§ 29. Реализация наследственной информации



1. Какие процессы относятся к реакциям матричного синтеза?

Процессы транскрипции и трансляции.

2. Что такое транскрипция? Как протекает этот процесс?

Переписывание наследственной информации с ДНК на иРНК называется транскрипцией. На определенном участке молекулы ДНК происходит разъединение комплементарных цепей. Вдоль одной из цепей (ее называют транскрибируемой цепью) начинает движение фермент РНК- полимераза. РНК-полимераза синтезирует из нуклеотидов молекулу иРНК, при этом транскрибируемая цепь ДНК используется в качестве матрицы. Полученная иРНК комплементарна участку транскрибируемой цепи ДНК, значит, порядок нуклеотидов в иРНК строго определен порядком нуклеотидов в ДНК. Таким образом, в результате транскрипции генетическая информация переписывается с ДНК на иРНК. Транскрипция может происходить одновременно на нескольких генах одной хромосомы и на генах, расположенных в разных хромосомах.

3. Какой процесс называется трансляцией? Охарактеризуйте основные этапы трансляции.

Процесс синтеза белка из аминокислот, происходящий на рибосомах, называется трансляцией. В ходе трансляции осуществляется перевод последовательности нуклеотидов молекулы иРНК в последовательность аминокислот молекулы белка. Информационная РНК связывается с малой субъединицей рибосомы, после этого присоединяется большая субъединица. Синтез белка начинается со стартового кодона АУГ. Так как этот триплет кодирует аминокислоту метионин, то все белки (за исключением особых случаев) будут начинаться с остатка метионина. Начиная со стартового кодона, молекула иРНК последовательно, триплет за триплетом, продвигается через рибосому, что сопровождается ростом полипептидной цепочки. Соединение аминокислот в нужную последовательность (в соответствии с кодонами иРНК) осуществляется на рибосомах при участии транспортных РНК. Процесс трансляции продолжается до тех пор, пока в рибосому не попадет один из трех стоп-кодонов: УАА, УАГ или УГА, после чего синтез белка прекращается и рибосома распадается на две субъединицы.

4. Почему при трансляции в состав белка включаются не любые аминокислоты в случайном порядке, а только те, которые закодированы триплетами иРНК, причем в строгом соответствии с последовательностью этих триплетов? Как вы думаете, сколько видов тРНК участвует в синтезе белков в клетке?

Порядок аминокислот в белке закодирован в участке ДНК. А так как иРНК комплементарно цепи ДНК с которой она построена, то и порядок аминокислот определённый. Вся генетическая информация, которая содержится в ДНК, в результате процессов транскрипции и трансляции реализуется в клетке в виде молекул белков.

5. Реакции матричного синтеза следует относить к процессам ассимиляции или диссимиляции? Почему?

Реакции матричного синтеза следует относить к процессам ассимиляции, т. к. в ходе происходит образование сложных органических веществ (белков) в клетке.

6. Участок транскрибируемой цепи ДНК имеет следующий порядок нуклеотидов: ТАЦТГГАЦАТАТТАЦААГАЦТ. Установите последовательность аминокислотных остатков пептида, закодированного этим участком.

ДНК транскрибируемая: ТАЦ ТГГ АЦА ТАТ ТАЦ ААГ АЦТ

иРНК: АУГ АЦЦ УГУ АУА АУГ УУЦ УГА

бнолк: Мет-Тре-Цис-Мле-Мет-Фен-Стоп-кодон

7. Исследования показали, что в молекуле иРНК 34 % от общего числа азотистых оснований приходится на гуанин, 18 % — на урацил, 28 % — на цитозин и 20 % — на аденин. Определите процентный состав азотистых оснований двуцепочечного участка ДНК, одна из цепей которого служила матрицей для синтеза данной иРНК.

По принципу комплементарности (У=А, Ц=Г, Г=Ц, А=Т) находим соотношение нуклеотидов в цепях ДНК:

1 –я цепочка ДНК: А – 18%, Г – 28%, Т – 20%, Ц – 34%.

2-я цепочка ДНК: Т – 18%, Ц – 28%, А – 20%, Г – 34%.

В двухцепочной молекуле ДНК процентное соотношение нуклеотидов следующее:

А = (18% + 20%) / 2 = 19% , количество А=Т=19%

Г = (28% + 34%) / 2 = 31% , количество Г=Ц=31%

8. В эритроцитах млекопитающих синтез гемоглобина может происходить еще в течение нескольких дней после утраты этими клетками ядер. Как вы можете это объяснить?

Эритроциты млекопитающих не содержат ядра.