Биосинтез белка

Цель урока: формирование понимания процесса биосинтеза белка и механизма регуляции активности генов (запомнить последовательность этапов синтеза белка; усвоить значимость принципов транскрипции и трансляции; понять роль нуклеиновых кислот в биосинтезе белка).

Какова роль ядра в клетке?
С какими органоидами связана передача наследственных признаков?
Какие вещества называются нуклеиновыми кислотами?
Виды РНК и их роль в биосинтезе белка?
тРНК – транспортная РНК: переносит аминокислоты к месту синтеза белка (к рибосомам)
рРНК – рибосомная РНК: выполняет строительную функцию – входит в состав рибосом
иРНК – информационная РНК: считывает информацию с участка ДНК о первичной структуре белка
и несет эту информацию к месту синтеза белка (к рибосомам)

Функции белков
Белки
ферменты
транспорт
движение
гормоны
антитела
строительство

Генетическая информация, заключённая в ДНК
Реакции матричного синтеза
1 цепь ДНК (матрица)
– А – А – Г – Ц – Т – Ц – Г – А –
. .
. .
. . .
. . .
. . .
. . .
. .
. .
– Т – Т – Ц – Г – А – Г – Ц – Т –
2 цепь ДНК
Репликация это - реакция матричного синтеза, при которой на одной цепи ДНК по принципу комплементарности строится вторая цепь (т. е. удвоение ДНК).

Единственные молекулы, которые синтезируются под контролем генетического материала клетки,- это белки (если не считать РНК).
Белки могут выполнять разные функции; это определяется аминокислотной последовательностью, которая зависит от информации о составе белка, закодированной в последовательности нуклеотидов ДНК (генетический код).
Ген – участок ДНК, кодирующий информацию об одном белке

Как создаются белки в клетках и каковы обязательные условия процесса биосинтеза?
Основной вопрос:

Генетический код

Вырожденность (избыточность) - многим аминокислотам соответствует несколько кодонов
Специфичность (однозначность) - один триплет кодирует одну аминокислоту
Универсальность - код един для всех живых организмов
Свойства генетического кода

Триплетность - число нуклеотидов, кодирующих аминокислоту, равно 3
Свойства генетического кода
Колинеарность - последовательность нуклеотидов точно соответствует последовательности аминокислот в белке

Бессмысленные триплеты (стоп-кодоны) - не кодируют аминокислоты, указывают на начало и конец синтеза белка
Неперекрываемость -определённый нуклеотид может входить только в состав одного кодона, а генетический код «читается с определённого знака»

Транскрипция – первый этап биосинтеза
Транскрипция – это реакция матричного синтеза, заключающаяся в считывании информационной РНК генетической информации с ДНК (т.е. это процесс образования иРНК на участке одной цепи ДНК по принципу комплементарности).

Транскрипция – первый этап биосинтеза
– Т – А – Ц – Г – А – Г – Ц – Т –
– А – У – Г – Ц – У – Ц – Г – А –
цепь ДНК (матрица)
. .
. .
. .
. .
. . .
. . .
цепь иРНК
. . .
. . .
ДНК – носитель генетической информации, расположена в ядре.
Синтез белка происходит в цитоплазме на рибосомах.
Из ядра в цитоплазму информация о структуре белка поступает в виде иРНК.
Для синтеза иРНК участок двухцепочечной ДНК раскручивается под действием ферментов, на одной из цепочек (матрице) по принципу комплементарности синтезируется молекула иРНК.

Трансляция – завершающий этап биосинтеза
Схема тРНК:
А, Б, В, Г – участки комплементарного соединения,
Д – участок соединения с аминокислотой,
Е - антикодон

Трансляция - это реакция матричного синтеза, которая заключается в переводе генетического кода с иРНК на белок (т.е. это процесс образования белка на иРНК).

Трансляция

Схема синтеза полипептидной цепи на рибосоме

Схема синтеза полипептидной цепи на рибосоме

На одну иРНК может “сесть” несколько рибосом, тогда одновременно будет синтезироваться несколько молекул
белка одной и той же первичной структуры. Такой комплекс называется – полисома.

ПОДВЕДЁМ ИТОГИ:
1. Важнейшим процессом, происходящим во всех клетках
(за исключением клеток, потерявших ДНК в процессе своего развития), является синтез белка.
2. Информация о последовательности аминокислот, составляющих первичную структуру белка, заключена в последовательности триплетных сочетаний нуклеотидов ДНК.
3. Ген – участок ДНК, в котором заключена информация о структуре одного белка.
4. Транскрипция – процесс синтеза иРНК, кодирующей последовательность аминокислот белка.
5. иРНК выходит из ядра (у эукариот) в цитоплазму, где в рибосомах происходит формирование аминокислотной цепочки белка. Этот процесс называется трансляцией.
6. В каждой клетке – множество генов, однако клетка использует лишь строго определённую часть генетической информации, что обеспечивается наличием в генах особых механизмов, включающих или выключающих синтез того или иного белка в клетке.