Информация о последовательности расположения аминокислот в молекуле белка: А15. Информация о последовательности расположения аминокислот в молекуле белка переписывается

2.какой тип РНК переносит аминокислоты к месту синтеза белка?
3.какой тип РНК переносит наследственную информацию из ядра в цитоплазму?
4.у каких организмов процессы транскрипции и трансляции не разделяются во времени и в пространстве?
5.сколько нуклеотидов иРНК включает в себя «функциональный центр»рибосомы?
6.сколько аминокислот должно одновременно находиться в большой субъединице рибосомы?
7.сколько генов могут включать в себя иРНК прокариот?
8.сколько генов могут включать в себя иРНК эукариот?
9.когда рибосома доходит до СТОП-кодона, она присоединяет к последней аминокислоте молекулу
10.если на одной иРНК одновременно находятся много рибосом, такая структура называется
11. для биосинтеза белка, как и для других процессов в клетке, используется энергия

2. Как называются структуры ядра, хранящие информацию о белках организма?
3. Какая молекула является матрицей (шаблоном) для синтеза и-РНК?
4. Как называется процесс синтеза полипептидной цепи белка на рибосоме?
5. На какой молекуле находится триплет называемый кодон?
6. На какой молекуле находится триплет называемый антикодон?
7. По какому принципу антикодон узнает кодон?
8. Где в клетке происходит образование комплекса т-РНК+аминокислота?
9. Как называется первый этап биосинтеза белка?
10. Дана полипептидная цепь: -ВАЛ — АРГ — АСП- Определить структуру соответствующих цепей ДНК.

лизосомы в митохондрии г клеточный центр 4 все в- ва и клетки можно разделить на 1 белки и углеводы 2 углеводы и жиры 3 жиры и неорганические в-ва 4 неоганические в -ва и органические 5 процесс слзревания специализации клетки называется 6 окисление органических в-в и синтез атф прлисходит в 7 передача информации от одной нервной клетки другой переходит через 8 при нврушении работы имунной системы 1 ослабевает защита от чужеродных тел2 газообмен 3 замедляется двигательная активность 4 нарушается транспорт в -в

В обмене веществ организма ведущая роль принадлежит белкам и нуклеиновым кислотам.

Белковые вещества составляют основу всех жизненно важных структур клетки, обладают необычайно высокой реакционной способностью, наделены каталитическими функциями.

Нуклеиновые кислоты входят в состав важнейшего органа клетки — ядра, а также цитоплазмы, рибосом, митохондрий и т. д. Нуклеиновые кислоты играют важную, первостепенную роль в наследственности, изменчивости организма, в синтезе белка.

План синтеза белка хранится в ядре клетки, а непосредственно синтез происходит вне ядра, поэтому необходима помощь для доставки закодированного плана из ядра к месту синтеза. Такую помощь оказывают молекулы РНК.

Процесс начинается в ядре клетки: раскручивается и открывается часть «лестницы» ДНК. Благодаря этому буквы РНК образуют связи с открытыми буквами ДНК одной из нитей ДНК. Фермент переносит буквы РНК, чтобы соединить их в нить. Так буквы ДНК «переписываются» в буквы РНК. Новообразованная цепочка РНК отделяется, и «лестница» ДНК снова закручивается.

После дальнейших изменений этот вид закодированной РНК готов.

РНК выходит из ядра и направляется к месту синтеза белка, где буквы РНК расшифровываются. Каждый набор из трех букв РНК образует «слово», обозначающее одну конкретную аминокислоту.

Другой вид РНК отыскивает эту аминокислоту, захватывает ее с помощью фермента и доставляет к месту синтеза белка. По мере прочтения и перевода сообщения РНК цепочка аминокислот растет. Эта цепочка закручивается и укладывается в уникальную форму, создавая один вид белка.
Примечателен даже процесс укладки белка: на то, чтобы с помощью компьютера просчитать все возможности укладки белка среднего размера, состоящего из 100 аминокислот, потребовалось бы 10 27 лет. А для образования в организме цепочки из 20 аминокислот требуется не более одной секунды — и этот процесс происходит непрерывно во всех клетках тела.

