Биосинтез белка. Генетический код

Информация о строении белка (наследственная информация) закодирована в ДНК, которая у эукариот входит в состав хромосом и находится в ядре. Участок ДНК (хромосомы), в котором закодирована информация об одном белке, называется ген.

Транскрипция – это переписывание информации с ДНК на иРНК (информационную РНК). иРНК переносит информацию из ядра в цитоплазму, к месту синтеза белка (к рибосоме).

Трансляция – это процесс биосинтеза белка на рибосоме. Рибосомы – это органоиды, которые занимаются синтезом белка. Часть рибосом присоединены к ЭПС, эта ЭПС называется шероховатая (гранулярная).

Реакции транскрипции, трансляции, а так же репликации (удвоения ДНК) являются реакциями матричного синтеза. ДНК служит матрицей для синтеза иРНК, иРНК служит матрицей для синтеза белка.

Генетический код – это способ, с помощью которого информация о строении белка записана в ДНК.

Свойства генкода

1) Триплетность: одна аминокислота кодируется тремя нуклеотидами. Эти 3 нуклеотида в ДНК называются триплет, в иРНК – кодон, в тРНК – антикодон (но в ЕГЭ может быть и «кодовый триплет» и т.п.)

2) Избыточность (вырожденность): аминокислот всего 20, а триплетов, кодирующих аминокислоты – 61, поэтому каждая аминокислота кодируется несколькими триплетами.

3) Однозначность: каждый триплет (кодон) кодирует только одну аминокислоту.

4) Универсальность: генетический код одинаков для всех живых организмов на Земле.

Задачи

Задачи на количество нуклеотидов/аминокислот
1 аминокислота – 3 нуклеотида
10 аминокислот – 30 нуклеотидов
44 аминокислоты – 132 нуклеотида и т.д.

Задачи на АТГЦ
ДНК иРНК тРНК
А У А
Т А У
Г Ц Г
Ц Г Ц

 

Биосфера и живое вещество

Биосфера – это оболочка Земли, заселенная живыми организмами. Организмы живут везде, где им позволяют условия: во всей гидросфере, в верхней части литосферы (до горячих недр) и в нижней части атмосферы (до озонового слоя).

Биосфера является открытой системой, т.к. ей постоянно требуется поступление энергии извне (от Солнца). За счет энергии Солнца в биосфере происходит поток энергии и круговорот веществ.

Живое вещество – это совокупность всех живых организмов на Земле. В живом веществе химические реакции идут очень быстро, поэтому живое вещество очень активно участвует в биогеохимическом круговороте (круговороте веществ и превращении энергии в биосфере).

Биогенное вещество – вещество, создаваемое живыми организмами (уголь, нефть и т.п.). Биокосное вещество – вещество, в создании которого принимают участие живие организмы (почва, ил и т.п.).

Функции живого вещества (материал довольно мутный, многие тесты приходится решать методом исключения):

· Концентрационная – накопление (аккумулирование) в живых организмах каких-либо элементов. Например, концентрация железа в позвоночных животных гораздо выше, чем в неживой природе; хвощи накапливают кремний.

· Газовая – связана с поглощением и выделением газов. Например, при дыхании поглощается кислород и выделяется углекислый газ, клубеньковые бактерии поглощают азот.

· Окислительно-восстановительная – это работа хемосинтезаторов, часто приводит к отложению в земной коре залежей полезных ископаемых, например, серы, бокситов, железной руды.

· Биохимическая – реакции обмена веществ, происходящие внутри организма.

 

Введение в генетику

Ген – это участок ДНК, отвечающий за определенный признак. Например, ген цвета волос.

Каждый ген представлен несколькими вариантами – аллелями. Например, ген цвета волос имеет два аллеля – темный и светлый.

У организмов с двойным (диплоидным) набором хромосом каждый ген имеется в двух экземплярах – один от отца, другой от матери. Такие пары называются аллельными генами (они находятся в гомологичных хромосомах).

Гомозигота – это состояние, когда аллельные гены одинаковы (например, и от матери, и от отца получен ген светлых волос).

Гетерозигота – состояние, когда аллельные гены разные. В этом случае обычно проявляется только один ген из аллельной пары (доминантный ген, А), а другой ген скрывается (рецессивный ген, а).

Пример полного доминирования (обычный случай), А - темные волосы, а - светлые:

· АА – темные,

· Аа – темные (а скрылся),

· аа – светлые.

При неполном доминировании (промежуточном характере наследования) гетрозигота имеет признак, промежуточный между доминантным и рецессивным. Например, у ночной красавицы:

· АА – красные лепестки,

· Аа – розовые,

· аа – белые.

Как писать гаметы

Примеры родителей (двойной набор хромосом):

· АА - доминантная гомозигота

· аа - рецессивная гомозигота

· Аа - гетерозигота

· АаBb – дигетерозигота, АаBbСс – тригетерозигота, и т.п.

Гаметы (половые клетки – яйцеклетки и сперматозоиды) имеют одинарный (гаплоидный) набор хромосом, поэтому в них за каждый признак отвечает только один ген (на этом основано «правило чистоты гамет»).

1) В гамете в 2 раза меньше букв, чем в родителе.
2) Каждая буква имеется только в одном экземпляре (в гамете не бывает Аа).
3) Количество гамет зависит от количества гетерозиготных аллелей у родителя (0-1; 1-2; 2-4; 3-8).

Например, родитель AaBBCc:
1) У родителя 6 букв, значит в гамете будет 3.
2) В гамете будет одна буква А, одна В, одна С.
3) Из трех аллелей только две гетерозиготы, значит, гамет будет 4 вида: (ABC), (AВс), (аBС), (аbc).