1) i-RNA 2) t-RNA 3) DNA 4) chromozóm

A2. V dcérskych bunkách ľudskej kože počas ich reprodukcie pochádza z materskej bunky:

úplná genetická informácia

polovicu informácií

štvrtina informácií

žiadna správna odpoveď

A3. Replikácia DNA je sprevádzaná rozpadom chemických väzieb:

peptid, medzi aminokyselinami

kovalentná, medzi sacharidom a fosfátom

vodík, medzi dusíkatými zásadami

iónové, vo vnútri štruktúry molekuly

A4. Počas replikácie molekuly DNA sa tvorí:

vlákno, ktoré sa rozlomilo na samostatné fragmenty dcérskych molekúl

molekula zložená z dvoch nových reťazcov DNA

molekula, ktorej polovica pozostáva z vlákna mRNA

dcérska molekula pozostávajúca z jedného starého a jedného nového vlákna DNA

A5. Prepis je proces:

1) replikácia DNA

2) syntéza i-RNA

3) syntéza bielkovín

4) pripojenie t-RNA k aminokyseline

A6. Ak je aminokyselina kódovaná kodónom UGG, potom v DNA zodpovedá tripletu:

TCC 2) AGG 3) UCC 4) ACC

A7. Jeden triplet DNA nesie informácie o:

Sekvencie aminokyselín v molekule proteínu

Umiestnenie špecifického AA v proteínovom reťazci

Znak konkrétneho organizmu

Aminokyselina zahrnutá v proteínovom reťazci

A8. Počet tRNA zapojených do translácie sa rovná počtu:

i-RNA kodóny, ktoré kódujú aminokyseliny

Molekula i-RNA

Gény, ktoré tvoria molekulu DNA

Proteíny syntetizované na ribozómoch

A9. Obdobie života bunky od rozdelenia po rozdelenie sa nazýva:

Interfáza 3) meióza

Mitóza 4) bunkový cyklus

A10. Koľko chromatidov je obsiahnutých v 8 chromozómoch viditeľných v metafáze mitózy:

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

A11. Počet chromozómov v ľudských somatických bunkách po mitóze je:

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

Každý proteín je reprezentovaný jedným alebo viacerými polypeptidovými reťazcami. Úsek DNA, ktorý nesie informáciu o jednom polypeptidovom reťazci, sa nazýva gén. Každá molekula DNA obsahuje mnoho rôznych génov. Všetky molekuly DNA v bunke pôsobia ako nosič genetickej informácie. Vďaka jedinečnej vlastnosti – schopnosti duplikovať, ktorú nemá žiadna iná známa molekula, je možné kopírovať DNA. Pri delení sa "kópie" DNA rozchádzajú do dvoch dcérskych buniek, z ktorých každá bude mať v dôsledku toho rovnakú informáciu, ktorá bola obsiahnutá v materskej bunke. Pretože gény sú časti molekúl DNA, dve bunky vytvorené počas delenia majú rovnaké sady génov. Každá bunka mnohobunkového organizmu pri pohlavnom rozmnožovaní vzniká z jedného oplodneného vajíčka v dôsledku viacnásobného delenia. To znamená, že náhodná chyba v géne jednej bunky bude reprodukovaná v génoch miliónov jej potomkov. To je dôvod, prečo všetky červené krvinky pacienta s kosáčikovitou anémiou majú rovnako poškodený hemoglobín. Chyba nastala v géne, ktorý nesie informácie o beta reťazci proteínu. Kópiou génu je mRNA. Na ňom, ako na matrici, sa tisíckrát „vytlačí“ nesprávny proteín v každom erytrocyte. Deti dostávajú poškodené gény od svojich rodičov prostredníctvom svojich zárodočných buniek. Genetická informácia sa prenáša z jednej bunky do dcérskych buniek a z rodičov na deti. Gén je jednotka genetickej alebo dedičnej informácie.

Každý proteín je reprezentovaný jedným alebo viacerými polypeptidovými reťazcami. Úsek DNA, ktorý nesie informáciu o jednom polypeptidovom reťazci, sa nazýva tzv genómu. Všetky molekuly DNA v bunke pôsobia ako nosič genetickej informácie. Genetické informácie sa prenášajú z materských buniek na dcérske bunky a z rodičov na deti. Gén je jednotka genetiky, alebo dedičná informácia.

DNA je nositeľom genetickej informácie v bunke- nezúčastňuje sa priamo na syntéze bielkovín. V eukaryotických bunkách sú molekuly DNA obsiahnuté v chromozómoch jadra a sú oddelené jadrovou membránou od cytoplazmy, kde sa syntetizujú proteíny. Mediátor nesúci informácie je poslaný z jadra do ribozómov, miest zostavovania proteínov, a je schopný prejsť cez póry jadrového obalu. Messenger RNA (mRNA) je takým prostredníkom. Podľa princípu komplementarity sa syntetizuje na DNA za účasti enzýmu nazývaného RNA- polymeráza.

1) Proces syntézy RNA, pri ktorom sa jedno z vlákien molekuly DNA používa ako templát, sa nazýva prepis .

2) Prepis - ide o mechanizmus, ktorým sa nukleotidová sekvencia jedného z reťazcov DNA prepisuje komplementárnou sekvenciou molekuly mRNA.

