- •Розділ ііі «Клітинний рівень організації живої природи».
- •Тема 2. Основні процеси клітинного рівня.
- •IV. Основний етап…………………....…………………................................25 хв
- •V. Закріплення матеріалу…………………………..............................13 хв
- •Vі. Домашнє завдання ………………………………………………….1 хв
- •Iіі. Мотивація навчальної і пізнавальної діяльності учнів.
- •Іv. Основний етап.
- •План уроку:
- •Ген. Генетичний код.
- •2. Властивості генетичного коду.
- •3. Етапи біосинтезу білка.
- •III етап. Трансляція
- •Загальна схема трансляції.
- •Генна регуляція Жакоб і Моно.
- •V. Закріплення матеріалу.
- •Vі. Домашнє завдання.
Загальна схема трансляції.
Ініціація. 1. Розпізнавання стартового кодону (AUG), супроводжується зв'язуванням тРНК аміноацилированої метіоніном (М) і збіркою рибосоми з великої і малою субодиниць. Елонгація. 2. Розпізнавання поточного кодону відповідною йому аміноацил-тРНК (комплементарна взаємодія кодону мРНК і антикодону тРНК збільшена).
3. Приєднання амінокислоти, принесеної тРНК, до кінця поліпептідного ланцюжка, що росте.
4. Просування рибосоми уздовж матриці, що супроводжується вивільненням молекули тРНК.
5. Аміноацилювання молекули тРНК, що вивільнилася, відповідній їй аміноацил-тРНК-синтетазою.
6. Приєднання наступної молекули аміноацил-тРНК, аналогічно стадії (2).
7. Рух рибосоми молекулою мРНК до стоп-кодона (в даному випадку UAG).
Термінація. Розпізнавання рибосомою стоп-кодона супроводжується (8) від'єднанням новосинтезованого білка і в деяких випадках (9) дисоціацією рибосоми.
Мономерами матричного синтезу в процесі реплікації та транскрипції є нуклеотиди, а трансляції - амінокислоти. Матричний синтез забезпечує точність відтворення копій.
Матричний синтез забезпечує дуже швидке «копіювання» і нарощування кількості необхідних компонентів (білків, нуклеїнових кислот).
У клітині поряд з вільними рибосомами існують полісоми - ланцюги рибосом на молекулі РНК, які дозволяють синтезувати кілька молекул даного поліпептиду з однієї матриці іРНК. Матриця може багаторазово використовуватися.
Структури та речовини, що беруть участь у біосинтезі
ДНК |
Зберігає інформацію про первинну структуру білка |
ІРНК |
Копіює спадкову інформацію з ділянки молекули ДНК-гена і переносить її до місця збирання поліпептида |
тРНК |
Приєднує амінокислоти і переносить їх в рибосоми |
рРНК |
Структурна основа рибосом |
Ферменти |
Біокаталізатори |
Амінокислоти |
Мономери білка |
АТФ |
Енергоносій |
Рибосоми |
Білково-синтезуючий апарат. Утворює на іРНК полірибосоми |
Генна регуляція Жакоб і Моно.
У 1961 р. Франсуа Жакоб і Жак Моно розробили модель, яка пояснює регуляцію біосинтезу ферментів в бактеріальній клітині. На їх думку в ДНК прокаріот існує оперон - група структурних генів, розташованих вздовж одного фрагменту ДНК, він е одиницею трансляції і транскрипції. У випадку з Еscherichia coli оперон складається з трьох генів, на основі інформації в яких синтезуються три ферменти, які приймають участь у метаболізмі лактози. Наслідком їх діяльності є зменшення кількості лактози в середовищі. Лактоза, в свою чергу, здатна зв'язуватись з білком-репресором, що має спорідненість до ДНК, змінюючи при цьому його конформацію. За нестачі лактози білок-репресор має таку просторову конфігурацію, яка дозволяє йому контактувати з ДНК перед опероном, на шляху РНК-полімерази. В цьому випадку транскрипція оперону не відбувається, м-РНК не створюється і відповідні білки-ферменти не синтезуються, концентрація лактози в середовищі збільшується. Остання зв'язується з білком-репресором, змінюючи його конформацію. Білок-репресор втрачає спорідненість до ДНК, відкриває дорогу РНК-полімерази, яка транскрибує оперон. Створюється відповідна м-РНК, на її основі транслюються ферменти, необхідні для метаболізму лактози, її кількість в середовищі знову падає і все починається спочатку.
У еукаріот не виявлено оперонів, що кодують синтез функціонально зв'язаних білків. Такі структурні гени знаходяться в різних ділянках ДНК або навіть в різних хромосомах. Тандемна організація структурних генів у еукаріот характерна лише для ділянок ДНК, що кодують р-РНК, т-РНК і гістони.
