1) i-RNA 2) t-RNA 3) DNA 4) kromosomi

A2. Ihmisen tytärsoluissa niiden lisääntymisen aikana iho tulee emosolusta:

täydellinen geneettinen tieto

puolet tiedoista

neljännes tiedosta

ei oikeaa vastausta

A3. DNA:n replikaatioon liittyy kemiallisten sidosten katkeaminen:

peptidi, aminohappojen välissä

kovalenttinen, hiilihydraatin ja fosfaatin välillä

vety, typpipitoisten emästen välillä

ioninen, molekyylin rakenteen sisällä

A4. DNA-molekyylin replikaation aikana muodostuu seuraavaa:

lanka, joka on katkennut erillisiksi tytärmolekyylien fragmenteiksi

molekyyli, joka koostuu kahdesta uudesta DNA-juosteesta

molekyyli, josta puolet koostuu mRNA-juosteesta

tytärmolekyyli, joka koostuu yhdestä vanhasta ja yhdestä uudesta DNA-juosteesta

A5. Transkriptio on prosessi:

1) DNA:n replikaatio

2) i-RNA:n synteesi

3) proteiinisynteesi

4) t-RNA:n kiinnittäminen aminohappoon

A6. Jos aminohappoa koodaa kodoni UGG, se vastaa DNA:ssa triplettiä:

TCC 2) AGG 3) UCC 4) ACC

A7. Yksi DNA-tripletti sisältää tietoja:

Aminohapposekvenssit proteiinimolekyylissä

Tietyn AA:n sijainti proteiiniketjussa

Merkki tietystä organismista

Aminohappo sisältyy proteiiniketjuun

A8. Translaatioon osallistuvien tRNA:iden lukumäärä on yhtä suuri kuin:

i-RNA-kodonit, jotka koodaavat aminohappoja

Molekyyli i-RNA

Geenit, jotka muodostavat DNA-molekyylin

Proteiinit syntetisoituvat ribosomeissa

A9. Solun elinaikaa jakautumisesta jakautumiseen kutsutaan:

Interfaasi 3) meioosi

Mitoosi 4) solusykli

A10. Kuinka monta kromatidia sisältyy 8 kromosomiin, jotka näkyvät mitoosin metafaasissa:

1) 6 2) 8 3) 12 4) 16

A11. Kromosomien lukumäärä ihmisen somaattisissa soluissa mitoosin jälkeen on:

1) 23 2) 46 3) 92 4) 44

Jokaista proteiinia edustaa yksi tai useampi polypeptidiketju. DNA:n osaa, joka sisältää tietoa yhdestä polypeptidiketjusta, kutsutaan geeniksi. Jokainen DNA-molekyyli sisältää monia erilaisia ​​geenejä. DNA-molekyylien kokonaisuus solussa toimii geneettisen tiedon kantajana. Ainutlaatuisen ominaisuuden – monistumiskyvyn, jota millään muulla tunnetulla molekyylillä ei ole – ansiosta DNA voidaan kopioida. Jakaessaan DNA:n "kopiot" eroavat kahdeksi tytärsoluksi, joista jokaisella on seurauksena samat tiedot kuin emosolussa. Koska geenit ovat osia DNA-molekyyleistä, kahdella jakautumisen aikana muodostuneella solulla on samat geenisarjat. Jokainen monisoluisen organismin solu sukupuolisen lisääntymisen aikana syntyy yhdestä hedelmöitetystä munasolusta useiden jakautumisten seurauksena. Tämä tarkoittaa, että yhden solun geenin satunnainen virhe toistuu miljoonien sen jälkeläisten geeneissä. Tästä syystä sirppisoluanemiaa sairastavan potilaan kaikilla punasoluilla on sama vaurioitunut hemoglobiini. Virhe tapahtui geenissä, joka kuljettaa tietoa proteiinin beetaketjusta. Kopio geenistä on mRNA. Siihen, kuten matriisiin, väärä proteiini "tulostetaan" tuhansia kertoja jokaiseen punasoluun. Lapset saavat vioittuneita geenejä vanhemmiltaan sukusolujensa kautta. Geneettinen tieto siirtyy yhdestä solusta tytärsoluihin ja vanhemmilta lapsille. Geeni on geneettisen tai perinnöllisen tiedon yksikkö.

Jokaista proteiinia edustaa yksi tai useampi polypeptidiketju. DNA:n osaa, joka sisältää tietoa yhdestä polypeptidiketjusta, kutsutaan perimä. DNA-molekyylien kokonaisuus solussa toimii geneettisen tiedon kantajana. Geneettinen tieto siirtyy emosoluista tytärsoluihin ja vanhemmilta lapsille. Geeni on geneettinen yksikkö, tai perinnöllistä tietoa.

DNA on geneettisen tiedon kantaja solussa- ei osallistu suoraan proteiinien synteesiin. Eukaryoottisoluissa DNA-molekyylit sisältyvät ytimen kromosomeihin ja ne erotetaan ydinkalvolla sytoplasmasta, jossa syntetisoidaan proteiineja. Ribosomeihin - proteiinien kokoamispaikkoihin - ytimestä lähetetään tiedon välittäjä, joka pystyy kulkemaan ydinvaipan huokosten läpi. Viesti-RNA (mRNA) on tällainen välittäjä. Komplementaarisuuden periaatteen mukaan se syntetisoidaan DNA:lla RNA-nimisen entsyymin osallistuessa. polymeraasi.

1) RNA-synteesiprosessia, jossa yhtä DNA-molekyylin säikeistä käytetään templaattina, kutsutaan ns. transkriptio .

2) Transkriptio - tämä on mekanismi, jolla yhden DNA-ketjun nukleotidisekvenssi kirjoitetaan uudelleen mRNA-molekyylin komplementaarisella sekvenssillä.

