Az örökletes információk átadása és megvalósítása reakciókon alapul mátrix szintézis. Csak három van belőlük: DNS-replikáció, transzkripció és transzláció. Mindezek a reakciók a képlékeny anyagcsere-reakciókhoz tartoznak, és energiaráfordítást és enzimek részvételét igénylik.

Replikáció.

Replikáció– a DNS-molekulák önmegkettőzése – az örökletes információk generációról generációra való átvitelének hátterében. Egy anya-DNS-molekula replikációja következtében két leánymolekula jön létre, amelyek mindegyike kettős spirál, amelyben a DNS egyik szála anyai, a másik pedig újonnan szintetizálódott. A replikáció különféle enzimeket, nukleotidokat és energiát igényel.

Speciális enzimek segítségével az anyai DNS két szálának komplementer bázisait összekötő hidrogénkötések megszakadnak. A DNS-szálak eltérnek egymástól. A DNS-polimeráz enzim molekulái az anya-DNS-szálak mentén mozognak, és szekvenciálisan összekapcsolódnak a nukleotidokkal, hogy leány-DNS-szálakat képezzenek. A nukleotidok hozzáadásának folyamata a komplementaritás elvét követi. Ennek eredményeként két DNS-molekula keletkezik, amelyek azonosak az anyával és egymással.

Fehérje bioszintézis.

Fehérje bioszintézis, azaz. Az örökletes információ megvalósításának folyamata két szakaszból áll. Az első szakaszban a fehérje elsődleges szerkezetére vonatkozó információkat a DNS-ből az mRNS-be másolják. Ezt a folyamatot transzkripciónak nevezik. A második szakasz, a transzláció, a riboszómákon megy végbe. A transzláció során az aminosavakból fehérje szintetizálódik az mRNS-ben rögzített szekvenciának megfelelően, azaz. a nukleotidszekvencia aminosavszekvenciává transzlálódik. Így az örökletes információ megvalósításának folyamata a következő diagrammal fejezhető ki:

DNS → mRNS → fehérje → tulajdonság, jel

Átírás– Messenger RNS szintézise DNS-mátrixon. Ez a folyamat ott történik, ahol van DNS. Az eukariótákban a transzkripció a sejtmagban, a mitokondriumokban és a kloroplasztiszokban (növényekben), a prokariótákban pedig közvetlenül a citoplazmában történik. A transzkripció során a DNS-molekula a templát, az mRNS pedig a reakciótermék.

A transzkripció a DNS-szálak szétválásával kezdődik, ami ugyanúgy megy végbe, mint a replikáció során (a hidrogénkötéseket az enzimek felbontják). Ezután az RNS-polimeráz enzim szekvenciálisan, a komplementaritás elve szerint láncba köti a nukleotidokat, mRNS-molekulát szintetizálva. A kapott mRNS-molekulát elválasztják és a citoplazmába küldik a riboszóma „keresésére”.

A fehérjeszintézist a riboszómákon ún adás. Az eukariótákban a transzláció a citoplazmában található riboszómákon, az ER felszínén, a mitokondriumokban és a kloroplasztiszokban (növényekben), a prokariótákban pedig a citoplazmában található riboszómákon történik. A transzláció mRNS-t, tRNS-t, riboszómákat, aminosavakat, ATP molekulák, enzimek.

· Aminosavak anyagként szolgálnak a fehérjemolekulák szintéziséhez.

· ATP energiaforrás az aminosavak összekapcsolásához.

· Enzimek részt vesznek az aminosavak tRNS-hez való hozzáadásában és az aminosavak egymással való összekapcsolásában.

· Riboszómák rRNS-ből és fehérjemolekulákból áll, amelyek az aktív centrumot alkotják, ahol a fő transzlációs események bekövetkeznek.

· Messenger RNS V ebben az esetben a fehérjemolekulák szintézisének mátrixa. Az mRNS-hármasokat, amelyek mindegyike egy aminosavat kódol, hívják kodonok.

· RNS-ek átvitele aminosavakat visz a riboszómákba, és részt vesz a nukleotidszekvencia aminosavszekvenciává történő transzlációjában. A transzfer RNS-ek, más típusú RNS-ekhez hasonlóan, DNS-templáton szintetizálódnak. Úgy néznek ki, mint egy lóherelevél (28.3. ábra). A tRNS-molekula központi hurkának tetején három nukleotid alakul ki antikodon.

Az adás előrehaladása.

A transzláció az mRNS riboszómához való kötődésével kezdődik. A riboszóma az mRNS mentén mozog, minden alkalommal egy triplettet mozgatva. IN aktív központ A riboszómák egyidejűleg két mRNS triplettet (kodont) tartalmazhatnak. Ezen kodonok mindegyikéhez illeszkedik egy tRNS, amely komplementer antikodonnal rendelkezik, és egy specifikus aminosavat hordoz. A kodonok és az antikodonok között hidrogénkötések jönnek létre, amelyek a tRNS-t az aktív helyen tartják. Ekkor alakul ki peptid kötés aminosavak között. A növekvő polipeptidlánc „felfüggesztve” van az utóbbi aktív centrumába bejutott tRNS-en. A riboszóma egy triplettet halad előre, ami egy új kodont és a megfelelő tRNS-t eredményez az aktív központban. A felszabaduló tRNS-t elválasztják az mRNS-től, és új aminosavért küldik.

Nukleinsavak.

A nukleinsavakat (NA) először Friedrich Miescher svájci biokémikus fedezte fel 1869-ben.

Az NA-k lineáris, el nem ágazó heteropolimerek, amelyek monomerei foszfodiészter kötésekkel összekapcsolt nukleotidok.

A nukleotid a következőkből áll:

nitrogén bázis

purinok (adenin (A) és guanin (G) - molekuláik 2 gyűrűből állnak: 5 és 6 tagú),

Pirimidin (citozin (C), timin (T) és uracil (U) - egy hattagú gyűrű);

szénhidrát (5 szénatomos cukorgyűrű): ribóz vagy dezoxiribóz;

foszforsav maradék.

Az NK-nak két típusa van: DNS és RNS. Az NK-k biztosítják a genetikai (örökletes) információk tárolását, reprodukálását és megvalósítását. Ezt az információt nukleotid szekvenciák formájában kódolják. A nukleotidszekvencia a fehérjék elsődleges szerkezetét tükrözi. Az aminosavak és az azokat kódoló nukleotidszekvenciák közötti megfelelést ún genetikai kód. Egység genetikai kód A DNS és az RNS az hármas– három nukleotidból álló szekvencia.

