1. O código genético é triplo. 3 nucleotídeos adjacentes carregam informações sobre um aminoácido. Pode haver 64 trigêmeos (isso mostra a redundância do código genético), mas apenas 61 deles carregam informações sobre a proteína (códons). 3 trigêmeos são chamados de anticódons, eles são sinais de parada nos quais a síntese de proteínas é interrompida.

2. O código genético é degenerado (20 aminoácidos e 61 códons), ou seja, um aminoácido pode ser codificado por vários códons (de dois a seis). A metionina e o triptofano têm um códon cada, porque a síntese de proteínas começa com eles (sinal de início).

3. O código é inequívoco - ele carrega informações sobre apenas um aminoácido.

4. O código é colinear, ou seja, A sequência de nucleotídeos em um gene corresponde à sequência de aminoácidos em uma proteína.

5. O código genético não se sobrepõe e é compacto - o mesmo nucleotídeo não pode fazer parte de dois códons diferentes, a leitura ocorre continuamente, em sequência, até o códon de parada. Não há "sinais de pontuação" no código.

6. O código genético é universal - o mesmo para todos os seres vivos, ou seja, o mesmo tripleto codifica para o mesmo aminoácido. 66. O que é transcrição reversa? Como esse processo está relacionado ao desenvolvimento de vírus?

A TRANSCRIÇÃO REVERSA é um método de obtenção de uma cópia de DNA de fita dupla de RNA de um vírus. A técnica é frequentemente usada em ENGENHARIA GENÉTICA para obter cópias de RNA de INFORMAÇÃO na forma de DNA. Conseguido usando a enzima revertase, que é encontrada em RETROVIRUS.

Os vírus que usam transcrição reversa contêm RNA de fita simples ou DNA de fita dupla. Vírus contendo RNA capazes de transcrição reversa (retrovírus, por exemplo, HIV) usam uma cópia de DNA do genoma como uma molécula intermediária na replicação de RNA, e aqueles contendo DNA (pararetrovírus, por exemplo, vírus da hepatite B) usam RNA. Em ambos os casos, é utilizada a transcriptase reversa, ou polimerase de DNA dependente de RNA.

Os retrovírus inserem o DNA produzido por transcrição reversa no genoma do hospedeiro, um estado do vírus chamado provírus. Os vírus que usam transcrição reversa são suscetíveis a drogas antivirais.

67. Descreva a estrutura dos genes eucarióticos. Como os genes eucarióticos são diferentes dos procariontes?

Um gene é uma seção de DNA da qual o RNA é copiado.

A estrutura dos genes em eucariotos: o modelo geralmente aceito da estrutura do gene - exon - estrutura do íntron.

Um éxon é uma sequência de DNA que está presente no RNA maduro. Um gene deve conter pelo menos um éxon. Em média, um gene contém 8 éxons. Os fatores de iniciação e terminação da transcrição estão incluídos no primeiro e último exons, respectivamente.

Um íntron é uma sequência de DNA incluída entre os éxons que não faz parte do RNA maduro. Os íntrons têm certas sequências de nucleotídeos que definem seus limites com os éxons: na 5ª extremidade - GU, na 3ª - AG. Eles podem codificar RNAs reguladores.

O sinal de poliadenilação 5 - AATAAA -3 está incluído no último exão. Os sítios poli protegem o mRNA da degradação.

5 e 3 sequências flanqueadoras - a cópia do gene ocorre na direção 5-3, nos flancos existem sítios específicos que limitam o gene e contêm elementos reguladores de sua transcrição.

Elementos reguladores - promotor, potenciadores, silenciadores, isolantes (contribuem para a formação de alças cromossômicas que limitam a influência de elementos reguladores vizinhos).

Os genes eucarióticos diferem significativamente em estrutura e transcrição dos genes procarióticos. Sua característica distintiva é a descontinuidade, ou seja, a alternância de sequências de nucleotídeos presentes (exons) ou não presentes (íntrons) no mRNA. Os genes eucarióticos não são agrupados em operons, então cada um deles tem seu próprio promotor e terminador de transcrição.

