V roce 1869, švýcarský biochemik Johann Friedrich, který byl poprvé objeven, přidělil buňky z jádrů a popsal DNA. Ale pouze v roce 1944 O. Avery, S. Makleod a M. Makarti, genetická role DNA, to znamená, že je spolehlivě prokázáno, že přenos dědičných informací je spojen s kyselinou deoxyribonukleovou. Tento objev byl silným faktorem stimulujícím studium dědičnosti na molekulární úrovni. Od té doby začal rychlý vývoj molekulární biologie a genetiky.

Nukleové kyseliny (od lat. Jádro. - Core) - to jsou přirozené vysoké molekulární organické sloučeninyPoskytování skladování a přenosu dědičných (genetických) informací v živých organismech. Jejich prostředek obsahuje: uhlík (C), vodík (H), kyslík (O), fosfor (P). Nukleové kyseliny jsou nepravidelné biopolymery sestávající z monomerů - nukleotidy. Složení každého nukleotidu zahrnuje:

· dusíkatý základ

· Jednoduchý uhlík-5 uhlíkový pentososový cukr (ribóza nebo deoxyribóza),

· Zbytek kyseliny fosforečné.

Existují dva typy nukleové kyseliny: Deoxyribonukleová kyselina - DNA obsahující deoxyribose a ribonukleová kyselina - RNA obsahující ribózu.

Zvažte každý typ nukleových kyselin.

DNA je obsahována téměř výhradně v jádru buňky, někdy v organoidech: mitochondrie, plasts. DNA je polymerní sloučenina s konstantním (stabilní) obsahu v buňce.

Struktura DNA. Molekula DNA je ve struktuře dva polymerní řetězce propojené a zkroucené ve formě dvojité spirály (obr. 1).

Model struktury DNA v roce 1953 byl vytvořen D. Watsonem a F. výkřikem, pro které byly uděleny oba Nobelova cena. Šířka dvojité šroubovice je pouze asi 0,002 um (20 angstromů), ale délka je mimořádně velká - až několik desítek a dokonce stovky mikrometrů (pro srovnání: délka největšího proteinové molekuly v rozloženém Formulář nepřesáhne 0,1 μm).

Nukleotidy jsou umístěny od sebe - 0,34 Nm a jeden kolo spirálové účty pro 10 nukleotidů. Molekulová hmotnost DNA je velká: Je to desítka a dokonce stovky milionů. Například molekulová hmotnost (M. R) Největší chromozom Drosophila je 7,9 10 10.

Hlavní konstrukční jednotka Jeden řetězec je nukleotid sestávající z dusíkové základny, deoxyribózy a fosfátové skupiny. DNA obsahuje 4 typy bází dusíku:

· Purine - adenin (a) a guanin (g),

· Pyrimidin - cytosin (c) a timin (t).

Celkové množství purinových základen se rovná množství pyrimidinu.

DNA nukleotidy budou také 4 druhy, resp.: Adenyl (A), guanilla (g), cytidyl (C) a thimidyl (t), všechny DNA nukleotidy jsou spojeny s polynukleotidovým řetězcem v důsledku zbytků fosforečných kyselin umístěných mezi deoxyribózou. V polynukleotidovém řetězci může být až 300 000 nebo více nukleotidů.

Každý DNA obvod představuje polynukleotid, ve kterém jsou nukleotidy umístěny v přísně definovaném pořadí. Dusíkaté báze jsou vhodné pro sebe tak těsně, že mezi nimi vznikají vodíkové vazby. Důležitým vzorem se jasně projevuje v jejich umístění: adenin (a) jednoho řetězce je spojen s thiminu (t) jiného řetězce dvěma vodíkovými vazbami a guanin (d) jednoho řetězce je spojen se třemi vodíkovými vazbami s cytosignem C) jiný řetězec, což má za následek vytvoření páry Ah. a pana pana Tato schopnost selektivně sloučeninových nukleotidů se nazývá komplementárnost, tj. Prostorová a chemická korespondence mezi nukleotidovými páry (viz obr. 2).

Sekvence připojení nukleotidu jednoho obvodu je opačný (komplementární) na druhý, tj. Řetězec tvořící jednu molekulu DNA, multidirectional nebo anti-paralelně. Řetězy jsou zkrouceny kolem sebe a tvoří dvojitou šroubovici. Velké číslo Dluhopisy vodíku poskytují silné spojení DNA závitů a poskytují stabilitu molekulu, při zachování jeho molekuly - pod vlivem enzymů, je snadno odvíjen (despondent).

Replikace DNA (snížení DNA) - Proces self-reprodukce (samočinění) makromolekul nukleové kyseliny, které zajišťují přesné kopírování genetických informací a přenáší jej z generace na generaci.

DNA replikace probíhá během interfáze před dělením buněk. Molekula mateřské DNA (počet DNA řetězců v buňce je 2n) pod účinkem enzymů je odvíjen od jednoho konce, a pak od volných nukleotidů na principu komplementarity na obou řetězcích jsou dokončeny dětské polynukleotidové řetězce. Jako výsledek matice reakce Dva identické molekuly DNA na nukleotidové kompozici se vyskytují, ve kterém jeden ze starých mateřských řetězců a druhý - nový, opět syntetizovaný (množství DNA v buňce se stává 4n \u003d 2 x 2N).

Funkce DNA.