Faj nitrogéntartalmú bázisok	A, G, C, T	A, G, C, U
A pentózok fajtái	β,D-2-dezoxiribóz	β,D-ribóz
Másodlagos szerkezet	Szabályos, 2 egymást kiegészítő láncból áll	Szabálytalan, egy lánc egyes részei kettős hélixet alkotnak
Molekulatömeg (a nukleotid egységek száma az elsődleges láncban) vagy 250-1,2x105 kDa (kilodalton)	Ezrekről, milliókról	Tízes és százas nagyságrendben
Lokalizáció a cellában	Mag, mitokondriumok, kloroplasztiszok, centriolok	Nukleolusz, citoplazma, riboszómák, mitokondriumok és plasztidok
	Öröklött információk tárolása, továbbítása és reprodukálása generációkon keresztül	Az örökletes információk megvalósítása

DNS (dezoxiribonukleinsav) egy nukleinsav, amelynek monomerjei dezoxiribonukleotidok; a genetikai információ anyai hordozója. Azok. az egyes sejtek és az egész szervezet szerkezetére, működésére és fejlődésére vonatkozó minden információ DNS nukleotid szekvenciák formájában rögzítésre kerül.

A DNS elsődleges szerkezete egyszálú molekula (fág).

A polimer makromolekula további elrendezését másodlagos szerkezetnek nevezzük. 1953-ban James Watson és Francis Crick felfedezték a DNS másodlagos szerkezetét - a kettős hélixet. Ebben a hélixben a foszfátcsoportok a hélixek külső oldalán, a bázisok pedig a belső oldalon találhatók, 0,34 nm-es távolságra. A láncokat összetartják hidrogénkötések az alapok között, és egymás körül és egy közös tengely körül csavarják.

Az antiparallel szálak bázisai a hidrogénkötések következtében komplementer (kölcsönösen komplementer) párokat alkotnak: A = T (2 csatlakozás) és G ≡ C (3 csatlakozás).

A komplementaritás jelenségét a DNS szerkezetében Erwin Chargaff fedezte fel 1951-ben.

Chargaff-szabály: a purinbázisok száma mindig megegyezik a pirimidinbázisok számával (A + G) = (T + C).

A DNS harmadlagos szerkezete egy kettős szálú molekula hurkokká való további hajtogatása a hélix szomszédos menetei közötti hidrogénkötések következtében (supercoiling).

A DNS kvaterner szerkezete kromatidák (2 kromoszómaszál).

A DNS-szálak röntgendiffrakciós mintái, amelyeket először Morris Wilkins és Rosalind Franklin szereztek be, azt jelzik, hogy a molekula spirális szerkezetű, és egynél több polinukleotid láncot tartalmaz.

A DNS-nek több családja létezik: A, B, C, D, Z-formák. A B forma általában a sejtekben található. A Z kivételével minden forma jobbkezes spirál.

A DNS replikációja (önduplikációja). - Ez az egyik legfontosabb biológiai folyamat, amely biztosítja a genetikai információ szaporodását. A replikáció két komplementer szál elválasztásával kezdődik. Mindegyik szálat templátként használjuk új DNS-molekula kialakításához. Az enzimek részt vesznek a DNS-szintézis folyamatában. A két leánymolekula mindegyike szükségszerűen tartalmaz egy régi és egy új hélixet. Az új DNS-molekula nukleotid-szekvenciájában teljesen azonos a régivel. Ez a replikációs módszer biztosítja az anya-DNS-molekulában rögzített információk pontos reprodukálását a leánymolekulákban.

Egy DNS-molekula replikációja eredményeként két új molekula jön létre, amelyek az eredeti molekula pontos másolata - mátrixok. Minden új molekula két láncból áll - az egyik a szülő és a másik a testvérláncból. Ezt a DNS-replikáció mechanizmusát ún félig konzervatív.

Azokat a reakciókat, amelyekben az egyik heteropolimer molekula templátként (formaként) szolgál egy másik, komplementer szerkezetű heteropolimer molekula szintéziséhez, ún. mátrix típusú reakciók. Ha a reakció során ugyanabból az anyagból képződnek mátrixként szolgáló molekulák, akkor a reakciót ún autokatalitikus. Ha egy reakció során az egyik anyag mátrixán egy másik anyag molekulái képződnek, akkor egy ilyen reakciót ún. heterokatalitikus. Így a DNS-replikáció (azaz DNS-szintézis DNS-templáton) az autokatalitikus mátrix szintézis reakció.

A mátrix típusú reakciók a következők:

DNS-replikáció (DNS-szintézis DNS-templáton),

DNS-transzkripció (RNS-szintézis DNS-templáton),

RNS-transzláció (fehérjeszintézis RNS-templáton).

Vannak azonban más templát típusú reakciók is, például RNS-szintézis RNS-templáton és DNS-szintézis RNS-templáton. Az utolsó két típusú reakció akkor figyelhető meg, ha a sejteket bizonyos vírusokkal fertőzik meg. DNS szintézis RNS templáton ( fordított átírás) széles körben használják a géntechnológiában.

Minden mátrixfolyamat három szakaszból áll: beindítás (kezdet), megnyúlás (folytatás) és befejezés (vége).

A DNS-replikáció az összetett folyamat, amelyben több tucat enzim vesz részt. Ezek közül a legfontosabbak a DNS-polimerázok (több típus), a primázok, a topoizomerázok, a ligázok és mások. Fő probléma A DNS-replikáció során az, hogy egy molekula különböző láncaiban a foszforsavmaradékok különböző irányokba irányulnak, de lánchosszabbítás csak az OH-csoporttal végződő végétől történhet. Ezért a replikált régióban, amelyet ún replikációs villa, a replikációs folyamat eltérően megy végbe a különböző láncokon. Az egyik szálon, amelyet vezető szálnak neveznek, folyamatos DNS-szintézis megy végbe egy DNS-templáton. A másik láncon, amelyet késleltetett láncnak neveznek, először a kötődés történik alapozó– az RNS egy specifikus fragmentuma. A primer primerként szolgál az úgynevezett DNS-fragmens szintéziséhez Okazaki töredéke. Ezt követően a primert eltávolítják, és az Okazaki-fragmenseket a DNS-ligáz enzim egyetlen szálává varrják. DNS-replikáció kíséri javítás– a replikáció során elkerülhetetlenül felmerülő hibák kijavítása. Számos javítási mechanizmus létezik.

A replikáció a sejtosztódás előtt történik. A DNS ezen képességének köszönhetően az örökletes információ átkerül az anyasejtből a leánysejtekbe.

RNS (ribonukleinsav) egy nukleinsav, amelynek monomerjei ribonukleotidok.

Egy RNS-molekulán belül több olyan régió található, amelyek komplementerek egymással. Az ilyen komplementer régiók között hidrogénkötések jönnek létre. Ennek eredményeként egy-egy RNS-molekulában kétszálú és egyszálú struktúrák váltakoznak, és a molekula teljes konformációja egy lóherelevélre emlékeztet.

