kromosomu.

2. Jeni (cistron) - sehemu ya molekuli ya DNA, ambayo inajulikana na mlolongo fulani wa nucleotides na inawakilisha kitengo cha kazi cha habari za urithi. Idadi ya nyukleotidi zinazounda jeni tofauti ni tofauti.

3. Recombinations (kubadilishana kwa sehemu) inaweza kuzingatiwa ndani ya jeni moja.Sehemu kama hizo za cistron huitwa recons.

4. Mikoa ambayo mlolongo wa nucleotides unaweza kubadilika huitwa mutons.

5. Kuna jeni za kazi na za kimuundo. Jeni za muundo husimba muundo wa molekuli za protini. Kuna jeni za miundo ambazo hufunga protini za miundo na protini za enzyme, pamoja na jeni zilizo na habari kuhusu awali ya tRNA, rRNA, nk.

6. Jeni zinazofanya kazi hazina kanuni za protini, lakini hudhibiti na kuelekeza shughuli za jeni za miundo.

7. Mpangilio wa nukleotidi triplets katika jeni za miundo collinearly inalingana na mpangilio wa amino asidi katika molekuli ya protini.

8. Sehemu za molekuli ya DNA zinazounda jeni zinaweza kurejesha, ᴛ.ᴇ. kurekebisha, kwa hivyo, sio mabadiliko yote katika mfuatano wa nyukleotidi katika sehemu ya DNA husababisha mabadiliko.

9. Aina ya jenoti ina jeni za mtu binafsi (discrete), lakini hufanya kazi kwa ujumla mmoja, kwa sababu. jeni zinaweza kuingiliana na kushawishi kila mmoja. Utendaji wa jeni huathiriwa na mambo ya ndani na nje ya mazingira.

Jeni ina idadi ya mali:

Uamuzi wa hatua;

Utulivu (uthabiti);

Uhamisho wa habari ya urithi kwa fomu isiyobadilika, kwa kukosekana kwa mabadiliko;

Lability (mabadiliko) ya jeni yanahusishwa na uwezo wao wa kubadilika;

Umaalumu - kila jeni huamua maendeleo ya sifa fulani;

Pleiotropy - jeni moja inaweza kuwajibika kwa sifa kadhaa;

Kujieleza ni kiwango cha kujieleza kwa sifa;

Kupenya ni mzunguko wa udhihirisho wa jeni kati ya wabebaji wake.

Jenomu ya binadamu ina jeni zipatazo elfu 30 tofauti. Baadhi yao ni kazi, wengine wamezuiwa. Kiasi kizima cha habari za maumbile iko chini ya udhibiti mkali wa mifumo ya udhibiti. Jeni zote zimeunganishwa, na kutengeneza mfumo mmoja. Shughuli yao inadhibitiwa na taratibu ngumu.

Hii ni pamoja na michakato ya udhibiti wa shughuli za jeni katika hatua za uandishi (kabla, wakati, baada yake), tafsiri (kabla, wakati, baada yake), na vile vile udhibiti wa kikundi kilichoratibiwa cha kazi ya jeni (maneno yao), ushiriki. ya homoni (ishara) katika vitu vya mchakato huu), marekebisho ya kemikali ya DNA (Mchoro 8).

Mchele. 8. Mpango wa udhibiti wa unukuzi wa jeni za miundo katika seli ya prokaryotic kulingana na aina ya induction.

Usemi (udhihirisho wa shughuli za jeni) ya jeni ya mtu binafsi inategemea hali ambayo jeni iko. Kwa sababu hii, kuna tofauti povu nt umri(asilimia ya dhihirisho la kiasi cha phenotypic

gene) na kujieleza (kiwango cha kujieleza kwa jeni). Dhana hizi zilianzishwa kwanza katika genetics na M.V. Timofeev-Ressovsky. Genotype maalum ya mtu imedhamiriwa na kiwango cha phenotypic ya ukali wa tabia ya patholojia, imedhamiriwa na jeni maalum (expressiveness), hata hadi kutokuwepo kwa picha ya kliniki ya ugonjwa mbele ya alleles mutant katika genotype.

Kazi za Leksiko-sarufi:

Kazi nambari 1. Badilisha vishazi sifa na kishazi shirikishi.

1. Jeni ni kitengo cha urithi ambacho huamua ukuzaji wa sifa yoyote moja.

2. Jeni ambazo ziko kwenye chromosomes huchukua mahali maalum - locus.

3. Utekelezaji wa habari ambayo ni encoded katika jeni hutolewa kwa namna ya mchoro.

4. Jeni ni sehemu ya molekuli ya DNA ambayo hutofautiana katika mlolongo fulani wa nyukleotidi.

5. Idadi ya nyukleotidi zinazounda jeni tofauti ni tofauti.

Kazi nambari 2. Badilisha miundo tu na inayofanya kazi.

