Информативная часть начинается с аминокислоты мет

Предлагаем вашему вниманию статью на тему: "Информативная часть начинается с аминокислоты мет" от профессиональных спортсменов, их тренеров и врачей. Статья будет полезна как новичкам, так и опытным спортсменам. Все вопросы можно задать в комментариях или на странице контактов.

нуклеотидов молекулы иРНК в последовательность аминокислот полипептида

— трансляция.

Трансляция – перевод генетической информации с языка последовательности нуклеотидов на язык последовательности аминокислот, (расшифровка генетического года). Происходит в цитоплазме на рибосомах. Участвуют: и-РНК, аминоацил-т-РНК, р-РНК, ферменты. Считывание информации с иРНК осуществляется в направлении 5/ 3/.

В рибосоме есть 2 активных центра: аминоацильный (фиксация т- РНК с аминокислотой) и пептидильный (образуются пептидные связи между аминокислотами). Трансляция состоит из трех этапов: инициация, элонгация и терминация.

Инициация – объединение малой субъединицы рибосом, инициирующего триплета и-РНК (АУГ), метионин-аминоацил-т-РНК и большой субъединицы рибосомы.

Элонгация – наращивание полипептида. Эта фаза включает все реакции с момента образования первой пептидной связи до присоединения последней аминокислоты.

Внутри рибосомы находятся 2 кодона и-РНК: в аминоацильном и в пептидильном центрах. После инициации т-РНК1 с метионином расположена в пептидильном центре, аминоацильный центр свободен. К аминоацильному центру подходит другая т-РНК с АК и устанавливается там, если антикодон т-РНК комплементарен кодону и-РНК. С помощью ферментов между аминокислотами, находящимися в рибосоме, устанавливается пептидная связь. Для освобождения аминоацильного центра рибосома перепрыгивает на 1 триплет и-РНК вперед. Вследствие этого т-РНК с дипептидом переходят в пептидильный центр рибосомы. К свободному аминоацильному центру рибосомы подходит следующая тРНК с аминокислотой, и процесс повторяется.

На заключительном этапе трансляции (терминация) рибосома доходит до одного из «nonsens» — кодонов иРНК, к аминоацильному центру приходит особый белок, и синтез полипептида прекращается.

Все гены подразделяются на структурные и функциональные.

Структурные гены несут информацию о последовательности нуклеотидов в

8

Информативная часть начинается с аминокислоты мет 179

различных видах РНК, о белках-ферментах, гистонах и др. Среди функциональных генов выделяют гены-модуляторы, усиливающие или ослабляющие действие структурных генов (ингибиторы, модификаторы), и гены, регулирующие работу структурных генов (регуляторы и операторы).

Регуляция работы генов у прокариот

Схема регуляции транскрипции у прокариот была предложена Ф. Жакобом, Ж. Моно и А. Львовым в 1961 г. Группа структурных генов, управляемая одним геном-оператором, образует оперон (рис 4). В состав оперона входит также небольшой участок ДНК — промотор — место первичного прикрепления РНК-полимеразы — фермента, катализирующего реакции ДНКзависимого синтеза и-РНК. За ним располагается инициатор – место начала считывания генетической информации. Ген-оператор включает и выключает структурные гены для считывания информации, поэтому они активны периодически. Заканчивается оперон терминатором. Руководит работой оперона ген-регулятор, находящийся обычно на определенном расстоянии от него. Он постоянно активен и на основе его информации синтезируется особый белокрепрессор. Этот белок обладает способностью блокировать ген-оператор, вступая с ним в химическую связь. Фермент РНК-полимераза не расщепляет двойную цепочку ДНК, и считывания информации не происходит.

Читайте так же:  Bcaa что это за добавки

Оперон

Ген-регулятор

Промотор Инициатор

Ген-

Структурные гены

Терминатор

оператор

«nonsens» «nonsens»

кодон кодон

Рис. 4. Схема строения оперона.

Если в клетку поступает индуктор (вещество, которое расщепляется под действием ферментов, закодированных в данном опероне), то он связывает белок-репрессор (вступает с ним в химическое соединение), освобождая ген-оператор. РНК-полимераза разрывает связи между двумя цепочками ДНК и на одной из них по принципу комплементарности начинается синтез и- РНК, которая переносит информацию в рибосомы для синтеза ферментов, разлагающих индуктор. Когда последние молекулы индуктора будут разру-

9

Информативная часть начинается с аминокислоты мет 106

шены, освобождается белок-репрессор, который снова блокирует геноператор (работа оперона прекращается).