Messenger RNA je jednovláknová molekula a transkripcia pochádza z jedného vlákna dvojvláknovej molekuly DNA. Nejde o kópiu celej molekuly DNA, ale len o jej časť – jeden gén v eukaryotoch alebo skupinu susedných génov, ktoré nesú informácie o štruktúre bielkovín nutných na vykonávanie jednej funkcie u prokaryotov. Táto skupina génov je tzv operón. Na začiatku každého operónu je akési miesto pristátia pre RNA polymerázu tzv promótor.ide o špecifickú sekvenciu nukleotidov DNA, ktorú enzým „rozpoznáva“ vďaka chemickej afinite. Len pripojením na promótor je RNA polymeráza schopná spustiť syntézu RNA. Po dosiahnutí konca operónu sa enzým stretne so signálom (vo forme určitej sekvencie nukleotidov), ktorý indikuje koniec čítania. Hotová mRNA sa vzďaľuje od DNA a ide na miesto syntézy proteínov.

V procese transkripcie sú štyri fázy: 1) väzba RNA- polymeráza s promótorom; 2) zasvätenie- začiatok syntézy. Spočíva vo vytvorení prvej fosfodiesterovej väzby medzi ATP alebo GTP a druhým nukleotidom syntetizovanej molekuly RNA; 3) predĺženie– rast reťazca RNA; tie. postupné pridávanie nukleotidov k sebe navzájom v poradí, v akom sú ich komplementárne nukleotidy v transkribovanom vlákne DNA. Rýchlosť predĺženia je 50 nukleotidov za sekundu; 4) ukončenie- dokončenie syntézy RNA.

Po prechode cez póry jadrovej membrány je mRNA odoslaná do ribozómov, kde sa dešifruje genetická informácia – preloží sa z „jazyka“ nukleotidov do „jazyka“ aminokyselín. Syntéza polypeptidových reťazcov podľa templátu mRNA, ktorá sa vyskytuje v ribozómoch, je tzv vysielať(lat. preklad - preklad).

Aminokyseliny, z ktorých sa syntetizujú proteíny, sú dodávané do ribozómov pomocou špeciálnych RNA nazývaných transportné RNA (tRNA). V bunke je toľko rôznych tRNA, koľko je kodónov, ktoré kódujú aminokyseliny. V hornej časti "listu" každej tRNA je sekvencia troch nukleotidov, ktoré sú komplementárne k nukleotidom kodónu v mRNA. Volajú ju antikodón.Špeciálny enzým, kodáza, rozpoznáva tRNA a pripája aminokyselinu na stopku listu, iba tú, ktorú kóduje triplet komplementárny k antikodónu. Energia jednej molekuly ATP sa vynakladá na vytvorenie kovalentnej väzby medzi tRNA a jej „vlastnou“ aminokyselinou.

Aby bola aminokyselina zahrnutá do polypeptidového reťazca, musí sa odtrhnúť od tRNA. To je možné, keď tRNA vstúpi do ribozómu a antikodón rozpozná svoj kodón v mRNA. Ribozóm má dve miesta na viazanie dvoch molekúl tRNA. Jedna z týchto oblastí, tzv akceptor tRNA vstupuje s aminokyselinou a pripája sa k jej kodónu (I). Pripája sa táto aminokyselina k sebe (akceptuje) rastúci reťazec proteínu (II)? Vzniká medzi nimi peptidová väzba. tRNA, ktorá je teraz pripojená spolu s kodónom mRNA v darcučasť ribozómu. Na uvoľnené akceptorové miesto prichádza nová tRNA, naviazaná na aminokyselinu, ktorá je zašifrovaná ďalším kodónom (III). Z donorového miesta sa sem opäť prenesie uvoľnený polypeptidový reťazec a predĺži sa o jeden ďalší článok. Aminokyseliny v rastúcom reťazci sú spojené v sekvencii, v ktorej sú kodóny, ktoré ich kódujú, umiestnené v mRNA.

Keď sa na ribozóme nájde jeden z troch tripletov ( UAA, UAG, UGA), čo sú "interpunkčné znamienka" medzi génmi, žiadna tRNA nemôže zaujať miesto v akceptorovom mieste. Faktom je, že neexistujú žiadne antikodóny, ktoré by boli komplementárne k nukleotidovým sekvenciám "interpunkčných znamienok". Odpojený reťazec sa v akceptorovom mieste nemá k čomu pripojiť a opúšťa ribozóm. Syntéza bielkovín je dokončená.

U prokaryotov syntéza proteínov začína kodónom AUG, nachádzajúci sa na prvom mieste v kópii z každého génu, zaujíma v ribozóme takú pozíciu, že s ním interaguje antikodón špeciálnej tRNA, spojený s formylmentionín. Táto modifikovaná forma aminokyseliny metionínu okamžite vstupuje do donorového miesta a zohráva úlohu veľkého písmena vo fráze - syntéza akéhokoľvek polypeptidového reťazca začína v bakteriálnej bunke. Keď trojka AUG nie je na prvom mieste, ale vo vnútri kópie z génu kóduje aminokyselinu metionín. Po dokončení syntézy polypeptidového reťazca sa z neho odštiepi formylmetionín, ktorý v hotovom proteíne chýba.