Messenger-RNA on yksijuosteinen molekyyli, ja transkriptio tulee kaksijuosteisen DNA-molekyylin yhdestä juosteesta. Se ei ole kopio koko DNA-molekyylistä, vaan vain osa siitä - yksi eukaryoottien geeni tai ryhmä vierekkäisiä geenejä, jotka kuljettavat tietoja proteiinien rakenteesta, jotka ovat välttämättömiä yhden toiminnon suorittamiseksi prokaryooteissa. Tätä geeniryhmää kutsutaan operoni. Jokaisen operonin alussa on eräänlainen RNA-polymeraasin laskeutumispaikka nimeltään promoottori Tämä on DNA-nukleotidien spesifinen sekvenssi, jonka entsyymi "tunnistaa" kemiallisen affiniteetin vuoksi. Vain promoottoriin kiinnittyessään RNA-polymeraasi pystyy aloittamaan RNA-synteesin. Saavutettuaan operonin pään entsyymi kohtaa signaalin (tietyn nukleotidisekvenssin muodossa), joka osoittaa lukemisen päättymisen. Valmis mRNA siirtyy pois DNA:sta ja menee proteiinisynteesikohtaan.

Transkriptioprosessissa on neljä vaihetta: 1) RNA:n sitoutuminen- polymeraasi promoottorin kanssa; 2) aloitus- synteesin alku. Se koostuu ensimmäisen fosfodiesterisidoksen muodostumisesta ATP:n tai GTP:n ja syntetisoidun RNA-molekyylin toisen nukleotidin välille; 3) venymä– RNA-ketjun kasvu; nuo. nukleotidien peräkkäinen lisääminen toisiinsa siinä järjestyksessä, jossa niiden komplementaariset nukleotidit ovat transkriptoidussa DNA-juosteessa. Pidentymisnopeus on 50 nukleotidia sekunnissa; neljä) irtisanominen- RNA-synteesin loppuun saattaminen.

Kun mRNA on kulkenut ydinvaipan huokosten läpi, se lähetetään ribosomeihin, joissa geneettinen tieto puretaan - se käännetään nukleotidien "kielestä" aminohappojen "kieleksi". Polypeptidiketjujen synteesi mRNA-templaatin mukaan, joka tapahtuu ribosomeissa, on ns. lähettää(lat. käännös - käännös).

Aminohapot, joista syntetisoidaan proteiineja, kuljetetaan ribosomeihin erityisten RNA:iden avulla, joita kutsutaan kuljetus-RNA:iksi (tRNA:iksi). Solussa on yhtä monta erilaista tRNA:ta kuin on aminohappoja koodaavia kodoneja. Jokaisen tRNA:n "arkin" yläosassa on kolmen nukleotidin sekvenssi, jotka ovat komplementaarisia mRNA:n kodonin nukleotidien kanssa. He kutsuvat häntä antikodoni. Erityinen entsyymi - kodaasi - tunnistaa tRNA:n ja kiinnittää "lehtilehteen" aminohapon - vain sen, jota koodaa antikodonille komplementaarinen tripletti. Yhden ATP-molekyylin energia kuluu kovalenttisen sidoksen muodostumiseen tRNA:n ja sen "oman" aminohapon välille.

Jotta aminohappo voidaan sisällyttää polypeptidiketjuun, sen on irrotettava tRNA:sta. Tämä tulee mahdolliseksi, kun tRNA tulee ribosomiin ja antikodoni tunnistaa kodoninsa mRNA:sta. Ribosomissa on kaksi kohtaa kahden tRNA-molekyylin sitomiseksi. Yksi näistä alueista, ns tunnustaja tRNA tulee sisään aminohapon kanssa ja kiinnittyy kodoniinsa (I). Liittyykö tämä aminohappo itseensä (hyväksyy) kasvava proteiiniketju (II)? Niiden välille muodostuu peptidisidos. tRNA, joka on nyt kiinnittynyt yhteen mRNA-kodonin kanssa luovuttaja ribosomin osa. Vapautuneeseen akseptorikohtaan tulee uusi tRNA, joka on sitoutunut aminohappoon, jonka seuraava kodoni (III) salaa. Luovuttajakohdasta irronnut polypeptidiketju siirretään jälleen tänne ja pidennetään vielä yhdellä linkillä. Kasvavassa ketjussa olevat aminohapot liittyvät sekvenssiin, jossa niitä koodaavat kodonit sijaitsevat mRNA:ssa.

Kun yksi kolmesta tripletistä löytyy ribosomista ( UAA, UAG, UGA), jotka ovat "välimerkkejä" geenien välillä, mikään tRNA ei voi ottaa paikkaa akseptorikohdassa. Tosiasia on, että ei ole olemassa antikodoneja, jotka olisivat komplementaarisia "välimerkkien" nukleotidisekvensseille. Irrotetulla ketjulla ei ole mitään kiinnitettävää akseptorikohtaan, ja se poistuu ribosomista. Proteiinisynteesi on valmis.

Prokaryooteissa proteiinisynteesi alkaa kodonista ELOK, joka sijaitsee ensimmäisellä paikalla kunkin geenin kopiossa, on ribosomissa sellaisessa asemassa, että erityisen tRNA:n antikodoni on vuorovaikutuksessa sen kanssa, formyylimentioniini. Tämä aminohapon metioniinin modifioitu muoto tulee välittömästi luovuttajakohtaan ja toimii ison kirjaimen roolissa lauseessa - minkä tahansa polypeptidiketjun synteesi alkaa siitä bakteerisolussa. Kun kolmos ELOK ei ole ensiksikin, mutta geenin kopion sisällä se koodaa aminohappoa metioniinia. Polypeptidiketjun synteesin päätyttyä formyylimetioniini lohkeaa siitä, eikä sitä ole valmiissa proteiinissa.

