Студопедия — Функция нуклеиновых кислот.
Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Функция нуклеиновых кислот.






Функции нуклеиновых кислот

-хранение генетической информации

-передача генетической информации

-реализация генетической информации

-участие в катализе некоторых химических реакций

-регуляция реализации генетической информации

-структурные функции

Роль хранителя генетической информации у большинства организмов выполняют двухцепочечные ДНК. У некоторых вирусов хранителем генетической информации являются одноцепочечные ДНК или РНК. Генетическая информация записана в генах. Гены несут информацию о первичной структуре белков и о структуре некоторых типов РНК. Генетическая информация передается от родителей к потомкам.В результате реализации генетической информации происходит синтез белка: ДНК ® РНК ® белок. Основная догма в процессе размножения клеток генетическая информация передается от одного поколения клеток другому. Все клетки получают одинаковую информацию.

Это возможно вследствие того, что перед делением клетки осуществляется репликация ДНК, в результате образуются две идентичные молекулы ДНК, которые и передаются потомкам.

Транскрибируемый участок ДНК ограничен со стороны 3’-конца промотором – участком с которым связывается РНК-полимераза, со стороны 5’-конца – терминатором – участком, в котором прерывается синтез РНК. Последовательность ДНК, ограниченная промотором и терминатором, представляет собой единицу транскрипции – транскриптон. Транскриптон прокариот называют опероном.

Механизм репликации

В основе лежит принцип комплементарности. В результате образуются дочерние молекулы НК, нуклеотидные последовательности которых идентичны между собой и с материнской молекулой. Типы репликации: 1)Полуконсервативный – вновь синтезированная молекула НК состоит из одной материнской и одной дочерней полинуклеотидных цепей НК.2)Консервативный – вновь синтезированная молекула НК состоит только из дочерних полинуклеотидных последовательностей.3)Дисперсный – вновь синтезированная полинуклеотидная цепь НК состоит из фрагментов дочерних и материнских полинуклеотидных последовательностей. Для прокариот и эукариот характерен полуконсервативный тип репликации. У вирусов встречаются все три типа репликации. Репликация ДНК начинается в определенном месте – в точке начала. От точки начала репликации может происходить в одном или двух направлениях.

Бактериальная хромосома имеет одну точку начала репликации, т.е. представляет собой единицу репликации- репликон. ДНК эукариот представлена множеством репликонов. Для синтеза ДНК нужна затравка – ее синтезирует праймаза. Затем ДНК-полимераза III присоединяет нуклеотиды. Поскольку синтез ДНК осуществляется в направлении 5’→ 3’, одна цепь синтезируется непрерывно, вторая фрагментами по 100 -1000 нуклеотидов (фрагменты Оказаки). По окончанию синтеза фрагмента Оказаки ДНК-полимераза I (E.coli) удаляет затравку и заменяет ее на ДНК. Цепь ДНК сшивает ДНК-лигаза.

 

 

16. -Экспрессия генов включает транскрипцию (копирование информации с ДНК на синтезируемую РНК) и последующую трансляцию (синтез на матрице РНК соответствующего белка), репликации(удвоение молекулы ДНК при делении клетки).Возможен поток информации и в направлении от РНК к ДНК, этот процесс носит название обратная транскрипция. Информация от белков нуклеиновым кислотам не передается.

Ген - единица наследственной информации, занимающая определенное положение в геноме и контролирующая выполнение определенных функций в организме. Гены – участки ДНК, кодирующие полипептидные цепи или РНК. Белок, состоящий из различных полипептидных цепей, кодируется несколькими генами.Гены могут быть уникальными – представленными одной копией – и повторяющимися.