1. Skladování dědičných informací o struktuře proteinů nebo jeho jednotlivých organoidů. Nejmenší jednotka genetických informací po nukleotidu je tři po sobě jdoucí nukleotidy - triplet. Sekvence trojičů v polynukleotidovém řetězci definuje sekvenci aminokyselin jedné molekuly proteinu (primární struktura proteinů) a je genem. Spolu s proteiny DNA je součástí chromatinu, látky, ze které se chromozom buněčného jádra.

2. Přenos dědičných informací v důsledku replikací pro buněčnou divizi z mateřské buňky je dceřinou společností.

3. Realizace dědičných informací (skladovaných ve formě genů) v důsledku reakcí biosyntézy matric prostřednictvím výroby specifických buněk a organismu proteinů. Současně na jednom ze svých řetězců na princip komplementarity z nukleotidů okolní molekuly média jsou syntetizovány informační RNA molekuly.

RNA - spojení s oscilujícím (labilní) obsahem v buňce.

Struktura RNA. Struktura je molekula RNA menší než molekuly DNA molekulární váha Od 20-30 tis. (TRNA) až 1 milion (RRNA), RNA je molekula s jedním řetězcem, postavenou stejným způsobem jako jeden z DNA řetězců. RNA monomery - nukleotidy sestávají z dusíkové základny, ribózy (pentóz) a fosfátové skupiny. RNA obsahuje 4 báze dusíku:

· Purine - adenin (a);

· Pyrimidin - guanin (g), cytosin (c), uracil (y).

V RNA je čas nahrazen uracilem blízkým na struktuře (nukleotid - uridyl. Nukleotidy jsou spojeny s polynukleotidovým řetězcem stejným způsobem jako v DNA, v důsledku zbytků fosforečných kyselin umístěných mezi ribózou.

Na místě buňky Mezi RNA se rozlišuje: jaderná, cytoplazmatická, mitochondriální, plastová.

Podle provedených funkcí Mezi RNA se rozlišují: Doprava, informace a ribozomální.

Dopravní RNA (TRNA) - jednořetězcový, ale mající trojrozměrnou strukturu "jetelový list" vytvořený intramolekulárními vodíkovými vazbami (obr. 3). TRNA molekuly jsou nejkratší. Sestávají z 80-100 nukleotidů. Účtují přibližně 10% celkového obsahu RNA v buňce. Přenesou aktivované aminokyseliny (každá trna jeho aminokyseliny je známá 61 trna) do ribozomů s proteinovou biosyntézou v buňce. "

Informace (matrice) RNA (IRNA, MRNA) - jednovláknová molekula, která je vytvořena v důsledku transkripce na molekule DNA (kopíruje geny) v jádře a nese informace o primární struktuře jedné molekuly proteinu na místo syntézy proteinů v ribozomech. Molekula IRNN se může skládat z 300-3000 nukleotidů. Podíl IRNA představuje 0,5-1% celkového obsahu RNA v buňce.

Ribozomální RNA (rRNA) - největší jednovláknové molekuly, které tvoří spolu s proteinovými složitými komplexy, které podporují strukturu ribozomů, na které je syntéza proteinů.

Podíl RRNA představuje přibližně 90% celkového obsahu RNA v buňce.

Všechny genetické informace organismu (struktura jeho proteinů) jsou uzavřeny ve své DNA sestávající z nukleotidů spojených do genů. Připomeňme, že gen je jednotka dědičných informací (oddíl molekuly DNA), obsahující informace o struktuře jednoho proteinu - enzym. Geny způsobené vlastnostmi volání organismů strukturální.A geny, které regulují projev konstrukčních genů, se nazývají regulační.Projekt (výraz) genu (implementace dědičných informací) se vyskytuje následovně:

Pro realizaci genové exprese je genetický kód - přísně objednaná závislost mezi základnami nukleotidů a aminokyselin (tabulka 12).

Tabulka 12. Genetický kód

Hlavní vlastnosti genetického kódu.

Trojice - Kódování aminokyselin se provádí třemi (výlety) nukleotidových bází. Počet kódujících tripletů je 64 (4 typy nukleotidů: A, T, C, G, 4 3 \u003d 64).

Nepoznání - Každý triplet kóduje pouze jednu aminokyselinu.

Odchod - počet kódujících tripletů přesahuje počet aminokyselin (64\u003e 20). Existují aminokyseliny kódované více než jedním tripletem (v kompozici proteinů takové aminokyseliny vyskytují častěji). Existují tři triplety, které kódují žádnou aminokyselinu (UAA, UAG, UGA). Oni se nazývají "nesmyslné kodony" a hrají roli "stop signálů", což znamená konec genového záznamu (celkový počet kodonů kodérů - 61).

Implementovatelnost (kontinuita) - Čtení tripletů s DNA v syntéze Irnk jde přísně ve třech po sobě jdoucích nukleotidech, aniž by se překrývaly sousední kodony. Uvnitř genu žádné "interpunkční znaménko".

Univerzálnost - Některé a stejné výhry kódují stejné aminokyseliny ve všech organismech žijících na Zemi.

Obecně přijaté snížení názvů aminokyselin:

Feng - fenylalanin; GIS - Gistidin;

Lei - leucin; Gln - glutamin;

Ile - isoleucin; Hloubka - kyselina glutamová;

Methionin; Liz - lysin;

Hřídel - valin; Asn - asparagin;

Ser - série; Asp - chřestová kyselina;

PRO - prolin; Cis - cystein;

Treonin; Tři - tryptofan;

Ala - alanin; Arg - arginin;

TIR - tyrosin; Gly - glycin.