Proteiinien tuotannon lisäämiseksi mRNA ei usein läpäise samanaikaisesti yhtä, vaan useita ribosomeja. Mitä rakennetta yhdistää yksi mRNA-molekyyli, kutsutaan polysomi. Jokaisessa ribosomissa syntetisoidaan identtisiä proteiineja tässä helmimäisessä kokoonpanolinjassa.

Aminohappoja syötetään jatkuvasti ribosomeihin tRNA:lla. Luovutettuaan aminohapon tRNA poistuu ribosomista ja kytkeytyy kodaasin avulla. Kaikkien proteiinien tuotantoon liittyvien "kasvin palvelujen" korkea koherenssi mahdollistaa sadoista aminohapoista koostuvien polypeptidiketjujen syntetisoinnin muutamassa sekunnissa.

Geneettisen koodin ominaisuudet. Solussa tapahtuvan transkription kautta informaatio siirtyy DNA:sta proteiiniin.

DNA → mRNA → proteiini

DNA:n ja mRNA:n sisältämä geneettinen informaatio sisältyy molekyylien nukleotidisekvenssiin.

Kuinka tiedon muuntaminen nukleotidien "kielestä" aminohappojen "kieleksi" tapahtuu? Tämä käännös suoritetaan käyttämällä geneettistä koodia. koodi tai salaus, on symbolijärjestelmä tiedon muuntamiseksi toiseksi. Geneettinen koodi on järjestelmä tietojen tallentamiseksi proteiinien aminohapposekvenssistä käyttämällä mRNA:n nukleotidisekvenssiä.

Mitkä ovat geneettisen koodin ominaisuudet?

1. kolmoiskoodi. RNA sisältää neljä nukleotidia: A, G, C, W. Jos yrittäisimme nimetä yhden aminohapon yhdellä nukleotidilla, 16 aminohaposta 20:stä jäisi salaamattomiksi. Kaksikirjaiminen koodi salaa 16 aminohappoa. Luonto on luonut kolmikirjaimisen tai kolmoiskoodin. Se tarkoittaa sitä kutakin 20 aminohaposta koodaa kolmen nukleotidin sekvenssi, jota kutsutaan tripletiksi tai kodoniksi.

2. Koodi on rappeutunut. Se tarkoittaa sitä jokaista aminohappoa koodaa useampi kuin yksi kodoni. Poikkeukset: meteoniini ja tryptofaani, joista kutakin koodaa yksi tripletti.

3. Koodi on yksiselitteinen. Jokainen kodoni koodaa vain yhtä aminohappoa.

4. Geenien välillä on "välimerkkejä". Painetussa tekstissä jokaisen lauseen lopussa on piste. Useat toisiinsa liittyvät lauseet muodostavat kappaleen. Geneettisen tiedon kielellä tällainen kappale on operoni ja sitä täydentävä mRNA. Jokainen geeni prokaryoottisessa operonissa tai yksittäisessä eukaryoottigeenissä koodaa yhtä polypeptidiketjua - lausetta. Koska joissakin tapauksissa mRNA-templaattiin luodaan peräkkäin useita erilaisia ​​polypeptidiketjuja, ne on erotettava toisistaan. Tätä varten geneettisessä vuodessa on kolme erityistä triplettiä - UAA, UAG, UGA, joista jokainen osoittaa yhden polypeptidiketjun synteesin lopettamisen. Siten nämä kolmoset suorittavat välimerkkien tehtävän. Ne ovat jokaisen geenin päässä.

5. Geenissä ei ole "välimerkkejä".

6. Koodi on universaali. Geneettinen koodi on sama kaikille maan päällä eläville olennoille. Bakteereissa ja sienissä, vehnässä ja puuvillassa, kaloissa ja matoissa, sammakoissa ja ihmisissä samat kolmoset koodaavat samoja aminohappoja.

DNA:n replikaation periaatteet. Prosessilla varmistetaan geneettisen materiaalin jatkuvuus solujen ja organismien sukupolvissa replikaatio - DNA-molekyylien kahdentaminen. Tämän monimutkaisen prosessin suorittaa useiden entsyymien ja proteiinien kompleksi, joilla ei ole katalyyttistä aktiivisuutta ja jotka ovat välttämättömiä polynukleotidiketjuille halutun konformaation aikaansaamiseksi. Replikaation tuloksena muodostuu kaksi identtistä DNA:n kaksoiskierrettä. Nämä niin sanotut tytärmolekyylit eivät eroa toisistaan ​​eivätkä alkuperäisestä DNA-emomolekyylistä. Replikaatio tapahtuu solussa ennen jakautumista, joten jokainen tytärsolu saa täsmälleen samat DNA-molekyylit kuin emosolulla. Replikointiprosessi perustuu useisiin periaatteisiin:

1. täydentävyyttä. Kumpikin emo-DNA-molekyylin kahdesta juosteesta toimii templaattina sen komplementaarisen, so. täydentävä, tytärketju.

2. puolikonservatiivinen. Replikaation tuloksena muodostuu kaksi tytärkaksoisjuostetta, joista jokainen säilyttää (säilyttää) yhden emo-DNA-juosteen muuttumattomana. Tytärmolekyylien toiset ketjut syntetisoidaan uudelleen nukleotideista emo-DNA-säikeiden komplementaarisuuden perävaunua pitkin. Tytär-DNA ei eroa toisistaan ​​eikä emo-kaksoiskierteestä.