Az RNS-t alkotó nitrogénbázisok képesek hidrogénkötéseket kialakítani komplementer bázisokkal mind a DNS-ben, mind az RNS-ben. Ebben az esetben a nitrogéntartalmú bázisok A=U, A=T és G≡C párokat alkotnak. Ennek köszönhetően a DNS-ből az RNS-be, az RNS-ből a DNS-be és az RNS-ből a fehérjékbe kerülhet információ.

Az RNS-nek három fő típusa található a sejtekben, amelyek különböző funkciókat látnak el:

1. Információ, vagy mátrix RNS (mRNS vagy mRNS). Funkció: fehérjeszintézis mátrix. A sejt RNS 5%-át teszi ki. A fehérjebioszintézis során genetikai információt visz át a DNS-ből a riboszómákba. Az eukarióta sejtekben az mRNS-t (mRNS) specifikus fehérjék stabilizálják. Ez lehetővé teszi, hogy a fehérje bioszintézise akkor is folytatódjon, ha a sejtmag inaktív.

mRNS az lineáris áramkör több, eltérő funkcionális szerepkörrel rendelkező területtel:

a) az 5" végén van egy sapka ("cap") - ez védi az mRNS-t az exonukleázoktól,

b) ezt egy nem transzlált régió követi, amely komplementer a riboszóma kis alegységének részét képező rRNS-szakasszal,

c) az mRNS transzlációja (olvasása) a metionint kódoló AUG iniciációs kodonnal kezdődik,

d) a startkodont egy kódoló rész követi, amely a fehérjében található aminosavak sorrendjéről tartalmaz információkat.

2. Riboszomális, vagy riboszómális RNS (rRNS). A sejt RNS 85%-át alkotja. Fehérjével kombinálva a riboszómák része, és meghatározza a riboszómális nagy és kis alegységek (50-60S és 30-40S alegységek) alakját. Részt vesznek a transzlációban – információolvasást az mRNS-ből a fehérjeszintézisben.

Az alegységeket és az őket alkotó rRNS-eket általában ülepedési állandójukkal jelölik. S - ülepedési együttható, Svedberg egység. Az S érték a részecskék ultracentrifugálás közbeni ülepedési sebességét jellemzi, és azzal arányos molekulatömeg. (Például a 16 Svedberg-egység ülepedési együtthatóval rendelkező prokarióta rRNS-t 16S rRNS-nek nevezzük).

Így többféle rRNS-t különböztetnek meg, amelyek a polinukleotid lánc hosszában, tömegében és a riboszómákban való elhelyezkedésében különböznek: 23-28S, 16-18S, 5S és 5,8S. Mind a prokarióta, mind az eukarióta riboszómák 2 különböző nagy molekulatömegű RNS-t tartalmaznak, mindegyik alegységhez egyet, és egy kis molekulatömegű RNS-t – 5S RNS-t. Az eukarióta riboszómák kis molekulatömegű 5,8S RNS-t is tartalmaznak. Például a prokarióták a 23S, 16S és 5S rRNS-t, az eukarióták pedig a 18S, 28S, 5S és 5,8S rRNS-t szintetizálják.

80S riboszóma (eukarióta)

Kis 40S alegység Nagy 60S alegység

18SrRNS (~2000 nukleotid), - 28SrRNS (~4000 nt),

5,8SpRNS (~155 nt),

5SpRNS (~121 nt),

~30 fehérje. ~45 fehérje.

70S riboszóma (prokarióta)

Kis 30S alegység Nagy 50S alegység

16SpRNS, - 23SpRNS,

~20 fehérje. ~30 fehérje.

Erősen polimerizált rRNS nagy molekulája (ülepedési állandó 23-28S, az 50-60S riboszomális alegységekben lokalizálódik).

Nagy polimertartalmú rRNS kis molekulája (ülepedési állandó 16-18S, 30-40S riboszomális alegységekben lokalizálódik).

Kivétel nélkül minden riboszómában jelen van az alacsony polimertartalmú 5S rRNS, amely az 50-60S riboszómális alegységekben lokalizálódik.

Az 5,8S ülepedési állandójú, alacsony polimertartalmú rRNS csak az eukarióta riboszómákra jellemző.

Így a riboszómák háromféle rRNS-t tartalmaznak prokariótákban és négyféle rRNS-t az eukariótákban.

Az rRNS elsődleges szerkezete egy poliribonukleotid lánc.

Másodlagos szerkezet Az rRNS egy poliribonukleotid lánc spiralizációja önmagára (az RNS-lánc egyes szakaszai spirális hurkokat - „hajtűket” alkotnak).

A nagy polimer tartalmú rRNS harmadlagos szerkezete - másodlagos szerkezetű spirális elemek kölcsönhatásai.

3. Szállítás RNS (tRNS). A sejt RNS 10%-át teszi ki.

Átviszi az aminosavat a fehérjeszintézis helyére, azaz. a riboszómákhoz. Minden aminosavnak saját tRNS-e van.

A tRNS elsődleges szerkezete egy poliribonukleotid lánc.

A tRNS másodlagos szerkezete egy „lóherelevél” modell, ebben a szerkezetben 4 kétszálú és 5 egyszálú régió található.

A tRNS harmadlagos szerkezete stabil, a molekula L-alakú szerkezetté gyűrődik (2 hélix egymásra majdnem merőlegesen). Minden típusú RNS képződik templát szintézis reakciók eredményeként. A legtöbb esetben az egyik DNS-szál szolgál templátként. Így az RNS-bioszintézis egy DNS-templáton a templát típusú heterokatalitikus reakció. Ezt a folyamatot únátírása

és bizonyos enzimek – RNS polimerázok (transzkriptázok) – szabályozzák.

Az RNS-szintézis (DNS-transzkripció) magában foglalja az információ másolását a DNS-ről az mRNS-re.

Az RNS szintézis és a DNS szintézis közötti különbségek:

A folyamat aszimmetriája: csak egy DNS-szálat használnak templátként.

Konzervatív folyamat: a DNS-molekula az RNS-szintézis befejeztével visszatér eredeti állapotába. A DNS-szintézis során a molekulák félig megújulnak, ami félig konzervatívvá teszi a replikációt.

Az RNS-szintézishez nincs szükség primerre, de a DNS-replikációhoz RNS-primer szükséges. Ez speciális kategória kémiai reakciók élő szervezetek sejtjeiben előforduló. Ezen reakciók során polimer molekulák szintetizálódnak a többi polimer mátrix molekula szerkezetében lefektetett terv szerint. Egy mátrixon szintetizálható korlátlan mennyiségben

molekulákat másolni. A reakciók ebbe a kategóriájába tartozik a replikáció, a transzkripció, a transzláció és a reverz transzkripció.