1. Mchanganyiko wa molekuli ya protini ni encoded na jeni za miundo.

2. Shughuli ya jeni za miundo inadhibitiwa na kuongozwa na jeni zinazofanya kazi.

Nini huathiri Nini Jeni zinaweza kuathiri kila mmoja. kwa kila kipengele nini kuathiriwa na mambo ya ndani na nje ya mazingira

Kazi nambari 3. Andika sentensi kwa kutumia mabano.

1. Sehemu za kigeni za jeni husimba (muundo wa msingi wa protini).

2. Mikoa ya intronic ya mchezo wa jeni (muundo, jukumu la kusaidia).

3. Jeni ni sehemu ya molekuli ya DNA ambayo ni (kitengo cha kazi cha habari ya urithi).

Kazi nambari 4. soma sehemu ya maandishi kuhusu kanuni za msingi za nadharia ya jeni na uandike ufafanuzi wa: a) locus, b) recons, c) mutons.

Zoezi Nambari 5. Kwa kutumia habari iliyotolewa, kamilisha vishazi.

1. Utulivu kwa kawaida huitwa 1.... kusambaza mali ya urithi ya jeni... habari katika hali isiyobadilika.

2. Lability ya jeni ni... 2.... shahada ya kujieleza

ishara.

3. Upenyezaji wa jeni ni 3.... mzunguko wa udhihirisho wa jeni

miongoni mwa wabebaji wake.

4. Udhihirisho wa jeni - ... 4.... unahusishwa na uwezo wao wa

mabadiliko

Suluhisho la kawaida kazi

1. Eneo la jeni la muundo lina mlolongo wa nyukleotidi ufuatao:

ATA-CIA-A1^-CTA-GGA-CGA-GTA-CAA

AGA-TCA-CGA-AAA-ATG. Kwa kutumia kamusi ya msimbo wa kijeni, bainisha:

a) pro-mRNA iliyonakiliwa kutoka eneo hili itakuwa na mfuatano gani wa nyukleotidi;

b) inajulikana kuwa kodoni 3,4,5,9,10,11,12 katika pro-mRNA ni sehemu ya introns. Je, mRNA itakuwa na mlolongo gani?

c) kipande cha protini kilichosimbwa na eneo maalum la jeni kitakuwa na mlolongo gani wa asidi ya amino;

d) andika ni anticodons tRNAs lazima ziwe nazo ili kuhakikisha usanisi wa kipande hiki cha protini.

2. Mikoa ya jeni za miundo katika pro- na yukariyoti ina mfuatano wa nyukleotidi sawa:

TsAT-GTC-A1TA-TTC-TGA-AAA-CAA-C1^^ ACA-ATA. Ikumbukwe kwamba mfuatano wa nyukleotidi ACA-TTC-TGA-AAA na GGA-ACA-ATA husimba maeneo ya intronic katika yukariyoti. Bainisha:

a) mlolongo wa nyukleotidi katika nakala ya msingi katika yukariyoti;

b) ni jina gani la kawaida la kukomaa kwa mRNA? Amua mlolongo wa nyukleotidi katika mRNA.

c) ni tofauti gani katika mlolongo wa asidi ya amino katika protini katika prokaryotes na eukaryotes. Eleza sababu ya tofauti hii.

Hatua za utekelezaji wa habari za maumbile - dhana na aina. Uainishaji na vipengele vya kitengo "Hatua za utekelezaji wa habari za maumbile" 2017, 2018.

Kazi muhimu zaidi za mwili - kimetaboliki, ukuaji, maendeleo, maambukizi ya urithi, harakati, nk - hufanyika kutokana na athari nyingi za kemikali zinazohusisha protini, asidi ya nucleic na vitu vingine vya biolojia. Wakati huo huo, misombo mbalimbali inaendelea kuunganishwa katika seli: kujenga protini, protini za enzyme, homoni. Wakati wa kimetaboliki, vitu hivi huvaliwa na kuharibiwa, na mpya huundwa mahali pao. Kwa kuwa protini huunda msingi wa maisha na kuharakisha athari zote za kimetaboliki, shughuli muhimu ya seli na kiumbe kwa ujumla imedhamiriwa na uwezo wa seli kuunganisha protini maalum. Muundo wao wa msingi umeamuliwa mapema na kanuni za maumbile katika molekuli ya DNA.

Molekuli za protini zinajumuisha makumi na mamia ya asidi ya amino (kwa usahihi zaidi, mabaki ya asidi ya amino). Kwa mfano, kuna karibu 600 kati yao katika molekuli ya himoglobini, na husambazwa katika minyororo minne ya polipeptidi; katika molekuli ya ribonuclease kuna 124 vile amino asidi, nk.

