Биосинтез белка
.
Цель: углубить знания о метаболизме клеток путем реализации наследственной информации в процессе биосинтеза белка; продолжить формирование знаний о хранении информации о белках в ДНК, познакомить с понятием генетический код и основными его свойствами; рассмотреть особенности транскрипции у эукариот как одного из этапов биосинтеза.
1. Актуализации знаний.
Гормоны, антитела, ферменты- все это какие соединения? Правильно, это белки. Ребята, вспомните, пожалуйста, что такое белки? какое строение имеют? Из каких составляющих состоит белок? Вообще существует около 200 аминокислот, но лишь 20 из них участвуют в образовании белка. Существует 3 уровня организации белка: первичная -последовательность аминокислот в цепи, соединенных между собой с помощью пептидных связей; вторичная – представлена в виде спирали, удерживаемой водородными связями; третичная – это укладка спирализованной мо в более сложную конфигурацию, напоминающую клубок, или глобулу.
Свойства белков:
· Мо белков в клетке расщепляются и заменяются новыми мо того же белка.
· Мо белка не обладают свойствами редупликации, как нуклеиновые кислоты, поэтому из одной мо белка не могут создаваться две, как это происходит с ДНК.
· Несмотря на это, вновь синтезируемые в клетке тысячи мо одного вида белка являются точными копиями разрушенных.
Как, по вашему мнению, происходит синтез большого количества одинаковых мо одного и того же белка, хотя редупликацией он не обладает?
Для этого вы должны вспомнить про ДНК: что это такое, для чего служит в клетке? ДНК это двуспиральная молекула дезоксирибозы, являющаяся носителем наследственной информации.
2. Изучение нового материала.
Синтез белка состоит из двух этапов – транскрипции и трансляции.
Транскрипция – для того, чтобы синтезировать и- РНК, участок ДНК «разматывается», деспирализуется, а затем по принципу комплементарности на одной из цепочек ДНК с помощью ферментов синтезируются молекулы РНК. Это происходит следующим образом: против, например, гуанина молекулы ДНК становится цитозин молекулы РНК, против аденина - урацил, т.к. У РНК нет такой нуклеиновый кислоты как тимин., напротив тимина- аденин, цитозина- гуанин. Таким образом, формируется цепочка и- РНК, представляющая собой точную копию второй цепи ДНК. Таким образом, информация о последовательности нуклеотидов какого-либо гена ДНК «переписывается» последовательность нуклеотидов и-РНК. У прокариот синтезированные мо и- РНК сразу же могут взаимодействовать с рибосомами, и начинается синтез белка, у эукариот и- РНК взаимодействует в ядре со специальными белками и переносятся через поры в ядерной оболочке в цп.
Строение т- РНК. Для переноса каждого вида аминокислоты, а их как мы помним всего 20 участвуют в синтезе белка, столько же существует и видов т-РНК. Они очень схожи по строению. Они «носятся» по цитоплазме захватывая аминокислоты и перенося их к рибосомам - непосредственному месту синтеза белка. По форме т-РНК напоминает лист клевера. Виды т- РНК обязательно различаются по триплету нуклеотидов, расположенному «на верхушке». Это антикодон по генетическому коду соответствует той аминокислоте, которую ему предстоит переносить. К «черешку листа » специальный фермент присоединяет ту аминокислоту, которая кодируется триплетом, комплементарным антикодону.
Трансляция. В цп происходит трансляция. На тот конец и- РНК, с которого нужно начать синтез белка, нанизывается рибосома, она перемещается по цепочке и- РНК прерывисто, скачками, задерживаясь на каждом триплете. За это мгновение одна т –РНК из многих способна опознать своим антикодоном триплет, на котором находится рибосома. И если антикодон комплементарен триплету и –РНК, аминокислота отсоединяется от «черешка листа» и присоединяется пептидной связью к растущей белковой цепочке. Эта операция повторяется столько раз, сколько аминокислот должен содержать «строящийся» белок. Когда же в рибосоме оказывается один из триплетов , являющийся стоп-сигналом между генами, то ни одна т- РНК к такому триплету присоединиться не может, т.к. антикодонов к ним у т- РНК нет.
Генетический код - свойственный всем живым организмам способ кодирования аминокислотной последовательности белков при помощи последовательности нуклеотидов.
Свойства генетического кода
Триплетность — значащей единицей кода является сочетание трёх нуклеотидов (триплет, или кодон).
Непрерывность — между триплетами нет знаков препинания, то есть информация считывается непрерывно.
Неперекрываемость — один и тот же нуклеотид не может входить одновременно в состав двух или более триплетов (не соблюдается для некоторых перекрывающихся генов вирусов, митохондрий и бактерий, которые кодируют несколько белков, считывающихся со сдвигом рамки).
Однозначность (специфичность) — определённый кодон соответствует только одной аминокислоте (однако, кодон UGA у Euplotes crassus кодирует две аминокислоты — цистеин и селеноцистеин)[1]
Вырожденность (избыточность) — одной и той же аминокислоте может соответствовать несколько кодонов.
Универсальность — генетический код работает одинаково в организмах разного уровня сложности — от вирусов до человека (на этом основаны методы генной инженерии; есть ряд исключений, показанный в таблице раздела «Вариации стандартного генетического кода» ниже).
Помехоустойчивость — мутации замен нуклеотидов не приводящие к смене класса кодируемой аминокислоты, называют консервативными; мутации замен нуклеотидов, приводящие к смене класса кодируемой аминокислоты, называют радикальными.