Na zvýšenie produkcie proteínov mRNA často prechádza súčasne nie jedným, ale niekoľkými ribozómami. Ako sa nazýva štruktúra spojená jednou molekulou mRNA polyzóm. Na každom ribozóme sa v tejto guľôčkovej montážnej linke syntetizujú identické proteíny.

Aminokyseliny sú kontinuálne dodávané do ribozómov prostredníctvom tRNA. Po darovaní aminokyseliny opúšťa tRNA ribozóm a je spojená pomocou kodázy. Vysoká koherencia všetkých „služieb rastliny“ na produkciu bielkovín umožňuje v priebehu niekoľkých sekúnd syntetizovať polypeptidové reťazce pozostávajúce zo stoviek aminokyselín.

Vlastnosti genetického kódu. Procesom transkripcie v bunke sa informácie prenášajú z DNA do proteínu.

DNA → mRNA → proteín

Genetická informácia obsiahnutá v DNA a mRNA je obsiahnutá v sekvencii nukleotidov v molekulách.

Ako prebieha preklad informácií z „jazyka“ nukleotidov do „jazyka“ aminokyselín? Tento preklad sa vykonáva pomocou genetického kódu. kód alebo šifra, je systém symbolov na preklad jednej formy informácií do inej. Genetický kód je systém na zaznamenávanie informácií o sekvencii aminokyselín v proteínoch pomocou sekvencie nukleotidov v mRNA.

Aké sú vlastnosti genetického kódu?

1. trojitý kód. RNA obsahuje štyri nukleotidy: A, G, C, W. Ak by sme sa pokúsili označiť jednu aminokyselinu jedným nukleotidom, potom by 16 z 20 aminokyselín zostalo nezašifrovaných. Dvojpísmenový kód by zakódoval 16 aminokyselín. Príroda vytvorila trojpísmenový alebo trojmiestny kód. Znamená to, že každá z 20 aminokyselín je kódovaná sekvenciou troch nukleotidov nazývaných triplet alebo kodón.

2. Kód je zdegenerovaný. Znamená to, že každá aminokyselina je kódovaná viac ako jedným kodónom. Výnimky: meteonín a tryptofán, z ktorých každý je kódovaný jedným tripletom.

3. Kód je jednoznačný. Každý kodón kóduje iba jednu aminokyselinu.

4. Medzi génmi sú „interpunkčné znamienka“. V tlačenom texte je na konci každej frázy bodka. Niekoľko súvisiacich fráz tvorí odsek. V reči genetickej informácie je takýmto odsekom operón a jeho komplementárna mRNA. Každý gén v prokaryotickom operóne alebo jednotlivý eukaryotický gén kóduje jeden polypeptidový reťazec – frázu. Pretože v niektorých prípadoch sa na templáte mRNA postupne vytvorí niekoľko rôznych polypeptidových reťazcov, musia byť od seba oddelené. Na tento účel existujú v genetickom roku tri špeciálne triplety - UAA, UAG, UGA, z ktorých každý naznačuje zastavenie syntézy jedného polypeptidového reťazca. Tieto trojčatá teda plnia funkciu interpunkčných znamienok. Sú na konci každého génu.

5. V géne nie sú žiadne „interpunkčné znamienka“.

6. Kód je univerzálny. Genetický kód je rovnaký pre všetky tvory žijúce na Zemi. V baktériách a hubách, pšenici a bavlne, rybách a červoch, žabách a ľuďoch tie isté triplety kódujú rovnaké aminokyseliny.

Princípy replikácie DNA. Procesom je zabezpečená kontinuita genetického materiálu v generáciách buniek a organizmov replikácia – duplikácia molekúl DNA. Tento komplexný proces je uskutočňovaný komplexom niekoľkých enzýmov a proteínov, ktoré nemajú katalytickú aktivitu, ktoré sú potrebné na poskytnutie polynukleotidových reťazcov požadovanej konformácie. V dôsledku replikácie sa vytvoria dve identické dvojité špirály DNA. Tieto takzvané dcérske molekuly sa nelíšia jedna od druhej ani od pôvodnej rodičovskej molekuly DNA. K replikácii dochádza v bunke pred delením, takže každá dcérska bunka dostane presne tie isté molekuly DNA, aké mala materská bunka. Proces replikácie je založený na niekoľkých princípoch:

1. komplementárnosť. Každé z dvoch reťazcov materskej molekuly DNA slúži ako templát pre syntézu jej komplementárnej, t.j. komplementárna, dcérska reťaz.

2. polokonzervatívne. V dôsledku replikácie sa vytvoria dve dcérske dvojreťazce, z ktorých každé zachováva (zachováva) jedno z rodičovských reťazcov DNA nezmenené. Druhé reťazce dcérskych molekúl sa resyntetizujú z nukleotidov pozdĺž prívesu komplementarity k reťazcom rodičovskej DNA. Dcérska DNA sa nelíši jedna od druhej a od rodičovskej dvojzávitnice.