Jukumu kuu katika kuamua muundo wa msingi wa protini ni wa molekuli DNA. Sehemu zake tofauti husimba usanisi wa protini tofauti; kwa hivyo, molekuli moja ya DNA inahusika katika usanisi wa protini nyingi za kibinafsi. Sifa za protini hutegemea mlolongo wa amino asidi katika mnyororo wa polipeptidi. Kwa upande mwingine, ubadilishaji wa asidi ya amino imedhamiriwa na mlolongo wa nyukleotidi katika DNA, na kila asidi ya amino inalingana na sehemu tatu maalum. Imethibitishwa kwa majaribio kwamba, kwa mfano, sehemu ya DNA yenye triplet ya AAC inalingana na leucine ya amino asidi, ACC triplet kwa tryptophan, ACA triplet kwa cysteine, nk. Kwa kugawanya molekuli ya DNA katika sehemu tatu, unaweza kufikiria ni asidi gani ya amino na katika mlolongo gani utakuwa katika molekuli ya protini. Seti ya sehemu tatu ni msingi wa nyenzo za jeni, na kila jeni ina habari kuhusu muundo wa protini maalum (jeni ni kitengo cha msingi cha kibaolojia cha urithi; kemikali, jeni ni sehemu ya DNA inayojumuisha jozi mia kadhaa za nyukleotidi) .

Nambari ya maumbile - shirika lililoanzishwa kihistoria la molekuli za DNA na RNA, ambapo mlolongo wa nyukleotidi ndani yao hubeba habari kuhusu mlolongo wa amino asidi katika molekuli za protini. Sifa za kanuni: triplet (kodoni), isiyoingiliana (kodoni hufuatana), maalum (kodoni moja inaweza kuamua asidi ya amino moja tu kwenye mnyororo wa polipeptidi), ulimwengu (katika viumbe vyote hai kodoni sawa huamua kuingizwa kwa asidi ya amino katika polypeptide), upungufu (kwa asidi nyingi za amino kuna kodoni kadhaa). Pembe tatu ambazo hazina habari kuhusu asidi ya amino ni sehemu tatu za kuacha, zikionyesha mahali pa kuanza kwa usanisi. i-RNA.(V.B. Zakharov. Biolojia. Nyenzo za kumbukumbu. M., 1997)

Kwa kuwa DNA iko kwenye kiini cha seli, na usanisi wa protini hutokea kwenye saitoplazimu, kuna mpatanishi anayehamisha habari kutoka kwa DNA hadi ribosomes. RNA hutumika kama mpatanishi, ambayo mlolongo wa nyukleotidi huandikwa upya, kulingana kabisa na ile kwenye DNA - kulingana na kanuni ya ukamilishano. Utaratibu huu unaitwa nakala na huendelea kama mmenyuko wa usanisi wa matrix. Ni tabia tu ya miundo hai na inasisitiza mali muhimu zaidi ya viumbe hai - uzazi wa kibinafsi. Biosynthesis ya protini hutanguliwa na usanisi wa kiolezo cha mRNA kwenye uzi wa DNA. MRNA inayotokana huacha kiini cha seli ndani ya cytoplasm, ambapo ribosomes hupigwa juu yake, na asidi ya amino hutolewa hapa kwa msaada wa RNA.

Usanisi wa protini ni mchakato mgumu wa hatua nyingi unaohusisha DNA, mRNA, tRNA, ribosomu, ATP na vimeng'enya mbalimbali. Kwanza, amino asidi katika cytoplasm huwashwa na enzymes na kushikamana na tRNA (kwenye tovuti ambapo nucleotide ya CCA iko). Katika hatua inayofuata, asidi ya amino hujumuishwa katika mpangilio ambao ubadilishaji wa nyukleotidi kutoka kwa DNA huhamishiwa kwa mRNA. Hatua hii inaitwa matangazo. Kwenye kamba ya mRNA hakuna ribosomu moja, lakini kundi lao - tata kama hiyo inaitwa polysome (N.E. Kovalev, L.D. Shevchuk, O.I. Shchurenko. Biolojia kwa idara za maandalizi ya taasisi za matibabu).

Mpango Biosynthesis ya protini

Mchanganyiko wa protini una hatua mbili - maandishi na tafsiri.

I. Uandishi (kuandika upya) - biosynthesis ya molekuli ya RNA, iliyofanywa katika chromosomes kwenye molekuli za DNA kulingana na kanuni ya awali ya template. Kwa msaada wa enzymes, aina zote za RNA (mRNA, rRNA, tRNA) zinaunganishwa katika sehemu zinazofanana za molekuli ya DNA (jeni). Aina 20 za tRNA zimeunganishwa, kwani asidi 20 za amino hushiriki katika biosynthesis ya protini. Kisha mRNA na tRNA hutolewa kwenye cytoplasm, rRNA imeunganishwa kwenye subunits za ribosomal, ambazo pia hutoka kwenye cytoplasm.

