1) i-ARN 2) t-ARN 3) ADN 4) cromozom

A2. În celulele fiice ale pielii umane în timpul reproducerii lor provine din celula mamă:

informație genetică completă

jumătate din informații

un sfert de informatii

nici un raspuns corect

A3. Replicarea ADN-ului este însoțită de ruperea legăturilor chimice:

peptidă, între aminoacizi

covalent, între carbohidrați și fosfat

hidrogen, între bazele azotate

ionic, în interiorul structurii moleculei

A4. În timpul replicării unei molecule de ADN, se formează următoarele:

un fir care s-a rupt în fragmente separate de molecule fiice

o moleculă formată din două noi catene de ADN

o moleculă din care jumătate este formată dintr-o catenă de ARNm

moleculă fiică constând dintr-o catenă veche și una nouă de ADN

A5. Transcrierea este un proces:

1) Replicarea ADN-ului

2) sinteza i-ARN

3) sinteza proteinelor

4) atașarea t-ARN la un aminoacid

A6. Dacă un aminoacid este codificat de codonul UGG, atunci în ADN corespunde unui triplet:

TCC 2) AGG 3) UCC 4) ACC

A7. Un triplet ADN conține informații despre:

Secvențe de aminoacizi într-o moleculă de proteină

Locația unui AA specific într-un lanț proteic

Semn al unui anumit organism

Aminoacid inclus în lanțul proteic

A8. Numărul de ARNt implicați în traducere este egal cu numărul de:

codoni i-ARN care codifică aminoacizi

Molecula i-ARN

Genele care alcătuiesc molecula de ADN

Proteine ​​sintetizate pe ribozomi

A9. Perioada de viață a unei celule de la diviziune la diviziune se numește:

Interfaza 3) meioza

Mitoza 4) ciclu celular

A10. Câte cromatide sunt conținute în 8 cromozomi vizibili în metafaza mitozei:

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

A11. Numărul de cromozomi din celulele somatice umane după mitoză este:

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

Fiecare proteină este reprezentată de unul sau mai multe lanțuri polipeptidice. O secțiune de ADN care poartă informații despre un lanț polipeptidic se numește genă. Fiecare moleculă de ADN conține multe gene diferite. Totalitatea moleculelor de ADN dintr-o celulă acționează ca purtător de informații genetice. Datorită proprietății unice - capacitatea de a se duplica, pe care nu o are nicio altă moleculă cunoscută, ADN-ul poate fi copiat. La împărțire, „copiile” ADN-ului diverg în două celule fiice, fiecare dintre acestea, ca urmare, va avea aceeași informație care a fost conținută în celula mamă. Deoarece genele sunt secțiuni ale moleculelor de ADN, două celule formate în timpul diviziunii au aceleași seturi de gene. Fiecare celulă a unui organism multicelular în timpul reproducerii sexuale ia naștere dintr-un ovul fertilizat ca urmare a diviziunilor multiple. Aceasta înseamnă că o eroare aleatorie în gena unei celule va fi reprodusă în genele a milioane de descendenți ai acesteia. De aceea, toate globulele roșii ale unui pacient cu anemie falciformă au aceeași hemoglobină deteriorată. Eroarea a apărut în gena care poartă informații despre lanțul beta al proteinei. O copie a genei este ARNm. Pe ea, ca pe o matrice, proteina greșită este „imprimată” de mii de ori în fiecare eritrocit. Copiii primesc gene corupte de la părinți prin celulele lor germinale. Informația genetică este transmisă de la o celulă la celulele fiice și de la părinți la copii. O genă este o unitate de informații genetice sau ereditare.

Fiecare proteină este reprezentată de unul sau mai multe lanțuri polipeptidice. Secțiunea de ADN care poartă informații despre un lanț polipeptidic este numită genomului. Totalitatea moleculelor de ADN dintr-o celulă acționează ca purtător de informații genetice. Informațiile genetice sunt transmise de la celulele mamă la celulele fiice și de la părinți la copii. Gena este unitatea genetică, sau informații ereditare.

ADN-ul este purtătorul de informații genetice în celulă- nu participă direct la sinteza proteinelor. În celulele eucariote, moleculele de ADN sunt conținute în cromozomii nucleului și sunt separate printr-o membrană nucleară de citoplasmă, unde sunt sintetizate proteinele. La ribozomi - locuri de asamblare a proteinelor - este trimis din nucleu un purtător de informații, capabil să treacă prin porii învelișului nuclear. ARN-ul mesager (ARNm) este un astfel de intermediar. Conform principiului complementarității, este sintetizat pe ADN cu participarea unei enzime numite ARN- polimeraza.

1) Procesul de sinteză a ARN, în care una dintre catenele moleculei de ADN este folosită ca șablon, se numește transcriere .

2) Transcriere - acesta este mecanismul prin care secvența de nucleotide a unuia dintre lanțurile de ADN este rescrisă de secvența complementară a moleculei de ARNm.