3.
anti-paralelizmus. Každý reťazec DNA má špecifickú orientáciu. Jeden koniec nesie hydroxylovú skupinu (-OH) pripojenú k 3'-uhlíku v cukre deoxyribóze, na druhom konci reťazca je zvyšok kyseliny fosforečnej v 5'-polohe cukru. Dve komplementárne vlákna v molekule DNA sú orientované v opačných smeroch - antiparalelné. Enzýmy, ktoré syntetizujú nové vlákna DNA, nazývané DNA polymerázy, sa môžu pohybovať po templátových vláknach iba jedným smerom, od svojich 3' koncov po ich 5' konce. V tomto prípade sa syntéza komplementárnych reťazcov vždy uskutočňuje v smere 5'→3', t.j. unipolárne. Preto v procese replikácie prebieha súčasná syntéza nových reťazcov antiparalelne.

4. Diskontinuita. Aby sa mohli vybudovať nové vlákna DNA podľa princípu komplementarity, dvojitá špirála musí byť rozkrútená a medzi rodičovskými vláknami nesmú byť žiadne vodíkové väzby.

Len v tomto prípade sú DNA polymerázy schopné pohybovať sa pozdĺž rodičovských reťazcov a použiť ich ako šablóny pre bezchybnú syntézu dcérskych reťazcov. Ale úplné rozvinutie helixov, pozostávajúcich z mnohých miliónov párov báz, je spojené s takým významným počtom rotácií a takými nákladmi na energiu, ktoré sú v podmienkach buniek nemožné. Preto replikácia v eukaryotoch začína súčasne na niektorých miestach molekuly DNA. Oblasť medzi dvoma bodmi, kde začína syntéza dcérskych reťazcov, sa nazýva replikón. On je jednotka replikácie.

Každá molekula DNA v eukaryotickej bunke obsahuje veľa replikónov. V každom replikóne je možné vidieť replikačnú vidličku – tú časť molekuly DNA, ktorá sa už rozložila pôsobením špeciálnych enzýmov. Každé vlákno vo vidlici slúži ako templát pre syntézu komplementárneho dcérskeho vlákna. Počas replikácie sa vidlica pohybuje pozdĺž rodičovskej molekuly, zatiaľ čo nové časti DNA sú rozkrútené. Pretože DNA polymerázy sa môžu pohybovať iba v jednom smere pozdĺž vlákien matrice a vlákna sú orientované antiparalelne, v každej vidlici sa súčasne syntetizujú dva rôzne enzymatické komplexy. Navyše v každej vidlici jeden dcérsky (vedúci) reťazec neustále rastie a druhý (zaostávajúci) reťazec je syntetizovaný oddelenými fragmentmi dlhými niekoľko nukleotidov. Takéto enzýmy, pomenované po japonskom vedcovi, ktorý ich objavil fragmenty Okazaki sú spojené DNA ligázou za vzniku súvislého reťazca. Mechanizmus tvorby dcérskych reťazcov fragmentov DNA sa nazýva diskontinuálny.

5. Potreba primeru DNA polymeráza nie je schopná spustiť syntézu vedúceho vlákna, ani syntézu Okazakiho fragmentov zaostávajúceho vlákna. Môže vytvoriť len už existujúce polynukleotidové vlákno postupným pripájaním deoxyribonukleotidov na jeho 3'-OH koniec. Odkiaľ pochádza počiatočný 5' koniec rastúceho reťazca DNA? Na templáte DNA sa syntetizuje špeciálnou RNA polymerázou tzv prvoradý(anglický Primer - semeno). Veľkosť ribonukleotidového priméru je malá (menej ako 20 nukleotidov) v porovnaní s veľkosťou reťazca DNA tvoreného DNA poimerázou. Splnil jeho Funkcie RNA primér sa odstráni špeciálnym enzýmom a vzniknutá medzera sa opraví DNA polymerázou, ktorá ako primér využíva 3'-OH koniec susedného Okazakiho fragmentu.

Problém nedostatočnej replikácie koncov lineárnych molekúl DNA. Odstránenie vonkajších primérov RNA, ktoré sú komplementárne k 3' koncom oboch vlákien lineárnej rodičovskej molekuly DNA, vedie k tomu, že dcérske vlákna sú kratšie ako 10–20 nukleotidov. Toto je problém nedostatočnej replikácie koncov lineárnych molekúl.

Problém nedostatočnej replikácie 3' koncov lineárnych molekúl DNA riešia eukaryotické bunky pomocou špeciálneho enzýmu - telomeráza.

Telomeráza je DNA polymeráza, ktorá dopĺňa 3'-koncové molekuly DNA chromozómov krátkymi opakujúcimi sa sekvenciami. Tie, umiestnené jeden po druhom, tvoria pravidelnú koncovú štruktúru dlhú až 10 tisíc nukleotidov. Okrem proteínovej časti telomeráza obsahuje RNA, ktorá funguje ako templát na predlžovanie DNA s repetíciami.

Schéma predlžovania koncov molekúl DNA. Najprv dôjde ku komplementárnej väzbe vyčnievajúceho konca DNA k templátovému miestu telomerázy RNA, potom telomeráza vytvorí DNA pomocou svojho 3'-OH konca ako zárodku a RNA, ktorá je súčasťou enzýmu, ako templátu. Táto fáza sa nazýva elongácia. Potom nastáva translokácia, t.j. pohyb DNA, predĺžený o jedno opakovanie, vzhľadom na enzým. Potom nasleduje predĺženie a ďalšia translokácia.

