Конспект по биологии на тему "Генетический код"

«Гены. Генетический код»

На Земле живет уже более 6 млрд людей. Если не считать 25-30 млн пар однояйцевых близнецов, то генетически все люди разные. Это означает, что каждый из них уникален, обладает неповторимыми наследственными особенностями, свойствами характера, способностями, темпераментом и многими другими качествами. Чем же определяются такие различия между людьми? Конечно различиями в их генотипах, т.е. наборах генов данного организма. У каждого человека он уникален, так же как уникален генотип отдельного животного или растения. Но генетические признаки данного человека воплощаются в белках, синтезированных в его организме. Следовательно, и строение белка одного человека отличается, хотя и совсем немного, от белка другого человека. Вот почему возникает проблема пересадки органов, вот почему возникают аллергические реакции на продукты, укусы насекомых, пыльцу растений и т.д. Сказанное не означает, что у людей не встречается совершенно одинаковых белков. Белки, выполняющие одни и те же функции, могут быть одинаковыми или совсем незначительно отличаться одной-двумя аминокислотами друг от друга. Но не существует на Земле людей (за исключением однояйцевых близнецов), у которых все белки были бы одинаковы.

Информация о первичной структуре белка закодирована в виде последовательности нуклеотидов в участке молекулы ДНК — гене. Ген — это единица наследственной информации организма. Каждая молекула ДНК содержит множество генов. Совокупность всех генов/25-30 тыс у человека/ организма составляет его генотип.

Кодирование наследственной информации происходит с помощью генетического кода. Код подобен всем известной азбуке Морзе, которая точками и тире кодирует информацию. Азбука Морзе универсальна для всех радистов, и различия состоят только в переводе сигналов на разные языки. Генетический код также универсален для всех организмов и отличается лишь чередованием нуклеотидов, образующих гены и кодирующих белки конкретных организмов.

---

«Гены. Генетический код»

Ген-участок молекулы ДНК, несущий информацию о белке.

Генотип-совокупность всех генов.

Кодирование наследственной информации происходит с помощью генетического кода.

Генетический код — это система записи генетической информации о порядке расположения аминокислот/20/ в белках в виде последовательности нуклеотидов в ДНК или РНК.

Учёные определили, какими триплетами ДНК закодирована каждая из 20 аминокислот, образующих молекулы белков, и составили карту генетического кода .стр.97 таблица

Свойства генетического кода

1. Код триплетен. Каждую аминокислоту кодируют три нуклеотида     1кодон=3нуклеотида.

2. Код вырожден. Одна аминокислота может кодироваться  несколькими триплетами./более надежное хранение/

3. Код однозначен или спецефичен. Каждый триплет соответствует только одной аминокислоте.  1 триплет=1а-кис

4. Код универсален. Все живые организмы используют единый генетический код

 стоп-кодоны триплеты, которые отделяют один ген от другого  , или своеобразные «знаки препинания» АТТ, АТЦ, АЦЦ.

                     Биосинтез белка

Процесс биосинтеза белка состоит из двух этапов: транскрипции и трансляции.

1.Транскрипция — это процесс переписывания наследственной информации с молекулы ДНК на информационную (матричную) РНК.

В ходе транскрипции участок двуцепочечной ДНК «разматывается». На одной из цепочек синтезируется молекула иРНК. Стр.98

Информационная (матричная) РНК одноцепочечная, она собирается на одной из нитей ДНК по правилу комплементарности.

Образуется молекула иРНК, которая является копией второй цепочки ДНК, только в ней тимин заменён на урацил. Закодированная в ДНК информация о первичной структуре белка таким образом переписывается на иРНК.

Как и в любой другой биохимической реакции, в этом процессе участвует фермент — РНК-полимераза.

Молекула ДНК содержит большое количество генов. В начале каждого гена располагается промотор — особая последовательность нуклеотидов ДНК, которую определяет РНК-полимераза, и с этого места начинает сборку молекулы иРНК.