Гены, генетический код и его свойства .

На Земле живет около 7 млрд людей. Если не считать 25-30 млн пар однояйцовых близнецов, то генетически все люди разные : каждый уникален, обладает неповторимыми наследственными особенностями, свойствами характера, способностями, темпераментом.

Такие различия объясняются различиями в генотипах -наборах генов организма; у каждого он уникален. Генетические признаки конкретного организма воплощаются в белках — следовательно, и строение белка одного человека отличается, хотя и совсем немного, от белка другого человека.

Это не означает , что у людей не встречается совершенно одинаковых белков. Белки, выполняющие одни и те же функции, могут быть одинаковыми или совсем незначительно отличаться одной-двумя аминокислотами друг от друга. Но не существует на Земле людей (за исключением однояйцовых близнецов), у которых все белки были бы одинаковы.

Информация о первичной структуре белка закодирована в виде последовательности нуклеотидов в участке молекулы ДНК – гене – единице наследственной информации организма. Каждая молекула ДНК содержит множество генов. Совокупность всех генов организма составляет его генотип .

Кодирование наследственной информации происходит с помощью генетического кода , который универсален для всех организмов и отличается лишь чередованием нуклеотидов, образующих гены, и кодирующих белки конкретных организмов.

Генетический код состоит из троек (триплетов) нуклеотидов ДНК, комбинирующихся в разной последовательности (ААТ, ГЦА, АЦГ, ТГЦ и т.д.), каждый из которых кодирует определенную аминокислоту (которая будет встроена в полипептидную цепь).

Аминокислот 20 , а возможностей для комбинаций четырех нуклеотидов в группы по три – 64 четырех нуклеотидов вполне достаточно, чтобы кодировать 20 аминокислот

поэтому одна аминокислота может кодироваться несколькими триплетами .

Часть триплетов вовсе не кодирует аминокислоты, а запускает или останавливает биосинтез белка.

Собственно кодом считается последовательность нуклеотидов в молекуле и-РНК , т.к. она снимает информацию с ДНК (процесс транскрипции ) и переводит ее в последовательность аминокислот в молекулах синтезируемых белков (процесс трансляции ).

В состав и-РНК входят нуклеотиды АЦГУ, триплеты которых называются кодонами: триплет на ДНК ЦГТ на и-РНК станет триплетом ГЦА, а триплет ДНК ААГ станет триплетом УУЦ.

Именно кодонами и-РНК отражается генетический код в записи.

Таким образом, генетический код — единая система записи наследственной ин­формации в молекулах нуклеиновых кислот в виде последова­тельности нуклеотидов. Генетический код основан на использо­вании алфавита, состоящего всего из четырех букв-нуклеотидов, отличающихся азотистыми основаниями: А, Т, Г, Ц.

Основные свойства генетического кода :

1. Генетический код триплетен. Триплет (кодон) — последовательность трех нуклеотидов, кодирующая одну аминокислоту. Поскольку в состав бел­ков входит 20 аминокислот, то очевидно, что каждая из них не может кодироваться одним нуклеотидом (поскольку в ДНК всего четыре типа нуклеотидов, то в этом случае 16 аминокислот оста­ются незакодированными). Двух нуклеотидов для кодирования аминокислот также не хватает, поскольку в этом случае могут быть закодированы только 16 аминокислот. Значит, наименьшее число нуклеотидов, кодирующих одну аминокислоту, оказыва­ется равным трем. (В этом случае число возможных триплетов нуклеотидов составляет 4 3 = 64).

2. Избыточность (вырожденность) кода является следствием его триплетности и означает то, что одна аминокислота может кодироваться несколькими трип­летами (поскольку аминокислот 20, а триплетов — 64), за исключением метионина и триптофана, которые кодируются только одним триплетом. Кроме того, некоторые триплеты вы­полняют специфические функции: в молекуле иРНК триплеты УАА, УАГ, УГА — являются терминирующими кодонами, т. е. стоп-сигналами, прекращающими синтез полипептидной цепи. Триплет, соответствующий метионину (АУГ), стоящий в начале цепи ДНК, не кодирует аминокислоту, а выполняет функцию инициирования (возбуждения) считывания.