3.
anti-parallelismia. Jokaisella DNA-juosteella on tietty suuntaus. Toisessa päässä on hydroksyyliryhmä (-OH), joka on kiinnittynyt sokerideoksiriboosin 3'-hiileen, ketjun toisessa päässä on fosforihappotähde sokerin 5'-asemassa. Kaksi komplementaarista juostetta DNA-molekyylissä on suunnattu vastakkaisiin suuntiin - antiparallel. Entsyymit, jotka syntetisoivat uusia DNA-säikeitä ja joita kutsutaan DNA-polymeraaseiksi, voivat liikkua templaattisäikeitä pitkin vain yhteen suuntaan - niiden 3'-päistä 5'-päihin. Tässä tapauksessa komplementaaristen säikeiden synteesi suoritetaan aina 5'→3'-suunnassa, ts. yksinapainen. Siksi replikaatioprosessissa uusien ketjujen samanaikainen synteesi etenee vastakkaisesti.

4. katkonaisuus. Jotta uusia DNA-säikeitä voitaisiin rakentaa komplementaarisuuden periaatteen mukaisesti, kaksoiskierre on kierrettävä, eikä emosäikeiden välillä saa olla vetysidoksia.

Vain tässä tapauksessa DNA-polymeraasit pystyvät liikkumaan emosäikeitä pitkin ja käyttämään niitä templaatteina tytärsäikeiden virheettömään synteesiin. Mutta monista miljoonista emäspareista koostuvien heliksien täydellinen purkaminen liittyy niin merkittävään määrään kiertoja ja sellaisiin energiakustannuksiin, jotka ovat mahdottomia solu-olosuhteissa. Siksi replikaatio eukaryooteissa alkaa samanaikaisesti joissakin DNA-molekyylin paikoissa. Kahden pisteen välistä aluetta, josta tytärketjujen synteesi alkaa, kutsutaan replikoni. Hän on replikaatioyksikkö.

Jokainen eukaryoottisolun DNA-molekyyli sisältää monia replikoneja. Jokaisessa replikonissa voidaan nähdä replikaatiohaarukka - se osa DNA-molekyylistä, joka on jo purkautunut erityisten entsyymien vaikutuksesta. Jokainen haarukan säie toimii mallina täydentävän tytärsäikeen synteesille. Replikaation aikana haarukka liikkuu emomolekyyliä pitkin, kun taas uudet DNA-osat kiertyvät. Koska DNA-polymeraasit voivat liikkua vain yhteen suuntaan matriisin säikeitä pitkin ja säikeet ovat suuntautuneet vastakkain, jokaisessa haarassa syntetisoituu samanaikaisesti kaksi erilaista entsymaattista kompleksia. Lisäksi jokaisessa haarukassa yksi tytär (johtava) ketju kasvaa jatkuvasti, ja toinen (jäänyt) ketju syntetisoidaan erillisillä useiden nukleotidien pituisilla fragmenteilla. Tällaiset entsyymit on nimetty ne löytäneen japanilaisen tiedemiehen mukaan Okazakin fragmentit yhdistetään DNA-ligaasilla muodostaen jatkuvan ketjun. DNA-fragmenttien tytärketjujen muodostumismekanismia kutsutaan epäjatkuvaksi.

5. Aluke-DNA-polymeraasin tarve ei pysty käynnistämään johtavan juosteen synteesiä eikä myöskään jäljessä olevan juosteen Okazaki-fragmenttien synteesiä. Se voi rakentaa jo olemassa olevan polynukleotidijuosteen vain kiinnittämällä deoksiribonukleotidit peräkkäin 3'-OH-päähän. Mistä kasvavan DNA-juosteen ensimmäinen 5'-pää tulee? Sen syntetisoi DNA-templaatissa erityinen RNA-polymeraasi, nimeltään primase(Englanti Primer - siemen). Ribonukleotidialukkeen koko on pieni (alle 20 nukleotidia) verrattuna DNA-poimeraasin muodostaman DNA-ketjun kokoon. Täytti hänen Toiminnot RNA-aluke poistetaan erityisellä entsyymillä ja tämän aikana muodostunut aukko korjataan DNA-polymeraasilla, joka käyttää alukkeena viereisen Okazaki-fragmentin 3'-OH-päätä.

Lineaaristen DNA-molekyylien päiden alireplikaatioongelma. Lineaarisen emo-DNA-molekyylin molempien juosteiden 3'-päiden kanssa komplementaaristen uloimpien RNA-alukkeiden poistaminen johtaa siihen, että tytärsäikeet ovat lyhyempiä kuin 10–20 nukleotidia. Tämä on lineaaristen molekyylien päiden alireplikaatioongelma.

Eukaryoottisolut ratkaisevat lineaaristen DNA-molekyylien 3'-päiden alireplikaation ongelman käyttämällä erityistä entsyymiä - telomeraasi.

Telomeraasi on DNA-polymeraasi, joka täydentää kromosomien 3'-terminaaliset DNA-molekyylit lyhyillä toistuvilla sekvensseillä. Ne, jotka sijaitsevat peräkkäin, muodostavat säännöllisen, jopa 10 000 nukleotidin pituisen terminaalirakenteen. Telomeraasi sisältää proteiiniosan lisäksi RNA:ta, joka toimii templaattina DNA:n pidentämisessä toistoilla.

Kaavio DNA-molekyylien päiden venymisestä. Ensin tapahtuu ulkonevan DNA-pään komplementaarinen sitoutuminen telomeraasi-RNA:n templaattikohtaan, sitten telomeraasi rakentaa DNA:ta käyttämällä 3'-OH-päätään siemenenä ja RNA:ta, joka on osa entsyymiä, templaattina. Tätä vaihetta kutsutaan elongaatioksi. Sen jälkeen tapahtuu translokaatio, ts. DNA:n liike, jota jatketaan yhdellä toistolla, suhteessa entsyymiin. Tätä seuraa venyminen ja toinen translokaatio.

Tämän seurauksena muodostuu kromosomien erikoistuneita päätyrakenteita. Ne koostuvat toistuvasti toistuvista lyhyistä DNA-sekvensseistä ja spesifisistä proteiineista.