Informação relacionada:

1. A. Reino Animal e Vegetal página 6. Mesmo que as partículas elementares - a base do mundo material - exibam propriedades tão contraditórias

Código genético- um sistema de registo de informação genética no ADN (ARN) sob a forma de uma determinada sequência de nucleótidos. Uma determinada sequência de nucleótidos no ADN e ARN corresponde a uma determinada sequência de aminoácidos nas cadeias polipeptídicas das proteínas. É costume escrever o código usando letras maiúsculas do alfabeto russo ou latino. Cada nucleotídeo é designado pela letra que inicia o nome da base nitrogenada que faz parte de sua molécula: A (A) - adenina, G (G) - guanina, C (C) - citosina, T (T) - timina; em RNA em vez de timinuracil - U (U). A sequência de nucleotídeos determina a sequência de incorporação de AA na proteína sintetizada.

Propriedades do código genético:

1. Triplicidade- uma unidade significativa do código é uma combinação de três nucleotídeos (tripleto ou códon).
2. Continuidade- não há sinais de pontuação entre os trigêmeos, ou seja, a informação é lida continuamente.
3. Não sobreposição- o mesmo nucleotídeo não pode fazer parte de dois ou mais trigêmeos ao mesmo tempo (não observado para alguns genes sobrepostos de vírus, mitocôndrias e bactérias que codificam várias proteínas de mudança de quadro).
4. Singularidade(especificidade) - um determinado códon corresponde a apenas um aminoácido (no entanto, o códon UGA em Euplotescrassus codifica dois aminoácidos - cisteína e selenocisteína)
5. Degeneração(redundância) - vários códons podem corresponder ao mesmo aminoácido.
6. Versatilidade- o código genético funciona da mesma maneira em organismos de diferentes níveis de complexidade - de vírus a humanos (os métodos de engenharia genética são baseados nisso; há várias exceções, mostradas na tabela em "Variações do código genético padrão " seção abaixo).

Condições para a biossíntese

A biossíntese de proteínas requer a informação genética de uma molécula de DNA; RNA informativo - o transportador dessa informação do núcleo para o local de síntese; ribossomos - organelas onde ocorre a síntese protéica real; um conjunto de aminoácidos no citoplasma; transportar RNAs que codificam aminoácidos e transportá-los para o local de síntese nos ribossomos; O ATP é uma substância que fornece energia para o processo de codificação e biossíntese.

Estágios

Transcrição- o processo de biossíntese de todos os tipos de RNA na matriz de DNA, que ocorre no núcleo.

Uma certa seção da molécula de DNA é desspiralizada, as ligações de hidrogênio entre as duas cadeias são destruídas sob a ação de enzimas. Em uma fita de DNA, como em uma matriz, uma cópia de RNA é sintetizada a partir de nucleotídeos de acordo com o princípio complementar. Dependendo da região do DNA, RNAs ribossômicos, de transporte e informativos são sintetizados dessa maneira.

Após a síntese do mRNA, ele deixa o núcleo e vai para o citoplasma para o local de síntese de proteínas nos ribossomos.

Transmissão- o processo de síntese de cadeias polipeptídicas, realizado nos ribossomos, onde o mRNA é um intermediário na transferência de informações sobre a estrutura primária da proteína.

A biossíntese de proteínas consiste em uma série de reações.

1. Ativação e codificação de aminoácidos. O tRNA tem a forma de uma folha de trevo, na alça central da qual existe um anticódon tripleto correspondente ao código de um determinado aminoácido e o códon do mRNA. Cada aminoácido é conectado ao tRNA correspondente usando a energia do ATP. Um complexo tRNA-aminoácido é formado, que entra nos ribossomos.

2. Formação do complexo mRNA-ribossoma. O mRNA no citoplasma é conectado por ribossomos no RE granular.

3. Montagem da cadeia polipeptídica. tRNA com aminoácidos, de acordo com o princípio da complementaridade do anticódon com o códon, combinam-se com o mRNA e entram no ribossomo. No centro peptídico do ribossomo, uma ligação peptídica é formada entre dois aminoácidos, e o tRNA liberado deixa o ribossomo. Ao mesmo tempo, o mRNA avança um tripleto de cada vez, introduzindo um novo tRNA - um aminoácido e removendo o tRNA liberado do ribossomo. Todo o processo é alimentado por ATP. Um mRNA pode combinar-se com vários ribossomos, formando um polissoma, onde muitas moléculas de uma proteína são sintetizadas simultaneamente. A síntese termina quando códons sem sentido (códigos de parada) começam no mRNA. Os ribossomos são separados do mRNA, as cadeias polipeptídicas são removidas deles. Como todo o processo de síntese ocorre no retículo endoplasmático granular, as cadeias polipeptídicas resultantes entram nos túbulos EPS, onde adquirem a estrutura final e se transformam em moléculas de proteína.