A munka vége -

Ez a téma a következő részhez tartozik:

A nukleinsavak közé tartoznak az erősen polimer vegyületek, amelyek a hidrolízis során purin és pirimidin bázisokra, pentózra és foszforsavra bomlanak le. sejtelmélet, sejttípusok.. eukarióta sejt, organellumok szerkezete és funkciói.

Ha kell kiegészítő anyag ebben a témában, vagy nem találta meg, amit keresett, javasoljuk, hogy használja a munkaadatbázisunkban található keresést:

Mit csinálunk a kapott anyaggal:

Ha ez az anyag hasznos volt az Ön számára, elmentheti az oldalára a közösségi hálózatokon:

Csipog

Az összes téma ebben a részben:

A DNS szerkezete és funkciói
A DNS egy polimer, amelynek monomerjei dezoxiribonukleotidok. A DNS-molekula térbeli szerkezetének kettős hélix formájú modelljét 1953-ban javasolták J. Watson és F.

DNS replikáció (reduplikáció)
A DNS-replikáció az önmegkettőzés folyamata, a DNS-molekula fő tulajdonsága. A replikáció a mátrixszintézis reakciók kategóriájába tartozik, és enzimek részvételével megy végbe. Enzim hatására

Az RNS felépítése és funkciói
Az RNS egy polimer, amelynek monomerjei ribonukleotidok. A DNS-től eltérően

Az ATP felépítése és funkciói
Az adenozin-trifoszforsav (ATP) univerzális forrás és fő energiatároló az élő sejtekben. Az ATP minden növényi és állati sejtben megtalálható. Az ATP mennyisége a közegben

A sejtelmélet létrehozása és alapelvei
Sejtelmélet- a legfontosabb biológiai általánosítás, amely szerint minden élő szervezet sejtekből áll. A sejtek tanulmányozása a mikroszkóp feltalálása után vált lehetővé. Most először

A sejtes szervezetek típusai
Két típusa van sejtes szerveződés: 1) prokarióta, 2) eukarióta. Mindkét sejttípusban közös, hogy a sejteket a membrán korlátozza, a belső tartalmat a citop képviseli.

Endoplazmatikus retikulum
Endoplazmatikus retikulum(EPS), ill endoplazmatikus retikulum(EPR) egy egymembrán organellum. Ez egy olyan membránrendszer, amely „ciszternákat” és csatornákat képez

Golgi készülék
A Golgi-apparátus vagy a Golgi-komplexus egymembránból álló organellum. Kiszélesedett szélű, lapított „ciszternák” halmokból áll. Hozzájuk kapcsolódik a krétarendszer

Lizoszómák
A lizoszómák egymembránú organellumok. Kis buborékok (átmérője 0,2-0,8 mikron), amelyek hidrolitikus enzimeket tartalmaznak. Az enzimek durván szintetizálódnak

Vacuolák
A vakuolák egymembrán organellumok, amelyek „tartályokkal” vannak megtöltve vizes oldatok szerves és szervetlen anyagok. Az EPS részt vesz a vakuolák képződésében

Mitokondriumok
A mitokondrium szerkezete: 1 - külső membrán; 2 - belső membrán; 3 - mátrix; 4

Plasztidok
Plasztidok szerkezete: 1 - külső membrán; 2 - belső membrán; 3 - stroma; 4 - tilakoid; 5

Riboszómák
A riboszóma szerkezete: 1 - nagy alegység; 2 - kis alegység.

Ribos
Citoszkeleton

A citoszkeletont mikrotubulusok és mikrofilamentumok alkotják. A mikrotubulusok hengeres, el nem ágazó szerkezetek. A mikrotubulusok hossza 100 µm-től 1 mm-ig terjed, átmérője a
Sejtközpont Sejtközpont

két centriolt és egy centroszférát foglal magában. A centriol egy henger, melynek falát kilenc t csoport alkotja
A mozgás organoidjai Nincs jelen minden sejtben. A mozgásszervek közé tartoznak a csillók (csillók, hám légutak

), flagella (flagellátok, spermiumok), pszeudopodák (rizopodák, leukociták), izomrostok
A mag felépítése és funkciói

Általában egy eukarióta sejtnek egy magja van, de vannak kétmagvú (csillós) és többmagvú sejtek (opalin). Néhány erősen specializált sejt másodlagos
Kromoszómák

A kromoszómák citológiai rúd alakú struktúrák, amelyek kondenzáltságot képviselnek
Anyagcsere Anyagcsere - legfontosabb tulajdonsága

élő szervezetek. A szervezetben fellépő anyagcsere-reakciók összességét anyagcserének nevezzük. Az anyagcsere p
Fehérje bioszintézis A fehérje bioszintézis az a legfontosabb folyamat

anabolizmus. A sejtek és szervezetek minden jellemzőjét, tulajdonságát és funkcióját végső soron a fehérjék határozzák meg. A mókusok rövid életűek, élettartamuk korlátozott
Genetikai kód és tulajdonságai

A genetikai kód egy olyan rendszer, amely információt rögzít a polipeptidben található aminosavak szekvenciájáról a DNS vagy RNS nukleotidjainak szekvenciájával. Jelenleg ez a rögzítési rendszer tekinthető
Eukarióta génszerkezet Gén - a DNS-molekula olyan szakasza, amely a polipeptidben található elsődleges aminosavszekvenciát vagy a transzportban és a nukleotidok szekvenciáját kódolja. riboszomális RNS

. DNS egy
Átírás eukariótákban

A transzkripció az RNS szintézise egy DNS-templáton. Az RNS polimeráz enzim végzi.
Az RNS-polimeráz csak olyan promoterhez tud kapcsolódni, amely a DNS-templát szál 3"-os végén található

Adás
A mitózis az eukarióta sejtek osztódásának fő módszere, amelyben az örökítőanyag először megkettőződik, majd egyenletesen eloszlik a leánysejtek között.

Mutációk
A mutációk tartós, hirtelen változások az örökletes anyag szerkezetében különböző szinteken szerveződése, ami a szervezet bizonyos jellemzőiben bekövetkező változásokhoz vezet

Génmutációk
A génmutációk a gének szerkezetében bekövetkező változások. Mivel a gén egy DNS-molekula szakasza, akkor génmutáció a hely nukleotid-összetételében bekövetkezett változásokat jelzi

Kromoszómális mutációk
Ezek a kromoszómák szerkezetének változásai. Az átrendeződések végrehajthatók egy kromoszómán belül - intrakromoszómális mutációk (deléció, inverzió, duplikáció, inszerció), valamint a kromoszómák között - inter

Genomi mutációk
A genomi mutáció a kromoszómák számának változása. A genomi mutációk a mitózis vagy meiózis normális lefolyásának megzavarása eredményeként jelentkeznek.