ARN-ul mesager este o moleculă monocatenară, iar transcripția provine dintr-o catenă a unei molecule de ADN dublu catenar. Nu este o copie a întregii molecule de ADN, ci doar o parte a acesteia - o genă la eucariote sau un grup de gene adiacente care poartă informații despre structura proteinelor necesare pentru a îndeplini o funcție la procariote. Acest grup de gene se numește operon. La începutul fiecărui operon este un fel de site de aterizare pentru ARN polimerază numit promotor.aceasta este o secvență specifică de nucleotide ADN pe care enzima o „recunoaște” datorită afinității chimice. Numai prin atașarea la promotor, ARN polimeraza este capabilă să înceapă sinteza ARN. Ajuns la sfârșitul operonului, enzima întâlnește un semnal (sub forma unei anumite secvențe de nucleotide) care indică sfârșitul citirii. ARNm-ul finit se îndepărtează de ADN și merge la locul sintezei proteinelor.

Există patru etape în procesul de transcriere: 1) legarea ARN-ului- polimerază cu un promotor; 2) iniţiere- începutul sintezei. Constă în formarea primei legături fosfodiester între ATP sau GTP și a doua nucleotidă a moleculei de ARN sintetizată; 3) elongaţie– creșterea lanțului ARN; acestea. adăugarea secvenţială a nucleotidelor unele la altele în ordinea în care nucleotidele lor complementare sunt în catena de ADN transcrisă. Rata de alungire este de 50 de nucleotide pe secundă; 4) rezilierea- finalizarea sintezei ARN.

După trecerea prin porii membranei nucleare, ARNm este trimis la ribozomi, unde informația genetică este descifrată - este tradusă din „limbajul” nucleotidelor în „limbajul” aminoacizilor. Sinteza lanțurilor polipeptidice în funcție de șablonul ARNm, care apare în ribozomi, se numește difuzat(lat. traducere - traducere).

Aminoacizii, din care sunt sintetizate proteinele, sunt livrați la ribozomi cu ajutorul unor ARN speciali numiti ARN de transport (ARNt). Există la fel de multe ARNt diferite într-o celulă, câte codoni care codifică pentru aminoacizi. În partea de sus a „foii” fiecărui ARNt există o secvență de trei nucleotide care sunt complementare cu nucleotidele codonului din ARNm. Ei o sună anticodon. O enzimă specială - codază - recunoaște tARN și atașează la „pețiolul frunzei” un aminoacid – doar cel care este codificat de un triplet complementar anticodonului. Energia unei molecule de ATP este cheltuită pentru formarea unei legături covalente între ARNt și „propriul” aminoacid.

Pentru ca un aminoacid să fie inclus în lanțul polipeptidic, acesta trebuie să se desprindă de ARNt. Acest lucru devine posibil atunci când ARNt intră în ribozom și anticodonul își recunoaște codonul în ARNm. Ribozomul are două situsuri pentru legarea a două molecule de ARNt. Una dintre aceste zone, numită acceptor, ARNt intră cu un aminoacid și se atașează de codonul său (I). Acest aminoacid se leagă de el însuși (acceptă) lanțul în creștere al proteinei (II)? Între ele se formează o legătură peptidică. ARNt, care este acum atașat împreună cu codonul ARNm în donator secţiunea ribozomului. Un nou ARNt vine la locul acceptor liber, legat de aminoacid, care este criptat de următorul codon (III). De la locul donor, lanțul polipeptidic detașat este din nou transferat aici și extins cu încă o legătură. Aminoacizii din lanțul de creștere sunt conectați în secvența în care codonii care îi codifică sunt localizați în ARNm.

Când unul dintre cei trei tripleți se găsește pe ribozom ( UAA, UAG, UGA), care sunt „semne de punctuație” între gene, niciun ARNt nu poate avea loc în situsul acceptor. Cert este că nu există anticodoni care să fie complementari cu secvențele de nucleotide ale „semnelor de punctuație”. Lanțul detașat nu are de ce să se atașeze în situsul acceptor și părăsește ribozomul. Sinteza proteinelor este completă.

La procariote, sinteza proteinelor începe cu codonul AUG, situat pe primul loc în copia fiecărei gene, ocupă o astfel de poziție în ribozom încât anticodonul unui ARNt special interacționează cu acesta, legat de formilmentionină. Această formă modificată a aminoacidului metionină intră imediat în locul donor și joacă rolul unei litere mari în frază - sinteza oricărui lanț polipeptidic începe cu acesta în celula bacteriană. Când tripletul AUG nu este în primul rând, dar în interiorul unei copii a genei, acesta codifică aminoacidul metionină. După terminarea sintezei lanțului polipeptidic, formilmetionina este scindată din acesta și este absentă în proteina finită.

Pentru a crește producția de proteine, ARNm trece adesea simultan nu unul, ci mai mulți ribozomi. Ce structură unită de o moleculă de ARNm se numește polizom. Pe fiecare ribozom, proteine ​​identice sunt sintetizate în această linie de asamblare asemănătoare mărgelelor.

