Билет №18

1. Биологический код и его свойства. Кодон - антикодоновое взаимодействие. Характеристика основных этапов передачи генетической информации. Механизмы и биологическое значение репликации, транскрипции и трансляции.

Генетический код – система «записи» наследственной информации в виде последовательности нуклеотидов в молекулах нуклеиновых кислот. Реализация генетического кода в клетке происходит в 2 этапа:

1. синтез молекулы матричной, или информационной, РНК (соответственно мРНК, или иРНК) на соответствующем участке ДНК; при этом последовательность нуклеотидов ДНК "переписывается" в нуклеотидную последовательность мРНК (транскрипция);

2. синтез белка, при котором последовательность нуклеотидов мРНК переводится в соответствующую последовательность аминокислот (трансляция).

Последовательность нуклеотидов, однозначно определяющая синтез той или иной аминокислоты состоит из трех нуклеотидов, названных кодоном, или триплетом. Т.к. молекулы нуклеиновых кислот, на которых происходит синтез мРНК или белка, состоят из остатков только четырех разных нуклеотидов, кодонов, отличающихся между собой, число комбинаций всего 64.

Все синтезируемые в процессе трансляции белки построены из остатков 20 аминокислот.

Генетический код специфичен: каждый кодон кодирует только одну аминокислоту. Лишь два кодона, кодирующие валин (ГУГ) и метионин (АУГ), способны выполнять дополнит. ф-ции. Генетический код называют вырожденным, поскольку 61 кодон кодирует всего 20 аминокислот. Поэтому почти каждой аминокислоте соответствует более чем один кодон. Вырожденность генетического кода неравномерна: для аргинина, серина и лейцина она шестикратна (т.е. для каждой из этих аминокислот имеется по шесть кодонов), тогда как для мн. др. аминокислот (тирозина, гистидина, фенилаланина и др.) лишь двукратна. Две аминокислоты (метионин и триптофан) представлены единств. кодонами. Кодоны-синонимы почти всегда отличаются друг от друга по последнему из трех нуклеотидов, тогда как первые два совпадают. Т. обр., код аминокислоты определяется в осн. первыми двумя "буквами". Вырожденность генетического кода имеет важное значение для повышения устойчивости генетич. информации.

С механизмами трансляции связана еще одна особенность генетического кода: он неперекрывающийся. Кодоны транслируются всегда целиком; для кодирования невозможно использование элементов одного из них в сочетании с элементами соседнего. "Рамкой", ограничивающей транслируемый кодон и перемещающейся скачком сразу на три нуклеотида, служит антикодон тРНК, к-рый представляет собой триплет нуклеотидов, комплементарный одному из кодонов и обусловливающий специфичность к нему. Т. обр., наблюдается линейное соответствие между последовательностью кодирующих триплетов и расположением остатков аминокислот в синтезируемом полипептиде, т.е. код имеет линейный непрерывающийся порядок считывания. Важнейшее св-во генетического кода-его однонаправленность. Кодоны информативны только в том случае, если они считываются в одном направлении-от первого нуклеотида к последующим. Генетический код универсален для всех живых существ.

1. Репликация (в ядре клетки) – синтез дочерней молекулы ДНК на матрице материнской молекулы ДНК, основанной на принципе комплементарности азотистых оснований (А=Т, Г=Ц). Механизм репликации – полуконсервативный. В результате репликации образуются 2 новые молекулы ДНК, в каждой из них – 1-я цепь «материнская», 2-я – «дочерняя». Этапы репликации: 1) инициация, 2) элонгация, 3) терминация.

2. Транскрипция — биосинтез молекул РНК на матрице ДНК, локализован в ядре клетки, идет по­стоянно, независимо от цикла клетки. Этапы транскрипции:1) инициация, 2) элонгация, 3) терминация. Транскрипция осуществляется по правилу комплементарности в направлении 3'-5' со скоростью 40-50 нуклеотидов в 1 сек.

3. Трансляция - протекает в полисомах и приводит к построению полипептид­ной цепи из аминокислот (первичной структуры белка). Трансляция идет постоянно, уси­ливаясь во время митоза. Этапами трансляции являются: инициация, элон­гация, терминация.