II. Tafsiri (uhamisho) ni mchanganyiko wa minyororo ya polipeptidi ya protini, inayofanywa katika ribosomes. Inaambatana na matukio yafuatayo:

1. Uundaji wa kituo cha kazi cha ribosome - FCR, yenye mRNA na subunits mbili za ribosomal. Katika FCR daima kuna triplets mbili (nucleotides sita) ya mRNA, kutengeneza vituo viwili vya kazi: A (amino asidi) - kituo cha kutambua asidi ya amino na P (peptidi) - kituo cha kuunganisha asidi ya amino kwenye mnyororo wa peptidi. .

2. Usafirishaji wa asidi ya amino iliyounganishwa na tRNA kutoka kwa cytoplasm hadi FCR. Katika kituo kinachofanya kazi A, anticodon ya tRNA inasomwa na kodoni ya mRNA; katika kesi ya ukamilishaji, dhamana huundwa, ambayo hutumika kama ishara ya maendeleo (kuruka) kando ya ribosomal mRNA na sehemu tatu. Kutokana na hili, tata "rRNA codon na tRNA yenye asidi ya amino" huhamia kwenye kituo cha kazi cha P, ambapo asidi ya amino huongezwa kwenye mnyororo wa peptidi (molekuli ya protini). tRNA kisha huacha ribosomu.

3. Msururu wa peptidi hurefuka hadi tafsiri iishe na ribosomu kuruka kutoka kwenye mRNA. MRNA moja inaweza kuwa na ribosomes kadhaa kwa wakati mmoja (polysome). Mlolongo wa polipeptidi huingizwa kwenye mkondo wa retikulamu ya endoplasmic na huko hupata muundo wa sekondari, wa juu au wa quaternary. Kasi ya mkusanyiko wa molekuli moja ya protini, yenye asidi ya amino 200-300, ni dakika 1-2. Mfumo wa usanisi wa protini: DNA (manukuu) --> RNA (tafsiri) --> protini.

Baada ya kukamilisha mzunguko mmoja, polysomes zinaweza kushiriki katika usanisi wa molekuli mpya za protini.

Molekuli ya protini iliyotenganishwa na ribosomu ina umbo la uzi ambao haufanyi kazi kibiolojia. Inakuwa kazi ya kibayolojia baada ya molekuli kupata muundo wa sekondari, wa juu na wa quaternary, yaani, usanidi fulani maalum wa anga. Miundo ya sekondari na inayofuata ya molekuli ya protini imedhamiriwa mapema katika habari iliyomo katika ubadilishaji wa asidi ya amino, i.e., katika muundo wa msingi wa protini. Kwa maneno mengine, mpango wa malezi ya globule, usanidi wake wa kipekee, imedhamiriwa na muundo wa msingi wa molekuli, ambayo kwa upande wake hujengwa chini ya udhibiti wa jeni inayolingana.

Kiwango cha awali ya protini kinatambuliwa na mambo mengi: joto la mazingira, mkusanyiko wa ioni za hidrojeni, kiasi cha bidhaa ya mwisho ya awali, uwepo wa asidi ya amino ya bure, ioni za magnesiamu, hali ya ribosomes, nk.

1. Ni michakato gani inayohusiana na athari za usanisi wa matrix?

Fermentation, tafsiri, unukuzi, usanisinuru, urudufishaji.

Athari za usanisi wa kiolezo ni pamoja na tafsiri, unukuzi na urudufishaji.

2. Unukuzi ni nini? Je, mchakato huu unafanya kazi vipi?

Unukuzi ni mchakato wa kuandika upya taarifa za kijeni kutoka kwa DNA hadi kwa RNA (RNA biosynthesis katika sehemu zinazolingana za mojawapo ya minyororo ya DNA); moja ya athari za usanisi wa tumbo.

Unukuzi unafanywa kama ifuatavyo. Katika sehemu fulani ya molekuli ya DNA, nyuzi za ziada zinatenganishwa. Mchanganyiko wa RNA utafanyika kwenye moja ya nyuzi (inayoitwa strand iliyoandikwa).

Enzyme ya RNA polymerase inatambua mkuzaji (mlolongo maalum wa nyukleotidi iko mwanzoni mwa jeni) na kuingiliana nayo. Kisha RNA polymerase huanza kusonga pamoja na mlolongo ulioandikwa na wakati huo huo kuunganisha molekuli ya RNA kutoka kwa nucleotides. Uzio wa DNA ulionakiliwa hutumika kama kiolezo, kwa hivyo RNA iliyosanisishwa itakamilishana na sehemu inayolingana ya uzi wa DNA ulionakiliwa. RNA polymerase inakuza mnyororo wa RNA, na kuongeza nyukleotidi mpya kwake, hadi ifikie kiondoa (mlolongo maalum wa nyukleotidi iko mwisho wa jeni), baada ya hapo uandishi unasimama.