Синтез иРНК продолжается до очередного «знака препинания» — терминатора. Эта последовательность нуклеотидов указывает на завершение синтеза иРНК.

2.Трансляция — это перевод информации, закодированной в иРНК, в первичную структуру молекулы белка.

ДНК----и-РНК-----белок

    Транскрипция         трансляция

Задача №1

Участок молекулы ДНК, кодирующий часть полипептида, имеет следующее строение:

-А –Ц –Ц –А –Т –А – Г –Т – Ц – Ц – А – А – Г – Г – А –

Определите последовательность аминокислот в полипептиде.

Найти: последовательность аминокислот В полипептиде.

ДНК: -А –Ц –Ц – А – Т – А – Г – Т – Ц – Ц – А – А – Г – Г – А –

и –РНК:-У – Г – Г – У – А – У – Ц – А – Г – Г –У – У – Ц – Ц – У –

2. Используя таблицу генетического кода, определяем последовательность аминокислот в полипептиде.

УГГ – триптофан УАУ – тирозин  ЦАГ – глутамин ГУУ – валин  ЦЦУ – пролин

Ответ: триптофан – тирозин – глутамин – валин – пролин

Задача 1

К имеющейся цепи триплетов азотистых оснований ДНК достройте: -  - недостающую цепь,

   - к полученному фрагменту цепь иРНК, - определите последовательность АК

•      ААТ – ТТА – ААЦ – АГА – ГГА – ТТЦ –   ГЦА – АЦГ – ГГА – ААА

•      Решение:

ДНК1:   ААТ–ТТА–ААЦ–АГА–ГГА–ТТЦ–ГЦА–АЦГ–ГГА–ААА

ДНК2:   ТТА–ААТ–ТТГ–ТЦТ–ЦЦТ–ААГ–ЦГТ–ТГЦ–ЦЦТ-ТТТ

иРНК:   ААУ–УУА–ААЦ–АГА–ГГА–УУЦ–ГЦА–АЦГ–ГГА–ААА

АК:        асн– лей– асн– арг– гли– фен– ала– тре– гли– лиз 

2. Полипептид состоит из следующих аминокислот: валин – аланин – глицин – лизин – триптофан – валин – серин. Определите структуру участка ДНК, кодирующего эту полипептидную цепь.

Д а н о:глицин – аланин – глицин – лизин – триптофан – валин – серин.

Н а й т и:  структуру ДНК – ?  Р е ш е н и е:

1) Используя генетический код, найдем структуру и-РНК:

–Г–Г–У–Г–Ц–У–Г–Г–У–А–А–А–У–Г–Г–Г–У–У–У–Ц–У–

2) По принципу комплементарности построим кодирующую цепь ДНК и достроим некодирующую цепь ДНК:

3. Полипептид состоит из следующих аминокислот: аланин – глицин – лейцин – пролин – серин – цистеин. Какие т-РНК (c какими антикодонами) участвуют в синтезе белка

Д а н о: ала – гли – лей – про – сер – цис

Н а й т и: 1) какие т-РНК (с какими антикодонами) участвуют в синтезе белка

Р е ш е н и е:

1) Используя генетический код, находим структуру и-РНК:

аланин – глицин – лейцин – пролин – серин – цистеин

–Г–Ц–У–Г–Г–У–Ц–У–У–Ц–Ц–У–У–Ц–У–У–Г–У–

2) Зная цепочку и-РНК, находим антикодоны т-РНК:

–Г–Ц–У–Г–Г–У–Ц–У–У–Ц–Ц–У–У–Ц–У–У–Г–У – и-РНК

–Ц–Г–А–Ц–Ц–А–Г–А–А–Г–Г–А–А–Г–А–А–Ц–А – т-РНК

О т в е т: –Ц–Г–А–Ц–Ц–А–Г–А–А–Г–Г–А–А–Г–А–А–Ц–А–;