Aminoacizii sunt furnizați continuu ribozomilor prin ARNt. După ce a donat aminoacidul, ARNt părăsește ribozomul și este conectat cu ajutorul unei codaze. Coerența ridicată a tuturor „serviciilor plantei” pentru producerea de proteine ​​permite, în câteva secunde, sintetizarea lanțurilor polipeptidice formate din sute de aminoacizi.

Proprietățile codului genetic. Prin procesul de transcriere într-o celulă, informația este transferată de la ADN la proteină.

ADN → ARNm → proteină

Informația genetică conținută în ADN și ARNm este conținută în secvența de nucleotide din molecule.

Cum are loc traducerea informațiilor din „limbajul” nucleotidelor în „limbajul” aminoacizilor? Această traducere se realizează folosind codul genetic. cod sau cifru, este un sistem de simboluri pentru traducerea unei forme de informație în alta. Cod genetic este un sistem de înregistrare a informațiilor despre secvența de aminoacizi din proteine ​​folosind secvența de nucleotide din ARNm.

Care sunt proprietățile codului genetic?

1. cod triplet. ARN conține patru nucleotide: A, G, C, W. Dacă am încerca să desemnăm un aminoacid cu o nucleotidă, atunci 16 din 20 de aminoacizi ar rămâne necriptați. Un cod din două litere ar cripta 16 aminoacizi. Natura a creat un cod de trei litere, sau triplet. Înseamnă că fiecare dintre cei 20 de aminoacizi este codificat de o secvență de trei nucleotide numită triplet sau codon.

2. Codul este degenerat.Înseamnă că fiecare aminoacid este codificat de mai mult de un codon. Excepții: meteonină și triptofan, fiecare dintre ele codificat de un triplet.

3. Codul este lipsit de ambiguitate. Fiecare codon codifică doar un aminoacid.

4. Există „semne de punctuație” între gene.În textul tipărit, există un punct la sfârșitul fiecărei fraze. Mai multe fraze înrudite formează un paragraf. În limbajul informațiilor genetice, un astfel de paragraf este un operon și mARN-ul său complementar. Fiecare genă din operonul procariotic sau o genă eucariotă individuală codifică un lanț polipeptidic - o frază. Deoarece în unele cazuri sunt create secvenţial mai multe lanţuri polipeptidice diferite pe modelul ARNm, acestea trebuie separate unele de altele. Pentru aceasta, există trei tripleți speciali în anul genetic - UAA, UAG, UGA, fiecare dintre acestea indicând încetarea sintezei unui lanț polipeptidic. Astfel, aceste triplete îndeplinesc funcția de semne de punctuație. Ele sunt la sfârșitul fiecărei gene.

5. Nu există „semne de punctuație” în cadrul genei.

6. Codul este universal. Codul genetic este același pentru toate creaturile care trăiesc pe Pământ. În bacterii și ciuperci, grâu și bumbac, pești și viermi, broaște și oameni, aceleași tripleți codifică aceiași aminoacizi.

Principiile replicării ADN-ului. Continuitatea materialului genetic în generațiile de celule și organisme este asigurată de proces replicare – duplicare a moleculelor de ADN. Acest proces complex este realizat de un complex de mai multe enzime și proteine ​​care nu au activitate catalitică, care sunt necesare pentru a da lanțurilor de polinucleotide conformația dorită. Ca rezultat al replicării, se formează două elice duble identice de ADN. Aceste așa-numite molecule fiice nu sunt diferite între ele și de molecula originală de ADN părinte. Replicarea are loc în celulă înainte de diviziune, astfel încât fiecare celulă fiică primește exact aceleași molecule de ADN pe care le-a avut celula mamă. Procesul de replicare se bazează pe o serie de principii:

1. complementaritatea. Fiecare dintre cele două catene ale moleculei de ADN părinte servește ca matriță pentru sinteza componentelor sale complementare, adică complementar, lanț fiică.

2. semiconservatoare. Ca rezultat al replicării, se formează două catene duble fiice, fiecare dintre ele păstrând (conservând) neschimbată una dintre catenele de ADN părinte. Al doilea lanț de molecule fiice sunt resintetizate din nucleotide de-a lungul remorcii de complementaritate cu catenele de ADN părinte. ADN-ul fiicei nu este diferit unul de celălalt și de elica dublă părinte.

3.
antiparalelism. Fiecare catenă de ADN are o orientare specifică. Un capăt poartă o grupare hidroxil (-OH) atașată la carbonul 3’ din zahăr dezoxiriboză, la celălalt capăt al lanțului se află un reziduu de acid fosforic în poziția 5’ a zahărului. Două catene complementare dintr-o moleculă de ADN sunt orientate în direcții opuse - antiparalel. Enzimele care sintetizează noi catene de ADN și sunt numite ADN polimeraze se pot deplasa de-a lungul catenelor șablon într-o singură direcție - de la capetele lor 3' la capetele 5'. În acest caz, sinteza catenelor complementare se realizează întotdeauna în direcția 5’→3’, adică. unipolar. Prin urmare, în procesul de replicare, sinteza simultană a noilor lanțuri decurge antiparalel.