DNA nosič všech genetických informací v buňce je tedy přímo zapojen do syntézy proteinu (tj. Implementace těchto dědičných informací) není přijato. V živočišných buňkách a rostlinách jsou molekuly DNA odděleny jadernou membránou z Cytoplazma, kde dochází k syntéze proteinů. K ribozomům - místa proteinové sestavy - odeslaná z jádra zprostředkovatele, který nese kopírované informace a je schopen projít póry jaderná membrána. Takový prostředník je informační RNA, která se podílí na matricových reakcích.

Matice reakce - Jedná se o reakci syntézy nových sloučenin založených na "starých" makromolekulách provádějících roli matice, tj. Formuláře, vzorku pro kopírování nových molekul. Matrix reakce na realizaci dědičných informací, ve kterých se účastní DNA a RNA, jsou:

1. replikace DNA - Dvojnásobné molekuly DNA, díky kterým se přenos genetických informací provádí z generace na generaci. Matrice je mateřská DNA a nová, vytvořená na této matrice - dítě, nově syntetizované 2 molekuly DNA (obr. 4).

2. Transkripce (Lat. Přepis - přepisování) je syntéza molekul RNA na principu komplementarity na matrici jedné z DNA řetězců. To se vyskytuje v jádře pod působením enzymu DNA-dependentní - RNA polymerázu. Informace RNA je jednamolekula nonite a gen kódování je dodávána s jednou nitovou obousměrnou molekulou. Pokud je nukleotid R nukleotid v transkribovaných DNA nitě, pak DNA polymeráza obsahuje C do složení Irna, pokud to stojí za to t, pak se otočí na Irnu, pokud to stojí za to t, zapne (v kompozici RNA, Timin T; Obr. 5). Jazyk DNA Triplets je přeložen do kódového kódu IRNN (trojčata v Irně se nazývají kodony).

V důsledku transkripce různých genů jsou všechny typy RNA syntetizovány. Pak Irnk, TRNA, PHEK přes póry v jaderný plášť Buněčná cytoplazma pro provádění jejich funkcí.

3. Překladatelství (Lat. Translatio - přenos, překlad) je syntéza polypeptidového proteinového řetězce na matrici zralého Irnk, prováděná ribozomy. V tomto procesu se rozlišuje několik fází:

Fáze první - iniciace (začátek syntézy - řetězy). V cytoplazmě k jednomu z konců IRNK (přesně ten, s jakým se syntéza molekuly v jádře začala) vstupuje do ribozomu a začíná syntézu polypeptidu. TRNA molekuly, přepravující aminokyselinu methioninu (TRNA SET), je spojena s ribozomem a je připojena k začátku Irna řetězce (vždy kódu AIG). Vedle první trny (bez vztahu k syntetizačnímu proteinu) se připojí k druhé trny s aminokyselinou. Je-li anti-cymodonová trena, pak mezi aminokyselinami je peptidová vazba, která tvoří určitý enzym. Poté, TRNA opustí ribozomy (jde do cytoplazmy pro novou aminokyselinu) a Irnk se pohybuje do jednoho kodonu.

Druhý stupeň je prodloužení (prodloužení řetězu). Ribosom se pohybuje podél molekuly nevinky, ne hladce, ale přerušovaně, triplet pro triplet. Třetí trna s aminokyselinou je spojena s jeho anti-Kodon s kódem IRNK. Při vytváření komunikační komunikace ribosomu trvá další krok k jednomu "kodonům" a specifický enzym "Šije" druhou a třetí aminokyselinou - peptidový řetězec je vytvořen. Aminokyseliny v rostoucím polypeptidovém řetězci jsou spojeny v sekvenci, ve které jsou umístěny jejich šifrování kodony (obr. 6).

Třetí etapa - ukončení (konec syntézy) řetězce. To se vyskytuje při vysílání ribozomu jednoho ze tří "nesmyslných kodonů" (UAA, UAG, UGA). Ribozomy skóre s IRNA, syntézu proteinů.

Tak, když znát pořadí aminokyselin v molekule proteinu, je možné určit postup pro nukleotidy (trojčata) v IRNK řetězci, a podle IT, řádově nukleotidových párů v sekci DNA a naopak, vzhledem k Princip nukleotidové komplementarity.

Přirozeně, v procesu reakcí matric v důsledku jakýchkoli příčin (přírodní nebo umělé), mohou se vyskytnout změny - mutace. Jedná se o genové mutace na molekulární úrovni - výsledek různých poškození v molekulách DNA. Genové mutace vyskytující se v molekulární úrovni ovlivňují, jeden nebo více nukleotidů. Všechny formy genových mutací lze rozdělit do dvou velkých skupin.

První skupina - Posun čtecího rámce - představuje vložky nebo ztrátu jednoho nebo více párů nukleotidů. V závislosti na poruše se to změní tímto nebo že kvantózy. Jedná se o nejzávažnější poškození genů, protože do proteinu budou zařazeny zcela jiné aminokyseliny.

Na těchto delecích a vložkách je 80% všech mutací spontánních genů.