V dôsledku toho sa vytvárajú špecializované koncové štruktúry chromozómov. Pozostávajú z opakovane sa opakujúcich krátkych sekvencií DNA a špecifických proteínov.

Krátke zhrnutie.

Lekcia zo všeobecnej biológie.

Téma: „DNA je nositeľom dedičnej informácie.

Genetický kód“.

Účel lekcie : upevniť poznatky o štruktúre DNA a RNA, študovať pojem gén, genetický kód, jeho vlastnosti.

Vybavenie: tabuľka „Štruktúra živočíšnej bunky“, „Proteíny“, model DNA, multimediálna inštalácia,prezentácia v power pointe.

Počas vyučovania

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

2. Hlavná časť: ………………………………………………………………….... 30 min.

2.1 Opakovanie predtým preštudovaného: ………………………………………….…. 12 min

2.2 Učenie sa nového materiálu: ……………………………….……………………… 18 min

3. Upevnenie ………………………………………………………………………………….8 min

2.1. Opakovanie predtým naučeného

Otázky pre študentov:

1. Čo sú to proteíny?
2. Aké sú monoméry všetkých prírodných bielkovín? (20 aminokyselín).
3. Aké sú funkcie bielkovín? (Pomenujte štruktúrne znaky nukleových kyselín)
4. Pamätáte si, kde sa molekuly DNA nachádzajú v rastlinných a živočíšnych bunkách?
5. Čo je komplementarita?
6. Vymenujte typy RNA.

2.2. Učenie sa nového materiálu

Všetky vlastnosti každého organizmu sú určené jeho proteínovým zložením. Okrem toho je štruktúra každého proteínu určená sekvenciou aminokyselinových zvyškov. V dôsledku toho dedičná informácia, ktorá sa prenáša z generácie na generáciu, musí obsahovať informácie o primárnej štruktúre proteínov.

genetická informácia- to sú informácie o štruktúre všetkých bielkovín tela uzavretých v molekulách DNA.

Gene - Ide o úsek molekuly DNA, ktorý kóduje primárnu štruktúru jedného polypeptidového reťazca. DNA obsahuje informácie o primárnej štruktúre proteínu.

Genetický kód- súbor kombinácií troch nukleotidov kódujúcich 20 druhov aminokyselín, ktoré tvoria bielkoviny.

Vlastnosti genetického kódu:

• trojitý kód. Každá AA (aminokyselina) zodpovedá časti reťazca DNA, a teda mRNA troch susedných nukleotidov. V súčasnosti je genetický kód úplne dešifrovaný a je zostavená mapa, to znamená, že je známe, ktoré triplety zodpovedajú jednej alebo druhej aminokyseline z 20, ktoré tvoria proteíny.
• Kód je jednoznačný. Každý kodón kóduje iba jednu AK.
• Kód je nadbytočný (špecifický). To znamená, že každý AA je kódovaný viac ako jedným kodónom (s výnimkou metionínu a tryptofánu). DNA pozostáva zo 4 rôznych typov nukleotidov a najmenšou štruktúrnou jednotkou génu je trojica nukleotidov. Preto je počet možných kombinácií 43 = 64. Rôznych aminokyselín je len 20. Existuje teda viac než dosť rôznych tripletov nukleotidov na kódovanie všetkých aminokyselín.
• Kód sa neprekrýva. Akýkoľvek nukleotid môže byť súčasťou iba jedného tripletu.
• Medzi génmi sú „interpunkčné znamienka“. Zo 64 trojíc - U-A-A, U-A-G, U-G-A nekódujú AK (vezmite do úvahy tabuľku genetického kódu v učebnici). Tieto triplety sú signály pre koniec syntézy polypeptidového reťazca. Potreba týchto tripletov sa vysvetľuje skutočnosťou, že v niektorých prípadoch sa na mRNA syntetizuje niekoľko polypeptidových reťazcov a tieto triplety sa používajú na ich vzájomné oddelenie.
• Kód je univerzálny. Genetický kód je rovnaký pre všetky živé organizmy žijúce na Zemi.

3. Upevnenie:

Vykonajte cvičenia v pracovnom zošite. (Pracovný zošit k učebniciam Zakharova V.B., Sukhova T.S. atď.)

Domáca úloha.§ 2,10 písm. 73–75, učebnica V. B. Zakharova, S. G. Mamontova, N. I. Soniny, E. T. Zakharovej 10. ročník „Biológia. Všeobecná biológia“, zhrnutie lekcie.