Lyhyt yhteenveto.

Yleisen biologian oppitunti.

Aihe: ”DNA on perinnöllisen tiedon kantaja.

Geneettinen koodi".

Oppitunnin tarkoitus : lujittaa tietoa DNA:n ja RNA:n rakenteesta, tutkia geenin käsitettä, geneettistä koodia, sen ominaisuuksia.

Laitteet: taulukko "Eläinsolun rakenne", "Proteiinit", DNA-malli, multimediainstallaatio,esitys power pointissa.

Tuntien aikana

1. Org. hetki …………………………………………………………………… 1-2 min.

2. Pääosa: ……………………………………………………………….. 30 min.

2.1 Aiemmin tutkitun toisto: …………………………………………….…. 12 min

2.2 Uuden materiaalin oppiminen: ……………………………………………………… 18 min

3. Kiinnitys …………………………………………………………………….8 min

2.1. Aiemmin opitun toistoa

Kysymyksiä opiskelijoille:

1. Mitä ovat proteiinit?
2. Mitkä ovat kaikkien luonnollisten proteiinien monomeerit? (20 aminohappoa).
3. Mitkä ovat proteiinien tehtävät? (Nimeä nukleiinihappojen rakenteelliset ominaisuudet)
4. Muistatko, missä DNA-molekyylejä löytyy kasvi- ja eläinsoluista?
5. Mitä täydentävyys on?
6. Nimeä RNA-tyypit.

2.2. Uuden materiaalin oppiminen

Kaikki organismin ominaisuudet määräytyvät sen proteiinikoostumuksen perusteella. Lisäksi kunkin proteiinin rakenteen määrää aminohappotähteiden sekvenssi. Tästä johtuen sukupolvelta toiselle siirtyvän perinnöllisen tiedon tulee sisältää tietoa proteiinien primäärirakenteesta.

geneettistä tietoa- tämä on tietoa kaikkien kehon proteiinien rakenteesta, jotka on suljettu DNA-molekyyleihin.

Gene - Tämä on osa DNA-molekyylistä, joka koodaa yhden polypeptidiketjun primäärirakennetta. DNA sisältää tietoa proteiinin primäärirakenteesta.

Geneettinen koodi- kolmen nukleotidin yhdistelmät, jotka koodaavat 20 tyyppistä aminohappoa, joista muodostuu proteiineja.

Geneettisen koodin ominaisuudet:

• kolmoiskoodi. Jokainen AA (aminohappo) vastaa osaa DNA-ketjusta ja vastaavasti kolmen vierekkäisen nukleotidin mRNA:ta. Tällä hetkellä geneettinen koodi on täysin purettu ja siitä on tehty kartta, eli tiedetään mitkä tripletit vastaavat yhtä tai toista aminohappoa 20:stä proteiineja muodostavasta aminohaposta.
• Koodi on yksiselitteinen. Jokainen kodoni koodaa vain yhtä AK:ta.
• Koodi on redundantti (erityinen). Tämä tarkoittaa, että jokaista AA:ta koodaa useampi kuin yksi kodoni (lukuun ottamatta metioniinia ja tryptofaania). DNA koostuu neljästä eri tyyppisestä nukleotidista, ja geenin pienin rakenneyksikkö on nukleotiditripletti. Siksi mahdollisten yhdistelmien lukumäärä on 43 = 64. Erilaisia ​​aminohappoja on vain 20. Erilaisia ​​nukleotiditriplettejä on siis enemmän kuin tarpeeksi koodaamaan kaikkia aminohappoja.
• Koodi ei mene päällekkäin. Mikä tahansa nukleotidi voi olla osa vain yhtä triplettiä.
• Geenien välillä on "välimerkkejä". 64 tripletistä - U-A-A, U-A-G, U-G-A eivät koodaa AK:ta (katso oppikirjan geneettisen koodin taulukkoa). Nämä tripletit ovat signaaleja polypeptidiketjusynteesin päättymisestä. Näiden triplettien tarve selittyy sillä, että joissakin tapauksissa mRNA:lle syntetisoituu useita polypeptidiketjuja ja näitä triplettejä käytetään erottamaan ne toisistaan.
• Koodi on universaali. Geneettinen koodi on sama kaikille maan päällä eläville organismeille.

3. Korjaus:

Tee työkirjan harjoitukset. (Työkirja oppikirjoille Zakharova V.B., Sukhova T.S. jne.)

Kotitehtävät.§ 2.10 p. 73–75, oppikirja V. B. Zakharov, S. G. Mamontov, N. I. Sonina, E. T. Zakharova, luokka 10 “Biologia. Yleinen biologia”, oppitunnin yhteenveto.

Esikatselu:

Jos haluat käyttää esitysten esikatselua, luo Google-tili (tili) ja kirjaudu sisään: https://accounts.google.com

Diojen kuvatekstit:

Aihe: ”DNA on perinnöllisen tiedon kantaja. Geneettinen koodi"

Rakenteellinen katalyyttinen (B-entsyymit) säätely (B-hormonit) supistuva kuljetus, suojaava energiavarasto

NK RNA:n rakenne _________________________________________ DNA Typpiemäs (A, G, C, U) FA-tähde Hiilihydraatti - riboosi Typpiemäs (A, G, C, T) Hiilihydraatti - deoksiriboosi FA-tähde

Ytimen kromosomeissa

Komplementaarisuus on molekyylien tai niiden osien spatiaalinen komplementaarisuus, joka johtaa vetysidosten muodostumiseen. Täydentävät rakenteet sopivat yhteen kuin "avain lukolla" (A + T) + (G + C) \u003d 100%

Geneettinen tieto on tietoa kaikkien DNA-molekyyleihin sisältyvien kehon proteiinien rakenteesta 1 geeni \u003d 1 proteiinimolekyyli

RNA-tyypit Solussa on useita RNA-tyyppejä. Ne kaikki osallistuvat proteiinisynteesiin. Siirto-RNA:t (tRNA:t) ovat pienimmät RNA:t. Ne sitovat AA:ta ja kuljettavat ne proteiinisynteesikohtaan. Viesti-RNA (i-RNA) - ne ovat 10 kertaa suurempia kuin tRNA. Niiden tehtävänä on kuljettaa tietoa proteiinin rakenteesta DNA:sta proteiinisynteesikohtaan. Ribosomaalinen RNA (rRNA) - niillä on suurin molekyylikoko, ne ovat osa ribosomeja.