Все гены можно разделить на две группы: 1)Конститутивные гены («гены домашнего хозяйства») постоянно включены: они функционируют на всех стадиях онтогенеза и во всех тканях (тРНК, рРНК, ДНК-полимеразы, РНК-полимеразы). 2) Индуцибельные гены («гены роскоши») могут включаться и выключаться. Они контролируют ход онтогенеза и гены, определяющие структуру и функции компонентов клетки и целостного организма.Включение индуцибельных генов называется индукцией, выключение – репрессией. Генетический код свойства:1) Триплетность. Кодон состоит из последовательности, состоящей из трех нуклеотидов. Число кодирующих последовательностей из четырех нуклеотидов по три равно 4 3 =64, из них 61 – смысловых кодонов, - 3 нонсен-кодона.2) Выраженность. Каждый из 61 смысловых триплетов кодирует включение в белок одну из 20 стандартных аминокислот. Включение одной и той же аминокислоты в белок определяет несколько кодонов.3) Специфичность (однозначность). Каждому кодону соответствует только одна определенная аминокислота. 4) Неперекрываемость кода с ледующие за инициирующим кодоном АУГ триплеты читаются последовательно не перекрываясь без каких либо пропусков вплоть до стоп-кодона, на котором синтез полипептидной цепи завершается.5) Универсальность кода т.е. смысл кодов одинаков для всех организмов

В процессе транскрипции выделяют три стадии: инициацию, элонгацию и терминацию. На стадии инициации РНК-полимераза, взаимодействуя с промотором, вызывает расхождение цепей ДНК и начинает синтез молекулы РНК. В ходе элонгации новосинтезированная цепь РНК образует короткие отрезки гибридной двойной спирали ДНК-РНК, которые необходимы для правильного считывания цепи ДНК. Как только РНК-полимераза достигнет терминирующих последовательностей, запускается последняя стадия – терминация. По ее завершению происходит освобождение вновь синтезированной цепи РНК).

 

Механизм трансляции.Разл-ют несколько стадий биосинтеза белка: активация аминокислот, инициация, элонгация и терминация. Синтез белка характ-тся тем, что между матрицей (иРНК) и продуктом (белком) нет комплем-го соответствия.Для расшифровки нукле-ой последовательности необходим генет-ий код. Он устанавливает соотв-ие между нуклео-й последовательностью иРНК и полипептидной цепью. Единицей генет-го кода является кодон. Кодон предст-ет собой послед-ть, состоящую из трех нуклеотидов, т.е. триплет. Три кодона служат сигналом для остановки синтеза полип. цепи - терминирующие, или нонсенс-кодоны. Каждому кодону (из 61) соответствует строго определенная аминокислота.Тран-ия иРНК начинается с иниц-го триплета – АУГ. Далее расшифр-ся каждый последующий триплет в напр-ии от 5’-конца молекулы иРНК к 3’-концу. Заканчивается синтез полип-да на одном из трех термин-их кодонов. Синтез полип. цепи начинается с N-конца.

Активация АК1.На этой стадии каждая из 20 АК присоединяется к опр-ой тРНК. При этом используется энергия АТФ. 2.Эти реакции катализ-ся 20 различными аминоацил-тРНК-синтетазами. 3.Аминоацил-тРНК-синтетазы способны узнавать 3 различных субстрата: АТФ, АК-у и тРНК.4.Каждая аминоацил-тРНК-синтетаза способна узнавать только 1 определенную АК и соотв-ие ей тРНК, в кл-е имеется, как правило, несколько изоакцепторных тРНК5.Они прис-ют аминокислотный остаток к 2’- или 3’-гидроксильной группе 3’- концевого нукл-да. 6.Реакция протекает в две стадии

Суммарная реакция активации аминокислоты выглядит так:

 

Инициация белкового синтезаИниц-ия начинается с присоединения к малой субъ-це рибосомы иРНК и первой аминоацил-тРНК (аа-тРНК), антикодон которой комплементарен инициирующему кодону АУГ. После связывания антикодона тРНК с инициирующим кодоном происходит присоединение большой субъединицы рибосомы. Образовался инициирующий комплекс, в котором инициирующая аа-тРНК находится в Р (пептидильном)-центре, а А (аминоацильный) – центр свободен.Для осуществления инициации трансляции необходима энергия. Ее поставляет ГТФ. Энергия высвобождается при гидролизе ГТФ до ГДФ и фосфата.

Элонгация белкового синтезаВ процессе элонгации происходит наращивание полип. цепи. В А-центре происходит связывание следующей аа-тРНК, антикодон которой комплементарен следующему кодону. Далее происходит образование пептидной связи за счет пептидилтрансферазной реакции. В результате образуется дипетидил-тРНК. Катализирует этот процесс рРНК большой субъединицы рибосомы.

