81519

Биологический код, понятия, свойства кода, коллинеарность, сигналы терминации

Доклад

Биология и генетика

Генетический код и его свойства Необходимость кодирования структуры белков в линейной последовательности нуклеотидов мРНК и ДНК продиктована тем что в ходе трансляции: нет соответствия между числом мономеров в матрице мРНК и продукте синтезируемом белке; отсутствует структурное сходство между мономерами РНК и белка. Отсюда становится ясным что должен существовать словарь позволяющий выяснить какая последовательность нуклеотидов мРНК обеспечивает включение в белок аминокислот в заданной последовательности. Он позволяет шифровать...

Русский

2015-02-20

105.17 KB

6 чел.

Биологический код, понятия, свойства кода, коллинеарность, сигналы терминации.

Генетический код и его свойства

Необходимость кодирования структуры белков в линейной последовательности нуклеотидов мРНК и ДНК продиктована тем, что в ходе трансляции:

  1.  нет соответствия между числом мономеров в матрице мРНК и продукте - синтезируемом белке;
  2.  отсутствует структурное сходство между мономерами РНК и белка.

Это исключает комплементарное взаимодействие между матрицей и продуктом - принцип, по которому осуществляется построение новых молекул ДНК и РНК в ходе репликации и транскрипции. Отсюда становится ясным, что должен существовать "словарь", позволяющий выяснить, какая последовательность нуклеотидов мРНК обеспечивает включение в белок аминокислот в заданной последовательности. Этот "словарь" получил название генетического, биологического, нуклеотидного, или аминокислотного кода. Он позволяет шифровать аминокислоты, входящие в состав белков, с помощью определённой последовательности нуклеотидов в ДНК и мРНК. Для него характерны определённые свойства.

Триплетность. Одним из основных вопросов при выяснении свойств кода был вопрос о числе нуклеотидов, которое должно определять включение в белок одной аминокислоты. Сразу было понятно, что это число не может быть равным 1 или 2, так как в этом случае количество кодирующих элементов будет недостаточным для шифрования 20 аминокислот в белках. Число кодирующих последовательностей из четырёх нуклеотидов по три равно 43 = 64, что более чем в 3 раза превышает минимальное количество, которое необходимо для кодирования 20 аминокислот. В дальнейшем было установлено, что кодирующими элементами в шифровании аминокислотной последовательности действительно являются тройки нуклеотидов, или триплеты, которые получили название "кодоны".

Смысл кодонов. Смысл кодонов стал понятен в 60-х г. XX столетия, когда, используя бесклеточную систему синтеза белков и синтетические полирибонуклеотиды с заданной последовательностью нуклеотидов в качестве матрицы, М. Ниренберг и Г. Маттеи синтезировали полипептиды определённого строения. Так, на матрице поли-У, состоящей только из остатков УМФ, был получен полифенилаланин, а на матрице поли-Ц - полипролин. Из этого следовало, что триплет -UUU кодирует Фен, а триплет -ССС - Про. В последующих экспериментах использовали смешанные синтетические полирибонуклеотиды с известным составом. В результате этой работы удалось установить, что из 64 кодонов включение аминокислот в синтезирующуюся полипептидную цепь шифрует 61 триплет, а 3 остальных - UAA, UAG, UGA не кодируют включение в белок аминокислот и первоначально были названы бессмысленными, или нон-сенс-кодонами. Однако в дальнейшем было показано, что эти триплеты сигнализируют о завершении трансляции, и поэтому их стали называть терминирующими, или стоп-кодонами. Кодоны мРНК и триплеты нуклеотидов в кодирующей нити ДНК с направлением от 5' к 3'-концу имеют одинаковую последовательность азотистых оснований, за исключением того, что в ДНК вместо урацила (U), характерного для мРНК, стоит тимин (Т).

Специфичность. Каждому кодону соответствует только одна определённая аминокислота. В этом смысле генетический код строго однозначен.

Вырожденность. В мРНК и ДНК имеет смысл 61 триплет, каждый из которых кодирует включение в белок одной из 20 аминокислот. Из этого следует, что в информационных молекулах включение в белок одной и той же аминокислоты определяют несколько кодонов. Это свойство биологического кода получило название вырожденности. У человека одним кодоном зашифрованы только 2 аминокислоты - Мет и Три, тогда как Лей, Сер и Apr - шестью кодонами, а Ала, Вал, Гли, Про, Тре - четырьмя кодонами. Избыточность кодирующих последовательностей - ценнейшее свойство кода, так как она повышает устойчивость информационного потока к неблагоприятным воздействиям внешней и внутренней среды. При определении природы аминокислоты, которая должна быть включена в белок, третий нуклеотид в кодоне не имеет столь важного значения, как первые два.

Линейность записи информации. В ходе трансляции кодоны мРНК "читаются" с фиксированной стартовой точки последовательно и не перекрываются. В записи информации отсутствуют сигналы, указывающие на конец одного кодона и начало следующего. Кодон AUG является инициирующим и прочитывается как в начале, так и в других участках мРНК как Мет. Следующие за ним триплеты читаются последовательно без каких-либо пропусков вплоть до стоп-кодона, на котором синтез полипептидной цепи завершается.