Geeni on DNA-molekyylin osa, joka koodaa yhden polypeptidiketjun primäärirakennetta.Geneettinen koodi on kolmen nukleotidin yhdistelmien sarja, jotka koodaavat 20 tyyppistä aminohappoa, joista muodostuu proteiineja.

Yhtä aminohappoa koodaa kolme nukleotidia (yksi kodoni). ACT ACC GAT Tripletti, kodonigeeni AK1 AK2 AK3 proteiini Geneettisen koodin ominaisuudet: Kooditripletti. Jokainen AK vastaa osaa DNA-ketjusta ja vastaavasti kolmen vierekkäisen nukleotidin mRNA:ta.

Koodi on yksiselitteinen. Jokainen kodoni koodaa vain yhtä AK:ta. Koodi on tarpeeton. Tämä tarkoittaa, että jokaista AA:ta koodaa useampi kuin yksi kodoni (lukuun ottamatta metioniinia ja tryptofaania). Koodi ei ole päällekkäinen. Mikä tahansa nukleotidi voi olla osa vain yhtä triplettiä. Geenien välillä on "välimerkkejä" (napaisuus). 64 tripletistä - U-A-A, U-A-G, U-G-A eivät koodaa AK:ta. Koodi on universaali. Geneettinen koodi on sama kaikille maan päällä eläville organismeille.

Kotitehtävä Oppitunnin yhteenveto Valmistele viesti: "Geneettinen koodi".

Ongelmanratkaisu 1) Selvitä DNA:n geneettisen koodin taulukon avulla, mitkä AA:t ovat koodattuja triplettien avulla: CAT, TTT, GAT. 2) Piirrä geneettisen koodin taulukon avulla DNA:sta osa, joka koodaa tietoa seuraavasta proteiinin aminohapposekvenssistä: - alaniini - arginiini - valiini - glysiini - lysiini.

Sen jälkeen, kun DNA:n kaltaisen aineen molekyyliorganisaation periaate löydettiin vuonna 1953, molekyylibiologia alkoi kehittyä. Lisäksi tutkijat selvittivät tutkimusprosessin aikana, kuinka DNA yhdistetään, sen koostumus ja kuinka ihmisgenomimme on järjestetty.

Joka päivä molekyylitasolla tapahtuu monimutkaisia ​​prosesseja. Miten DNA-molekyyli on järjestetty, mistä se koostuu? Mikä rooli DNA-molekyylillä on solussa? Puhutaanpa yksityiskohtaisesti kaikista kaksoisketjun sisällä tapahtuvista prosesseista.

Mitä on perinnöllinen tieto?

Joten miten se kaikki alkoi? Vuonna 1868 löydetty bakteerien ytimistä. Ja vuonna 1928 N. Koltsov esitti teorian, jonka mukaan kaikki elävää organismia koskeva geneettinen tieto on salattu DNA:ssa. Sitten J. Watson ja F. Crick löysivät mallin nykyään tunnetulle DNA-kierteelle vuonna 1953, josta he ansaitsivat tunnustuksen ja palkinnon - Nobel-palkinnon.

Mikä DNA muuten on? Tämä aine koostuu 2 yhdistetystä langasta, tarkemmin sanottuna spiraaleista. Sellaisen ketjun osaa, jossa on tiettyä tietoa, kutsutaan geeniksi.

DNA tallentaa kaiken tiedon siitä, millaisia ​​proteiineja muodostuu ja missä järjestyksessä. DNA-makromolekyyli on uskomattoman laajan tiedon materiaalikantaja, joka on tallennettu tiukkaan yksittäisten rakennuspalikoiden - nukleotidien - sekvenssiin. Nukleotideja on yhteensä 4, ne täydentävät toisiaan kemiallisesti ja geometrisesti. Tätä täydentämisen tai täydentävyyden periaatetta tieteessä kuvataan myöhemmin. Tällä säännöllä on keskeinen rooli geneettisen tiedon koodauksessa ja dekoodauksessa.

Koska DNA-juoste on uskomattoman pitkä, tässä sekvenssissä ei ole toistoja. Jokaisella elävällä olennolla on oma ainutlaatuinen DNA-juostensa.

DNA:n toiminnot

Toimintoja ovat perinnöllisen tiedon tallentaminen ja välittäminen jälkeläisille. Ilman tätä toimintoa lajin genomia ei voitaisi säilyttää ja kehittää vuosituhansien aikana. Organismit, jotka ovat läpikäyneet suuria geenimutaatioita, eivät todennäköisemmin selviä hengissä tai menettävät kykynsä tuottaa jälkeläisiä. Joten on olemassa luonnollinen suoja lajin rappeutumista vastaan.

Toinen tärkeä tehtävä on tallennetun tiedon toteuttaminen. Solu ei pysty valmistamaan elintärkeää proteiinia ilman kaksoisjuosteeseen tallennettuja ohjeita.