Nejvíce škodlivé účinky mají tzv. Nesmyslné mutace, které jsou spojeny s příchodem terminátorů kodonu způsobujícíchku Syntéza protein. To může vést k předčasnému konci syntézy proteinu, který je rychle ponižen. Výsledkem je buněčná smrt nebo změna povahy individuálního vývoje.

Mutace spojené s nahrazením, pádem nebo vložením do kódující části genu fenotypicky projevují jako náhradu aminokyselin v proteinu. V závislosti na povaze aminokyselin a funkčního významu narušené oblasti je pozorována úplná nebo částečná ztráta funkční aktivity proteinu. To je zpravidla vyjádřeno při snižování životaschopnosti, změny známek organismů atd.

Druhá skupina - Jedná se o genové mutace s nahrazením nukleotidových bází párů. Existují dva typy nahrazujících důvodů:

1. Přechod. - nahrazení jednoho purinu na purinové bázi (a na g nebo g at a) nebo jeden pyrimidin na pyrimidinu (c na t nebo t zapnuto, c).

2. Příčné - nahrazení jedné purinové základny na pyrimidinu nebo naopak (a na C nebo R při t nebo na Y).

Jasný příklad TransVersions je srpkovitá anémie, která vzniká v důsledku dědičného porušení struktury hemoglobinu. Mutantní gen kódující jeden z řetězů hemoglobinu je narušen pouze jeden nukleotid a adeninova nahrazení je nahrazena uracilem (GAA na guo).

V důsledku toho se vyskytuje změna biochemického fenotypu, v hemoglobinovém řetězci, glutamy kyselina je nahrazena valinem. Tato náhrada mění povrch molekuly hemoglobinu: místo biconovaného kotouče se buňky erytrocytu stávají podobnými srpům a buď blokují malé nádoby, nebo rychle odstraněny z krevního oběhu, které rychle vede k anémie.

Tak, význam genových mutací pro živobytí těla není stejný:

· Některé "tiché mutace" neovlivňují strukturu a funkci proteinu (například nahrazení nukleotidu, což nevede k výměně aminokyselin);

· Některé mutace vedou k úplné ztrátě funkce proteinu a buněčné smrti (například nesmyslné mutace);

· Jiné mutace - s kvalitativní změnou IRNA a aminokyselin vedou ke změně známek těla;

· A konečně, některé mutace, které mění vlastnosti molekul proteinu mají škodlivý účinek na životně důležitou aktivitu buněk - takové mutace určují obtížný průběh onemocnění (například příčné příčné).

1. Vysvětlete posloupnost genetických informací: Gene - protein - znamení.

2. Pamatujte, co struktura proteinů definuje jeho strukturu a vlastnosti. Jak je tato struktura kódovaná v molekule DNA?

3. Jaký je genetický kód?

4. Popište vlastnosti genetického kódu.

7. Reakce syntézy matrice. Transkripce

Informace o proteinu se zaznamenávají jako nukleotidová sekvence v DNA a je v jádře. Vlastně syntéza proteinů se vyskytuje v cytoplazmě na ribozomech. Proto syntéza proteinů vyžaduje strukturu, která by přenesla informace z DNA na místo syntézy proteinů. Takový zprostředkovatel je informace nebo matice, RNA, která přenáší informace z určité molekuly DNA na místě syntézy proteinů na ribozomech.

Kromě dopravce informací jsou zapotřebí látky, které by zajistily dodávání aminokyselin na místo syntézy a definici jejich místa v polypeptidovém řetězci. Tyto látky jsou přepravní RNA, které poskytují kódování a dodáváme aminokyselin na místě syntézy. Syntéza proteinů teče na ribozomech, jejichž tělo je postaveno z ribozomální RNA. Takže je zapotřebí jiný typ RNA - ribozomální.

Genetické informace jsou implementovány ve třech typech reakcí: syntézu RNA, syntézu proteinů, replikace DNA. V každém z nich se informace uzavřené v lineární sekvenci nukleotidů používají k vytvoření další lineární sekvence: buď nukleotidy (v molekulách RNA nebo DNA) nebo aminokyselin (v molekulách proteinů). Byl experimentálně prokázán, že to byla DNA, která slouží jako matrice pro syntézu všech nukleových kyselin. Tyto reakce biosyntézy se nazývají syntéza matice. Dostatečná jednoduchost matricových reakcí a jejich jednorozměrnost umožňující studovat podrobně a porozumět jejich mechanismu, na rozdíl od jiných procesů vyskytujících se v buňce.

Transkripce

Proces biosyntézy RNA na DNA se nazývá transkripce. Tento proces protéká do jádra. Na DNA matrice jsou všechny typy RNA syntetizovány - informace, doprava a ribozomální, které se následně podílejí na syntéze proteinů. Genetický kód pro DNA v procesu transkripce je přepsán na informační RNA. Reakce je založena na principu komplementarity.

Syntéza RNA má řadu funkcí. Molekula RNA je mnohem kratší a je pouze kopie malý plot DNA. Proto matrice slouží pouze určité části DNA, kde jsou umístěny informace o této nukleové kyselině. Nově syntetizovanou RNA nikdy nezůstane spojena s původní DNA matrice, a je uvolněna po konci reakce. Proces přepisu probíhá ve třech fázích.

