Трансляция

1 фаза - Инициация

Начинается с распознавания малой субъединицей рибосомы информационной РНК благодаря КЭПу, затем происходит объединение двух субъединиц рибосомы на 5’-конце и-РНК, комплементарном р-РНК малой субъединицы, где располагается стартовый кодон АУГ, кодирующий уникальную аминокислоту метионин. Рис 25.

2 фаза – Элонгация

Удлинение полипептида в результате циклически повторяющихся событий, когда происходит комплементарное взаимодействие между антикодоном т-РНК (последовательность из трех нуклеотидов в т-РНК, комплементарных нуклеотидам кодона и-РНК) и очередным кодоном и-РНК, находящимся в аминоацильном участке (А-участке) рибосомы. В результате транспортируемая аминокислота располагается в А-участке поблизости от ранее включенной аминокислоты, находящейся в пептидильном участке (П-участке). Между ними образуется пептидная связь, после чего аминокислота теряет связь со своей т-РНК, которая высвобождается и уходит в цитоплазму. Рибосома передвигается по и-РНК (1 шаг равен 1 кодону).рис 26

3 фаза – Терминация.

Завершение синтеза полипептида связано с узнаванием специфическим рибосомным белком одного из стоп-кодонов, когда тот входит в зону А-участка. При этом к последней аминокислоте пептидной цепи присоединяется молекула воды, и ее карбоксильный конец отделяется от рибосомы. После этого рибосома распадается на 2 субъединицы, а вновь синтезированный полипептид вступает в посттрансляционные преобразования, приобретая необходимую конфигурацию.(рис 27)

По химической организации наследственного материала эукариотические и прокариотические клетки принципиально не отличаются друг от друга. Генетический материал у них представлен ДНК; одинаковым способом осуществляется и использование генетической информации. Однако у прокариот наследственный материал находится в единственной кольцевой молекуле ДНК, лишенной гистоновых белков и располагающейся непосредственно в цитоплазме клетки. Гены прокариот состоят целиком из кодирующих нуклеотидных последовательностей, и процессы транскрипции и трансляции происходят в цитоплазме практически одновременно.

Генные мутации.

Внезапные скачкообразные изменения структуры наследственного материала живых организмов называют мутациями.

Генные мутации – изменения последовательности нуклеотидов в составе генов. Они могут возникать как следствие нарушений процессов редупликации, рекомбинации, репарации, затрагивающих обе цепи ДНК.

Минимальной единицей мутирования является мутон – одна пара комплементарных нуклеотидов.

Генные мутации могут приводить к:

• образованию триплета-синонима

• изменению смысла триплета

• образованию стоп-кодона

• изменению нескольких триплетов.

Генные мутации могут быть двух видов:

1. Со сдвигом рамки считывания информации (при выпадении или вставке нуклеотидов):

Нормальная ДНК:

ДНК₁: А – Т – Г – Г – Ц – А – Ц – Т – Г – А – А – Ц – Г – Т - Ц

Выпадение одного нуклеотида:

ДНК₁: А – Т – Г – (Г) – Ц – А – Ц – Т – Г – А – А – Ц – Г – Т

Мутировавшая ДНК:

ДНК₁: А – Т – Г – Ц – А – Ц – Т – Г – А – А – Ц – Г – Т - Ц

В результате:

• сократилось количество триплетов (следовательно, количество аминокислот);

• изменился смысл триплетов, начиная с места выпадения;

• изменится аминокислотный состав белка, что приведет к изменению признака.

2. Без сдвига рамки считывания информации (замена одного нуклеотида другим или поворот на 180° нескольких нуклеотидов)

Примеры:

Поворот нуклеотида на 180⁰:

Д НК₁: А – Т – Г – Г – Ц – А – Ц – Т – Г – А – А – Ц – Г – Т

ДНК₁: А – Т – Г – Г – Ц – А – А – Г – Т – Ц – А – Ц – Г – Т

В результате может образоваться

• триплет-синоним;

• стоп-кодон;

• поменяется смысл триплетов в измененном участке.

Замена одного нуклеотида на другой:

Нормальная ДНК:

ДНК₁: А – Т – Г – Г – Ц – А – Ц – Т – Г – А – А – Ц – Г – Т – Ц

Мутировавшая ДНК:

ДНК₁: А – Т – Г – Ц – Ц – А – Ц – Т – Г – А – А – Ц – Г – Т - Ц

• В результате изменился смысл одного триплета.