Nukleiinihappojen koostumus

Nyt tiedetään jo luotettavasti, mistä itse nukleotidit, DNA:n rakennuspalikat, koostuvat. Ne sisältävät 3 ainetta:

• Ortofosforihappo.
• typpipitoinen emäs. Pyrimidiiniemäkset - joilla on vain yksi rengas. Näitä ovat tymiini ja sytosiini. Puriiniemäkset, jotka sisältävät 2 rengasta. Nämä ovat guaniini ja adeniini.
• Sakkaroosi. DNA sisältää deoksiriboosia, RNA sisältää riboosia.

Nukleotidien lukumäärä on aina yhtä suuri kuin typpipitoisten emästen lukumäärä. Erityisissä laboratorioissa nukleotidi pilkotaan ja siitä eristetään typpipitoinen emäs. Joten he tutkivat näiden nukleotidien yksittäisiä ominaisuuksia ja mahdollisia mutaatioita niissä.

Perinnöllisen tiedon organisoinnin tasot

Organisaatiotasoja on 3: geeni, kromosomaalinen ja genominen. Kaikki uuden proteiinin synteesiin tarvittava tieto sisältyy pieneen ketjun osaan - geeniin. Toisin sanoen geeniä pidetään alimpana ja yksinkertaisimpana koodausinformaation tasona.

Geenit puolestaan ​​​​koottuvat kromosomeiksi. Tällaisen perinnöllisen materiaalin kantajan organisaation ansiosta piirteiden ryhmät vuorottelevat tiettyjen lakien mukaisesti ja siirtyvät sukupolvelta toiselle. On huomattava, että kehossa on uskomattoman monia geenejä, mutta tietoa ei katoa, vaikka se yhdistettäisiin monta kertaa.

On olemassa useita geenejä:

• toiminnallisen tarkoituksensa mukaan erotetaan 2 tyyppiä: rakenteelliset ja säätelysekvenssit;
• solussa tapahtuviin prosesseihin kohdistuvan vaikutuksen mukaan on: supervitaalisia, tappavia, ehdollisesti tappavia geenejä sekä mutaattori- ja antimutaattorigeenejä.

Geenit on järjestetty kromosomia pitkin lineaariseen järjestykseen. Kromosomeissa tieto ei ole satunnaisesti kohdistettu, vaan on tietty järjestys. Siellä on jopa kartta, joka näyttää sijainnit tai geenilokukset. Tiedetään esimerkiksi, että tiedot lapsen silmien väristä on salattu kromosomiin numero 18.

Mikä on genomi? Tämä on kehon solun koko nukleotidisekvenssien nimi. Genomi luonnehtii koko lajia, ei yhtä yksilöä.

Mikä on ihmisen geneettinen koodi?

Tosiasia on, että koko inhimillisen kehityksen valtava potentiaali on asetettu jo hedelmöitysvaiheessa. Kaikki perinnöllinen tieto, joka on välttämätöntä tsygootin kehittymiselle ja lapsen kasvulle syntymän jälkeen, on salattu geeneihin. DNA:n osat ovat perinnöllisimpiä tiedon kantajia.

Ihmisellä on 46 kromosomia tai 22 somaattista paria sekä yksi sukupuolen määräävä kromosomi jokaiselta vanhemmalta. Tämä diploidinen kromosomisarja koodaa ihmisen koko fyysisen ulkonäön, hänen henkisiä ja fyysisiä kykyjään sekä alttiutta sairauksille. Somaattiset kromosomit ovat ulkoisesti erottamattomia, mutta ne kuljettavat erilaista tietoa, koska yksi niistä on isältä ja toinen äidiltä.

Miesten koodi eroaa naisen koodista viimeisen kromosomiparin - XY -koodissa. Naisten diploidisarja on viimeinen pari, XX. Miehet saavat yhden X-kromosomin biologiselta äidiltään, ja sitten se siirtyy heidän tyttärilleen. Y-sukupuolikromosomi siirtyy pojille.

Ihmisen kromosomien koko vaihtelee suuresti. Esimerkiksi pienin kromosomipari on #17. Ja suurin pari on 1 ja 3.

Kaksoiskierteen halkaisija ihmisillä on vain 2 nm. DNA on niin tiukasti kietoutunut, että se sopii solun pieneen ytimeen, vaikka se on jopa 2 metriä pitkä, jos se puretaan. Heliksin pituus on satoja miljoonia nukleotideja.

Miten geneettinen koodi välittyy?

Joten, mikä rooli DNA-molekyylillä on solussa jakautumisen aikana? Geenit - perinnöllisen tiedon kantajat - ovat kehon jokaisessa solussa. Siirtääkseen koodinsa tytärorganismille monet olennot jakavat DNA:nsa kahteen identtiseen heliksiin. Tätä kutsutaan replikaatioksi. Replikaatioprosessissa DNA purkautuu ja erityiset "koneet" täydentävät jokaisen ketjun. Geneettisen heliksin kaksihaaraisuuden jälkeen ydin ja kaikki organellit alkavat jakautua ja sitten koko solu.

Mutta ihmisellä on erilainen geeninsiirtoprosessi - seksuaalinen. Isän ja äidin merkit ovat sekoittuneet, uusi geneettinen koodi sisältää tietoa molemmilta vanhemmilta.

Perinnöllisen tiedon tallentaminen ja välittäminen on mahdollista DNA-kierteen monimutkaisen organisaation ansiosta. Loppujen lopuksi, kuten sanoimme, proteiinien rakenne on salattu geeneissä. Kun tämä koodi on luotu hedelmöityshetkellä, se kopioi itsensä läpi elämän. Karyotyyppi (henkilökohtainen kromosomisarja) ei muutu elinsolujen uusiutumisen aikana. Tiedonvälitys tapahtuu sukupuolisugasolujen - miehen ja naisen - avulla.