Для каждого оперона имеется свой специфический индуктор (например, для лактозного оперона индуктором является лактоза).

Регуляция работы генов у эукариот

Схема регуляции транскрипции у эукариот разработана Г. П. Георгиевым (1972). Единица транскрипции называется транскриптоном (рис. 5). Он состоит из неинформативной (акцепторной) и информативной (структурной) зон. Неинформативная зона начинается промотором. Далее следует инициатор и группа генов-операторов, за которыми расположена информативная зона. Информативная зона образована структурным геном, разделенным на экзоны (информативные участки) и интроны (неинформативные участки). Заканчивается транскриптон терминатором.

Работу транскриптона регулирует группа генов-регуляторов, дающих информацию для синтеза нескольких белков-репрессоров. Индукторами у эукариот являются сложные соединения (например, гормоны), для расщепления которых необходимо несколько ферментов. На транскриптоне первоначально синтезируется большая молекула про-иРНК, списывающая информацию как с информативной, так и с неинформативной зон. Затем в ядре происходит процессинг — ферментативное разрушение неинформативной части про-иРНК и расщепление ферментами рестриктазами информативной части на фрагменты, соответствующие экзонам. Молекула иРНК, соответствующая экзонам, формируется посредством сплайсинга отдельных информативных фрагментов ферментами лигазами. Далее иРНК идет в рибосомы, где происходит синтез белкафермента необходимого для расщепления индукторов.

Читайте так же:  Витамин в6 в каких продуктах содержится

Транскриптон

Неинформативная зона

Информативная зона

Гены —

Промотор

Гены —

Экзоны

Интроны

регуляторы

операторы

Терминатор

Инициатор

Структурный ген

10

Информативная часть начинается с аминокислоты мет 177

Рис. 5. Схема строения транскриптона.

РЕШЕНИЕ ТИПОВЫХ ЗАДАЧ

Задача 1. В схемах участков молекул РНК и ДНК расставьте первые буквы названий соединений, составляющих нуклеотиды: А — аденин, Г — гуанин, Ц — цитозин, Т — тимин, У — урацил, Ф — фосфат, Р — рибоза, Д — дезоксирибоза. На схеме обозначьте: нуклеотид, триплет, фосфодиэфирные и водородные связи.

Схема строения молекулы РНК.

Схема строения молекулы ДНК.

11

Информативная часть начинается с аминокислоты мет 166

Решение:

Триплет

Ф

Р

Ф

Р

Ф

Р

Ф

Р

РНК.

Нуклеотид

А

У

Г

Ц

Фосфо-

диэфирные

Триплет

связи

Ф

Д

Ф

Д

Ф

Д

Ф

Д

ДНК.

Нуклеотид

А

Т

Г

Ц

Водородные

связи

Т

А

Ц

Г

Ф

Д

Ф

Д

Видео удалено.
Видео (кликните для воспроизведения).

Ф

Д

Ф

Д

Задача 2. Одна из цепей молекулы ДНК имеет следующий порядок нуклеотидов: ААГГЦТЦТАГГТАЦЦАГТ.

1.Определитепоследовательностьнуклеотидоввкомплементарнойцепи.

2.Определите последовательность кодонов иРНК, синтезированной на комплементарной цепи.

3.Определите последовательность аминокислот в полипептиде, закодированном в комплементарной цепи.

Решение.

1.Согласно принципа комплементарности азотистых оснований в молекуле ДНК (А — Т, Ц — Г), строим вторую цепочку молекулы:

ААГГЦТЦТАГГТАЦЦАГТ – первая цепочка ДНК ТТЦЦГАГАТЦЦАТГГТЦА — вторая цепочка ДНК.

2. Согласно принципа комплементарности азотистых оснований молекул ДНК и РНК (А — У, Ц — Г), строим цепочку иРНК:

ТТЦЦГАГАТЦЦАТГГТЦА — вторая цепочка ДНК

ААГГЦУЦУАГГУАЦЦАГУ — молекула иРНК

транскрипция.