První etapa - zahájení - Začátek procesu. Syntéza RNA kopie začínají specifickou zónou DNA, která se nazývá promotor. Tato zóna obsahuje specifickou sadu nukleotidů, které jsou startovací signály. Proces je katalyzován enzymy RNA polymeráza. Enzymem RNA-polymerázy je připojen k promotoru, spřádání dvojité šroubovice a ničí vodíkové vazby mezi dvěma řetězci DNA. Ale pouze jeden z nich slouží jako matrice pro syntézu RNA.

Druhá fáze - prodloužení. Tato fáze probíhá hlavní proces. Na stejném obvodu DNA, jako na matrici, nukleotidy jsou postaveny na principu komplementarity (obr. 19). Enzymem RNA-polymerázy, pohyboval krok za krokem podél DNA řetězce, spojuje nukleotidy mezi sebou, zároveň neustále se točí další DNA helix. V důsledku takového pohybu je syntetizována kopie RNA.

Třetí etapa - ukončení. To je poslední fáze. Syntéza RNA pokračuje zastavit signál - určitá sekvence nukleotidů, která zastaví pohyb enzymu a syntézy RNA. Polymeráza je oddělena od DNA a syntetizované RNA kopie. Současně s matricí se molekula RNA odstraní. DNA obnoví dvojitou šroubovici. Syntéza dokončena. V závislosti na sekci DNA, ribozomální, transport, informační RNA se tímto způsobem syntetizuje.

Matice pro transkrcení molekuly RNA je pouze jednou z DNA řetězců. Matice dvou sousedních genů však může sloužit různým DNA řetězci. Který ze dvou řetězců bude použit pro syntézu, je určen promotorem, který vysílá enzym RNA polymerázy v jednom směru nebo jiný směr.

Po transkripci molekuly informačních RNA eukaryotických buněk je podrobena restrukturalizaci. Je vyříznut do nukleotidových sekvencí, které neposkytují informace o tomto proteinu. Tento proces se nazývá spojování. V závislosti na typu buňky a vývojové fáze mohou být odstraněny různé části molekuly RNA. V důsledku toho jsou různé RNA syntetizovány v jednom části DNA, které nesou informace o různých proteinech. To zajišťuje přenos významných genetických informací z jednoho genu a také usnadňuje genetickou rekombinaci.

Obr. 19. Syntéza informační RNA. 1 - DNA řetězec; 2 - Syntetizovaná RNA

Otázky a úkoly pro sebeovládání

1. Jaké reakce se týkají reakcí syntézy matice?

2. Jaká je počáteční matice pro všechny reakce syntézy matice?

3. Jaký je název procesu biosyntézy Irnk?

4. Jaké typy RNA jsou syntetizovány na DNA?

5. Namontujte sekvenci irnn fragmentu, pokud má odpovídající fragment na DNA sekvenci: AAGTSTCTGATTSTEGATTSGATTSGATSTAATIGA.

8. Biosyntéza protein

Proteiny jsou nezbytné komponenty Všechny buňky, takže nejvíce důležitý proces Plastová výměna je proteinová biosyntéza. Pokračuje ve všech buňkách organismů. Jedná se o jediné složky buňky (kromě nukleových kyselin), jejichž syntéza se provádí pod přímou kontrolou genetického materiálu buňky. Všechno genetický aparát buněk - DNA a odlišné typy RNA - konfigurovaná pro syntézu proteinů.

Gen - Jedná se o část molekuly DNA, která je zodpovědná za syntézu jedné molekuly proteinu. Pro syntézu proteinů je nutné, aby byl určitý gen s DNA kopírovat jako molekulu RNA. Tento proces byl přezkoumán dříve. Syntéza proteinů je komplexní vícestupňový proces a závisí na činnostech různé druhy Rna. Pro přímou biosyntézu proteinu jsou potřeba následující komponenty:

1. Informace RNA - dopravce informací z DNA na místo syntézy. Irnn molekuly jsou syntetizovány během transkripce.

2. Ribozomy - organidy, kde dochází k syntéze proteinů.

3. Sada potřebných aminokyselin v cytoplazmě.

4. Přepravní RNA kódující aminokyseliny a nést je na místo syntézy na ribozomech.

5. ATP je látka, která poskytuje energii kódování aminokyselin a syntézu polypeptidového řetězce.

Struktura transportní RNA a kódující aminokyselin

Přepravní RNA (TRNA) jsou malé molekuly s počtem nukleotidů od 70 do 90. Podíl TRNA představuje asi 15% všech buněčných RNA. Funkce trny závisí na jeho struktuře. Studium struktury trna molekul ukázaly, že jsou určitým způsobem minimalizovány a mají ten druh jetelový list (Obr. 20). Molekula se rozlišuje smyčky a dvojité sekce, spojené interakcí mezi komplementárními bázemi. Nejdůležitější je centrální smyčka, ve které antikodon - Nukleotidový triplet odpovídající kódu určité aminokyseliny. S jeho anti-cymodonovou trny je schopen propojit s odpovídajícím kodonem na IRNA na principu komplementarity.

Obr. 20. Struktura molekuly trny: 1 - antikodon; 2 - Aminokyselinové připojení

Každá trna může nosit pouze jeden z 20 aminokyselin. Pro každou aminokyselinu je tedy alespoň jedna trna. Vzhledem k tomu, že aminokyselina může mít několik tripletů, pak počet typů trny se rovná počtu aminokyselinových tripletů. Celkový počet typů TRNA tedy odpovídá počtu kodonů a je roven 61. Ani TRNA neodpovídá třem kódům zastavení.