Todas as reações de síntese são catalisadas por enzimas especiais usando energia ATP. A taxa de síntese é muito alta e depende do comprimento do polipeptídeo. Por exemplo, no ribossomo de Escherichia coli, uma proteína de 300 aminoácidos é sintetizada em aproximadamente 15-20 segundos.

Eles se alinham em cadeias e, assim, são obtidas sequências de letras genéticas.

Código genético

As proteínas de quase todos os organismos vivos são construídas a partir de apenas 20 tipos de aminoácidos. Esses aminoácidos são chamados canônicos. Cada proteína é uma cadeia ou várias cadeias de aminoácidos conectadas em uma sequência estritamente definida. Essa sequência determina a estrutura da proteína e, portanto, todas as suas propriedades biológicas.

C

CUU (Leu/L)Leucina
CUC (Leu/L) Leucina
CUA (Leu/L) Leucina
CUG (Leu/L) Leucina

Em algumas proteínas, aminoácidos não padronizados, como selenocisteína e pirrolisina, são inseridos pelo ribossomo de leitura do códon de parada, que depende das sequências no mRNA. A selenocisteína é agora considerada como o 21º e a pirrolisina como o 22º aminoácido que compõe as proteínas.

Apesar dessas exceções, o código genético de todos os organismos vivos tem características comuns: um códon é composto por três nucleotídeos, onde os dois primeiros são definidores, os códons são traduzidos por tRNA e ribossomos em uma sequência de aminoácidos.

Desvios do código genético padrão.

Exemplo	códon	Valor normal	Lê como:
Alguns tipos de levedura do gênero Candida	CUG	Leucina	Sereno
Mitocôndrias, especialmente Saccharomyces cerevisiae	CU(U, C, A, G)	Leucina	Sereno
Mitocôndrias de plantas superiores	CGG	Arginina	triptofano
Mitocôndrias (em todos os organismos estudados, sem exceção)	UGA	Pare	triptofano
Mitocôndrias de mamíferos, Drosophila, S.cerevisiae e muitos simples	AUA	Isoleucina	Metionina = Iniciar
procariontes	GUG	Valina	Começar
Eucariotos (raro)	CUG	Leucina	Começar
Eucariotos (raro)	GUG	Valina	Começar
Procariotos (raro)	UUG	Leucina	Começar
Eucariotos (raro)	ACG	Treonina	Começar
Mitocôndrias de mamíferos	AGC, AGU	Sereno	Pare
Mitocôndrias de Drosophila	AGA	Arginina	Pare
Mitocôndrias de mamíferos	UMA MORDAÇA)	Arginina	Pare

A história das ideias sobre o código genético

No entanto, no início da década de 1960, novos dados revelaram o fracasso da hipótese do "código sem vírgula". Em seguida, experimentos mostraram que os códons, considerados por Crick como sem sentido, podem provocar a síntese de proteínas em um tubo de ensaio e, em 1965, o significado de todos os 64 trigêmeos foi estabelecido. Descobriu-se que alguns códons são simplesmente redundantes, ou seja, vários aminoácidos são codificados por dois, quatro ou até seis trigêmeos.