4. discontinuitate. Pentru ca noile catene de ADN să fie construite conform principiului complementarității, dublu helix trebuie să fie nerăsucit și nu trebuie să existe legături de hidrogen între catenele părinte.

Numai în acest caz, ADN polimerazele sunt capabile să se deplaseze de-a lungul catenelor părinte și să le folosească ca șabloane pentru sinteza fără erori a catenelor fiice. Dar derularea completă a elicelor, constând din multe milioane de perechi de baze, este asociată cu un număr atât de semnificativ de rotații și cu astfel de costuri energetice care sunt imposibile în condițiile celulei. Prin urmare, replicarea în eucariote începe simultan în unele locuri ale moleculei de ADN. Se numește regiunea dintre două puncte în care începe sinteza lanțurilor fiice replicon. El este unitate de replicare.

Fiecare moleculă de ADN dintr-o celulă eucariotă conține mulți repliconi. În fiecare replicon, se poate vedea o furcă de replicare - acea parte a moleculei de ADN care s-a destrămat deja sub acțiunea unor enzime speciale. Fiecare șuviță din furculiță servește ca șablon pentru sinteza unei șuvițe complementare. În timpul replicării, furculița se mișcă de-a lungul moleculei părinte, în timp ce noi secțiuni de ADN sunt nerăsucite. Deoarece ADN polimerazele se pot mișca doar într-o singură direcție de-a lungul catenelor matricei, iar catenele sunt orientate antiparalel, două complexe enzimatice diferite se sintetizează simultan în fiecare furcă. Mai mult, în fiecare furcă, un lanț fiică (conducător) crește continuu, iar celălalt lanț (întârziat) este sintetizat prin fragmente separate de câteva nucleotide. Astfel de enzime, numite după omul de știință japonez care le-a descoperit fragmente din Okazaki sunt legate prin ADN ligază pentru a forma un lanț continuu. Mecanismul de formare a lanțurilor fiice de fragmente de ADN se numește discontinuu.

5. Nevoia de ADN polimerază primer nu este capabilă să înceapă sinteza catenei conducătoare și nici sinteza fragmentelor Okazaki ale catenei întârziate. Poate construi o catenă de polinucleotidă deja existentă numai prin atașarea secvenţială a dezoxiribonucleotidelor la capătul său 3'-OH. De unde provine capătul inițial 5’ al catenei de ADN în creștere? Este sintetizat pe matrița ADN de către o ARN polimerază specială numită primaza(English Primer - seed). Dimensiunea primerului ribonucleotidic este mică (mai puțin de 20 de nucleotide) în comparație cu dimensiunea lanțului de ADN format de ADN poimeraza. I-a împlinit Funcții Primerul ARN este îndepărtat de o enzimă specială, iar golul format în timpul acesteia este închis de ADN polimeraza, care folosește capătul 3’-OH al fragmentului vecin Okazaki ca primer.

Problema subreplicării capetelor moleculelor liniare de ADN.Îndepărtarea primerilor de ARN cei mai externi care sunt complementari capetelor 3’ ale ambelor catene ale moleculei de ADN părinte liniară are ca rezultat ca catenele fiice să fie mai scurte de 10-20 de nucleotide. Aceasta este problema subreplicării capetelor moleculelor liniare.

Problema subreplicării capetelor 3’ ale moleculelor de ADN liniar este rezolvată de celulele eucariote folosind o enzimă specială - telomeraza.

Telomeraza este o ADN polimerază care completează moleculele de ADN 3’-terminale ale cromozomilor cu secvențe scurte care se repetă. Ele, situate unul după altul, formează o structură terminală regulată cu o lungime de până la 10 mii de nucleotide. În plus față de partea proteică, telomeraza conține ARN, care acționează ca un șablon pentru extinderea ADN-ului cu repetări.

Schema de alungire a capetelor moleculelor de ADN.În primul rând, are loc legarea complementară a capătului proeminent al ADN-ului la locul șablon al ARN-ului telomerazei, apoi telomeraza formează ADN-ul folosind capătul său 3’-OH ca sămânță și ARN-ul, care face parte din enzimă, ca șablon. Această etapă se numește alungire. După aceea, are loc translocarea, adică. mișcarea ADN-ului, extinsă cu o repetare, în raport cu enzima. Aceasta este urmată de alungire și o altă translocare.

Ca rezultat, se formează structuri terminale specializate ale cromozomilor. Ele constau din secvențe scurte de ADN repetate în mod repetat și proteine ​​specifice.

Rezumat scurt.

Lecție de biologie generală.

Subiect: „ADN-ul este un purtător de informații ereditare.