3. Mchakato gani unaitwa tafsiri? Eleza hatua kuu za tafsiri.

Tafsiri ni mchakato wa biosynthesis ya protini kutoka kwa amino asidi ambayo hutokea kwenye ribosomes; moja ya athari za usanisi wa tumbo.

Hatua kuu za utangazaji:

● Kufunga mRNA kwa kitengo kidogo cha ribosomu, ikifuatiwa na kiambatisho cha kitengo kikubwa.

● Kupenya kwa tRNA ya methionine kwenye ribosomu na kumfunga kisaidizi kwa antikodoni yake (UAC) kwa kodoni ya kuanza ya mRNA (AUG).

● Kupenya kwa tRNA inayofuata iliyobeba asidi ya amino iliyoamilishwa ndani ya ribosomu na kumfunga kisaidizi kwa antikodoni yake kwa kodoni ya mRNA inayolingana.

● Kuonekana kwa kifungo cha peptidi kati ya asidi mbili za amino, baada ya hapo ya kwanza (methionine) tRNA inatolewa kutoka kwa asidi ya amino na kuacha ribosomu, na mRNA huhamishwa na sehemu tatu.

● Ukuaji wa mnyororo wa polipeptidi (kulingana na utaratibu ulioelezwa hapo juu), ambao hutokea hadi moja ya kodoni tatu za kuacha (UAA, UAG au UGA) inapoingia kwenye ribosomu.

● Kukomesha usanisi wa protini na kuvunjika kwa ribosomu katika vitengo viwili tofauti.

4. Kwa nini, wakati wa tafsiri, si amino asidi yoyote ni pamoja na katika protini ili random, lakini tu wale encoded na mRNA triplets, na kwa kufuata madhubuti na mlolongo wa triplets hizi? Je, unafikiri ni aina ngapi za tRNA zinazohusika katika usanisi wa protini kwenye seli?

Uingizaji sahihi na mfuatano wa asidi ya amino kwenye mnyororo wa polipeptidi unaokua huhakikishwa na mwingiliano mkali wa ziada wa antikodoni za tRNA na kodoni za mRNA zinazolingana.

Wanafunzi wengine wanaweza kujibu kuwa aina 20 za tRNA zinahusika katika usanisi wa protini - moja kwa kila asidi ya amino. Lakini kwa kweli, aina 61 za tRNA zinahusika katika usanisi wa protini - kuna nyingi kama vile kuna kodoni za hisia (triplets encoding amino asidi). Kila aina ya tRNA ina muundo wa kipekee wa msingi (mlolongo wa nyukleotidi) na, kwa sababu hiyo, ina antikodoni maalum ya kuunganisha kwa mRNA kodoni inayolingana. Kwa mfano, leucine ya amino asidi (Leu) inaweza kusimba na mapacha watatu tofauti, kwa hiyo kuna aina sita za tRNA za leucine, ambazo zote zina antikodoni tofauti.

Idadi ya jumla ya codons ni 4 3 = 64, lakini hakuna molekuli za tRNA kwa codons za kuacha (kuna tatu kati yao), i.e. 64 - 3 = aina 61 za tRNA.

5. Je, miitikio ya usanisi wa matrix inapaswa kuainishwa kama michakato ya unyambulishaji au utenganishaji? Kwa nini?

Miitikio ya usanisi wa matrix inahusiana na michakato ya unyambulishaji kwa sababu:

● ikiambatana na usanisi wa misombo tata ya kikaboni kutoka kwa vitu rahisi zaidi, yaani, biopolymers kutoka kwa monoma zinazolingana (replication inaambatana na usanisi wa minyororo ya DNA ya binti kutoka kwa nyukleotidi, nakala na usanisi wa RNA kutoka kwa nyukleotidi, tafsiri na muundo wa protini kutoka asidi ya amino);

● zinahitaji matumizi ya nishati (ATP hutumika kama msambazaji wa nishati kwa athari za usanisi wa matrix).

6. Sehemu ya mnyororo wa DNA ulionakiliwa ina mpangilio ufuatao wa nyukleotidi:

TACTGGATTATCAAGATST

Amua mlolongo wa mabaki ya asidi ya amino ya peptidi iliyosimbwa na eneo hili.

Kwa kutumia kanuni ya ukamilishano, tutaanzisha mlolongo wa nyukleotidi wa mRNA inayolingana, na kisha, kwa kutumia jedwali la kanuni za urithi, tutaamua mlolongo wa mabaki ya asidi ya amino ya peptidi iliyosimbwa.

Jibu: mlolongo wa mabaki ya amino asidi ya peptidi: Met–Tre–Cis–Ile–Met–Phen.

