6. Подальше використання м рнк або її руйнування.

мРНК, що брала участь у трансляції може використовуватись декілька раз, якщо клітині потрібні закодованій в ній молекули білку. В іншому випадку ця мРНК руйнується.

Після того як поліпептидні ланцюги відділились від рибосоми, вони можуть тут же набувати властиву їм вторинну, третинну чи четвертинну структуру. Якщо рибосома прикріплена до ЕПС,то білок поступає в ЕПС, і по її порожнинах транспортується до місця призначення.

3' А – У – Г – Ц – А – У Г – Ц – А – У – Г – Ц – А – У – Ц – Ц5' фрагмент іРНК

Кодони і РНК

Антикодони т РНК

У – А – Ц Г – У – А Ц – Г – У А – Ц – Г У – А – Г ♣ ♣ ♣ ♣ ♣

(МЕТ) ------- ( ГІС) ------- ( АЛА) ------- ( ТРЕ) ------- ( ІЛЕ)

Регуляція геної активності.

Після того як був розшифрований генетичний код і була встановлена структура ДНК, одна з основних проблем, це питання, яким чином регуляція активності генів забезпечує виконання кожною клітиною єдиної програми розвитку і її власних функцій.

Всі соматичні клітини даного організму несуть один і то й же набір генів, тобто містить однакове число хромосом, що несуть одні і ті ж алелі. І тим не менше клітини багатоклітинного організму дуже різноманітні по структурі і функціям. Навіть в одній і ті й же клітині швидкість синтезу білкових молекул може бути різною в залежності від обставин та потреб.

Дані про механізми, що регулюють активність генів в клітині, були вперше отримані при вивченні регуляції синтезу ферментів в Е.coli. В 1961 році Жакоб і Моно провели ряд експериментів, намагаючись зрозуміти природу індукції синтезу ферментів Е.coli.

Гіпотеза Жакоба – Моно

Генетичні інструкції, що визначають амінокислотну послідовність білків, містяться в структурних генах. Але активність цих генів регулюється (тобто перешкоджає їх переходу в активний стан)- геном – регулятором. Ген – регулятор може знаходитись на певній відстані від структурних генів. Ген – регулятор містить генетичну інформацію для синтезу репресора, який перешкоджає активності структурних генів.

Репресор діє на структурні гени не прямо, а опосередковано, здійснюючи вплив на

ген - оператор, що безпосередньо межує із структурним геном. Оператор і структурні гени разом називають опероном.

Але існують ще дані, що свідчать про існування гена – промотора, який розташований поряд з геном – оператором і який діє між ним і геном – регулятором. Припускається, що гена – промотор виконує дві функції:

• по – перше, він служить місцем, до якого приєднується РНК – полімераза, перш аніж почати переміщуватись вздовж ДНК в процесі транскрипції. Це переміщення залежить від того, чи ген – оператор знаходиться в активному стані чи ні.

• по – друге, послідовність основ гена – промотора визначає, який з ланцюгів подвійного ланцюгу ДНК приєднає до себе РНК – полімеразу, тобто буде матрицею для транскрипції мРНК.

Репресор являє собою аллостеричний білок, який зв’язується або з

геном –оператором, інгібуючи його активність(«виключає» його), або не зв’язується з ним, дозволяючи йому стати активним(«включає» його). Коли оператор «включений», структурні гени здійснюють транскрипцію і утворюється мРНК, яку рибосоми і тРНК транслюють в поліпептиди. Коли оператор «виключений» не утворюється мРНК, яку рибосоми і поліпептиди не утворюються.

Для розв’язування задач з молекулярної біології потрібно пам’ятати:

• по – перше, що послідовність розміщення нуклеотидів у іРНК та ДНК визначає послідовність включення амінокислот у поліпептидному ланцюгу, наприклад:

3' А – Т – Г – Ц – А – Т – Г – Ц – А – Т – Г – Ц – А – Т – Ц – Ц5'

|| || ||| ||| || || ||| ||| || || ||| ||| || || ||| ||| фрагмент ДНК

5' Т – А – Ц – Г – Т – А – Ц – Г – Т – А – Ц – Г – Т – А – Г – Г3'

3' А – У – Г – Ц – А – У Г – Ц – А – У – Г – Ц – А – У – Ц – Ц5' фрагмент іРНК

Кодони і РНК

Антикодони т РНК

У – А – Ц Г – У – А Ц – Г – У А – Ц – Г У – А – Г

♣ ♣ ♣ ♣ ♣

(МЕТ) ------- ( ГІС) ------- ( АЛА) ------- ( ТРЕ) ------- ( ІЛЕ)

АМІНОКИСЛОТНА ПОСЛІДОВНІСТЬ ПОЛІПЕПТИДНОГО ЛАНЦЮГУ.

• по – друге, що ДНК – дволанцюгова, а РНК – одноланцюгова;

• по – третє, правило Чаргафа: число аденінових залишків у будь – якій молекулі ДНК дорівнює числу тимінових (А=Т) ;- а число гуанінових – числу цитозинових (Г=Ц) ;

• сума аденінових і гуанінових залишків у будь – якій молекулі ДНК дорівнювала сумі тимінових і цитозинових (nА+nГ =nТ+nЦ), де n кількість нуклеотидів.

Також для розв’язування задач треба знання лінійних розмірів:

Довжина 1 амінокислоти: l ам =0,35 нм

Молекулярна маса 1 амінокислоти:Mrам = 100 дальтон або а.о.м.

Кількість амінокислот в поліпептидному ланцюгу, знаходять за формулою:

nам = Mr білку/Mrам

Mr білку = Mrам · n ам

n ам = l білку/l ам

ВІДПОВІДНО l білку = l ам · n ам

Довжина 1 нуклеотиду: l НУКЛЕОТИДУ =0,34 нм

Молекулярна маса 1 НУКЛЕОТИДУ: Mr НУКЛЕОТИДУ = 330 дальтон або а.о.м.

Кількість нуклеотидів в ДНК, знаходять за формулою:

n НУКЛЕОТИДІВ ДНК= MrДНК/Mr НУКЛЕОТИДУ

MrДНК=Mr НУКЛЕОТИДУ· n НУКЛЕОТИДІВ У ДВОХ ЛАНЦЮГАХ ДНК

n НУКЛЕОТИДІВ ДНК= l ДНК /l НУКЛЕОТИДУ

l ДНК = l НУКЛЕОТИДУ · n НУКЛЕОТИДІВ У ОДНОМУ ЛАНЦЮГУ

а також: l ДНК = l РНК

MrРНК = MrДНК/2

або

n НУКЛЕОТИДІВ РНК = Mr РНК /Mr НУКЛЕОТИДУ

Mr РНК =Mr НУКЛЕОТИДУ · n НУКЛЕОТИДІВ РНК

n НУКЛЕОТИДІВ РНК = l РНК /l НУКЛЕОТИДУ

l ДНК = l НУКЛЕОТИДУ · n НУКЛЕОТИДІВ РНК