3. Одно­временно с избыточностью коду присуще свойство однозначнос­ти : каждому кодону соответствует только одна определенная аминокислота.

4. Код коллинеарен, т.е. по­следовательность нуклеотидов в гене точно соответствует после­довательности аминокислот в белке.

5. Генетический код непере­крываем и компактен , т. е. не содержит «знаков препинания». Это значит, что процесс считывания не допускает возможности перекрывания колонов (триплетов), и, начавшись на определенном кодоне, считывание идет непрерывно триплет за триплетом вплоть до стоп-сигналов (терминирующих кодонов ).

6. Генетический код универсален , т. е. ядер­ные гены всех организмов одинаковым образом кодируют инфор­мацию о белках вне зависимости от уровня организации и систематического положения этих организмов.

Существуют таблицы генетического кода для расшифровки кодонов и-РНК и построения цепочек белковых молекул.

В живых системах встречается реакции, неизвестные в неживой природе — реакцииматричного синтеза .

Термином «матрица » в технике обозначают форму, употребляемую для отливки монет, медалей, типографского шрифта: затвердевший металл в точности воспроизводит все детали формы, служившей для отливки. Матричный синтез напоминает отливку на матрице: новые молекулы синтезируются в точном соответствии с планом, заложенным в структуре уже существующих молекул.

Матричный принцип лежит в основе важнейших синтетических реакций клетки, таких, как синтез нуклеиновых кислот и белков. В этих реакциях обеспечивается точная, строго специфичная последовательность мономерных звеньев в синтезируемых полимерах.

Здесь происходит направленное стягивание мономеров в определенное место клетки — на молекулы, служащие матрицей, где реакция протекает. Если бы такие реакции происходили в результате случайного столкновения молекул, они протекали бы бесконечно медленно. Синтез сложных молекул на основе матричного принципа осуществляется быстро и точно.

Роль матрицы в матричных реакциях играют макромолекулы нуклеиновых кислот ДНК или РНК.

Мономерные молекулы , из которых синтезируется полимер, — нуклеотиды или аминокислоты — в соответствии с принципом комплементарности располагаются и фиксируются на матрице в строго определенном, заданном порядке.

Затем происходит «сшивание» мономерных звеньев в полимерную цепь , и готовый полимер сбрасывается с матрицы.

После этого матрица готова к сборке новой полимерной молекулы. Понятно, что как на данной форме может производиться отливка только какой-то одной монеты, одной буквы, так и на данной матричной молекуле может идти «сборка» только какого-то одного полимера.

Матричный тип реакций — специфическая особенность химизма живых систем. Они являются основой фундаментального свойства всего живого — его способности к воспроизведению себе подобного .

К реакциям матричного синтеза относят:

1. репликацию ДНК — процесс самоудвоения молекулы ДНК, осуществляемый под контролем ферментов. На каждой из цепей ДНК, образовавшихся после разрыва водородных связей, при участии фермента ДНК-полимеразы синтезируется дочерняя цепь ДНК. Материалом для синтеза служат свободные нуклеотиды, имеющиеся в цитоплазме клеток.

Биологический смысл репликации заключается в точной передаче наследственной информации от материнской молекулы к дочерним, что в норме и происходит при делении соматических клеток.

Молекула ДНК состоит из двух комплементарных цепей. Эти цепи удерживаются слабыми водородными связями, способными разрываться под действием ферментов.

Молекула способна к самоудвоению (репликации), причем на каждой старой половине молекулы синтезируется новая ее половина.

Кроме того, на молекуле ДНК может синтезироваться молекула и-РНК, которая затем переносит полученную от ДНК информацию к месту синтеза белка.

Передача информации и синтез белка идут по матричному принципу, сравнимому с работой печатного станка в типографии. Информация от ДНК многократно копируется. Если при копировании произойдут ошибки, то они повторятся во всех последующих копиях.

Правда, некоторые ошибки при копировании информации молекулой ДНК могут исправляться — процесс устранения ошибок называется репарацией . Первой из реакций в процессе передачи информации является репликация молекулы ДНК и синтез новых цепей ДНК.