Cod genetic".

Scopul lecției : să consolideze cunoștințele despre structura ADN-ului și ARN-ului, să studieze conceptul de genă, codul genetic, proprietățile acesteia.

Echipament: tabel „Structura unei celule animale”, „Proteine”, model ADN, instalație multimedia,prezentare in power point.

În timpul orelor

1. Org. moment …………………………………………………………………… 1-2 min.

2. Partea principală: ……………………………………………………………………….... 30 min.

2.1 Repetarea celor studiate anterior: ………………………………………….…. 12 min

2.2 Învățarea de noi materiale: ………………………………………….……… 18 min

3. Fixare …………………………………………………………………….8 min

2.1. Repetarea celor învățate anterior

Întrebări pentru studenți:

1. Ce sunt proteinele?
2. Care sunt monomerii tuturor proteinelor naturale? (20 de aminoacizi).
3. Care sunt funcțiile proteinelor? (Numiți caracteristicile structurale ale acizilor nucleici)
4. Îți amintești unde se găsesc moleculele de ADN în celulele vegetale și animale?
5. Ce este complementaritatea?
6. Numiți tipurile de ARN.

2.2. Învățarea de materiale noi

Toate proprietățile oricărui organism sunt determinate de compoziția sa proteică. Mai mult, structura fiecărei proteine ​​este determinată de secvența reziduurilor de aminoacizi. În consecință, ca rezultat, informațiile ereditare, care sunt transmise din generație în generație, ar trebui să conțină informații despre structura primară a proteinelor.

informatii genetice- acestea sunt informații despre structura tuturor proteinelor corpului închise în molecule de ADN.

Gene - Aceasta este o secțiune a unei molecule de ADN care codifică structura primară a unui lanț polipeptidic. ADN-ul conține informații despre structura primară a unei proteine.

Cod genetic- un set de combinații de trei nucleotide care codifică 20 de tipuri de aminoacizi care alcătuiesc proteinele.

Proprietățile codului genetic:

• cod triplet. Fiecare AA (aminoacid) corespunde unei secțiuni a lanțului ADN și, în consecință, unui ARNm din trei nucleotide adiacente. În prezent, codul genetic a fost complet descifrat și s-a întocmit o hartă, adică se știe ce tripleți corespund unuia sau altuia aminoacid din 20 care alcătuiesc proteinele.
• Codul este lipsit de ambiguitate. Fiecare codon codifică doar un AK.
• Codul este redundant (specific). Aceasta înseamnă că fiecare AA este codificat de mai mult de un codon (cu excepția metioninei și triptofanului). ADN-ul este format din 4 tipuri diferite de nucleotide, iar cea mai mică unitate structurală a unei gene este un triplet de nucleotide. Prin urmare, numărul de combinații posibile este 43 = 64. Există doar 20 de aminoacizi diferiți, astfel încât există mai mult decât suficiente triplete diferite de nucleotide pentru a codifica toți aminoacizii.
• Codul nu se suprapune. Orice nucleotidă poate face parte dintr-un singur triplet.
• Există „semne de punctuație” între gene. Dintre cei 64 de tripleți - U-A-A, U-A-G, U-G-A nu codifică AK (luați în considerare tabelul codului genetic din manual). Aceste triplete sunt semnale pentru sfârșitul sintezei lanțului polipeptidic. Necesitatea acestor tripleți se explică prin faptul că în unele cazuri mai multe lanțuri polipeptidice sunt sintetizate pe ARNm, iar aceste triplete sunt folosite pentru a le separa unul de celălalt.
• Codul este universal. Codul genetic este același pentru toate organismele vii care trăiesc pe Pământ.

3. Fixare:

Faceți exercițiile din caietul de lucru. (Caiet de lucru pentru manuale Zakharova V.B., Sukhova T.S. si etc.)

Teme pentru acasă.§ 2.10 p. 73–75, manual de V. B. Zakharov, S. G. Mamontov, N. I. Sonina, E. T. Zakharova Clasa 10 „Biologie. Biologie generală”, rezumatul lecției.

Previzualizare:

Pentru a utiliza previzualizarea prezentărilor, creați un cont Google (cont) și conectați-vă: https://accounts.google.com

Subtitrările diapozitivelor:

Subiect: „ADN-ul este un purtător de informații ereditare. Cod genetic"

Catalitic structural (enzime B) Reglementare (hormoni B) Transport contractil Rezervă protectoare Funcție energetică

Structura ARN-ului NK ________________________________ ADN Baza azotata (A, G, C, U) reziduu FA Glucide - riboza Baza azotata (A, G, C, T) Glucide - reziduu dezoxiriboza FA

În cromozomii nucleului

Complementaritatea este complementaritatea spațială a moleculelor sau a părților lor, conducând la formarea legăturilor de hidrogen. Structurile complementare se potrivesc împreună ca o „cheie cu lacăt” (A + T) + (G + C) \u003d 100%

Informațiile genetice sunt informații despre structura tuturor proteinelor corpului conținute în moleculele de ADN 1 genă \u003d 1 moleculă de proteină

Tipuri de ARN Există mai multe tipuri de ARN în celulă. Toate sunt implicate în sinteza proteinelor. ARN-urile de transfer (ARNt) sunt cele mai mici ARN-uri. Ele leagă AA și le transportă la locul de sinteză a proteinelor. ARN mesager (i-ARN) - sunt de 10 ori mai mari decât ARNt. Funcția lor este de a transporta informații despre structura proteinelor de la ADN la locul de sinteză a proteinei. ARN ribozomal (ARNr) - au cea mai mare dimensiune moleculară, fac parte din ribozomi.