7. Utafiti umeonyesha kuwa katika molekuli ya mRNA, 34% ya jumla ya besi za nitrojeni ni guanini, 18% ni uracil, 28% ni cytosine na 20% ni adenine. Amua muundo wa asilimia ya besi za nitrojeni za sehemu ya DNA yenye nyuzi mbili, mojawapo ya minyororo ambayo ilitumika kama kiolezo cha usanisi wa mRNA hii.

● Kwa kutumia kanuni ya ukamilishano, tutabainisha asilimia ya utunzi wa besi za nitrojeni za msururu wa DNA ulionakiliwa. Ina 34% ya cytosine (kamili na guanini mRNA), 18% adenine (kamili na uracil mRNA), 28% ya guanini (kamili na cytosine mRNA) na 20% thymine (kamili na adenine mRNA).

● Kulingana na muundo wa mnyororo ulionakiliwa, tutabainisha asilimia ya utungaji wa besi za nitrojeni za mnyororo wa DNA wa ziada (zisizo nakiliwa): 34% ya guanini, 18% thymine, 28% ya cytosine na 20% adenine.

● Asilimia ya kila aina ya besi ya nitrojeni katika DNA yenye nyuzi mbili huhesabiwa kama wastani wa hesabu wa asilimia ya besi hizi katika nyuzi zote mbili:

C = G = (34% + 28%) : 2 = 31%

A = T = (18% + 20%) : 2 = 19%

Jibu: sehemu inayofanana ya DNA yenye nyuzi mbili ina 31% ya cytosine na guanini, 19% ya adenine na thymine.

8*. Katika seli nyekundu za damu za mamalia, awali ya hemoglobini inaweza kutokea kwa siku kadhaa baada ya seli hizi kupoteza viini vyao. Unawezaje kueleza hili?

Upotevu wa kiini hutanguliwa na maandishi makali ya jeni zinazosimba minyororo ya polipeptidi ya hemoglobini. Kiasi kikubwa cha mRNA sambamba hujilimbikiza kwenye hyaloplasm, hivyo awali ya hemoglobini inaendelea hata baada ya kupoteza kiini cha seli.

*Majukumu yaliyowekwa alama ya kinyota yanahitaji wanafunzi kuweka dhahania mbalimbali. Kwa hiyo, wakati wa kuashiria, mwalimu anapaswa kuzingatia sio tu jibu lililotolewa hapa, lakini kuzingatia kila hypothesis, kutathmini mawazo ya kibiolojia ya wanafunzi, mantiki ya hoja zao, uhalisi wa mawazo, nk Baada ya hayo, ni vyema. kufahamisha wanafunzi na jibu lililotolewa.

Mchakato wa biosynthesis ya protini unafanywa kwenye ribosomu, na mtunza habari za maumbile ni DNA Ili kuhamisha habari kutoka kwa DNA iliyoko kwenye kiini hadi kwenye tovuti ya usanisi wa protini, mpatanishi anahitajika. Jukumu lake linachezwa na mjumbe RNA, ambayo huunganishwa kwenye mojawapo ya minyororo ya molekuli ya DNA kulingana na kanuni ya ukamilishano.

Kwa hivyo, utekelezaji wa habari ya urithi katika seli hufanyika katika hatua mbili: kwanza, habari kuhusu muundo wa protini inakiliwa kutoka kwa DNA hadi mRNA (transcription), na kisha kutekelezwa kwenye ribosome kwa namna ya bidhaa ya mwisho - protini (tafsiri). Hii inaweza kuwakilishwa kama mchoro:

Unukuzi. Uandishi upya wa taarifa za urithi kutoka kwa DNA hadi mRNA huitwa unukuzi(kutoka lat. unukuzi- kuandika upya). Utaratibu huu unafanya kazi kama ifuatavyo.

Katika sehemu fulani ya molekuli ya DNA, nyuzi za ziada zinatenganishwa. Pamoja na moja ya minyororo (inayoitwa mnyororo ulioandikwa), kimeng'enya cha RNA polymerase huanza kusonga.

c) kanuni za maumbile

RNA polimasi husanikisha molekuli ya mRNA kutoka kwa nyukleotidi, huku uzi wa DNA ulionakiliwa unatumika kama kiolezo (Mchoro 65). MRNA inayotokana inakamilisha sehemu ya mnyororo wa DNA ulionakiliwa, ambayo ina maana kwamba mpangilio wa nyukleotidi katika mRNA huamuliwa kabisa na mpangilio wa nyukleotidi katika DNA. Kwa mfano, ikiwa sehemu ya mnyororo wa DNA ulionakiliwa ina nyukleotidi. mlolongo A C G T G A, basi sehemu inayolingana ya molekuli ya mRNA itakuwa na fomu U G CATSU (kumbuka Tafadhali kumbuka kuwa nyukleotidi za RNA zina uracil badala ya thymine). Kwa hivyo, kama matokeo ya unukuzi, habari za urithi huandikwa upya kutoka kwa DNA hadi mRNA

Unukuzi unaweza kutokea kwa wakati mmoja kwenye jeni kadhaa kwenye kromosomu sawa na kwenye jeni zilizo kwenye kromosomu tofauti.