Haploidy - y A szervezet anyagcseréjében

a fehérjéké és a nukleinsavaké a vezető szerep. A fehérjeanyagok képezik minden létfontosságú alapját fontos szerkezetek

A sejtek szokatlanul nagy reaktivitással rendelkeznek, és katalitikus funkciókkal rendelkeznek. Nukleinsavak

részei a sejt legfontosabb szervének - a sejtmagnak, valamint a citoplazmának, riboszómáknak, mitokondriumoknak stb. A nukleinsavak fontos, elsődleges szerepet játszanak az öröklődésben, a szervezet változékonyságában és a fehérjeszintézisben. Szintézis terv fehérje raktározódik a sejtmagban, és közvetlen szintézis a magon kívül fordul elő, ezért szükséges Segítség a magon kívül fordul elő, ezért szükséges hogy a kódolt tervet a magból a szintézis helyére szállítsák. mint ez

RNS-molekulák állítják elő. A folyamat elkezdődik a sejtmagban: a DNS „létra” egy része letekerődik és kinyílik. Ennek köszönhetően az RNS betűk kötést alkotnak nyitott levelek

Az egyik DNS-szál DNS-e. Az enzim az RNS-betűket továbbítja, hogy egy szálba egyesítse őket. Így „íródnak át” a DNS betűi az RNS betűivé. Az újonnan képződött RNS-lánc elválik, és a DNS-létra ismét megcsavarodik.

További módosítások után az ilyen típusú kódolt RNS teljessé válik. RNS kijön a magból

Egy másik típusú RNS megtalálja ezt az aminosavat, egy enzim segítségével befogja, és a fehérjeszintézis helyére szállítja. Ahogy az RNS üzenetet olvassák és lefordítják, az aminosavak lánca növekszik. Ez a lánc egyedi formára csavarodik és összehajlik, és egyfajta fehérjét hoz létre.
Már a fehérje hajtogatás folyamata is figyelemre méltó: számítógép segítségével kiszámítani egy átlagos méretű, 100 aminosavból álló fehérje összes hajtogatási lehetőségét 10 27 évig tartana. És nem tart tovább egy másodpercnél a 20 aminosavból álló lánc kialakításához a szervezetben – és ez a folyamat a test minden sejtjében folyamatosan zajlik.

gének, genetikai kódés annak tulajdonságait.

Körülbelül 7 milliárd ember él a Földön. A 25-30 millió egypetéjű ikerpárt leszámítva genetikailag minden ember más: mindenki egyedi, egyedi örökletes jellemzőkkel, jellemvonásokkal, képességekkel és temperamentummal rendelkezik.

Ezeket a különbségeket megmagyarázzák genotípusbeli különbségek- a szervezet génkészletei; Mindegyik egyedi. Egy adott organizmus genetikai jellemzői megtestesülnek fehérjékben- ezért az egyik ember fehérjéjének szerkezete, bár nagyon kis mértékben, eltér egy másik ember fehérjéjétől.

Ez nem azt jelenti hogy nincs két emberben teljesen egyforma fehérje. Az azonos funkciókat ellátó fehérjék lehetnek azonosak, vagy csak kismértékben különbözhetnek egy vagy két aminosavban egymástól. De nincs olyan ember a Földön (az egypetéjű ikrek kivételével), akiknek ugyanaz a fehérje.

A fehérje elsődleges szerkezetére vonatkozó információ nukleotidszekvenciaként kódolva egy DNS-molekula szakaszában - gén – egy szervezet örökletes információinak egysége. Minden DNS-molekula sok gént tartalmaz. Egy szervezet összes génjének összessége alkotja genotípus .

Az örökletes információk kódolása a használatával történik genetikai kód , amely minden szervezet számára univerzális, és csak a géneket alkotó nukleotidok váltakozásában különbözik, amelyek meghatározott szervezetek fehérjéit kódolják.

Genetikai kód áll nukleotidhármasok DNS-kombináció különböző módokon sorozatok(AAT, GCA, ACG, TGC stb.), amelyek mindegyike egy adott kódot kódol aminosav(amely beépül a polipeptidláncba).

Aminosavak 20, A lehetőségeket négy nukleotid kombinációja három csoportban – 64 négy nukleotid elegendő 20 aminosav kódolásához

azért egy aminosav kódolható több hármas.

Egyes tripletek egyáltalán nem kódolnak aminosavakat, hanem elindítja vagy megáll fehérje bioszintézis.

Valójában a kód számít nukleotidszekvenciája egy mRNS-molekulában, mert információt távolít el a DNS-ből (folyamat átiratok), és a szintetizált fehérjék molekuláiban található aminosavszekvenciává alakítja át (a folyamat adások).

Az mRNS összetétele ACGU nukleotidokat tartalmaz, amelyek triplettjeit ún kodonok: az mRNS-en lévő DNS CGT-n lévő hármasból triplet GCA, a triplet DNS AAG-ból pedig triplet UUC lesz.

Pontosan mRNS kodonok a genetikai kód tükröződik a nyilvántartásban.

Így, genetikai kód - egységes rendszer a molekulákban lévő örökletes információk nyilvántartása nukleinsavak mint nukleotidok sorozata. Genetikai kód alapított a mindössze négy nukleotidból álló ábécé használatáról, amelyek nitrogénbázisokban különböznek egymástól: A, T, G, C.

A genetikai kód alapvető tulajdonságai :

1. A genetikai kód triplett. A triplett (kodon) három nukleotidból álló szekvencia, amely egy aminosavat kódol. Mivel a fehérjék 20 aminosavat tartalmaznak, nyilvánvaló, hogy mindegyiket nem kódolhatja egy nukleotid (mivel a DNS-ben csak négyféle nukleotid található, ebben az esetben 16 aminosav marad kódolatlanul). Két nukleotid sem elegendő az aminosavak kódolásához, mivel ebben az esetben csak 16 aminosav kódolható. Eszközök, legkisebb szám az egy aminosavat kódoló nukleotidok száma három. (Ebben az esetben a lehetséges nukleotidhármasok száma 4 3 = 64).

2. Redundancia (degeneráció) A kód hármas jellegéből adódik, és azt jelenti, hogy egy aminosavat több hármas is kódolhat (mivel 20 aminosav és 64 hármas van), a metionin és a triptofán kivételével, amelyeket csak egy hármas kódol. Emellett egyes hármasok specifikus funkciókat is ellátnak: egy mRNS-molekulában az UAA, UAG, UGA tripletek stopkodonok, azaz stop jelek, amelyek leállítják a polipeptidlánc szintézisét. A metioninnak megfelelő hármas (AUG), amely a DNS-lánc elején található, nem aminosavat kódol, hanem az olvasás elindító (izgató) funkcióját tölti be.

3. A redundanciával együtt a kód rendelkezik a tulajdonsággal egyértelműség: Minden kodon csak egy specifikus aminosavnak felel meg.

4. A kód kollineáris, azok. a gén nukleotidjainak szekvenciája pontosan megegyezik a fehérje aminosavainak szekvenciájával.