Na jednom konci je molekula trna vždy umístěna nukleotidový guanin (5 "-Conal), a na druhém (3" -concar) vždy tři nukleotidy cca. Je za tímto účelem, že aminokyselina je spojena (obr. 21). Každá aminokyselina spojuje svou specifickou trnu s odpovídajícím anti-kodononem. Mechanismus tohoto přistoupení je spojen s prací specifických enzymů - aminoacil-TNA syntetáz, které připevňují každou aminokyselinu do odpovídající trny. Pro každou aminokyselinu je vlastní syntetie. Sloučenina aminokyselin s TRNA se provádí v důsledku energie ATP, zatímco makro-ergická vazba jde do vztahu mezi trny a aminokyselinou. To je způsob, jak jsou aminokyseliny aktivovány a kódování.

Stage biosyntézy proteinů. Způsob syntézy polypeptidového řetězce provádí na ribozomu se nazývá přenos. Informační RNA (IRNK) je prostředníkem v přenosu informací na primární struktuře proteinů, TRNA přenáší kódované aminokyseliny na místo syntézy a zajišťuje sekvenci jejich sloučenin. V ribozomech se montáž polypeptidového řetězce.

1. Dvotion DNA.

2. Syntéza RRNA.

3. Syntéza glukózového škrobu

4. Syntéza protein v ribozomech

3. Genotyp je

1. Sada genů v genitálních chromozomech

2. Sada genů v jednom chromozomu

3. Sada genů v diploidní sadě chromozomů

4. Sada genů v chromozomu X

4. Muž pro hemofilie odpovídá recesivní alely, přijatý s podlahou. Když se vdané ženy - Carrier Alele Hemofilia a zdravý muž

1. Pravděpodobnost narození pacientů s Hemofilskými chlapci a dívkami - 50%

2. 50% chlapců bude nemocné a všechny dívky jsou dopravce

3. 50% chlapců bude nemocné a 50% dívek - dopravce

4. 50% dívek bude nemocné, a všichni chlapci jsou dopravci

5. Dědičnost, lepidlo s podlahou - je dědictví známek, které vždy

1. Projevil se pouze u mužských jedinců

2. Manifest pouze v jestřábových organismech

3. Určeno geny v pohlavních chromozomech

4. Jsou sekundární sexuální funkce

U člověka

1. 23 Skupiny spojky

2. 46 Skupiny spojky

3. Jedna skupina spojky

4. 92 Skupiny spojky

Dopravci Daltonova genu, jejichž nemoc se neobjeví, může být

1. Pouze ženy

2. Pouze muži

3. A ženy, a muži

4. Pouze ženy se souborem genitálních chromozomů Ho

V jádru člověka

1. Nízký akord, abdominální nervový řetěz a gill oblouky

2. Nízký akord, gilové oblouky a ocas

3. Nízký akord a abdominální nervový řetězec

4. Břišní nervový řetěz a ocas je položen

Plod osoby kyslík vstupuje do krve

1. Štítek Slut.

4. Podkopané lano

Dvojitá výzkumná metoda se provádí

1. Crossing.

2. Výzkum rodokmenu

3. Pozorování pro objekty výzkumu

4. Umělé mutagesis.

8) Základy imunologie

1. Protilátky jsou

1. Phagocyte buňky

2. Belkov molekuly

3. Lymfocyty

4. Buňky mikroorganismů infekující člověka

S nebezpečím infekce s tetanusem (například se znečišťováním RAS je půda podávána osobě s předvídaným sérem. Obsahuje

1. Proteiny protilátky

2. Relativní bakterie-tetanusové bakterie

3. Antibiotika

4. Antigen bakterie tetanus

Mateřské mléko zajišťuje imunitu dítěte

1. Macroelements.

2. Bakterie laminovacích kyselin

3. Mikroelementy

4. Protilátky

V lymfatických kapilárech

1. lymfy lymfatických kanálů

2. krev ze tepen

3. krev ze žil

4. mezibuněčná kapalina z tkání

Buňky fagocyte jsou přítomny u lidí

1. Ve většině tkání a tělesných těles

2. Pouze v lymfatických cévech a uzlech

3. Pouze v cévách

4. Pouze v oběhovém a lymfatickém systému

6. S tím, co jejich uvedené procesy v lidském těle syntetizuje ATP?

1. Rozdělit proteiny na aminokyselinách

2. štěpení glykogenů na glukózu

3. štěpení tuku pro glycerin a mastné kyseliny

4. Směšná glukózová oxidace glukózy (glykoliz)

7. Pro jeho fyziologickou úlohu je většina vitamínů

1. Enzymy

2. Aktivátory (kofaktory) enzymy

3. Důležitým zdrojem energie pro tělo

4. Hormony

Porušení soumraku a suché oko Cornea může být známkou nedostatku vitaminu

S reakcemi syntézy matric jsou vytvořeny polymery, jejichž struktura je plně určena strukturou matrice. Reakce syntézy matrice je založena na komplementární interakci mezi nukleotidy.

Replikace (redukce, DNA zdvojení).

Matrix - Mateřský DNA řetězec
Produkt - syntetizovaný řetězec DNA DNA
Komplementarita mezi nukleotidy mateřských a dceřiných řetězců DNA.

Double DNA spirála je odvíjena do dvou singl, pak DNA polymerázový enzym dokončí každý jeden řetězec, aby se zdvojnásobil na princip komplementarity.