O genă este o secțiune a unei molecule de ADN care codifică structura primară a unui lanț polipeptidic.Codul genetic este un set de combinații de trei nucleotide care codifică 20 de tipuri de aminoacizi care alcătuiesc proteinele.

Un aminoacid este codificat de trei nucleotide (un codon). ACT ACC GAT Triplet, gena codonului AK1 AK2 Proteina AK3 Proprietăți ale codului genetic: Triplet cod. Fiecare AK corespunde unei secțiuni a lanțului de ADN și, în consecință, unui ARNm de trei nucleotide adiacente.

Codul este lipsit de ambiguitate. Fiecare codon codifică doar un AK. Codul este redundant. Aceasta înseamnă că fiecare AA este codificat de mai mult de un codon (cu excepția metioninei și triptofanului). Codul nu se suprapune. Orice nucleotidă poate face parte dintr-un singur triplet. Există „semne de punctuație” (polaritate) între gene. Dintre cei 64 de tripleți - U-A-A, U-A-G, U-G-A nu codifică AK. Codul este universal. Codul genetic este același pentru toate organismele vii care trăiesc pe Pământ.

Tema pentru acasă Rezumatul lecției Pregătește un mesaj: „Codul genetic”.

Rezolvarea problemelor 1) Folosind tabelul codului genetic ADN, determinați care AA sunt codificați de tripleți: CAT, TTT, GAT. 2) Folosind tabelul codului genetic, desenați o secțiune de ADN care codifică informații despre următoarea secvență de aminoacizi dintr-o proteină: - alanină - arginină - valină - glicină - lizină.

După descoperirea principiului organizării moleculare a unei substanțe precum ADN-ul în 1953, biologia moleculară a început să se dezvolte. Mai mult, în procesul de cercetare, oamenii de știință au descoperit cum este recombinat ADN-ul, compoziția acestuia și cum este aranjat genomul nostru uman.

În fiecare zi, la nivel molecular, au loc procese complexe. Cum este aranjată molecula de ADN, în ce constă? Ce rol joacă moleculele de ADN într-o celulă? Să vorbim în detaliu despre toate procesele care au loc în interiorul lanțului dublu.

Ce este informația ereditară?

Deci cum a început totul? În 1868, găsit în nucleele bacteriilor. Și în 1928, N. Koltsov a prezentat teoria conform căreia toate informațiile genetice despre un organism viu sunt criptate în ADN. Apoi, J. Watson și F. Crick au găsit un model pentru acum binecunoscutul helix ADN în 1953, pentru care au primit recunoașterea și un premiu pe merit - Premiul Nobel.

Ce este ADN-ul oricum? Aceasta substanta este formata din 2 fire combinate, mai exact spirale. O secțiune a unui astfel de lanț cu anumite informații se numește genă.

ADN-ul stochează toate informațiile despre ce fel de proteine ​​se vor forma și în ce ordine. O macromoleculă de ADN este un purtător material de informații incredibil de voluminoase, care este înregistrată într-o secvență strictă de blocuri individuale de construcție - nucleotide. Sunt 4 nucleotide în total, se completează chimic și geometric. Acest principiu al complementării, sau al complementarității, în știință va fi descris mai târziu. Această regulă joacă un rol cheie în codificarea și decodificarea informațiilor genetice.

Deoarece catena de ADN este incredibil de lungă, nu există repetări în această secvență. Fiecare ființă vie are propria sa catenă unică de ADN.

Funcțiile ADN-ului

Funcțiile includ stocarea informațiilor ereditare și transmiterea acesteia către urmași. Fără această funcție, genomul unei specii nu ar putea fi conservat și dezvoltat de-a lungul mileniilor. Organismele care au suferit mutații majore ale genelor au mai multe șanse să nu supraviețuiască sau să-și piardă capacitatea de a produce descendenți. Deci există o protecție naturală împotriva degenerarii speciei.

O altă funcție esențială este implementarea informațiilor stocate. Celula nu poate produce nicio proteină vitală fără instrucțiunile care sunt stocate în dublu catena.