5. A genetikai kód nem átfedő és kompakt, azaz nem tartalmaz „írásjeleket”. Ez azt jelenti, hogy az olvasási folyamat nem teszi lehetővé az oszlopok átfedésének lehetőségét (triplettek), és egy bizonyos kodontól kezdve az olvasás folyamatosan, hármasról hármasra halad, amíg a stop jelzi ( stop kodonok).

6. A genetikai kód univerzális, azaz minden élőlény sejtmag génjei ugyanúgy kódolnak információkat a fehérjékről, függetlenül a szervezettség szintjétől, ill. szisztematikus álláspont ezek a szervezetek.

Vannak genetikai kódtáblázatok mRNS kodonok dekódolására és fehérjemolekulák láncainak felépítésére.

Template szintézis reakciók.

Az élő rendszerekben ismeretlen reakciók élő rendszerekben fordulnak elő. élettelen természet - reakciók mátrix szintézis .

A "mátrix" kifejezés"technológiában érmék, érmek és tipográfiai betűtípusok öntésére használt formát jelölnek: az edzett fém pontosan visszaadja az öntéshez használt forma minden részletét. Mátrix szintézis mátrixra öntéshez hasonlít: az új molekulák pontosan a meglévő molekulák szerkezetében lefektetett terv szerint szintetizálódnak.

A mátrix elve rejlik a magjában a sejt legfontosabb szintetikus reakciói, mint például a nukleinsavak és fehérjék szintézise. Ezek a reakciók biztosítják a monomer egységek pontos, szigorúan meghatározott sorrendjét a szintetizált polimerekben.

Itt iránymutatás folyik. monomerek húzása egy adott helyre sejtek - olyan molekulákká, amelyek mátrixként szolgálnak, ahol a reakció végbemegy. Ha az ilyen reakciók a molekulák véletlenszerű ütközésének eredményeként mennének végbe, végtelenül lassan mennének végbe. Az összetett molekulák szintézise a templát elvén gyorsan és pontosan történik.

A mátrix szerepe nukleinsavak makromolekulái DNS vagy RNS játszanak a mátrix reakciókban.

Monomer molekulák amelyekből a polimer szintetizálódik - nukleotidok vagy aminosavak - a komplementaritás elvének megfelelően, szigorúan meghatározott, meghatározott sorrendben helyezkednek el és rögzítik a mátrixon.

Aztán megtörténik monomer egységek "térhálósítása" polimer láncbaés a kész polimer kiürül a mátrixból.

Ezek után a mátrix készen áll egy új polimer molekula összeállításához. Nyilvánvaló, hogy ahogy egy adott formára csak egy érme vagy egy betű önthető, úgy egy adott mátrixmolekulára is csak egy polimert lehet „összerakni”.

Mátrix reakció típusa - sajátos jellemzőjeélő rendszerek kémiája. Ők az alapok alapvető tulajdonság minden élőlény – őt saját fajtájának szaporodásának képessége.

TO mátrix szintézis reakciók tartalmazza:

1. DNS replikáció - a DNS-molekula önmegkettőzésének folyamata, amelyet enzimek irányítása alatt hajtanak végre. A hidrogénkötések felszakadása után kialakuló DNS-szálak mindegyikén egy leány-DNS-szál szintetizálódik a DNS-polimeráz enzim részvételével. A szintézis anyaga a sejtek citoplazmájában jelenlévő szabad nukleotidok.

A replikáció biológiai értelme az örökletes információ pontos átvitelében rejlik az anyamolekulától a leánymolekulákig, ami általában a szomatikus sejtek osztódása során megy végbe.

Egy DNS-molekula két komplementer szálból áll. Ezeket a láncokat gyenge hidrogénkötések tartják össze, amelyeket enzimek képesek felbontani.

A molekula képes önmegkettőzésre (replikációra), és a molekula minden régi felén egy új fele szintetizálódik.

Ezenkívül egy DNS-molekulán mRNS-molekula szintetizálható, amely azután a DNS-ből kapott információt a fehérjeszintézis helyére továbbítja.

Az információátadás és a fehérjeszintézis mátrixelv szerint zajlik, hasonló a nyomda működéséhez a nyomdában. A DNS-ből származó információkat sokszor lemásolják. Ha a másolás során hibák lépnek fel, az minden további másolaton megismétlődik.

Igaz, az információ DNS-molekulával történő másolásakor néhány hiba javítható – a hibaelhárítás folyamatát ún. javítás. Az információátadás folyamatában az első reakció a DNS-molekula replikációja és új DNS-láncok szintézise.

2. átírása – az i-RNS szintézise a DNS-en, az információ eltávolításának folyamata egy DNS-molekulából, amelyet egy i-RNS-molekula szintetizál.

Az I-RNS egyetlen láncból áll, és a komplementaritás szabályának megfelelően DNS-en szintetizálódik egy olyan enzim részvételével, amely aktiválja az i-RNS molekula szintézisének kezdetét és végét.

A kész mRNS molekula a citoplazmába riboszómákra kerül, ahol megtörténik a polipeptid láncok szintézise.

3. adás - fehérjeszintézis mRNS felhasználásával; az mRNS nukleotid szekvenciájában lévő információnak a polipeptid aminosav-szekvenciájává történő fordításának folyamata.

4 .RNS vagy DNS szintézise RNS-vírusokból

A fehérje bioszintézis során a mátrix reakciók sorrendje a következőképpen ábrázolható sémák:

nem átírt DNS-szál		A T G	G G C	T A T
átírt DNS-szál		T A C	Ts Ts G	A T A
DNS transzkripció
mRNS kodonok		A U G	G G C	U A U
mRNS transzláció
tRNS antikodonok		U A C	Ts Ts G	A U A
fehérje aminosavak		metionin	glicin	tirozin

Így, fehérje bioszintézis a műanyagcsere egyik fajtája, amely során örökletes információk A DNS-génekben kódolt fehérjemolekulák egy specifikus aminosav-szekvenciájába építik be.

A fehérje molekulák lényegében polipeptid láncok egyedi aminosavakból épül fel. De az aminosavak nem elég aktívak ahhoz, hogy önmagukban egyesüljenek egymással. Ezért, mielőtt egyesülnének egymással és fehérjemolekulát alkotnának, az aminosavaknak szükségük van aktiválni. Ez az aktiválás speciális enzimek hatására történik.

Az aktiválás következtében az aminosav labilisabbá válik, és ugyanazon enzim hatására tRNS-hez kötődik. Mindegyik aminosav szigorúan megfelel specifikus tRNS, amely talál„az” aminosavát és transzferek be a riboszómába.

Következésképpen különféle aktivált aminosavak kapcsolódnak a tRNS-eikhez. A riboszóma olyan szállítószalag hogy fehérjeláncot állítson össze a hozzá szállított különféle aminosavakból.