Vain virukset, jotka sisältävät yhden RNA-juosteen, eivät pysty välittämään tietojaan jälkeläisilleen. Siksi ne tarvitsevat lisääntyäkseen ihmisen tai eläimen soluja.

Perinnöllisten tietojen toteutus

Tärkeitä prosesseja tapahtuu jatkuvasti solun ytimessä. Kaikkea kromosomeihin tallennettua tietoa käytetään proteiinien rakentamiseen aminohapoista. Mutta DNA-juoste ei koskaan poistu ytimestä, joten täällä tarvitaan toinen tärkeä yhdiste, RNA. Vain RNA pystyy tunkeutumaan ydinkalvon läpi ja olemaan vuorovaikutuksessa DNA-ketjun kanssa.

DNA:n ja kolmen RNA-tyypin vuorovaikutuksen kautta kaikki koodattu informaatio toteutuu. Millä tasolla perinnöllisen tiedon toteutus on? Kaikki vuorovaikutukset tapahtuvat nukleotiditasolla. Viesti-RNA kopioi osan DNA-ketjusta ja tuo tämän kopion ribosomiin. Tästä alkaa uuden molekyylin nukleotidien synteesi.

Jotta mRNA voisi kopioida tarvittavan osan ketjusta, heliksi avautuu ja palautuu uudelleen koodausprosessin päätyttyä. Lisäksi tämä prosessi voi tapahtua samanaikaisesti yhden kromosomin kahdella puolella.

Täydentävyyden periaate

Ne koostuvat 4 nukleotidista - nämä ovat adeniini (A), guaniini (G), sytosiini (C), tymiini (T). Ne on yhdistetty vetysidoksilla komplementaarisuussäännön mukaisesti. E. Chargaffin työt auttoivat vahvistamaan tämän säännön, koska tiedemies huomasi joitakin malleja näiden aineiden käyttäytymisessä. E. Chargaff havaitsi, että adeniinin moolisuhde tymiiniin on yhtä suuri kuin yksi. Ja samalla tavalla guaniinin suhde sytosiiniin on aina yhtä suuri kuin yksi.

Hänen työnsä perusteella geneetikot ovat muodostaneet säännön nukleotidien vuorovaikutuksesta. Komplementaarisuuden sääntö sanoo, että adeniini yhdistyy vain tymiinin kanssa ja guaniini sytosiinin kanssa. Kierteen dekoodauksen ja uuden proteiinin synteesin aikana ribosomissa tämä vuorottelusääntö auttaa löytämään nopeasti tarvittavan aminohapon, joka on kiinnittynyt siirto-RNA:han.

RNA ja sen tyypit

Mitä on perinnöllinen tieto? nukleotidit DNA:n kaksoisjuosteessa. Mikä on RNA? Mikä on hänen työnsä? RNA eli ribonukleiinihappo auttaa poimimaan tietoa DNA:sta, purkamaan sitä ja komplementaarisuuden periaatteen perusteella luomaan soluille välttämättömiä proteiineja.

Yhteensä eristetään 3 tyyppistä RNA:ta. Jokainen niistä suorittaa tiukasti tehtävänsä.

1. Informatiivinen (mRNA), tai sitä kutsutaan myös matriisiksi. Se menee suoraan solun keskelle, ytimeen. Se löytää yhdestä kromosomista tarvittavan geneettisen materiaalin proteiinin rakentamiseen ja kopioi kaksoisketjun yhden puolen. Kopiointi tapahtuu jälleen täydentävyysperiaatteen mukaisesti.
2. Kuljetus on pieni molekyyli, jonka toisella puolella on nukleotididekooderit ja toisella puolella pääkoodia vastaavat aminohapot. tRNA:n tehtävänä on toimittaa se "työpajaan" eli ribosomiin, jossa se syntetisoi tarvittavan aminohapon.
3. rRNA on ribosomaalinen. Se säätelee tuotetun proteiinin määrää. Koostuu 2 osasta - aminohappo- ja peptidikohdasta.

Ainoa ero dekoodauksessa on se, että RNA:ssa ei ole tymiiniä. Tymiinin sijasta tässä on urasiili. Mutta sitten proteiinisynteesin prosessissa tRNA:lla se muodostaa silti oikein kaikki aminohapot. Jos tiedon dekoodauksessa on virheitä, tapahtuu mutaatio.

Vaurioituneen DNA-molekyylin korjaaminen

Vaurioituneen kaksoisnauhan korjaamista kutsutaan korjaamiseksi. Korjausprosessin aikana vaurioituneet geenit poistetaan.

Sitten vaadittu elementtisarja toistetaan tarkasti ja kaatuu takaisin samaan kohtaan ketjussa, josta se purettiin. Kaikki tämä tapahtuu erityisten kemikaalien - entsyymien ansiosta.

Miksi mutaatioita tapahtuu?

Miksi jotkut geenit alkavat mutatoitua ja lakkaavat täyttämästä tehtäväänsä - tärkeän perinnöllisen tiedon varastointia? Tämä johtuu dekoodausvirheestä. Esimerkiksi jos adeniini korvataan vahingossa tymiinillä.

On myös kromosomi- ja genomimutaatioita. Kromosomimutaatioita esiintyy, kun osia perinnöllisistä tiedoista puuttuu, kopioidaan tai jopa siirretään ja integroidaan toiseen kromosomiin.

Genomiset mutaatiot ovat vakavimpia. Niiden syy on kromosomien lukumäärän muutos. Eli kun parin - diploidisen joukon sijasta karyotyypissä on triploidijoukko.

Tunnetuin esimerkki triploidimutaatiosta on Downin oireyhtymä, jossa henkilökohtainen kromosomisarja on 47. Tällaisilla lapsilla muodostuu 3 kromosomia 21. parin tilalle.

On myös sellainen mutaatio kuin polyploidia. Mutta polyploidia löytyy vain kasveista.