12

3. Согласно свойству триплетности генетического кода, разбиваем цепочку иРНК на триплеты, затем по таблице генетического года определяем последовательность аминокислот в полипептиде:

ААГ ГЦУ ЦУА ГГУ АЦЦ АГУ-триплеты иРНК лиз — ала — лей — гли — тре — сер — полипептид трансляция.

Задача 3. Считая, что средняя молекулярная масса аминокислоты около 110, а нуклеотида — около 300, определите, что тяжелее: белок или ген?

Решение. Допустим, что белок состоит из n мономеров — аминокислот. Тогда, его молекулярная масса составит примерно 110 n. Каждая аминокислота кодируется тремя нуклеотидами; следовательно, цепочка ДНК содержит 3 n мономеров, а ее молекулярная масса: 300 х 3 n = 900 n. Как видим, молекулярная масса гена (900 n) примерно в 8,2 раза выше молекулярной массы (110 n) кодируемого им белка.

Задача 4. Нуклеиновая кислота фага имеет молекулярную массу порядка 107. Сколько, примерно, белков закодировано в ней, если принять, что типичный белок состоит в среднем из 400 мономеров, а молекулярная масса нуклеотида около 300?

Решение. Белок из 400 мономеров кодируется последовательностью из 1200 нуклеотидов (по три нуклеотида на каждую аминокислоту). Молекулярная масса такой кодирующей цепочки равна 300 х 1200=360000. Молекула нуклеиновой кислоты с молекулярной массой 107 может содержать приблизительно 28 генов (107 : 3,6 х 105 ) , т. е. именно такое количество различных белков может быть закодировано в ней.

Задача 5. У человека, больного цистинурией (содержание в моче большего, чем в норме, числа аминокислот) с мочой выделяются аминокислоты, которым соответствуют следующие триплеты информационной РНК: УЦУ, УГУ, ГЦУ, ГГУ, ЦАА, АГА, ААА. У здорового человека в моче обнаруживается аланин, серин, глутаминовая кислота и глицин. Выделение каких аминокислот с мочой характерно для больных цистинурией?

Решение.

В условиях задачи даны кодовые триплеты всех аминокислот, выделяющихся с мочой у больного цистинурией. По ним, пользуясь кодовой таб-[1]

13

Ребята, посмотрите ещё раз как решаются задачи по молекулярной биологии. Постараюсь поставить в блог несколько материалов по различным типам задач. Большинство из них мы решали на уроках.

Тема: «Белки»

Необходимые пояснения:

  • средняя молекулярная масса одного аминокислотного остатка принимается за 120;

Задача № 1. Гемоглобин крови человека содержит 0,34% железа. Вычислите минимальную молекулярную массу гемоглобина.

Решение:

Мmin = 56 : 0,34% × 100% = 16 471

Задача № 2. Альбумин сыворотки крови человека имеет молекулярную массу 68400. Определите количество аминокислотных остатков в молекуле этого белка.

Решение:

68400 : 120 = 570 (аминокислот в молекуле альбумина).

Задача № 3. Белок содержит 0,5% глицина. Чему равна минимальная молекулярная масса этого белка, если Мглицина = 75,1? Сколько аминокислотных остатков в этом белке?

Решение:

1) Мmin = 75,1 : 0,5% × 100% = 15 020

2) 15 020 : 120 = 125 (аминокислот в этом белке)

Тема: «Нуклеиновые кислоты»

Необходимые пояснения:

  • относительная молекулярная масса одного нуклеотида принимается за 345;
  • расстояние между нуклеотидами в цепи молекулы ДНК (длина одного нуклеотида) – 0, 34 нм;
  • Правила Чаргаффа:

1. ∑(А) = ∑(Т)
2. ∑(Г) = ∑(Ц)
3. ∑(А+Г) =∑(Т+Ц)

Задача № 4. На фрагменте одной нити ДНК нуклеотиды расположены в последовательности:

А–А–Г–Т–Ц–Т–А–Ц–Г–Т–А–Т

Определите процентное содержание всех нуклеотидов в этом фрагменте ДНК и длину гена.