Veja também

Notas

1. O código genético suporta a inserção direcionada de dois aminoácidos por um códon. Turanov AA, Lobanov AV, Fomenko DE, Morrison HG, Sogin ML, Klobutcher LA, Hatfield DL, Gladyshev VN. Ciência. 9 de janeiro de 2009;323(5911):259-61.
2. O códon AUG codifica a metionina, mas também serve como um códon de início - como regra, a tradução começa a partir do primeiro códon AUG do mRNA.
3. NCBI: "Os códigos genéticos", compilado por Andrzej (Anjay) Elzanowski e Jim Ostell
4. Jukes TH, Osawa S, O código genético nas mitocôndrias e cloroplastos., Experiência. 1 de dezembro de 1990;46(11-12):1117-26.
5. Osawa S, Jukes TH, Watanabe K, Muto A (março de 1992). "Evidências recentes para a evolução do código genético". microbiol. Rev. 56 (1): 229–64. PMID 1579111.
6. SANGER F. (1952). "O arranjo de aminoácidos em proteínas.". Adv Protein Chem. 7 : 1-67. PMID 14933251.
7. M. Ichas código biológico. - Mundo, 1971.
8. WATSON JD, CRICK FH. (abril de 1953). «Estrutura molecular dos ácidos nucleicos; uma estrutura para ácido nucleico desoxirribose.". Natureza 171 : 737-738. PMID 13054692.
9. WATSON JD, CRICK FH. (maio de 1953). "Implicações genéticas da estrutura do ácido desoxirribonucleico.". Natureza 171 : 964-967. PMID 13063483.
10. Crick F. H. (abril de 1966). "O código genético - ontem, hoje e amanhã." Cold Spring Harb Sym Quant Biol.: 1-9. PMID 5237190.
11. G. GAMOW (fevereiro de 1954). "Possível relação entre ácido desoxirribonucleico e estruturas de proteínas". Natureza 173 : 318. DOI: 10.1038/173318a0 . PMID 13882203.
12. GAMOW G, RICH A, YCAS M. (1956). "O problema da transferência de informação dos ácidos nucleicos para as proteínas.". Adv Biol Med Phys. 4 : 23-68. PMID 13354508 .
13. Gamow G, Ycas M. (1955). CORRELAÇÃO ESTATÍSTICA DA COMPOSIÇÃO DE PROTEÍNAS E ÁCIDO RIBONUCLEICO. ". Proc Natl Acad Sci U S A. 41 : 1011-1019. PMID 16589789.
14. Crick FH, Griffith JS, Orgel LE. (1957). CÓDIGOS SEM VÍRGULAS. ". Proc Natl Acad Sci U S A. 43 : 416-421. PMID 16590032.
15. Hayes B. (1998). "A invenção do código genético." (Reimpressão em PDF). cientista americano 86 : 8-14.

Literatura

• Azimov A. Código genético. Da teoria da evolução à decodificação do DNA. - M.: Tsentrpoligraf, 2006. - 208 s - ISBN 5-9524-2230-6.
• Ratner V. A. Código genético como sistema - Soros Educational Journal, 2000, 6, No. 3, pp. 17-22.
• Crick FH, Barnett L, Brenner S, Watts-Tobin RJ. Natureza geral do código genético das proteínas - Nature, 1961 (192), pp. 1227-32

Links

• Código genético- artigo da Grande Enciclopédia Soviética

Fundação Wikimedia. 2010.

Sob o código genético, costuma-se entender tal sistema de sinais denotando o arranjo sequencial de compostos nucleotídeos em DNA e RNA, que corresponde a outro sistema de sinais que exibe a sequência de compostos de aminoácidos em uma molécula de proteína.

É importante!

Quando os cientistas conseguiram estudar as propriedades do código genético, a universalidade foi reconhecida como uma das principais. Sim, por mais estranho que possa parecer, tudo está unido por um código genético universal e comum. Foi formado durante um longo período de tempo e o processo terminou há cerca de 3,5 bilhões de anos. Portanto, na estrutura do código podem ser traçados traços de sua evolução, desde o momento de sua criação até os dias atuais.

Quando se fala em sequência de elementos no código genético, significa que está longe de ser caótico, mas tem uma ordem estritamente definida. E isso também determina em grande parte as propriedades do código genético. Isso é equivalente ao arranjo de letras e sílabas nas palavras. Vale a pena quebrar a ordem habitual, e a maior parte do que vamos ler nas páginas de livros ou jornais se transformará em bobagens ridículas.

Propriedades básicas do código genético

Normalmente, o código carrega algumas informações criptografadas de uma maneira especial. Para decifrar o código, você precisa conhecer as características distintivas.

Assim, as principais propriedades do código genético são:

• trio;
• degeneração ou redundância;
• singularidade;
• continuidade;
• a versatilidade já mencionada acima.