2. транскрипцию – синтез и-РНК на ДНК, процесс снятия информации с молекулы ДНК, синтезируемой на ней молекулой и-РНК.

И-РНК состоит из одной цепи и синтезируется на ДНК в соответствии с правилом комплементарности при участии фермента, который активирует начало и конец синтеза молекулы и-РНК.

Готовая молекула и-РНК выходит в цитоплазму на рибосомы, где происходит синтез полипептидных цепей.

3. трансляцию — синтез белка на и-РНК; процесс перевода информации, содержащейся в последовательности нуклеотидов и-РНК, в последовательность аминокислот в полипептиде.

4 . синтез РНК или ДНК на РНК вирусов

Последовательность матричных реакций при биосинтезе белков можно представить в виде схемы:

Таким образом, биосинтез белка – это один из видов пластического обмена, в ходе которого наследственная информация, закодированная в генах ДНК, реализуется в определенную последовательность аминокислот в белковых молекулах.

Молекулы белков по существу представляют собой полипептидные цепочки , составленные из отдельных аминокислот. Но аминокислоты недостаточно активны, чтобы соединиться между собой самостоятельно. Поэтому, прежде чем соединиться друг с другом и образовать молекулу белка, аминокислоты должны активироваться . Эта активация происходит под действием особых ферментов.

В результате активирования аминокислота становится более лабильной и под действием того же фермента связывается с т-РНК . Каждой аминокислоте соответствует строго специфическая т-РНК , которая находит «свою» аминокислоту и переносит ее в рибосому.

Следовательно, в рибосому поступают различные активированные аминокислоты, соединенные со своими т-РНК . Рибосома представляет собой как бы конвейер для сборки цепочки белка из поступающих в него различных аминокислот.

Одновременно с т-РНК, на которой «сидит» своя аминокислота, в рибосому поступает «сигнал» от ДНК, которая содержится в ядре. В соответствии с этим сигналом в рибосоме синтезируется тот или иной белок.

Направляющее влияние ДНК на синтез белка осуществляется не непосредственно, а с помощью особого посредника – матричной или информационной РНК (м-РНК или и-РНК), которая синтезируется в ядре под влиянием ДНК, поэтому ее состав отражает состав ДНК. Молекула РНК представляет собой как бы слепок с формы ДНК. Синтезированная и-РНК поступает в рибосому и как бы передает этой структуре план — в каком порядке должны соединяться друг с другом поступившие в рибосому активированные аминокислоты, чтобы синтезировался определенный белок. Иначе, генетическая информация, закодированная в ДНК, передается на и-РНК и далее на белок .

Молекула и-РНК поступает в рибосому и прошивает ее. Тот ее отрезок, который находится в данный момент в рибосоме, определенный кодоном (триплет ), взаимодействует совершенно специфично с подходящим к нему по строению триплетом (антикодоном ) в транспортной РНК, которая принесла в рибосому аминокислоту.

Транспортная РНК со своей аминокислотой подходит к определенному кодону и-РНК и соединяется с ним; к следующему, соседнему участку и-РНК присоединяется другая т-РНК с другой аминокислотой и так до тех пор, пока не будет считана вся цепочка и-РНК, пока не нанижутся все аминокислоты в соответствующем порядке, образуя молекулу белка.

А т-РНК, которая доставила аминокислоту к определенному участку полипептидной цепи, освобождается от своей аминокислоты и выходит из рибосомы.

Затем снова в цитоплазме к ней может присоединиться нужная аминокислота, и она снова перенесет ее в рибосому.

В процессе синтеза белка участвует одновременно не одна, а несколько рибосом — полирибосомы.

Основные этапы передачи генетической информации:

синтез на ДНК как на матрице и-РНК (транскрипция)

синтез в рибосомах полипептидной цепи по программе, содержащейся в и-РНК (трансляция).

Этапы универсальны для всех живых существ, но временные и пространственные взаимоотношения этих процессов различаются у про- и эукариотов.

У эукариот транскрипция и трансляция строго разделены в пространстве и времени: синтез различных РНК происходит в ядре, после чего молекулы РНК должны покинуть пределы ядра, пройдя через ядерную мембрану. Затем в цитоплазме РНК транспортируются к месту синтеза белка — рибосомам. Лишь после этого наступает следующий этап — трансляция.