Egyidejűleg a t-RNS-sel, amelyen a saját aminosav „ül” jel" a sejtmagban található DNS-ből. Ennek a jelnek megfelelően egy vagy másik fehérje szintetizálódik a riboszómában.

A DNS fehérjeszintézisre gyakorolt ​​​​irányító hatása nem közvetlenül, hanem egy speciális közvetítő segítségével történik - mátrix vagy hírvivő RNS (m-RNS vagy i-RNS), melyik a sejtmagban szintetizálódik a DNS befolyásolja, így összetétele a DNS összetételét tükrözi. Az RNS-molekula olyan, mint a DNS-forma öntvénye. A szintetizált mRNS bejut a riboszómába, és mintegy ebbe a szerkezetbe továbbítja terv- milyen sorrendben kell a riboszómába kerülő aktivált aminosavakat egymással kombinálni, hogy egy adott fehérje szintetizálódjon? Egyébként, genetikai információ, amelyet a DNS kódol, az mRNS-be, majd a fehérjébe továbbítódik.

Az mRNS molekula belép a riboszómába és öltések neki. Az a szegmens, ami benne van pillanatnyilag a riboszómában, meghatározott kodon (hármas), teljesen sajátos módon lép kölcsönhatásba azokkal, amelyek szerkezetileg hasonlóak hozzá hármas (antikodon) transzfer RNS-ben, amely az aminosavat a riboszómába juttatta.

Vigye át az RNS-t aminosavával illik specifikus mRNS kodonhoz és összeköt vele; az mRNS következő szomszédos régiójába egy másik tRNS kapcsolódik egy másik aminosavés így tovább, amíg az i-RNS teljes láncát be nem olvassuk, amíg az összes aminosav a megfelelő sorrendben redukálódik, és fehérjemolekulát nem képez.

És a tRNS, amely az aminosavat a polipeptidlánc egy meghatározott részébe szállította, aminosavától megszabadulvaés kilép a riboszómából.

Aztán megint a citoplazmában a kívánt aminosav csatlakozhat hozzá, és újra át fog adni be a riboszómába.

A fehérjeszintézis folyamatában nem egy, hanem több riboszóma - poliriboszóma - vesz részt egyidejűleg.

A genetikai információ átvitelének fő szakaszai:

szintézis DNS-en, mint mRNS-templáton (transzkripció)

polipeptid lánc szintézise a riboszómákban az mRNS-ben foglalt program szerint (transzláció).

A szakaszok minden élőlény számára univerzálisak, de e folyamatok időbeli és térbeli kapcsolatai a pro- és az eukariótákban eltérőek.

U eukarióták a transzkripció és a transzláció térben és időben szigorúan elválik egymástól: a sejtmagban a különböző RNS-ek szintézise megy végbe, majd az RNS-molekuláknak a magmembránon áthaladva kell elhagyniuk a sejtmagot. Az RNS-ek ezután a citoplazmában a fehérjeszintézis helyére - a riboszómákba - szállítódnak. Csak ez után jön következő szakaszban- adás.

A prokariótákban a transzkripció és a transzláció egyszerre történik.

Így,

a fehérjék és az összes enzim szintézisének helye a sejtben a riboszómák - ez olyan "gyárak" fehérje, mint egy összeszerelő műhely, ahol minden szükséges anyagot szállítanak a fehérje polipeptidláncának aminosavakból történő összeállításához. A szintetizált fehérje természete függ az i-RNS szerkezetétől, a benne lévő nukleoidok elrendeződésének sorrendjétől, az i-RNS szerkezete pedig a DNS szerkezetét tükrözi, így végső soron egy fehérje sajátos szerkezete, azaz a különböző fehérjék elrendezési sorrendje. aminosavak benne, függ a nukleoidok elrendeződésének sorrendjétől a DNS-ben, a DNS szerkezetétől.

A fehérjebioszintézis kimondott elméletét ún mátrix elmélet. Mátrix ez az elmélet mert hívták hogy a nukleinsavak olyan mátrixok szerepét töltik be, amelyekben a fehérjemolekulában lévő aminosavak szekvenciájára vonatkozó összes információ rögzítésre kerül.

A fehérje bioszintézis mátrix elméletének megalkotása és az aminosav kód dekódolása a legnagyobb tudományos teljesítmény XX század, a legfontosabb lépés a kiderítés útján molekuláris mechanizmusátöröklés.

Tematikus feladatok

A1. Melyik állítás hamis?

1) a genetikai kód univerzális

2) a genetikai kód degenerált

3) a genetikai kód egyéni

4) a genetikai kód triplet

A2. A DNS egy hármasa kódolja:

1) aminosavak sorrendje egy fehérjében

2) egy szervezet egyik jele

3) egy aminosav

4) több aminosav

A3. A genetikai kód "írásjelei".

1) beindítja a fehérjeszintézist

2) állítsa le a fehérjeszintézist

3) kódolnak bizonyos fehérjéket

4) kódolnak egy aminosavcsoportot

A4. Ha egy békában a VALINE aminosavat a GUU hármas kódolja, akkor egy kutyában ezt az aminosavat hármasok kódolhatják:

1) GUA és GUG

2) UTC és UCA

3) TsUTs és TsUA

4) UAG és UGA

A5. A fehérjeszintézis jelenleg befejeződött

1) kodonfelismerés antikodon által

2) mRNS bejutása a riboszómákba

3) „írásjel” megjelenése a riboszómán

4) egy aminosav kapcsolódása a t-RNS-hez

A6. Jelöljön meg egy olyan sejtpárt, amelyben egy személy különböző genetikai információkat tartalmaz?

1) máj- és gyomorsejtek

2) neuron és leukocita

3) izom- és csontsejtek

4) nyelvsejt és tojás

A7. Az mRNS szerepe a bioszintézis folyamatában

1) örökletes információk tárolása

2) aminosavak szállítása a riboszómákba

3) információ átvitele a riboszómákba

4) a bioszintézis folyamatának felgyorsítása

A8. A tRNS antikodon UCG nukleotidokból áll. Melyik DNS-hármas komplementer vele?

A mátrixszintézis egy biopolimer képződése, amelyben az egységek sorrendjét egy másik molekula elsődleges szerkezete határozza meg. Ez utóbbi mintegy mátrixként működik, „diktálja” kívánt sorrendet lánc összeszerelés. Élő sejtekben három, ezen a mechanizmuson alapuló bioszintetikus folyamat ismert.

Milyen molekulákat szintetizálnak a mátrix alapján

A mátrix szintézis reakciói a következők:

• replikáció - megkettőzés genetikai anyag;
• transzkripció - ribonukleinsavak szintézise;
• fordítás - fehérjemolekulák termelése.