Решение:

1) достраиваем вторую нить (по принципу комплементарности)

2) ∑(А +Т+Ц+Г) = 24,

из них ∑(А) = 8 = ∑(Т)

24 – 100%
8 – х%
х = 33,4%

∑(Г) = 4 = ∑(Ц)

24 – 100%
4 –  х%
х = 16,6%

3) молекула ДНК двуцепочечная, поэтому длина гена равна длине одной цепи:

12 × 0,34 = 4,08 нм

Задача № 5. В молекуле ДНК на долю цитидиловых нуклеотидов приходится 18%. Определите процентное содержание других нуклеотидов в этой ДНК.

Решение:

1) т.к. Ц = 18%, то и Г = 18%;

2) на долю А+Т приходится 100% – (18% +18%) = 64%, т.е. по 32%

Ответ: Г и Ц – по 18%, А и Т – по 32%.

Задача № 6. В молекуле ДНК обнаружено 880 гуанидиловых нуклеотидов, которые составляют 22% от общего числа нуклеотидов в этой ДНК.

Определите:

а) сколько других нуклеотидов в этой ДНК?
б) какова длина этого фрагмента?

Решение:

1) ∑(Г) = ∑(Ц)= 880 (это 22%);

На долю других нуклеотидов приходится 100% – (22%+22%)= 56%, т.е. по 28%;

Для вычисления количества этих нуклеотидов составляем пропорцию:

22% – 880
28% – х, отсюда х = 1120

2) для определения длины ДНК нужно узнать, сколько всего нуклеотидов содержится в 1 цепи:

(880 + 880 + 1120 + 1120) : 2 = 2000
2000 × 0,34 = 680 (нм)

Задача № 7. Дана молекула ДНК с относительной  молекулярной массой 69 000, из них 8625 приходится на долю адениловых нуклеотидов.

Найдите количество всех нуклеотидов в этой ДНК. Определите длину этого фрагмента.

Решение:

1) 69 000 : 345 = 200 (нуклеотидов в ДНК),

8625 : 345 = 25 (адениловых нуклеотидов в этой ДНК),

∑(Г+Ц) = 200 – (25+25)= 150, т.е. их по 75;

2) 200 нуклеотидов в двух цепях, значит в одной – 100.

100 × 0,34 = 34 (нм)

Тема: «Код ДНК»

Задача № 8. Что тяжелее: белок или его ген?

Решение:

Пусть х – количество аминокислот в белке, тогда масса этого белка – 120х, количество нуклеотидов в гене, кодирующем этот белок, – 3х, масса этого гена – 345 × 3х.

120х < 345 × 3х

Ответ: ген тяжелее белка.

Задача № 9. Последовательность нуклеотидов в начале гена, хранящего информацию о белке инсулине, начинается так:

А–А–А–Ц–А–Ц–Ц–Т–Г–Ц–Т–Т–Г–Т–А–Г–А–Ц

Напишите последовательности аминокислот, которой начинается цепь инсулина.

Решение:

Задание выполняется с помощью таблицы, в которой нуклеотиды в иРНК (в скобках – в исходной ДНК) соответствуют аминокислотным остаткам.

Ответ: фенилаланин – валин – аспарагиновая кислота – глутаминовая кислота – гистидин – лейцин. Задача № 10.

Вирусом табачной мозаики (РНК-содержащий вирус) синтезируется участок белка с аминокислотной последовательностью:

Ала – Тре – Сер – Глу – Мет-

Под действием азотистой кислоты (мутагенный фактор) цитозин в результате дезаминирования превращается в урацил. Какое строение будет иметь участок белка вируса табачной мозаики,  если все цитидиловые нуклеотиды  подвергнутся указанному химическому превращению?

Решение :

Ала – Тре – Сер – Глу – Мет-

ГЦУ – АЦГ – АГУ – ГАГ – АУГ

ГУУ – АУГ – АГУ – ГАГ – АУГ

Вал – Мет – Сер – Глу – Мет-

Видео удалено.
Видео (кликните для воспроизведения).

Источники:

  1. Д’Акампо, Джино Здоровое питание по-итальянски / Джино Д’Акампо. — М.: Эксмо, 2013. — 192 c.
  2. Рассел, Джесси Диетотерапия сахарного диабета / Джесси Рассел. — М.: VSD, 2012. — 948 c.
Информативная часть начинается с аминокислоты мет
Оценка 5 проголосовавших: 1

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

Please enter your comment!
Please enter your name here