У прокариот транскрипция и трансляция идут одновременно.

Таким образом,

местом синтеза белков и всех ферментов в клетке являются рибосомы — это как бы «фабрики» белка, как бы сборочный цех, куда поступают все материалы, необходимые для сборки полипептидной цепочки белка из аминокислот. Природа синтезируемого белка зависит от строения и-РНК, от порядка расположения в ней нуклеоидов, а строение и-РНК отражает строение ДНК, так что в конечном итоге специфическое строение белка, т. е. порядок расположения в нем различных аминокислот, зависит от порядка расположения нуклеоидов в ДНК, от строения ДНК.

Изложенная теория биосинтеза белка получила название матричной теории. Матричной эта теория называется потому , что нуклеиновые кислоты играют как бы роль матриц, в которых записана вся информация относительно последовательности аминокислотных остатков в молекуле белка.

Создание матричной теории биосинтеза белка и расшифровка аминокислотного кода является крупнейшим научным достижением XX века, важнейшим шагом на пути к выяснению молекулярного механизма наследственности.

Тематические задания

А1. Какое из утверждений неверно?

1) генетический код универсален

2) генетический код вырожден

3) генетический код индивидуален

4) генетический код триплетен

А2. Один триплет ДНК кодирует:

1) последовательность аминокислот в белке

2) один признак организма

3) одну аминокислоту

4) несколько аминокислот

А3. «Знаки препинания» генетического кода

1) запускают синтез белка

2) прекращают синтез белка

3) кодируют определенные белки

4) кодируют группу аминокислот

А4. Если у лягушки аминокислота ВАЛИН кодируется триплетом ГУУ, то у собаки эта аминокислота может кодироваться триплетами:

1) ГУА и ГУГ

2) УУЦ и УЦА

3) ЦУЦ и ЦУА

4) УАГ и УГА

А5. Синтез белка завершается в момент

1) узнавания кодона антикодоном

2) поступления и-РНК на рибосомы

3) появления на рибосоме «знака препинания»

4) присоединения аминокислоты к т-РНК

А6. Укажите пару клеток в которой у одного человека содержится разная генетическая информация?

1) клетки печени и желудка

2) нейрон и лейкоцит

3) мышечная и костная клетки

4) клетка языка и яйцеклетка

А7. Функция и-РНК в процессе биосинтеза

1) хранение наследственной информации

2) транспорт аминокислот на рибосомы

3) передача информации на рибосомы

4) ускорение процесса биосинтеза

А8. Антикодон т-РНК состоит из нуклеотидов УЦГ. Какой триплет ДНК ему комплементарен?

Тестовые задания «Биосинтез белка»

№ 1:

1. Что является мономерами белков:

А) нуклеотиды; Б) моносахариды;

В) аминокислоты; Г) карбоновые кислоты.

2. Какие особые связи образуются между аминокислотами в первичной структуре белка:

А) пептидные; Б) водородные;

В) дисульфидные; Г) сложноэфирные.

3. Где хранится информация о структуре белка:

А) в АТФ; Б) в ДНК; В) в РНК; Г) в цитоплазме.

4. Какие органические вещества могут ускорять процесс синтеза белка:

А) гормоны; Б) антитела; В) гены; Г) ферменты.

5. Какую основную функцию выполняют белки в клетке:

А) энергетическую; Б) защитную;

В) двигательную; Г) строительную.

№ 2 :

1. Материальным носителем наследственной информации в эукариотической клетке является:

1)иРНК 3) ДНК

2) тРНК 4) хромосома

2. В гене закодирована информация о:

1) строении белков, жиров и углеводов

2) первичной структуре белка

3) последовательности нуклеотидов в ДНК

4) последовательности аминокислот в 2-х и более молекулах белков

3. Репликация ДНК сопровождается разрывом химических связей:

1) пептидных, между аминокислотами

2) ковалентных, между углеводом и фосфатом

3) водородных, между азотистыми основаниями

4) ионных, внутри структуры молекулы

4. Сколько новых одинарных нитей синтезируется при удвоении одной молекулы ДНК:

1) четыре 2) одна 3) две 4) три

5. При репликации молекулы ДНК образуется:

1) нить, распавшаяся на отдельные фрагменты дочерних молекул

2) молекула, состоящая из двух новых цепей ДНК

3) молекула, половина которой состоит из нити иРНК

4) дочерняя молекула, состоящая из одной старой и одной новой цепи ДНК

№ 3:

1. Если нуклеотидный состав ДНК — АТТ-ГЦГ-ТАТ, то нуклеотидный состав иРНК:

1) ТАА-ЦГЦ-УТА 3) УАА-ЦГЦ-АУА

2) ТАА-ГЦГ-УТУ 4) УАА-ЦГЦ-АТА

2. Если аминокислота кодируется кодоном УГГ, то в ДНК ему соответст­вует триплет:

1)ТЦЦ 2)АГГ 3)УЦЦ 4)АЦЦ

3. Один триплет ДНК несет информацию о:

1) последовательности аминокислот в молекуле белка

2) месте определенной аминокислоты в белковой цепи

3) признаке конкретного организма

4) аминокислоте, включаемой в белковую цепь

4. Код ДНК вырожден потому, что:

1) один код он кодирует одну аминокислоту

2) один кодон кодирует несколько аминокислот

3) между кодонами есть знаки препинания

4) одна аминокислота кодируется несколькими кодонами

5. Эволюционное значение генетического кода заключается в том, что он:

1) триплетен 2) индивидуален 3) универсален 4) вырожден

№ 4:

1. Синтез иРНК начинается с :

1) разъединения ДНК на две нити

2) взаимодействия фермента РНК — полимеразы и гена

3) удвоения гена

4) распада гена на нуклеотиды

2. Транскрипция — это процесс:

1) репликации ДНК 2) синтеза иРНК 3) синтеза белка

4) присоединения тРНК к аминокислоте

3. Матрицей для синтеза молекулы иРНК при транскрипции служит:

1) вся молекула ДНК

2) полностью одна из цепей молекулы ДНК

3) участок одной из цепей ДНК

4) в одних случаях одна из цепей молекулы ДНК, в других– вся молекула ДНК.

4. Транскрипция происходит :

1) в ядре 2) на рибосомах 3) в цитоплазме 4) на каналах гладкой ЭПС

5. Определи последовательность нуклеотидов иРНК, если известна

последовательность нуклеотидов ДНК

ДНК РНК

А – Т?

Т – А?

Г — Ц?

Ц – Г?

Ц – Г?

Г – Ц?

№ 5:

1. Количество тРНК, участвующих в трансляции, равно количеству :

1) кодонов иРНК, шифрующих аминокислоты

2) молекул иРНК

3) генов, входящих в молекулу ДНК

4) белков, синтезируемых на рибосомах

2. Синтез белка завершается в момент:

1) присоединения аминокислоты к тРНК

2) истощения запасов ферментов

3) узнавания кодона антикодоном

4) появления на рибосоме «знака препинания» — стоп-кодона

3. Синтез белка не идет на рибосомах у:

1) возбудителя туберкулеза 2) пчелы 3) мухомора 4) бактериофага

4. При трансляции матрицей для сборки полипептидной цепи белка служат :

1) обе цепочки ДНК

2) одна из цепей молекулы ДНК

3) молекула иРНК

4) в одних случаях одна из цепей ДНК, в других– молекула иРНК

5. При биосинтезе белка в клетке энергия АТФ:

1) расходуется 2) запасается

3) не расходуется и не выделяется 4) на одних этапах синтеза расходуется, на других– выделяется

№ 6:

1. Соотнесите вещества и структуры, участвующие в синтезе белка с их функциями.