Transkripce (syntéza RNA).

Matice - kódující DNA řetězec
Produkt - RNA.
Komplementarita mezi nukleotidy cDNA a RNA.

V určité části DNA se lámají vodíkové vazby, získají se dvě jednoduché řetězce. Irnk je v jednom z nich postaven na principu komplementarity. Poté se odpojí a přejde do cytoplazmy a řetězy DNA jsou opět připojeny k sobě.

Vysílání (syntéza proteinů).

MATRIX - IRNK.
Produkt - BELOK.
Komplementarita mezi nukleotidy kodonů Irnk a nukleotidy anti-cymodowové trny, což přináší aminokyseliny.

Uvnitř ribozomů jsou antikodony trna spojena v kodoních IRNNC na principu komplementarity. RiboSoma spojuje aminokyseliny přiváděné trny, se získá protein.

Fáze biosyntézy proteinů v prokaryotech a eukaryotech.

Syntéza proteinů prokaryotis se provádí ve 2 fázích:

1) Přepis, Výrobek této reakce - mRNA;

2) vysílání, produkt této reakce je polypeptid.

Tyto fáze mohou pokračovat současně, protože v kleci není jaderná skořápka.

Proces syntézy proteinů v eukaryotech zahrnuje 3 fáze:

1) transkripceDNA v Pro-mRNA (produkt: Pro-mRNA);

2) zpracovává se -transformace pro-mRNA do zralé mRNA;

3) přenosmRNA v polypeptidu.

V některých případech je nutné získat aktivní protein pro získání jeho chemické transformace, která se nazývá modifikace posttranslace.

Koncept transkriptonu. Funkce struktury transkriptonu v aplikaci Prokaryotm a eukaryotes.

Gene spolu s pomocnými místy se nazývá transkripton.Proto transkripton je nejmenší funkční jednotka genomu.

Typický transkripton obsahuje: promotor - signál začátku transkripce, ke kterému je připojen enzym RNA polymerázy; terminátor - signál ukončení signálu; Regulační plot operátor, na které jsou kontrolní proteiny spojeny aktivátory nebo represory (usnadňují transkripci); strukturní gen..

Struktura Prokaryotů transkriptonu.Prokrytech v transkriptonu zahrnují dvě sekce: regulačnía strukturální. Tyto oblasti jsou 10% a 90%. Regulační část obsahuje promotor, operátor a terminátor. Strukturální část může být reprezentována jedním nebo několika strukturními geny. V posledně uvedeném případě jsou rozděleny obscénní oblasti - spacers. Tento transkripton se nazývá operon.

W. eukarot.transkripton také obsahuje regulačnía strukturální Relativní podíl, který je na rozdíl od prokaryotamu 90% a 10%. Regulační část obsahuje několik promotorů, operátorů a terminátorů. Strukturní geny mohou být v různé části Jeden chromozom nebo dokonce v různých chromozomech. Strukturální část transkriptonu má přerušovaný(mozaika) Struktura: Sekce, které nesou informace na sekvenci aminokyselin v proteinu (kódování nebo exones) Alternativní s nevyučním fragmenty ( intron). Počet intronů v různých organismech je jiný, ale zpravidla však celková délka intronu překročí celkovou délku exonu.

Transkripční mechanismy.

Transkripce- Jedná se o proces kopírování sekce DNA ve formě pro-mRNA komplementární k němu (předchůdce mRNA), se vyskytuje v buněčném jádru. Začíná připojením enzymu RNA polymerázy k promotoru. DNA na určité oblasti je nekontrolována, vodíkové vazby jsou zničeny mezi 2 nukleotidovými řetězci, v důsledku toho se vytvoří 2 oddělené polynukleotidové řetězce. K nim jsou volné nukleotidy spojeny na principu komplementárnosti od karolymfy. Enzym pokračuje v připojení nukleotidů, dokud nedosáhne terminátoru kodonu. Po dokončení transkripce DNA je obnovena počáteční struktura dvou řetězce, pro-mRNA je transportována do cytoplazmy.

Syntéza matrice je tvorba biopolymeru, sekvence vazeb, ve kterém je stanovena primární strukturou jiné molekuly. Ten, jak to bylo, role matice, "diktování" požadované pořadí Sestava řetězu. V živých buňkách jsou známy tři biosyntetické procesy založené na tomto mechanismu.

Jaké molekuly jsou syntetizovány na základě matrice

Reakce syntézy matic zahrnují:

• replikace - zdvojnásobení genetického materiálu;
• transkripce - syntéza ribonukleových kyselin;
• vysílání - výroba proteinových molekul.

Replikace je konverze jedné molekuly DNA do dvou identických navzájem, což má velký význam pro životní cyklus buněk (mitóza, meyóza, zdvojnásobení plazmidu, dělící bakteriální buňky atd.). Velmi mnoho procesů je založeno na "reprodukci" genetického materiálu a matrice syntéza umožňuje obnovit přesnou kopii jakékoli molekuly DNA.

Přepis a vysílání jsou dvě fáze genomu. V tomto případě jsou dědičné informace zaznamenané v DNA převedeny na určitý proteinový soupravu, na kterém závisí fenotyp těla. Tento mechanismus se odkazuje na "DNA RNA-protein" a je jedním z centrálních psích molekulární biologie.