Далее рибосома перемещается на один кодон в направлении от 5’- к 3’-концу мРНК. Дипептидил-тРНК из А-центра перемещается в Р-центр А-центр освобождается, здесь оказывается следующий кодон. Инициирующая тРНК покидает рибосому. Рибосома готова к новому циклу элонгации. Далее присоединяется третий аминокислотный остаток, потом – четвертый и т.д. В процессе трансляции затрачивается энергия, освобождающаяся при гидролизе ГТФ до ГДФ и фосфата.

ТерминацияТерминация белового синтеза наступает, как только в А-центре окажется один из терминирующих кодонов: УАГ, УГА, УАА.В этом процессе участвуют специфические белки – факторы терминации. В результате терминации происходит гидролитическое отщепление полипептида от тРНК, тРНК отделяется от рибосомы, рибосома диссоциируют на субъединицы. Поставщиком энергии для терминации синтеза белка так же, как и для инициации и элонгации, является ГТФ.

Рибосомы. Риб-мы представляют собой - крупный рибонуклеопротеидный комплекс с молек-ой массой около 2,5 мДа, сост-ий из белков и молекул рРНК. Риб-мы прокарио-их и эукариот-их организмов разл-ся по размерам. У эукариот они представлены 80S частицами, у прокариот – 70S. Рибосомы всех известных организмов построены из большой и малой субчастиц: прокариотические – 30S и 50S, а эукариотические – 40S и 60S 70S риб-мы бактерий в своем составе содержат 55-60 риб-ых белков 80S рибосом эукариот - 70-85 Рибосомы – это субклеточные структуры, являющиеся местом синтеза белка В прокариотических рибосомах присутствуют три вида рРНК, в эукариотических – 4.рРНК играют важную роль в структуре и биосинтетической функции рибосом. Регуляция синтеза белка. Теорию регуляции синтеза белка разработали Жакоб и Моно: в биосинтезе белка у бактерий участвуют три типа генов: структурные гены, ген-регулятор, ген-оператор. Стр. гены определяют перв-ую структуру синтезируемого белка. Синтез мРНК

 







Дата добавления: 2015-10-12; просмотров: 680. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!



Практические расчеты на срез и смятие При изучении темы обратите внимание на основные расчетные предпосылки и условности расчета...

Функция спроса населения на данный товар Функция спроса населения на данный товар: Qd=7-Р. Функция предложения: Qs= -5+2Р,где...

Аальтернативная стоимость. Кривая производственных возможностей В экономике Буридании есть 100 ед. труда с производительностью 4 м ткани или 2 кг мяса...

Вычисление основной дактилоскопической формулы Вычислением основной дактоформулы обычно занимается следователь. Для этого все десять пальцев разбиваются на пять пар...

Обзор компонентов Multisim Компоненты – это основа любой схемы, это все элементы, из которых она состоит...

Кран машиниста усл. № 394 – назначение и устройство Кран машиниста условный номер 394 предназначен для управления тормозами поезда...

Приложение Г: Особенности заполнение справки формы ву-45   После выполнения полного опробования тормозов, а так же после сокращенного, если предварительно на станции было произведено полное опробование тормозов состава от стационарной установки с автоматической регистрацией параметров или без...

Дренирование желчных протоков Показаниями к дренированию желчных протоков являются декомпрессия на фоне внутрипротоковой гипертензии, интраоперационная холангиография, контроль за динамикой восстановления пассажа желчи в 12-перстную кишку...

Деятельность сестер милосердия общин Красного Креста ярко проявилась в период Тритоны – интервалы, в которых содержится три тона. К тритонам относятся увеличенная кварта (ув.4) и уменьшенная квинта (ум.5). Их можно построить на ступенях натурального и гармонического мажора и минора.  ...

Понятие о синдроме нарушения бронхиальной проходимости и его клинические проявления Синдром нарушения бронхиальной проходимости (бронхообструктивный синдром) – это патологическое состояние...

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2024 год . (0.012 сек.) русская версия | украинская версия