Vamos dar uma olhada em cada propriedade.

1. Triplicidade

É quando três compostos de nucleotídeos formam uma cadeia sequencial dentro de uma molécula (ou seja, DNA ou RNA). Como resultado, um composto tripleto é criado ou codifica um dos aminoácidos, sua localização na cadeia peptídica.

Os códons (são palavras-código!) distinguem-se por sua sequência de conexão e pelo tipo dos compostos nitrogenados (nucleotídeos) que os compõem.

Em genética, costuma-se distinguir 64 tipos de códons. Eles podem formar combinações de quatro tipos de nucleotídeos, 3 em cada. Isso equivale a elevar o número 4 à terceira potência. Assim, é possível a formação de 64 combinações de nucleotídeos.

2. Redundância do código genético

Essa propriedade é observada quando vários códons são necessários para criptografar um aminoácido, geralmente dentro de 2-6. E apenas o triptofano pode ser codificado com um único tripleto.

3. Singularidade

Está incluído nas propriedades do código genético como um indicador de herança genética saudável. Por exemplo, o trigêmeo GAA em sexto lugar na cadeia pode informar os médicos sobre um bom estado do sangue, sobre a hemoglobina normal. É ele quem carrega informações sobre a hemoglobina, e também é codificada por ele. E se uma pessoa está anêmica, um dos nucleotídeos é substituído por outra letra do código - U, que é um sinal da doença.

4. Continuidade

Ao escrever essa propriedade do código genético, deve-se lembrar que os códons, como elos da cadeia, estão localizados não à distância, mas em proximidade direta, um após o outro na cadeia do ácido nucleico, e essa cadeia não é interrompida - tem sem começo nem fim.

5. Versatilidade

Nunca se deve esquecer que tudo na Terra está unido por um código genético comum. E, portanto, em um primata e uma pessoa, em um inseto e um pássaro, um baobá de cem anos e uma folha de grama que mal saiu do solo, aminoácidos semelhantes são codificados em trigêmeos idênticos.

É nos genes que estão armazenadas as informações básicas sobre as propriedades de um organismo, uma espécie de programa que o organismo herda daqueles que viveram antes e que existe como código genético.

Eles se alinham em cadeias e, assim, são obtidas sequências de letras genéticas.

Código genético

As proteínas de quase todos os organismos vivos são construídas a partir de apenas 20 tipos de aminoácidos. Esses aminoácidos são chamados canônicos. Cada proteína é uma cadeia ou várias cadeias de aminoácidos conectadas em uma sequência estritamente definida. Essa sequência determina a estrutura da proteína e, portanto, todas as suas propriedades biológicas.

C

CUU (Leu/L)Leucina
CUC (Leu/L) Leucina
CUA (Leu/L) Leucina
CUG (Leu/L) Leucina

Em algumas proteínas, aminoácidos não padronizados, como selenocisteína e pirrolisina, são inseridos pelo ribossomo de leitura do códon de parada, que depende das sequências no mRNA. A selenocisteína é agora considerada como o 21º e a pirrolisina como o 22º aminoácido que compõe as proteínas.

Apesar dessas exceções, o código genético de todos os organismos vivos tem características comuns: um códon é composto por três nucleotídeos, onde os dois primeiros são definidores, os códons são traduzidos por tRNA e ribossomos em uma sequência de aminoácidos.

Desvios do código genético padrão.

Exemplo	códon	Valor normal	Lê como:
Alguns tipos de levedura do gênero Candida	CUG	Leucina	Sereno
Mitocôndrias, especialmente Saccharomyces cerevisiae	CU(U, C, A, G)	Leucina	Sereno
Mitocôndrias de plantas superiores	CGG	Arginina	triptofano
Mitocôndrias (em todos os organismos estudados, sem exceção)	UGA	Pare	triptofano
Mitocôndrias de mamíferos, Drosophila, S.cerevisiae e muitos simples	AUA	Isoleucina	Metionina = Iniciar
procariontes	GUG	Valina	Começar
Eucariotos (raro)	CUG	Leucina	Começar
Eucariotos (raro)	GUG	Valina	Começar
Procariotos (raro)	UUG	Leucina	Começar
Eucariotos (raro)	ACG	Treonina	Começar
Mitocôndrias de mamíferos	AGC, AGU	Sereno	Pare
Mitocôndrias de Drosophila	AGA	Arginina	Pare
Mitocôndrias de mamíferos	UMA MORDAÇA)	Arginina	Pare