Универсальность. До недавнего времени считалось, что код абсолютно универсален, т.е. смысл кодовых слов одинаков для всех изученных организмов: вирусов, бактерий, растений, земноводных, млекопитающих, включая человека. Однако позднее стало известно одно исключение, оказалось, что митохондриальная мРНК содержит 4 триплета, имеющих другое значение, чем в мРНК ядерного происхождения. Так, в мРНК митохондрий триплет UGA кодирует Три, AUA - Мет, а АСА и AGG прочитываются как дополнительные стоп-кодоны.

Колинеарность гена и продукта. У прокариотов обнаружено линейное соответствие последовательности кодонов гена и последовательности аминокислот в белковом продукте, или, как говорят, существует колинеарность гена и продукта. У эукариотов последовательности оснований в гене, колинеарные аминокислотной последовательности в белке, прерываются нитронами. Поэтому в эукариотических клетках аминокислотная последовательность белка колинеарна последовательности экзонов в гене или зрелой мРНК после посттранскригщионного удаления интронов.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

45595. Лексико-грамматические особенности деловой речи 44 KB
  Официально – деловой стиль это разновидность литературного языка который функционирует в сфере административно – правовой общественной деятельности. Активно используются эти модели и с отрицательной частицей НЕ Преобладание имен над глаголами Существительные обозначающие должности и употребляющиеся в официально – деловом стиле в мужском роде: декан почтальон продавец Использование существительных в ед. для обозначения множества: журналист обязан Использование существительных обозначающих лицо по признаку обусловленному...
45596. Публицистический стиль 41.5 KB
  Использованием местоимения мы вместо я. Для публицистического стиля характерно использование следующих языковых средств: Лексические языковые средства: широкое употребление общественно-политической экономической общекультурной лексики; использование торжественной лексики мерило воззрение источать несравненно часто в сочетании с разговорной; использование образных средств: эпитетов сравнений метафор фразеологизмов и крылатых выражений; акцентирование авторского я личной оценки ситуации; частая языковая игра...
45597. Стилистика аудиовизуальных СМИ 59 KB
  Чтобы понять что такое телевизионная речь и в чем ее специфика необходимо прежде всего выяснить кому эта речь предназначена кто ее адресат и чего он ждет от телевизионных текстов. Телевизионная речь как и речь радио адресована массовой аудитории. Телеречь таким образом адресована всем.ТЕЛЕВИЗИОННАЯ РЕЧЬТелевизионная речь – это литературная устная речь тут вряд ли могут быть какието разночтения.
45598. Речевые особенности информационных жанров 67.5 KB
  Основная роль принадлежит авторской причем непрямой речи К информационным жанрам относятся: Хроникальная информация заметка корреспонденция отчет интервью путевые заметки блицопрос вопросответ репортаж некролог Хроникальная информация Наиболее простой вид информации. власти настроения силы позиции частое употребление предлога по работы по расширению Синтаксис: относительно сложный строй предложения изза тяги к деловому языку множество оборотов прозрачность и ясность синтаксического строя...
45599. Речевые особенности аналитических жанров 54 KB
  Действительность в ее сущностных проявлениях Формирование универсальных представлений практически приложимых в условиях практического разрешения любой проблемной ситуации Методы теоретического и эмпирического анализа Редакционная статья Решения Формирование читательских представлений о редакционной политике Научные методы анализ синтез индукция дедукция аналогия сравнение и т. Комментарий Позиции Прямое объяснение событий поступка документа с определенной идейнополитической позиции Научные методы анализ синтез индукция...
45600. Речевые приемы выражения комического в СМИ 51.5 KB
  Ирония это высмеивание основанное на сомнении в ее истинности илипредполагающая неистинность употребление слов в отрицательном смысле прямопротивоположном буквальному. Записано со слов Фещенко. Надеюсь этого хватит на экзамене Модульный формат – слово изображение в наружной транзитной печатной рекламе рекламной полиграфии. Фельетон основывается на нарочитом разрушении всех языковых норм: семантических стилистических грамматических словообразовательных и фразеологических.
45601. Способы выражения причинно-следственных отношений в предложении и тексте 53.5 KB
  В русском языке выражение причинноследственных отношений в зависимости от структуры и характеристики аргументов можно дифференцировать по трем важнейшим аспектам: структурному конструкции в простом и в сложном предложениях стилистическому конструкции стилистически нейтральные и стилистически маркированные семантическому конструкции подчеркивающие семантические оттенки следствия. В силу ряда причин В сложном предложении причинноследственные отношения выражаются при помощи синтаксических конструкций с союзами причем важной...
45602. Модальность как компонент предикативности. Объективная и субъективная модальность. Основные способы выражения субъективно-модальных значений 25.42 KB
  Модальность выражается в русском языке формами наклонения интонацией а также лексическими средствами модальными словами и частицами. Модальными называются слова посредством которых говорящий оценивает свое высказывание в целом или отдельные его части с точки зрения отношения их к объективной действительности. Модальные слова нередко близки к наречиям и частицам так что разграничение первых и последних иногда оказывается затруднительным. По значению выделяются две группы модальных слов: Модальные слова выражающие логическую оценку...