Náhľad:

Ak chcete použiť ukážku prezentácií, vytvorte si Google účet (účet) a prihláste sa: https://accounts.google.com

Popisy snímok:

Téma: „DNA je nositeľom dedičnej informácie. Genetický kód"

Štrukturálne katalytické (B-enzýmy) Regulačné (B-hormóny) Kontraktilný transport Ochranná rezerva Energetická funkcia

Štruktúra NK RNA _________________________________ DNA Dusíkatá báza (A, G, C, U) FA zvyšok Sacharid - ribóza Dusíkatá báza (A, G, C, T) Sacharid - deoxyribóza FA zvyšok

V chromozómoch jadra

Komplementarita je priestorová komplementarita molekúl alebo ich častí, ktorá vedie k tvorbe vodíkových väzieb. Doplnkové štruktúry do seba zapadajú ako „kľúč so zámkom“ (A + T) + (G + C) \u003d 100%

Genetické informácie sú informácie o štruktúre všetkých telesných proteínov obsiahnutých v molekulách DNA 1 gén \u003d 1 molekula proteínu

Typy RNA V bunke je niekoľko typov RNA. Všetky sa podieľajú na syntéze bielkovín. Transferové RNA (tRNA) sú najmenšie RNA. Viažu AA a transportujú ich na miesto syntézy bielkovín. Messenger RNA (i-RNA) - sú 10-krát väčšie ako tRNA. Ich funkciou je prenášať informácie o štruktúre proteínov z DNA do miesta syntézy proteínov. Ribozomálna RNA (rRNA) – majú najväčšiu molekulovú veľkosť, sú súčasťou ribozómov.

Gén je časť molekuly DNA, ktorá kóduje primárnu štruktúru jedného polypeptidového reťazca.Genetický kód je súbor kombinácií troch nukleotidov kódujúcich 20 typov aminokyselín, ktoré tvoria proteíny.

Jedna aminokyselina je kódovaná tromi nukleotidmi (jeden kodón). ACT ACC GAT Triplet, kodónový gén AK1 AK2 AK3 proteín Vlastnosti genetického kódu: Kódový triplet. Každá AK zodpovedá časti reťazca DNA, a teda mRNA s tromi susediacimi nukleotidmi.

Kód je jednoznačný. Každý kodón kóduje iba jednu AK. Kód je nadbytočný. To znamená, že každý AA je kódovaný viac ako jedným kodónom (s výnimkou metionínu a tryptofánu). Kód sa neprekrýva. Akýkoľvek nukleotid môže byť súčasťou iba jedného tripletu. Medzi génmi sú „interpunkčné znamienka“ (polarita). Zo 64 tripletov - U-A-A, U-A-G, U-G-A nekódujú AK. Kód je univerzálny. Genetický kód je rovnaký pre všetky živé organizmy žijúce na Zemi.

Domáca úloha Zhrnutie lekcie Pripravte si správu: "Genetický kód."

Riešenie problému 1) Pomocou tabuľky genetického kódu DNA určte, ktoré AA sú kódované tripletmi: CAT, TTT, GAT. 2) Pomocou tabuľky genetického kódu nakreslite úsek DNA, ktorý kóduje informácie o nasledujúcej sekvencii aminokyselín v proteíne: - alanín - arginín - valín - glycín - lyzín.

Po objavení princípu molekulárnej organizácie látky, akou je DNA v roku 1953, sa začala rozvíjať molekulárna biológia. Ďalej v procese výskumu vedci zistili, ako sa DNA rekombinuje, jej zloženie a ako je usporiadaný náš ľudský genóm.

Každý deň na molekulárnej úrovni prebiehajú zložité procesy. Ako je usporiadaná molekula DNA, z čoho pozostáva? Akú úlohu hrajú molekuly DNA v bunke? Povedzme si podrobne o všetkých procesoch, ktoré sa vyskytujú vo vnútri dvojitého reťazca.

Čo je to dedičná informácia?

Ako to teda celé začalo? Späť v roku 1868 nájdený v jadrách baktérií. A v roku 1928 N. Koltsov predložil teóriu, že všetky genetické informácie o živom organizme sú zašifrované v DNA. Potom J. Watson a F. Crick našli v roku 1953 model dnes už známej skrutkovice DNA, za čo zaslúžene dostali uznanie a ocenenie – Nobelovu cenu.

Čo je vlastne DNA? Túto hmotu tvoria 2 kombinované vlákna, presnejšie špirálky. Úsek takéhoto reťazca s určitou informáciou sa nazýva gén.

DNA uchováva všetky informácie o tom, aký druh proteínov sa vytvorí a v akom poradí. Makromolekula DNA je materiálnym nosičom neuveriteľne objemnej informácie, ktorá je zaznamenaná v prísnom slede jednotlivých stavebných blokov – nukleotidov. Celkovo sú 4 nukleotidy, navzájom sa dopĺňajú chemicky a geometricky. Tento princíp komplementarity alebo komplementarity vo vede bude opísaný neskôr. Toto pravidlo hrá kľúčovú úlohu pri kódovaní a dekódovaní genetickej informácie.

Keďže reťazec DNA je neuveriteľne dlhý, v tejto sekvencii nie sú žiadne opakovania. Každá živá bytosť má svoj vlastný jedinečný reťazec DNA.

Funkcie DNA

Funkcie zahŕňajú ukladanie dedičných informácií a ich prenos na potomstvo. Bez tejto funkcie by sa genóm druhu nemohol zachovať a rozvíjať počas tisícročí. Organizmy, ktoré prešli veľkými génovými mutáciami, s väčšou pravdepodobnosťou neprežijú alebo stratia schopnosť produkovať potomstvo. Existuje teda prirodzená ochrana pred degeneráciou druhu.