Kwa kuwa molekuli moja ya DNA ina jeni nyingi, ni muhimu sana kwamba RNA polymerase ianze usanisi wa mRNA kutoka sehemu iliyobainishwa kabisa ya DNA.Kwa hiyo, mwanzoni mwa kila jeni kuna mfuatano maalum wa nyukleotidi unaoitwa kikuzaji. RNA polymerase inatambua mtangazaji, huingiliana nayo na huanza usanisi wa mnyororo wa mRNA kutoka mahali pazuri. Enzyme inaunganisha mRNA, na kuongeza nyukleotidi mpya kwake, hadi kufikia mlolongo maalum wa nyukleotidi kwenye molekuli ya DNA - kimaliza. Mlolongo huu wa nyukleotidi unaonyesha kuwa usanisi wa mRNA unapaswa kusimamishwa.

Katika prokariyoti, molekuli za mRNA zilizounganishwa zinaweza kuingiliana mara moja na ribosomes na kushiriki katika usanisi wa protini. Katika yukariyoti, mRNA imeundwa kwenye kiini. Huko huingiliana na protini maalum za nyuklia na husafirishwa kupitia pores kwenye membrane ya nyuklia kwenye cytoplasm.

Aina nyingine mbili za RNA pia zimeunganishwa kwenye jeni maalum: tRNA na rRNA

Tangaza. Mchakato wa awali wa protini kutoka kwa amino asidi ambayo hutokea kwenye ribosomes inaitwa matangazo(kutoka lat. matangazo- tafsiri). Wakati wa kutafsiri, mlolongo wa nyukleotidi wa molekuli ya mRNA hutafsiriwa katika mlolongo wa asidi ya amino ya molekuli ya protini. Kwa maneno mengine, "lugha" ya nucleotides inatafsiriwa katika "lugha" ya amino asidi.

Saitoplazimu lazima iwe na seti kamili ya amino asidi muhimu kwa usanisi wa protini. Asidi hizi za amino huundwa kama matokeo ya mgawanyiko wa protini zinazopokelewa na mwili na chakula, au hutengenezwa katika mwili yenyewe.

Mtume RNA hufunga kwa subunit ndogo ya ribosomu, baada ya ambayo subunit kubwa inashikilia (Mchoro 66).

Usanisi wa protini huanza mwanzoni mwa kodoni NJE. Kwa kuwa sehemu tatu hii husimba methionine ya amino asidi, protini zote (isipokuwa katika hali maalum) zitaanza na mabaki ya methionine. Kupasuka kwa mabaki haya katika protini nyingi hutokea baadaye, wakati wa kukomaa kwa molekuli ya protini.

Kuanzia kodoni ya mwanzo, molekuli ya mRNA kwa mpangilio, triplet kwa triplet, husogea kupitia ribosomu, ambayo inaambatana na ukuaji wa mnyororo wa polipeptidi. Mchanganyiko wa asidi ya amino katika mlolongo unaohitajika (kulingana na mRNA codons) hufanywa kwenye ribosomes na ushiriki wa RNAs za usafiri.

Kwa sababu ya mpangilio maalum wa nyukleotidi za ziada, molekuli ya tRNA, kama ilivyoonyeshwa tayari, ina sura inayofanana na jani la clover (Mchoro 67). Kila tRNA ina mwisho wa kikubali ambapo asidi maalum ya amino, iliyoamilishwa hapo awali na nishati ya ATP, imeunganishwa. Ili kuamsha asidi moja ya amino, molekuli moja ya ATP lazima ivunjwe.

Katika sehemu ya kinyume ya molekuli ya tRNA kuna triplet maalum - ant na codon, ambayo inawajibika kwa attachment kulingana na kanuni ya kukamilishana sambamba mRNA triplet (codon).

Shukrani kwa antikodoni, molekuli ya tRNA yenye asidi ya amino iliyoambatishwa hufungamana na kodoni inayolingana ya mRNA. Vivyo hivyo, tRNA ya pili iliyo na asidi ya amino iliyoamilishwa huunganishwa kwenye kodoni ya mRNA inayofuata. Kifungo cha peptidi hutokea kati ya asidi mbili za amino, baada ya hapo tRNA ya kwanza hutolewa kutoka kwa asidi ya amino na kuacha ribosomu.