Provádění této zásady je dosaženo pomocí syntézy matice, která odpovídá procesu tvorby nové molekuly s "zdrojovým vzorkem". Základem takové konjugace je základním principem doplnění.

Hlavní aspekty syntézy molekul založených na matrici

Informace o struktuře syntetizované molekuly jsou obsaženy v sekvenci odkazů samotného matrice, z nichž každý je vybrán odpovídající prvek "dceřiné společnosti" řetězec. Pokud se chemická povaha syntetizovaných a maticových molekul shodují (DNA DNA nebo DNA RNA), pak se párování dochází přímo, protože každý nukleotid má pár, se kterým může být kontaktován.

Pro syntézu proteinů je nutný zprostředkovatel, jejíž součástí se s matricí interaguje mechanismem shody nukleotidů a druhým připevňuje proteinové spojení. Princip komplementarity nukleotidů proto pracuje v tomto případě, i když se nepřipojuje přímo odkazy matrice a syntetizovaných řetězců.

Fáze syntézy

Všechny procesy syntézy matric jsou rozděleny do tří fází:

• zahájení (start);
• prodloužení;
• ukončení (konec).

Zahájení je přípravou pro syntézu, jehož charakter závisí na typu procesu. Hlavním cílem této fáze je přivést systém substrátu enzymu do pracovního stavu.

Během prodloužení se syntetizovaný obvod přímo provádí, při kterém je mezi propojkami podle matricové sekvence uzavřen kovalentní vazba (peptid nebo fosfodický). Ukončení vede k zastávce syntézy a uvolnění produktu.

Úloha komplementárnosti v mechanismu syntézy matrice

Princip komplementarity je založen na selektivní dodržování dusíkatých základen nukleotidů. Adenin jako pár je vhodný pouze timin nebo uracil (dvojná vazba) a guanin - cytosin (3 trojitá komunikace).

V procesu syntetizačních nukleových kyselin jsou komplementární nukleotidy spojeny s jednostranným matricovým článkem, nastavováním do určité sekvence. Na základě DNA sekce Aachtt, může být při replikaci a během přepisu - Ugztsa získána pouze TTHCAA.

Jak již bylo uvedeno výše, syntéza proteinů se vyskytuje s účastí zprostředkovatele. Tato role provádí transportní RNA, která má spiknutí pro připevnění aminokyselin a nukleotidový triplet (anti-cymodon), určený pro vazbu na matrici RNA.

V tomto případě se doplňkový výběr nedochází jeden po jednom, ale tři nukleotidy. Vzhledem k tomu, že každá aminokyselina je zvláště specifická pro stejný typ trny, a antikodon odpovídá specifickému trpu v RNA, protein s určitou sekvencí jednotek se syntetizuje v genomu.

Jak dochází k replikaci

Syntéza DNA matice se vyskytuje za účasti mnoha enzymů a pomocných proteinů. Klíčové komponenty jsou:

• DNA Heliapace - zdvojnásobuje dvojitou šroubovici, zničí spojení mezi řetězci molekuly;
• DNA ligáza - "Šije" mezery mezi fragmenty ustanovení;
• preimaz - syntetizuje semeno nezbytné pro provoz fragmentu syntetizace DNA;
• SSB proteiny - stabilizují jednobranné fragmenty plánované DNA;
• DNA polymeráza - syntetizuje dceru matricového řetězce.

Hreliak, Preimaz a SSB proteiny připravují půdu pro syntézu. V důsledku toho se každý z řetězců zdroje molekuly stává matricí. Syntéza se provádí na obrovské rychlosti (od 50 nukleotidů za sekundu).

Provoz DNA polymerázy se vyskytuje ve směru 5 ° C. Z tohoto důvodu, na jednom z řetězců (přední), se syntéza dochází v průběhu rozdělení a nepřetržitě, a na druhé (zpoždění) - v opačném směru a jednotlivých fragmentech nazvaných "ustanovení".

Struktura ve tvaru Y vytvořená na dálnici DNA se nazývá vidlice replikace.

Transkripční mechanismus

Klíčovým enzymem transkripce je RNA polymeráza. Ten je několik druhů a liší se ve struktuře Prokaryotm a Eukaryot. Mechanismus jeho působení je však všude a je zvýšení řetězce komplementárně vybraných ribonukleotidů s uzavřením fosfodiesterové komunikace mezi nimi.

Molekula matice pro tento proces je DNA. Na základě toho lze vytvořit odlišné typy RNA, nejen informační, které se používají v syntéze proteinů.

Část matice, ze které "je odepsaná", sekvence RNA se nazývá transkripton. Má promotor (místo pro připojení RNA polymerázy) a terminátor, na kterém se syntéza zastaví.

Přenos

Syntéza matric proteinu a prokaryotika a v eukaryota se provádí ve specializovaných organodách - ribozomech. Ten se skládá ze dvou podjednotek, z nichž jeden (malý) slouží k vazbě trny a matrice RNA a druhý (velký) se podílí na tvorbě peptidových vazeb.

Začátek vysílání je předcházeno aktivací aminokyselin, tj. Spojením je k příslušné transportní RNA za vzniku makroergického připojení, v důsledku energie, z nichž následně provádějí reakce transpappidačních reakcí (přistoupení k dalšímu propojení).

V procesu syntézy se také týkají proteinových faktorů a GTF. Energie druhé je nutná pro propagaci ribozomů v řetězci RNA matrice.