Compoziția acizilor nucleici

Acum se știe deja în mod sigur în ce constau nucleotidele în sine, blocurile de construcție ale ADN-ului. Acestea includ 3 substanțe:

• Acid ortofosforic.
• baza azotata. Baze pirimidinice - care au un singur inel. Acestea includ timină și citozină. Baze purinice care conțin 2 inele. Acestea sunt guanina și adenina.
• zaharoza. ADN-ul conține deoxiriboză, ARN-ul conține riboză.

Numărul de nucleotide este întotdeauna egal cu numărul de baze azotate. În laboratoare speciale, o nucleotidă este scindată și din aceasta este izolată o bază azotată. Deci, ei studiază proprietățile individuale ale acestor nucleotide și posibilele mutații ale acestora.

Niveluri de organizare a informațiilor ereditare

Există 3 niveluri de organizare: genă, cromozomială și genomică. Toate informațiile necesare pentru sinteza unei noi proteine ​​sunt conținute într-o mică secțiune a lanțului - gena. Adică, gena este considerată cel mai scăzut și mai simplu nivel de codificare a informațiilor.

Genele, la rândul lor, sunt asamblate în cromozomi. Datorită unei astfel de organizări a purtătorului de material ereditar, grupurile de trăsături alternează după anumite legi și se transmit de la o generație la alta. Trebuie remarcat faptul că există incredibil de multe gene în organism, dar informația nu se pierde, chiar și atunci când este recombinată de mai multe ori.

Există mai multe tipuri de gene:

• în funcție de scopul lor funcțional, se disting 2 tipuri: secvențe structurale și de reglare;
• în funcție de influența asupra proceselor care au loc în celulă, ele disting: gene supervitale, letale, letale condiționat, precum și gene mutatoare și antimutatoare.

Genele sunt aranjate de-a lungul cromozomului într-o ordine liniară. În cromozomi, informațiile nu sunt focalizate aleatoriu, există o anumită ordine. Există chiar și o hartă care arată pozițiile sau genele loci. De exemplu, se știe că datele despre culoarea ochilor unui copil sunt criptate în cromozomul numărul 18.

Ce este un genom? Acesta este numele întregului set de secvențe de nucleotide din celula corpului. Genomul caracterizează întreaga specie, nu un singur individ.

Care este codul genetic uman?

Faptul este că întregul potențial uriaș al dezvoltării umane este stabilit deja în perioada concepției. Toate informațiile ereditare care sunt necesare pentru dezvoltarea zigotului și creșterea copilului după naștere sunt criptate în gene. Secțiuni de ADN sunt cei mai de bază purtători de informații ereditare.

Oamenii au 46 de cromozomi sau 22 de perechi somatice plus un cromozom care determină sexul de la fiecare părinte. Acest set diploid de cromozomi codifică întregul aspect fizic al unei persoane, abilitățile sale mentale și fizice și predispoziția la boli. Cromozomii somatici nu se pot distinge în exterior, dar poartă informații diferite, deoarece unul dintre ei este de la tată, celălalt este de la mamă.

Codul masculin diferă de codul feminin în ultima pereche de cromozomi - XY. Setul diploid feminin este ultima pereche, XX. Bărbații primesc un cromozom X de la mama lor biologică, iar apoi este transmis fiicelor lor. Cromozomul sexual Y este transmis fiilor.

Cromozomii umani variază foarte mult ca mărime. De exemplu, cea mai mică pereche de cromozomi este numărul 17. Și cea mai mare pereche este 1 și 3.

Diametrul dublei helix la om este de numai 2 nm. ADN-ul este atât de strâns încolăcit încât se potrivește în nucleul mic al celulei, deși va avea o lungime de până la 2 metri dacă este desfășurat. Lungimea helixului este de sute de milioane de nucleotide.

Cum se transmite codul genetic?

Deci, ce rol joacă moleculele de ADN într-o celulă în timpul diviziunii? Genele - purtători de informații ereditare - se află în interiorul fiecărei celule a corpului. Pentru a transmite codul lor unui organism fiică, multe creaturi își împart ADN-ul în 2 elice identice. Aceasta se numește replicare. În procesul de replicare, ADN-ul se desfășoară și „mașini” speciale completează fiecare lanț. După ce helixul genetic se bifurcă, nucleul și toate organitele încep să se dividă, apoi întreaga celulă.

Dar o persoană are un proces diferit de transfer de gene - sexual. Semnele tatălui și ale mamei sunt amestecate, noul cod genetic conține informații de la ambii părinți.

Stocarea și transmiterea informațiilor ereditare este posibilă datorită organizării complexe a helixului ADN. La urma urmei, așa cum am spus, structura proteinelor este criptată în gene. Odată creat în momentul concepției, acest cod se va copia pe tot parcursul vieții. Cariotipul (setul personal de cromozomi) nu se modifică în timpul reînnoirii celulelor organelor. Transmiterea informațiilor se realizează cu ajutorul gameților sexuali - masculin și feminin.

Doar virușii care conțin o singură catenă de ARN nu sunt capabili să-și transmită informațiile descendenților. Prin urmare, pentru a se reproduce, au nevoie de celule umane sau animale.

