Решаем задачи на биосинетз белка. Задание 27 ЕГЭ биология.

         Решение задач на биосинтез. Основные принципы:

Биосинтез белка происходит в цитоплазме на рибосомах шероховатой эндоплазматической сети. 1. транскрипция – синтез  иРНК на участках  ДНК происходит  в ядре. Ген–участок ДНК, содержащий информацию о структуре белка (о последовательности  аминокислот в белке, о признаке). 2. Трансляция – биосинтез белка на иРНК. В цитоплазме при наличии рибосом, тРНК, ионы Мg. Генетический код- сочетание нуклеотидов, в которой зашифрована наследственная информация.

Свойства гена: триплетность – аминокислоты закодированы в виде 3 нуклеотидов;  вырожденность, избыточность – каждая аминокислота кодируется более, чем 1 кодоном (от 2 до 6);  однозначность, специфичность – каждый кодон кодирует только 1 аминокислоту;  универсальность – един для всех живущих на Земле существ;  чрезмерность, неперекрываемость – один и тот же нуклеотид не может входить одновременно в состав 2 или более триплетов;  непрерывность – между триплетами нет знаков препинания, информация считывается непрерывно; помехоустойчивость – мутации замен нуклеотидов, не приводящие к смене класса кодируемой аминокислоты, называют  консервативными, мутации замен нуклеотидов, приводящие к смене класса кодируемой аминокислоты, называют  радикальными. Особенности реакций матричного типа: свойсвенны только живым организмам, обеспечивают специфическую последовательность мономеров, отражают основное свойство живого – воспроизведение себе подобных, способствуют высокой скорости реакций.

Для решения задач такого типа необходимо помнить следующие правила и принципы:

Смысловая и транскрибируемая цепи ДНК антипараллельны. Смысловая цепь начинается с 5´–конца, а транскрибируемая – с 3´–конца.  Кодоны и антикодоны принято писать с 5´–конца на 3´–конец.  В таблице генетического кода кодоны записаны с 5´–конца на 3´–конец.  Транскрипция идёт в направлении 3´→ 5´, а трансляция в направлении 5´→ 3´. Если в условии задачи указывается фрагмент только одной цепи ДНК, то по умолчанию считаем её транскрибируемой (3´→ 5´). Антикодоны т-РНК антипараллельны кодонам и-РНК.

Синтез новых цепей идет всегда в направлении от 5'-  к -3'. Кодоны в генетическом коде записаны в направлении от 5'-  к -3'. В молекулярной биологии принято писать смысловую цепь ДНК сверху, а транскрибируемую цепь под ней.

Транскрипция идет в направлении 3'- -5'. Находим последовательность иРНК по матричной (транскрибируемой) цепи ДНК (3'- -5')  иРНК от 5'-  к -3'.

Синтез белка начинается с того момента, когда к 5'- концу  иРНК присоединяется малая субъединица рибосомы, в которую заходит метиониновая тРНК (тРНК, которая несет аминокислоту метионин).

Отдельные последовательности ДНК или РНК, записываются в направлении от 5'-  к -3'; в ответе нужно указывать последовательность антикодон и кодон. Если приводится взаимодействие кодон – антикодон, расположение триплетов антипараллельно, кодон иРНК пишется в направлении 5'-  к -3', а антикодон тРНК наоборот 3'- -5'.

 По таблице генетического кода находим последовательность аминокислот. Кодоны ищем в направлении   5'_3'.

 По принципу комплементарности по кодонами иРНК находим антикодоны тРНК: 3'- -5', 3'- -5', 3'- -5'.

Фраза «ответ поясните» подразумевает, что, кроме самих цепочек нуклеотидов, в ответе будут пояснения, каким образом эти цепочки были найдены. Чтобы не запутаться при поиске аминокислот, лучше записать иРНК именно в направлении 5'_3'. Антикодоны пишутся отдельно друг от друга, так как находятся в разных молекулах тРНК и не соединяются в единую цепь.

Мы привыкли к формуле ДНК_ иРНК_ белок. Но по матрице ДНК образуются все типы РНК, в том числе и тРНК. при решении «задач с центральной петлей» — это находить не один кодон, а полную цепочку иРНК. Делать этого нельзя, потому что центральная петля комплементарна только лишь одному кодону, а не всей иРНК искать в таблице генетического кода не 5'- -3', а 3'- -5'.

Запятые ставятся только между антикодонами тРНК. Центральная петля тРНК — это не антикодонЫ, а один антикодон, в одной молекуле тРНК . Тире ставится только между аминокислотами.  Во всех остальных случаях никаких знаков препинания не требуется.

 С РНК содержащего вируса в результате обратной транскрипции синтезируется ДНК, далее в результате транскрипции по принципу комплементарности синтезируется иРНК, далее с иРНК происходит трансляция и собирается белок.

На основе вирусной РНК по принципу комплементарности строим транскрибируемую цепь ДНК и записываем её ниже, оставляя строку для записи структуры смысловой цепи ДНК, т.к. в молекулярной биологии принято писать смысловую цепь ДНК сверху, а транскрибируемую цепь под ней. Обозначаем 5´ и 3´ концы у транскрибируемой и смысловой цепей.

На основе транскрибируемой цепи ДНК по принципу комплементарности строим смысловую цепь и записываем её сверху, над транскрибируемой.  На основе транскрибируемой цепи ДНК по принципу комплементарности строим цепь и-РНК. Состав и-РНК получается точно такой же, как состав вирусной РНК (в этом и есть смысл матричного синтеза).

Белки  видоспецифичны, для каждого организма индивидуальны.  Разнообразие белков обусловливает индивидуальную специфичность организмов.  Ген – единица генетической информации,  участок молекулы ДНК,  в котором закодирована последовательность аминокислот в белке.  Одна т-РНК переносит  одну аминокислоту к месту синтеза белка. Генетический код триплетен – 1 аминокислота кодируется 3 нуклеотидами (1 триплетом). Антикодон  т-РНК комплементарен кодону и-РНК. Последовательность нуклеотидов и-РНК комплементарна одной из цепей ДНК. Информацию о структуре белка несет одна из  двух цепей ДНК. ДНК является матрицей для синтеза всех  РНК клетки.  Ген триплетен: каждая из 20 аминокислот зашифрована последовательностью из 3 нуклеотидов. Ген вырожден: каждая из 20 АК шифруется более, чем 1 кодоном (до 6). Код однозначен: каждый кодон шифрует 1 АК. Код универсален: един для всех живых на Земле. Одна и та же аминокислота у разных организмов кодируется одним и тем же триплетом благодаря универсальности генетического кода (свойство генетического кода – универсальность).  Считывание информации с кодирующей цепочки ДНК в направлении 3´ → 5´объясняется однонаправленностью генетического кода

Если произошла замена нуклеотида:  Генная мутация – изменится кодон. Произошла  замена 1 АК на другую, изменилась ДНК, иРНК, последовательность аминокислот в белке, первичная структура белка.

Основные фразы, которые можно использовать при решении данного типа задач:

ДНК двуцепочечная построена по принципу комплементарности. ДНК матрица для синтеза РНК построить по принципу комплементарности. иРНК матрица для сборки белковой молекулы. Антикодон тРНК комплементарен кодону иРНК.