Ďalšou podstatnou funkciou je implementácia uložených informácií. Bunka nemôže vytvoriť žiadny životne dôležitý proteín bez pokynov, ktoré sú uložené v dvojvlákne.

Zloženie nukleových kyselín

Teraz je už spoľahlivo známe, z čoho pozostávajú samotné nukleotidy, stavebné kamene DNA. Zahŕňajú 3 látky:

• Kyselina ortofosforečná.
• dusíkatej báze. Pyrimidínové bázy – ktoré majú len jeden kruh. Patria sem tymín a cytozín. Purínové bázy obsahujúce 2 kruhy. Sú to guanín a adenín.
• Sacharóza. DNA obsahuje deoxyribózu, RNA obsahuje ribózu.

Počet nukleotidov sa vždy rovná počtu dusíkatých báz. V špeciálnych laboratóriách sa nukleotid štiepi a izoluje sa z neho dusíkatá báza. Skúmajú teda jednotlivé vlastnosti týchto nukleotidov a možné mutácie v nich.

Úrovne organizácie dedičných informácií

Existujú 3 úrovne organizácie: génová, chromozomálna a genómová. Všetky informácie potrebné na syntézu nového proteínu sú obsiahnuté v malom úseku reťazca – géne. To znamená, že gén sa považuje za najnižšiu a najjednoduchšiu úroveň kódovania informácií.

Gény sú zase zostavené do chromozómov. Vďaka takejto organizácii nositeľa dedičného materiálu sa skupiny znakov striedajú podľa určitých zákonitostí a prenášajú sa z jednej generácie na druhú. Treba si uvedomiť, že v tele je neskutočne veľa génov, no informácie sa nestrácajú, ani keď sa mnohokrát rekombinujú.

Existuje niekoľko typov génov:

• podľa funkčného účelu sa rozlišujú 2 typy: štruktúrne a regulačné sekvencie;
• podľa vplyvu na procesy prebiehajúce v bunke existujú: supervitálne, letálne, podmienene letálne gény, ako aj mutátorové a antimutátorové gény.

Gény sú usporiadané pozdĺž chromozómu v lineárnom poradí. V chromozómoch nie sú informácie náhodne zamerané, existuje určité poradie. Existuje dokonca aj mapa zobrazujúca polohy alebo génové lokusy. Napríklad je známe, že údaje o farbe očí dieťaťa sú zašifrované v chromozóme číslo 18.

čo je genóm? Toto je názov celého súboru nukleotidových sekvencií v bunke tela. Genóm charakterizuje celý druh, nie jediného jedinca.

Aký je ľudský genetický kód?

Faktom je, že celý obrovský potenciál rozvoja ľudstva je daný už v období počatia. Všetky dedičné informácie, ktoré sú potrebné pre vývoj zygoty a rast dieťaťa po narodení, sú zakódované v génoch. Úseky DNA sú najzákladnejšími nositeľmi dedičnej informácie.

Ľudia majú 46 chromozómov alebo 22 somatických párov plus jeden chromozóm určujúci pohlavie od každého rodiča. Tento diploidný súbor chromozómov kóduje celý fyzický vzhľad človeka, jeho duševné a fyzické schopnosti a predispozície k chorobám. Somatické chromozómy sú navonok nerozoznateľné, no nesú rôzne informácie, keďže jeden z nich je od otca a druhý od matky.

Mužský kód sa líši od ženského v poslednom páre chromozómov – XY. Ženská diploidná množina je posledný pár, XX. Muži dostanú jeden chromozóm X od svojej biologickej matky a potom sa prenáša na ich dcéry. Pohlavný chromozóm Y sa prenáša na synov.

Ľudské chromozómy sa veľmi líšia veľkosťou. Napríklad najmenší pár chromozómov je #17. A najväčší pár je 1 a 3.

Priemer dvojitej špirály u ľudí je len 2 nm. DNA je tak pevne zvinutá, že sa zmestí do malého jadra bunky, hoci po odvinutí bude mať dĺžku až 2 metre. Dĺžka špirály sú stovky miliónov nukleotidov.

Ako sa prenáša genetický kód?

Akú úlohu teda hrajú molekuly DNA v bunke počas delenia? Gény – nosiče dedičnej informácie – sú vo vnútri každej bunky tela. Aby odovzdali svoj kód dcérskemu organizmu, mnohé tvory rozdelia svoju DNA na 2 rovnaké špirály. Toto sa nazýva replikácia. V procese replikácie sa DNA odvíja a špeciálne „stroje“ dopĺňajú každý reťazec. Po rozdvojení genetickej špirály sa začne deliť jadro a všetky organely a následne celá bunka.

Ale človek má iný proces prenosu génov – sexuálny. Znaky otca a matky sú zmiešané, nový genetický kód obsahuje informácie od oboch rodičov.

Ukladanie a prenos dedičných informácií je možný vďaka komplexnej organizácii špirály DNA. Koniec koncov, ako sme povedali, štruktúra bielkovín je zašifrovaná v génoch. Po vytvorení v čase počatia sa tento kód bude kopírovať po celý život. Karyotyp (osobný súbor chromozómov) sa pri obnove orgánových buniek nemení. Prenos informácií sa uskutočňuje pomocou pohlavných gamét - mužských a ženských.