A história das ideias sobre o código genético

No entanto, no início da década de 1960, novos dados revelaram o fracasso da hipótese do "código sem vírgula". Em seguida, experimentos mostraram que os códons, considerados por Crick como sem sentido, podem provocar a síntese de proteínas em um tubo de ensaio e, em 1965, o significado de todos os 64 trigêmeos foi estabelecido. Descobriu-se que alguns códons são simplesmente redundantes, ou seja, vários aminoácidos são codificados por dois, quatro ou até seis trigêmeos.

Veja também

Notas

1. O código genético suporta a inserção direcionada de dois aminoácidos por um códon. Turanov AA, Lobanov AV, Fomenko DE, Morrison HG, Sogin ML, Klobutcher LA, Hatfield DL, Gladyshev VN. Ciência. 9 de janeiro de 2009;323(5911):259-61.
2. O códon AUG codifica a metionina, mas também serve como um códon de início - como regra, a tradução começa a partir do primeiro códon AUG do mRNA.
3. NCBI: "Os códigos genéticos", compilado por Andrzej (Anjay) Elzanowski e Jim Ostell
4. Jukes TH, Osawa S, O código genético nas mitocôndrias e cloroplastos., Experiência. 1 de dezembro de 1990;46(11-12):1117-26.
5. Osawa S, Jukes TH, Watanabe K, Muto A (março de 1992). "Evidências recentes para a evolução do código genético". microbiol. Rev. 56 (1): 229–64. PMID 1579111.
6. SANGER F. (1952). "O arranjo de aminoácidos em proteínas.". Adv Protein Chem. 7 : 1-67. PMID 14933251.
7. M. Ichas código biológico. - Mundo, 1971.
8. WATSON JD, CRICK FH. (abril de 1953). «Estrutura molecular dos ácidos nucleicos; uma estrutura para ácido nucleico desoxirribose.". Natureza 171 : 737-738. PMID 13054692.
9. WATSON JD, CRICK FH. (maio de 1953). "Implicações genéticas da estrutura do ácido desoxirribonucleico.". Natureza 171 : 964-967. PMID 13063483.
10. Crick F. H. (abril de 1966). "O código genético - ontem, hoje e amanhã." Cold Spring Harb Sym Quant Biol.: 1-9. PMID 5237190.
11. G. GAMOW (fevereiro de 1954). "Possível relação entre ácido desoxirribonucleico e estruturas de proteínas". Natureza 173 : 318. DOI: 10.1038/173318a0 . PMID 13882203.
12. GAMOW G, RICH A, YCAS M. (1956). "O problema da transferência de informação dos ácidos nucleicos para as proteínas.". Adv Biol Med Phys. 4 : 23-68. PMID 13354508 .
13. Gamow G, Ycas M. (1955). CORRELAÇÃO ESTATÍSTICA DA COMPOSIÇÃO DE PROTEÍNAS E ÁCIDO RIBONUCLEICO. ". Proc Natl Acad Sci U S A. 41 : 1011-1019. PMID 16589789.
14. Crick FH, Griffith JS, Orgel LE. (1957). CÓDIGOS SEM VÍRGULAS. ". Proc Natl Acad Sci U S A. 43 : 416-421. PMID 16590032.
15. Hayes B. (1998). "A invenção do código genético." (Reimpressão em PDF). cientista americano 86 : 8-14.

Literatura

• Azimov A. Código genético. Da teoria da evolução à decodificação do DNA. - M.: Tsentrpoligraf, 2006. - 208 s - ISBN 5-9524-2230-6.
• Ratner V. A. Código genético como sistema - Soros Educational Journal, 2000, 6, No. 3, pp. 17-22.
• Crick FH, Barnett L, Brenner S, Watts-Tobin RJ. Natureza geral do código genético das proteínas - Nature, 1961 (192), pp. 1227-32

Links

• Código genético- artigo da Grande Enciclopédia Soviética

Fundação Wikimedia. 2010.