Генетический код и его свойства.

Генетическая информация, содержащаяся в ДНК и в иРНК, заключена в последовательности расположения нуклеотидов в молекулах.

Код триплетен. Каждая аминокислота зашифрована последовательностью 3 нуклеотидов, т.е. триплетом, который называется кодон.

Код однозначен. Каждый триплет шифрует только одну аминокислоту. Гемоглобин у здоровых людей имеет триплет ГАА или ГАГ на 6 месте и кодирует глутаминовую кислоту. У больных триплеты ГУА или ГУГ- валин.

Между генами имеются знаки препинания. В генетическом коде существует 3 триплета УАА, УАГ, УГА, которые обозначают прекращение синтеза и находятся в конце гена.

Внутри гена нет знаков препинания. Ген в цепи ДНК имеет строго фиксированное начало считывания.

Код универсален. Код един для всех организмов на Земле.

Биосинтез белка

 

И-РНК, несущая сведения о первичной структуре белка, синтезируется в ядре. Пройдя через поры ядерной оболочки, и-РНК направляется к рибосомам, где осуществляется расшифровка генетической информации – перевод ее с «языка» нуклеотидов на «язык» аминокислот.

Аминокислоты, из которых синтезируются белки, доставляются к рибосомам с помощью т-РНК. Эти небольшие молекулы, состоящие из 70-90 нуклеотидов, способны сворачиваться в структуры, напоминающие по форме лист клевера. На вершине каждого «листа» т-РНК имеется последовательность трех нуклеотидов, комплементарных нуклеотидам кодона в и-РНК. Такая последовательность нуклеотидов в структуре т-РНК называется антикодоном. Специальный фермент узнает антикодон и присоединяет к черешку листа т-РНК определенную свою аминокислоту. В этом состоит первый этап синтеза белка.

На втором этапесинтеза т-РНК выполняет функцию переводчика с «языка» нуклеотидов на «язык» аминокислот. Такой перевод происходит на рибосоме. В ней имеется два участка: на одном т-РНК получает команду от и-РНК – антикодон узнает кодон, на другом – выполняется приказ- аминокислота отрывается от т-РНК.

Третий этап синтеза белка заключается в том, что фермент синтетаза присоединяет оторвавшуюся от т-РНК аминокислоту к растущей цепи.

И-РНК непрерывно скользит по рибосоме, каждый триплет сначала попадает в первый участок, где узнается антикодоном т-РНК, затем на второй участок. Сюда же переходит т-РНК с присоединенной к ней аминокислотой, здесь аминокислоты отрываются от т-РНК и соединяются друг с другом.

Когда на рибосоме в первом участке оказывается один из трех триплетов, являющихся знаками препинания между генами, это означает, что синтез белка завершен. Готовая полипептидная цепь отходит от рибосомы.

Процесс синтеза белковой молекулы требует больших затрат энергии. На соединение аминокислоты с т-РНК расходуется энергия молекулы АТФ., которая нужна и для движения и-РНК по рибосоме.

Аминокислоты бесперебойно поставляются к рибосомам с помощью т-РНК.

Отдав аминокислоту, молекула т-РНК тут же соединяется с другой такой же аминокислотой. Синтез белка на рибосомах носит название трансляции (передача).

 

Итак, делаем выводы по нашему уроку:

Метаболизм или клеточный обмен веществ – это совокупность химических реакций, протекающих в живых клетках и обеспечивающих организм веществами и энергией для его жизнедеятельности, роста, размножения.

Главная роль в реакциях метаболизма принадлежит ферментам и АТФ. В процессе метаболизма клетка получает энергию, которая освобождается при окислении молекул жиров, углеводов и белков. Метаболизм обеспечивает клетку и строительным материалом – в ней образуются новые сложные молекулы. Метаболизм включает две группы взаимосвязанных реакций – пластический обмен (синтез веществ) и энергетический обмен (расщепление веществ).

Биосинтез белка включает ряд сложных процессов, в результате которых происходит реализация генетической информации.

В ядре происходит транскрипция – перенос информации с ДНК на и-РНК.

В цитоплазме осуществляется соединение т-РНК с аминокислотами и доставка их к рибосомам.

На рибосомах осуществляется трансляция – аминокислоты соединяются в полипептидную цепь.

Закрепление новой темы

Контроль знаний по вопросам:

1. Что такое метаболизм? Назовите его этапы, охарактеризуйте ассимиляцию.

2. В каких структурах клетки, и каким образом осуществляется синтез белка?

3. Что такая видовая и индивидуальная специфичность белков?

4. Каким образом осуществляется эта специфичность?

5. Решение задач по молекулярной биологии.

 

 

6. Резерв времени.

1. Выступления студентов с докладами «На научной волне».

2. Дебаты по теме «Нужны ли генетически модифицированные продукты?».

 

 

Подведение итогов

Оценка знаний студентов (мотивировать): за доклады, за ответы у доски.

 

 

8. Домашнее задание

1. Тема «Биосинтез белка» стр.69-73. Н.Д.Андреева. Биология.

2. Решение задач по микробиологии (дифференцированно по карточкам).

 

Список литературы

 

1. Н.Д.Андреева. Биология. 10-11 классы: учеб.для общеобразоват. учреждений (базовый уровень) / Н.Д.Андреева.- 3-е изд., испр.- М.: Мнемозина, 2010.- 327 с.:ил.

 

                                                                                      Приложение 1

Решение задач по теме "Белки"

                                                  

Вариант - А

 

Укажите аминокислотный состав белковой цепи:

А-А-Т-Т-Г-Ц-А-Т-Г-Г-Ц-Ц-А-Т-Ц

                                                    

Вариант - В

 

Указан аминокислотный состав белковой цепи:

ВАЛ - ГИС - ЛЕЙ - ТРЕ - ПРО

Определите структуру ДНК.     

Вариант - С

 

Определите первичную структуру белка после выпадения 9 нуклеотида

в цепи и-РНК.

Ц-Т-А-Т-А-Г-Т-А-А-Ц-Ц-А-А

 

В каждом варианте определите длину нуклеотидной цепочки ДНК,