Baada ya hayo, mRNA huhamishwa na sehemu tatu, na molekuli inayofuata ya tRNA yenye asidi ya amino hupenya ndani ya ribosomu. Matokeo yake, asidi ya amino ya tatu huongezwa kwa dipeptidi iliyoundwa na mRNA inabadilishwa na triplet nyingine. Hivi ndivyo mnyororo wa polypeptide hukua.

Mchakato wa kutafsiri unaendelea hadi moja ya kodoni tatu za kuacha inapoingia kwenye ribosome:

UAA, UAG au UGA, baada ya hapo usanisi wa protini huacha na ribosomu hugawanyika katika vitengo viwili.

Majibu yote yaliyoelezwa hutokea haraka sana. Inakadiriwa kuwa awali ya molekuli kubwa ya protini hutokea kwa takriban dakika 1-2.

Kila hatua ya biosynthesis ya protini huchochewa na vimeng'enya vinavyofaa na kutolewa kwa nishati kwa kuvunjika kwa ATP.

Molekuli ya mRNA inaweza kushikamana na ribosomu kadhaa kwa wakati mmoja. Mchanganyiko wa mRNA na ribosomes (kutoka 5-6 hadi dazeni kadhaa) inaitwa ngono na soma. Uundaji wa polysomes huongeza ufanisi wa utendaji wa mRNA, kwani inaruhusu usanisi wa wakati huo huo wa molekuli kadhaa za protini zinazofanana.

Ikiwa usanisi wa protini ulitokea kwenye ribosomu zinazohusishwa na ER mbaya, basi mnyororo unaotokana wa polipeptidi huonekana kwanza ndani ya patiti ya retikulamu ya endoplasmic na kisha husafirishwa hadi kwenye eneo la Golgi. Katika organelles hizi, kukomaa kwa protini hutokea - malezi ya muundo wa sekondari, wa juu na wa quaternary, kiambatisho cha vipengele visivyo vya protini kwenye molekuli ya protini, nk Ikiwa awali ya protini ilifanyika kwenye ribosomes za bure ziko kwenye hyaloplasm, basi synthesized molekuli ya protini husafirishwa hadi sehemu inayotakiwa ya seli, ambapo hupata muundo unaofanana.

Kwa hivyo, habari za maumbile zilizomo katika DNA, kama matokeo ya michakato ya unukuzi na tafsiri, hugunduliwa kwenye seli kwa namna ya molekuli za protini. Usanisi wa protini unahakikishwa na mwingiliano wa aina zote za RNA: rRNA ndio sehemu kuu ya kimuundo ya ribosomes, mRNA ndio mtoaji wa habari juu ya muundo wa msingi wa protini, tRNA hutoa asidi ya amino kwa ribosome na pia inahakikisha ujumuishaji wao sahihi. mnyororo wa polypeptide.

RNA biosynthesis (transcription) na biosynthesis ya protini (tafsiri) hufanyika kwa kutumia templates - DNA na mRNA, kwa mtiririko huo. Kwa hivyo, kama vile urudufishaji, michakato ya unukuzi na tafsiri ni athari za usanisi wa matrix.

1. Ni michakato gani inayohusiana na athari za usanisi wa matrix?

Fermentation, tafsiri, unukuzi, usanisinuru, urudufishaji.

2. Unukuzi ni nini? Je, mchakato huu unafanya kazi vipi?

3. Mchakato gani unaitwa tafsiri? Eleza hatua kuu za tafsiri.

5. Je, miitikio ya usanisi wa matrix inapaswa kuainishwa kama michakato ya unyambulishaji au utenganishaji? Kwa nini?

6. Sehemu ya mnyororo wa DNA ulionakiliwa ina mpangilio wa nyukleotidi ufuatao: TACTGGACATATTACAAGACT. Amua mlolongo wa mabaki ya asidi ya amino ya peptidi iliyosimbwa na eneo hili.

8. Katika seli nyekundu za damu za mamalia, awali ya hemoglobini inaweza kutokea kwa siku kadhaa baada ya seli hizi kupoteza nuclei zao. Unawezaje kueleza hili?

Sura ya 1. Vipengele vya kemikali vya viumbe hai

§ 1. Maudhui ya vipengele vya kemikali katika mwili. Macro- na microelements
§ 2. Misombo ya kemikali katika viumbe hai. Dutu zisizo za kawaida

Sura ya 2. Kiini - kitengo cha miundo na kazi ya viumbe hai

§ 10. Historia ya ugunduzi wa seli. Uundaji wa nadharia ya seli
§ 15. Retikulamu ya endoplasmic. Golgi tata. Lysosomes

Sura ya 3. Kimetaboliki na ubadilishaji wa nishati katika mwili

§ 24. Tabia za jumla za kimetaboliki na uongofu wa nishati

Sura ya 4. Shirika la kimuundo na udhibiti wa kazi katika viumbe hai