6. Генетический код и его положение в днк

И так матричный принцип передачи генетической информации позволяет клетке перенести в неизменном виде нуклеотидную последовательность с молекулы ДНК на синтезирующийся на их основе белок.

Генетический код - это порядок расположения азотистых оснований в молекуле ДНК (и-РНК), отвечающий за последовательность расположения аминокислот в белке. Все кодоны генетического кода были расшифрованы американским генетиком Ниренбергом. Известно, что в синтезе белков участвуют 20 аминокислот. В связи сэтим чтобы их создать комбинации из 4 нуклеотидов дают только 4 типа аминокислот (4¹), т.е. этого сочетания явно недостаточно, если генетический код определялся бы 2 нуклеотидами (4²) – 16 комбинаций, 3 нуклеотидами (4^З) 64 комбинации. Отсюда стало ясно, почему генетический код триплетен.

Основные свойства генетического кода:

1. генетический код триплетен, т.е. информация о строении аминокислоты обуславливается сочетанием 3 нуклеотидов.

2. он однозначен, так как каждый кодон (триплет) кодирует строго определенную аминокислоту

3. одновременно он вырожденный поскольку некоторые аминокислоты могут кодироваться несколькими триплетами (от 2 до 6)

4. он неперекрывающийся – считывание идет последовательно

5. он универсальный поскольку одинаков у всех организмов (растений, животных, человека)

6. в нем есть т.н. бессмысленные участки – это кодоны инициации и терминации в которых содержатся триплеты, некодирующие аминокислоты.

7. Этапы биосинтеза белка и регуляция белкового синтеза.

Для синтеза белка необходима своя и-РНК, которая считывает последовательность нуклеотидов с отрезка ДНК – одного гена. Молекула и-РНК, проникнув в цитоплазму, прикрепляется к рибосоме и вновь функционирует как матрица. Таким образом, матричный принцип передачи генетической информации с ДНК для синтеза белка можно разбить на несколько этапов:

1. Активирование аминокислоты с помощью фермента аминоацил-т-РНК-синтетазы.

2. Перенос активированных аминокислот к рибосомам

3. Построение аминокислот в полипептидную цепь (элонгация)

4. Приобретение белком биологически активной формы – глобулы за счет образования водородной, полипептидных … связей.

Следовательно, вся генетическая информация представляемая как наследственность организма, записана в ДНК и реализуется в процессе биосинтеза белка на матричном принципе передачи её, пройдя следующие этапы: с ДНК на ДНК (репликация), с ДНК на РНК (транскрипция), с РНК на белок (трансляция).

Каким же образом осуществляется регуляция белкового синтеза? В настоящее время известно, что в клетке существует генетический механизм такого синтеза. Для объяснения этого механизма французские ученые Жакоб и Моно выдвинули теорию оперона и открыли механизм индукции и репрессии биосинтеза. В опероне все гены работают или все гены не работают. Рассмотрим данный процесс на примере работы лактозного оперона (lac-оперон). У молочнокислых бактерий расщепление молочного сахара – лактозы осуществляется с помощью фермента бета-галактозидазы. Информация о нем находится в структурных генах, которые работают под руководством гена оператора. Белок-репрессор, информация о котором храниться в гене-регуляторе влияет на работу гена-оператора. Белок-репрессор, соединяясь с оператором, он выключает оперон, транскрипция не идет, белок не синтезируется. Если в среду вносится лактоза, которая является индуктором для этого процесса, она связывается с белком-репрессором (изменяется его конфигурация и он не может соединяться с геном оператором, т.е. блокирует его работу), ген-оператор освобождается, структурные гены работают, идет транскрипция и трансляция, т.е синтезируются белки необходимые для расщепления лактозы.

_ ______оперон_______________ ген-регулятор

П О 1 2 3 ….. ДНК

промотор оператор структурные гены (несут информацию о ферментах транскрипция на и-РНК

транскрипция на и-рнк трансляция - белок-репрессор

трансляция (синтез белков, необходимых + лактоза

для расщепления лактозы)