Сборник задач по общей генетике является учебно- методическим пособием для студентов сельскохозяйственных институтов по специальности 1502 "Агрономия" и 1504 "Защита растений

ДНК → РНК → белок

ДНК

Расплетение нитей молекулы ДНК происходит с помощью особого белка - геликазы. Оно идет против витков спирали и совершается с огромной скоростью /у бактерий 4800 оборотов в минуту/. При освобождении одиночных нитей в местах двойной ДНК образует­ся репликативная вилка. Одиночные нити становятся "матрицами” на каждой из них синтезируется двойная дочерняя ДНК. Синтез идет при участии ряда ферментов, главную роль среди которых играет ДНК -полимераза. Ее действие определяет рост новой моле­кулы ДНК в направлении от 5 к 3 на однонитевой матрице.

Рибонуклеиновые кислоты состоят из рибонуклеотидов, в состав которых входят остаток фосфорной кислоты /Ф/, сахар рибоза /Р/, пуриновые - аденин /А/, гуанин /Г/ и пиримидиновые - урацил /У/ и цитозин /Ц/ основания.

Нуклеотиды РНК :

Ф - Р Ф - Р Ф - Р Ф - Р

I I I I

А Г У Ц

/А/ /Г/ /У/ /Ц/

В основе проявления наследственных свойств и признаков организмов лежит взаимодействие белковых молекул. Белки - биоло­гические полимеры, мономерами которых являются двадцать амино­кислот. Последовательность нуклеотидов в молекуле ДНК, определяющая последовательность аминокислот в молекуле синтезируемого белка, называется генетическим кодом.

Перенос генетической информации, заключенной в генетическом коде, в цитоплазму к месту синтеза белка, осуществляется информа­ционной РНК. Аминокислоты кодируются триплетами азотистых основа­ний, составлявющими и-РНК /АДА, АГЦ, УУГ и т.д/.

Триплет кодирующих оснований, определяющих включение в полипептидную цепь определенной аминокислоты, называется кодоном. Одна и та же аминокислота может кодироваться несколькими кодонами /табл/. Это явление получило название вырожденности кода. Кодоны УАА -охра, УАГ - амбер, УГА - опал являются терминаторами синтеза, т.е. определяют окончание синтеза полипептидной цепи. Кодоны АУГ и ГУГ /только у прокариот/ называются инициаторами синтеза.

Для процессов синтеза белка большое значение имеет транспорт­ная РНК /т-РНК/. Она также имеет однонитчатую структуру. Имеется 20 разных т-РНК, каждая из которых приносит в рибосому специфи­ческую аминокислоту. Упорядоченность процесса последовательного включения отдельных аминокислот в полипептидную цепь обеспечи­вается тем, что молекулы т-РНК, несущие данную аминокислоту, имеют аппарат узнавания нужного кодона в молекуле и-РНК. Этот триплет получил название антикодона. Нуклеотиды антикодона компле­ментарны нуклеотидам и-РНК. При комплементарности антикодона т-РНК с основаниями и-РНК, которая служит матрицей для синтеза белка, аминокислота включается в полипептидную цепь на рибосомах.

Информация которую несет и-РНК oт ДНК к месту синтеза белка - на полирибосому, определяет последовательность аминокислот во всех белках. А процесс переноса генетической информации, реализую­щейся при синтезе белка, называется трансляция /рис.I/.
Последовательность нуклеотидов в кодонах м-РНК для разных аминокислот

№ п/п : Аминокислота : Кодон

I : 2 : 3 : 4 : 5 : 6

I. Фенилаланин УУУ УУЦ

2. Лейцин УУА УУГ ЦУУ ЦУЦ ЦУА ЦУГ

3. Изолейцин АУУ АУЦ АУА

4. Метионин АУГ

5. Валин ГУУ ГУЦ ГУ А ГУГ

6. Серин УНУ УЦЦ УЦА УЦГ АГУ АЩ

7. Пролин ЦЦУ ЦЦЦ ЦЦА ЦЦГ

8. Треонин АЦУ АЦЦ АЦА АЦГ

9. Аланин ГЦУ ГЦЦ ГЦА ГЦГ

10. Тирозин УАУ УАЦ

11. Гистидин ЦАУ ЦАЦ

12. Аспарагиновая

кислота ГАУ ГАЦ

13. Лизин ААА ААГ

14. Глутамин ЦAA ЦАГ

15. Цистеин УГУ УЩ

16. Триптофан УГГ

17. Аргинин ЦГУ ЦГЦ ЦГА АГА ЦГГ АГГ

18. Аспарагин ААУ ААЦ

19. Глутаминовая

кислота ГАА ГАГ

20. Глицин ГГУ ГГЦ ГГA ГГГ
Исходная

молекула ДНК Ц А Г Т Г Ц Ц Т Г III II III II III III III II III

Фрагмент Г Т Ц А Ц Г Г А Ц

структурного

гена I I I I I I I I I

Транскрипция

↓

и - РНК ______________________________________________________