Implementarea informațiilor ereditare

Procese importante au loc constant în nucleul celular. Toate informațiile înregistrate în cromozomi sunt folosite pentru a construi proteine ​​din aminoacizi. Dar catena de ADN nu părăsește niciodată nucleul, așa că aici este nevoie de un alt compus important, ARN. Doar ARN-ul este capabil să pătrundă în membrana nucleară și să interacționeze cu lanțul de ADN.

Prin interacțiunea dintre ADN și 3 tipuri de ARN, toate informațiile codificate sunt realizate. La ce nivel se află implementarea informațiilor ereditare? Toate interacțiunile au loc la nivel de nucleotide. ARN-ul mesager copiază un segment al lanțului ADN și aduce această copie la ribozom. Aici începe sinteza nucleotidelor unei noi molecule.

Pentru ca ARNm să copieze partea necesară a lanțului, helixul se desfășoară și apoi, la finalizarea procesului de recodificare, este restabilit. Mai mult, acest proces poate avea loc simultan pe 2 laturi ale unui cromozom.

Principiul complementarității

Ele constau din 4 nucleotide - acestea sunt adenina (A), guanina (G), citozina (C), timina (T). Ele sunt conectate prin legături de hidrogen conform regulii complementarității. Lucrările lui E. Chargaff au ajutat la stabilirea acestei reguli, deoarece omul de știință a observat unele modele în comportamentul acestor substanțe. E. Chargaff a descoperit că raportul molar dintre adenină și timină este egal cu unu. Și în același mod, raportul dintre guanină și citozină este întotdeauna egal cu unu.

Pe baza muncii sale, geneticienii au format o regulă pentru interacțiunea nucleotidelor. Regula complementarității spune că adenina se combină numai cu timina, iar guanina cu citozina. În timpul decodării helixului și sintezei unei noi proteine ​​în ribozom, această regulă de alternanță ajută la găsirea rapidă a aminoacidului necesar care este atașat la ARN-ul de transfer.

ARN și tipurile sale

Ce este informația ereditară? nucleotidele din ADN-ul dublu catenar. Ce este ARN-ul? Care este treaba ei? ARN-ul sau acidul ribonucleic ajută la extragerea informațiilor din ADN, la decodificarea acesteia și, pe baza principiului complementarității, la crearea proteinelor necesare celulelor.

În total, sunt izolate 3 tipuri de ARN. Fiecare dintre ele își îndeplinește strict funcția.

1. Informațional (ARNm), sau se mai numește și matrice. Se duce chiar în centrul celulei, în nucleu. Găsește într-unul dintre cromozomi materialul genetic necesar pentru construirea unei proteine ​​și copiază una dintre părțile lanțului dublu. Copierea are loc din nou după principiul complementarității.
2. Transport este o moleculă mică care are decodificatori de nucleotide pe o parte și aminoacizi corespunzători codului principal pe cealaltă parte. Sarcina ARNt este de a-l livra „atelierului”, adică ribozomului, unde sintetizează aminoacidul necesar.
3. ARNr este ribozomal. Acesta controlează cantitatea de proteine ​​care este produsă. Constă din 2 părți - aminoacid și peptidă.

Singura diferență la decodificare este că ARN-ul nu are timină. În loc de timină, aici este prezent uracil. Dar apoi, în procesul de sinteză a proteinelor, cu ARNt, încă stabilește corect toți aminoacizii. Dacă există erori în decodificarea informațiilor, atunci apare o mutație.

Repararea unei molecule de ADN deteriorate

Procesul de reparare a unui dublu fir deteriorat se numește reparație. În timpul procesului de reparare, genele deteriorate sunt îndepărtate.

Apoi, secvența necesară de elemente este reprodusă exact și se prăbușește înapoi în același loc pe lanțul de unde a fost extrasă. Toate acestea se întâmplă datorită unor substanțe chimice speciale - enzime.

De ce apar mutațiile?

De ce unele gene încep să muteze și încetează să-și îndeplinească funcția - stocarea informațiilor vitale ereditare? Acest lucru se datorează unei erori de decodare. De exemplu, dacă adenina este înlocuită accidental cu timină.

Există și mutații cromozomiale și genomice. Mutațiile cromozomiale apar atunci când fragmente de informații ereditare sunt pierdute, duplicate sau chiar transferate și integrate într-un alt cromozom.

Mutațiile genomice sunt cele mai grave. Cauza lor este o modificare a numărului de cromozomi. Adică, atunci când în loc de o pereche - un set diploid, un set triploid este prezent în cariotip.

Cel mai faimos exemplu de mutație triploidă este sindromul Down, în care setul personal de cromozomi este de 47. La astfel de copii, se formează 3 cromozomi în locul celei de-a 21-a perechi.

Există, de asemenea, o astfel de mutație precum poliploidia. Dar poliploidia se găsește numai la plante.