ВЕЩЕСТВА И СТРУКТУРЫ

ФУНКЦИИ

1) Участок ДНК

2) иРНК

3) РНК — полимераза

4) Рибосома

5) Полисома

6)АТФ

7) Аминокислота

А) Переносит информацию на рибосомы

Б) Место синтеза белка

В) Фермент, обеспечивающий синтез иРНК

Г) Источник энергии для реакций

Д) Мономер белка

Е) Ген, кодирующий информацию о белке

Ж) Место сборки одинаковых белков

№ 7:

1. В соматических клетках многоклеточного организма:

1) различный набор генов и белков

2) одинаковый набор генов и белков

3) одинаковый набор генов, но разный набор белков

4) одинаковый набор белков, но разный набор генов

2. Работой структурных генов управляет :

1) ген-оператор 2) ген-регулятор 3) белок-репрессор 4) ген-промотор

3. Участок молекулы ДНК , с которым соединяется особый белок- репрессор, регулирующий транскрипцию отдельных генов,—…

4. Участок ДНК , расположенный между геном-регулятором и оператором, с которым соединяется фермент РНК-полимераза, обеспечивающий транскрипцию генов,—…

5. Вещества, играющие важнейшую роль в координации работы тысяч генов в многоклеточном организме:

1) ферменты 2) гормоны 3) ДНК 4) РНК

КОНТРОЛЬНЫЙ ТЕСТ:

1. Выберите три правильно названных свойства генетического кода.

A) Код характерен только для эукариотических клеток и бактерий

Б) Код универсален для эукариотических клеток, бактерий и вирусов

B) Один триплет кодирует последовательность аминокислот в молеку­ле белка

Г) Код вырожден, так аминокислоты могут кодироваться несколькими кодонами

Д) Код избыточен. Может кодировать более 20 аминокислот

Е) Код характерен только для эукариотических клеток

2. Постройте последовательность реакций биосинтеза белка.

A) Снятие информации с ДНК

Б) Узнавание антикодоном тРНК своего кодона на иРНК

B) Отщепление аминокислоты от тРНК

Г) Поступление иРНК на рибосомы

Д) Присоединение аминокислоты к белковой цепи с помощью фермента

3. Постройте последовательность реакций трансляции.

A) Присоединение аминокислоты к тРНК

Б) Начало синтеза полипептидной цепи на рибосоме

B) Присоединение иРНК к рибосоме

Г) Окончание синтеза белка

Д) Удлинение полипептидной цепи

4. Найдите ошибки в приведенном тексте.

1. Генетическая информация заключена в последовательности нуклеотидов в молекулах нуклеиновых кислот. 2. Она передается от иРНК к ДНК. 3. Генетический код записан на «языке «РНК». 4. Код состоит из четырех нуклеотидов. 5. Почти каждая аминокислота шифруется более чем одним кодоном. 6. Каждый кодон шифрует только одну аминокис­лоту. 7. У каждого живого организма свой генетический код.

Ответы:

Блок1- 1В 2А 3Б 4Г 5Г

Блок2- 1-3 2-2 3-3 4-3 5-4

Блок3- 1-3 2-4 3-4 4-4 5-3

Блок4 1-2 2-2 3-3 4-1 5-А

У

Г

Ц

Ц

Г

Блок5 1-1 2-4 3-4 4-3 5-1

Блок6 1-Е 2-А 3-В 4-Б 5-Ж 6-Г 7-Д

Блок7 1-3 2-1 3-оператор 4-промотор 5-2

Контрольный тест: 1-БГД 2-АГБВД 3-ВАБДГ 4- 2,4,7

аминокислот и белковых последовательностей

Каждый белок или пептид состоит из линейной последовательности аминокислот. Первичная структура белка обычно начинается на аминоконцевом (N) конце и продолжается до карбоксильного (C) конца. Структура белка может быть напрямую секвенирована или выведена из последовательности ДНК.

Аминокислотная последовательность белка или пептида является полезной информацией для понимания белка или пептида, идентификации его в образце и классификации его посттрансляционных модификаций.Процесс определения аминокислотной последовательности известен как секвенирование белков.

Обозначение

Последовательность белка обычно обозначается строкой букв в соответствии с порядком расположения аминокислот от аминоконца до карбоксильного конца белка. Для представления каждой аминокислоты в последовательности можно использовать одно- или трехбуквенный код.