Iba vírusy obsahujúce jeden reťazec RNA nie sú schopné preniesť svoje informácie na svoje potomstvo. Preto, aby sa mohli rozmnožovať, potrebujú ľudské alebo zvieracie bunky.

Implementácia dedičných informácií

V bunkovom jadre neustále prebiehajú dôležité procesy. Všetky informácie zaznamenané v chromozómoch sa používajú na stavbu bielkovín z aminokyselín. Ale vlákno DNA nikdy neopustí jadro, takže tu je potrebná ďalšia dôležitá zlúčenina, RNA. Práve RNA je schopná preniknúť cez jadrovú membránu a interagovať s reťazcom DNA.

Prostredníctvom interakcie DNA a 3 typov RNA sa realizujú všetky zakódované informácie. Na akej úrovni je implementácia dedičnej informácie? Všetky interakcie prebiehajú na úrovni nukleotidov. Messenger RNA kopíruje segment reťazca DNA a prináša túto kópiu do ribozómu. Tu začína syntéza nukleotidov novej molekuly.

Aby mRNA skopírovala potrebnú časť reťazca, špirála sa rozvinie a po dokončení procesu prekódovania sa opäť obnoví. Navyše tento proces môže prebiehať súčasne na 2 stranách 1 chromozómu.

Princíp komplementarity

Pozostávajú zo 4 nukleotidov - sú to adenín (A), guanín (G), cytozín (C), tymín (T). Sú spojené vodíkovými väzbami podľa pravidla komplementarity. Toto pravidlo pomohli zaviesť práce E. Chargaffa, pretože vedec si všimol určité vzorce v správaní týchto látok. E. Chargaff zistil, že molárny pomer adenínu k tymínu je rovný jednej. A rovnako aj pomer guanínu k cytozínu je vždy rovný jednej.

Na základe jeho práce vytvorili genetici pravidlo pre interakciu nukleotidov. Pravidlo komplementarity hovorí, že adenín sa kombinuje iba s tymínom a guanín s cytozínom. Počas dekódovania helixu a syntézy nového proteínu v ribozóme pomáha toto striedavé pravidlo rýchlo nájsť potrebnú aminokyselinu, ktorá je pripojená k transferovej RNA.

RNA a jej typy

Čo je to dedičná informácia? nukleotidov v dvojvlákne DNA. Čo je RNA? Akú má prácu? RNA alebo ribonukleová kyselina pomáha extrahovať informácie z DNA, dekódovať ich a na princípe komplementarity vytvárať proteíny potrebné pre bunky.

Celkovo sú izolované 3 typy RNA. Každý z nich plní prísne svoju funkciu.

1. Informačné (mRNA), alebo sa nazýva aj matica. Ide priamo do stredu bunky, do jadra. V jednom z chromozómov nájde potrebný genetický materiál na stavbu proteínu a skopíruje jednu zo strán dvojitého reťazca. Kopírovanie prebieha opäť podľa princípu komplementarity.
2. Doprava je malá molekula, ktorá má na jednej strane nukleotidové dekodéry a na druhej strane aminokyseliny zodpovedajúce hlavnému kódu. Úlohou tRNA je dopraviť ju do „dielne“, teda na ribozóm, kde si syntetizuje potrebnú aminokyselinu.
3. rRNA je ribozomálna. Kontroluje množstvo produkovaného proteínu. Skladá sa z 2 častí - aminokyselinové a peptidové miesto.

Jediný rozdiel pri dekódovaní je v tom, že RNA nemá tymín. Namiesto tymínu je tu prítomný uracil. Ale potom, v procese syntézy bielkovín, s tRNA, stále správne stanovuje všetky aminokyseliny. Ak dôjde k poruchám v dekódovaní informácií, dôjde k mutácii.

Oprava poškodenej molekuly DNA

Proces opravy poškodeného dvojvlákna sa nazýva reparácia. Počas procesu opravy sú poškodené gény odstránené.

Potom sa požadovaná sekvencia prvkov presne reprodukuje a narazí späť na to isté miesto na reťazi, odkiaľ bola extrahovaná. To všetko sa deje vďaka špeciálnym chemikáliám – enzýmom.

Prečo vznikajú mutácie?

Prečo niektoré gény začnú mutovať a prestanú plniť svoju funkciu – uchovávanie životne dôležitých dedičných informácií? Je to spôsobené chybou dekódovania. Napríklad, ak je adenín náhodne nahradený tymínom.

Existujú aj chromozomálne a genómové mutácie. K chromozomálnym mutáciám dochádza, keď časti dedičnej informácie vypadnú, sú duplikované alebo dokonca prenesené a integrované do iného chromozómu.

Najzávažnejšie sú genómové mutácie. Ich príčinou je zmena počtu chromozómov. Teda keď namiesto páru – diploidnej množiny je v karyotype prítomná triploidná množina.

Najznámejším príkladom triploidnej mutácie je Downov syndróm, pri ktorom je osobná sada chromozómov 47. U takýchto detí sa namiesto 21. páru vytvoria 3 chromozómy.

Existuje aj taká mutácia ako polyploidia. Polyploidia sa však vyskytuje iba v rastlinách.