A replikáció egy DNS-molekula átalakulása kettővé azonos barát barát, akinek van nagy jelentősége a sejt életciklusához (mitózis, meiózis, plazmidduplikáció, osztódás). bakteriális sejtek stb.). Számos folyamat a genetikai anyag „reprodukcióján” alapul, és a sablonszintézis lehetővé teszi bármely DNS-molekula pontos másolatának újraalkotását.

A transzkripció és a transzláció a genom megvalósításának két szakasza. Ebben az esetben a DNS-ben rögzített örökletes információ egy meghatározott fehérjekészletté alakul, amelytől a szervezet fenotípusa függ. Ezt a mechanizmust „DNS-RNS-protein” útvonalnak nevezik, és a molekuláris biológia egyik központi dogmája.

Ennek az elvnek a megvalósítását mátrixszintézissel érik el, amely összekapcsolja a képződés folyamatát új molekula az "eredeti mintával". Az ilyen csatolás alapja az alapelv komplementaritás.

A sablon alapú molekuláris szintézis alapvető szempontjai

A szintetizált molekula szerkezetére vonatkozó információkat magának a mátrixnak a láncszemei ​​tartalmazzák, amelyek mindegyikéhez kiválasztják a „leány” lánc megfelelő elemét. Ha kémiai természet Mivel a szintetizált és a templát molekula egybeesik (DNS-DNS vagy DNS-RNS), így a párosítás közvetlenül történik, mivel minden nukleotidnak van egy párja, amellyel kapcsolatba léphet.

A fehérjeszintézishez közvetítőre van szükség, amelynek egyik része a nukleotidillesztés mechanizmusán keresztül kölcsönhatásba lép a mátrixszal, a másik pedig hozzákapcsolódik. fehérje egységek. A nukleotid-komplementaritás elve tehát ebben az esetben is működik, bár közvetlenül nem köti össze a templát és a szintetizált láncok láncszemeit.

Szintézis szakaszai

Minden mátrix szintézis folyamat három szakaszra oszlik:

• beavatás (kezdet);
• megnyúlás;
• megszűnés (befejezés).

Az iniciálás a szintézis előkészítése, amelynek jellege a folyamat típusától függ. A fő cél Ebben a szakaszban az enzim-szubsztrát rendszert működőképes állapotba kell hozni.

Az elongáció során a szintetizált lánc közvetlenül megnövekszik, amelyben kovalens kötés (peptid vagy foszfodiészter) záródik a templátszekvencia szerint kiválasztott egységek között. A befejezés leállítja a szintézist, és felszabadítja a terméket.

A komplementaritás szerepe a mátrixszintézis mechanizmusában

A komplementaritás elve a nukleotidok nitrogénbázisainak egymáshoz való szelektív megfeleltetésén alapul. Így csak a timin vagy az uracil alkalmas az adenin párjaként ( kettős kötés), és guanin-citozin (3 hármas kötés).

A nukleinsavak szintézise során a komplementer nukleotidok egy egyszálú mátrix linkjeihez kötődnek, és egy bizonyos szekvenciában sorakoznak fel. Így az AACGTT DNS szegmens alapján csak TTGCAA nyerhető a replikáció során, és UUGCAA a transzkripció során.

Amint fentebb megjegyeztük, a fehérjeszintézis egy közvetítő részvételével történik. Ezt a szerepet a transzfer RNS tölti be, amelynek van egy helye egy aminosav és egy nukleotid triplett (antikodon) kötődésére hírvivő RNS.

Ebben az esetben a kiegészítő szelekció nem egyenként, hanem háromszor történik. Mivel minden aminosav csak egy típusú tRNS-re specifikus, és az antikodon az RNS-ben egy specifikus triplettnek felel meg, egy fehérje szintetizálódik egy meghatározott egységszekvenciával, amelyet a genom tartalmaz.

Hogyan történik a replikáció?

A templát DNS-szintézis számos enzim és segédfehérje részvételével megy végbe. Kulcsfontosságú komponensek vannak:

• DNS-helikáz - feltekercselődik a kettős hélix, elpusztítja a kötéseket a molekula láncai között;
• DNS-ligáz – „felvarrja” az Okazaki-fragmensek közötti töréseket;
• primáz - szintetizálja a DNS-szintetizáló fragmens működéséhez szükséges primert;
• SSB fehérjék - stabilizálják a nem csavart DNS egyszálú fragmentumait;
• DNS polimerázok – szintetizálják a leány templát szálat.

A helikáz, primáz és SSB fehérjék előkészítik a talajt a szintézishez. Ennek eredményeként az eredeti molekula minden lánca mátrixsá válik. A szintézis óriási sebességgel történik (másodpercenként 50 nukleotidtól).

A DNS-polimeráz az 5'-től a 3'-végig terjedő irányban működik. Emiatt az egyik láncon (vezető) szintézis történik letekercselés közben és folyamatosan, a másikon (lemaradva) - fordított irányés külön töredékek, az úgynevezett "Okazaki".

Az Y alakú struktúrát, amely azon a helyen alakult ki, ahol a DNS letekeredik, replikációs villának nevezik.

Átírási mechanizmus

A kulcsfontosságú transzkripciós enzim az RNS-polimeráz. Ez utóbbinak többféle típusa van, és szerkezetükben különbözik a prokarióták és az eukarióták között. Hatásmechanizmusa azonban mindenhol ugyanaz, és a komplementer kiválasztott ribonukleotidok láncának növelésében áll, a köztük lévő foszfodiészter kötés lezárásával.

Ennek a folyamatnak a templát molekulája a DNS. Ennek alapján lehet létrehozni különböző típusok RNS, és nem csak információs, amelyeket a fehérjeszintézisben használnak.

A mátrix azon szakaszát, amelyről az RNS-szekvenciát másolják, transzkripciónak nevezzük. Tartalmaz egy promotert (az RNS-polimeráz kötődésének helye) és egy terminátort, amelynél a szintézis leáll.

Adás

A mátrix fehérjeszintézist mind a prokariótákban, mind az eukariótákban speciális organellumok - riboszómák - végzik. Ez utóbbi két alegységből áll, amelyek közül az egyik (kis) a tRNS és a hírvivő RNS megkötésére szolgál, a másik (nagy) pedig a peptidkötések kialakításában vesz részt.

A transzláció megindulását megelőzi az aminosavak aktiválása, azaz a megfelelő transzfer RNS-ekhez való kapcsolódásuk egy nagy energiájú kötés kialakításával, melynek energiája miatt ezt követően transzpeptidációs reakciók mennek végbe (a következő link csatolása). a lánchoz).

A fehérjefaktorok és a GTP is részt vesz a szintézis folyamatában. Ez utóbbi energiája szükséges a riboszóma RNS-templát szál mentén történő mozgásához.

Előző cikk: Mekkora a fénysebesség Következő cikk: Harmonikus rezgések Az oszcillációs frekvencia fizikai képlete