Существует 20 аминокислот, встречающихся в природе в природе, которые могут быть представлены трех- или однобуквенным кодом следующим образом:

• Аланин (Ала, А)
• Аргинин (Arg, R)
• Аспарагин (Asn, N)
• Аспарагиновая кислота (Asp, D)
• Цистеин (Cys, C)
• Глутаминовая кислота (Glu, E)
• Глютамин (Gln, Q)
• Глицин (Gly, G)
• Гистидин (His, H)
• Изолейцин (Иль, I)
• Лейцин (Leu, L)
• Лизин (Lys, K)
• Метионин (Met, M)
• Фенилаланин (Phe, F)
• Пролайн (Pro, P)
• Серин (Ser, S)
• Треонин (Thr, T)
• Триптофан (Trp, W)
• Тирозин (Tyr, Y)
• Валин (Val, V)

Методы секвенирования белков

Есть два основных метода, используемых для поиска аминокислотных последовательностей белков.В настоящее время масс-спектрометрия является наиболее распространенным методом из-за простоты ее использования. Деградация по Эдману с использованием секвенатора белка является вторым методом, который наиболее полезен, если необходимо охарактеризовать N-конец белка.

Полезно знать, какая аминокислота находится на N-конце белка, как для упорядочивания пептидных фрагментов во всей цепи, так и для уменьшения влияния примесей, которые обычно возникают в первом раунде деградации по Эдману. N-конец можно определить по:

1. Использование реагента для метки аминокислоты на конце белка.
2. Гидролиз белка
3. Использование хроматографии и других методов сравнения для идентификации меченого белка.

Существует меньше методов, которые практически можно использовать для идентификации С-конца белка. Однако один из методов, который можно использовать, включает добавление карбоксипептидаз к раствору белка и регулярный отбор образцов. График зависимости концентрации аминокислот от времени может помочь идентифицировать аминокислоту на С-конце.

Деградация по Эдману позволяет обнаруживать последовательность аминокислот в белке с помощью секвенаторов Эдмана, которые в настоящее время способны секвенировать пептиды длиной примерно до 50 аминокислот. Это включает несколько шагов, чтобы:

1. Используйте восстановитель, чтобы разорвать дисульфидные мостики в белке.
2. Разделите цепь (и) белкового комплекса и очистите их.
3. Определите состав и концевые аминокислоты каждой цепи.
4. Разорвать каждую цепь на небольшие фрагменты (менее 50 аминокислот в каждом)
5. Разделите фрагменты и очистите их.
6. Используйте фрагменты для определения аминокислотной последовательности.
7. Предыдущие шаги следует повторить с другим рисунком фрагментов, чтобы можно было восстановить полную последовательность белка с минимальными ошибками.

Аминокислотный состав и анализ

Неупорядоченный состав аминокислоты часто является полезной информацией при попытке определить упорядоченную последовательность белка. Это потому, что он может помочь выявить ошибки и интерпретировать неоднозначные результаты.Кроме того, частота аминокислот также может помочь выбрать протеазу, которая больше подходит для переваривания белка.

Есть два основных шага для определения частоты встречаемости аминокислот в процессе, известном как аминокислотный анализ. Во-первых, гидролиз известного количества белка должен разбить его на мономеры аминокислот. Затем их можно разделить и количественно оценить с помощью различных методов.

Гидролиз обычно проводят путем нагревания образца белка до температуры более 100 ° C в соляной кислоте в течение длительного периода времени (не менее 24 часов), оставляя больше времени для белков с объемными гидрофобными группами.Поскольку в этих условиях существует риск разложения белка, особенно цистеина, глутамина, серина, треонина, триптофана и тирозина, рекомендуется использовать несколько образцов и нагревать их в течение разного времени. После гидролиза аминокислоты можно разделить и идентифицировать с помощью таких методов, как ионообменная хроматография или обращенно-фазовая ВЭЖХ.

Список литературы

1. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK22342/
2. https: //www.ncbi.nlm.nih.gov / books / NBK22571 /
3. https://www.youtube.com/watch?v=iACY379o1X4

Дополнительная литература

Набор задач для больших молекул

19.1: Полипептиды и белки — Биология LibreTexts

Цели обучения

1. Определите или опишите следующее:
   1. аминокислота
   2. Группа «Р»
   3. пептидная связь
   4. пептид
   5. полипептид
   6. первичная структура белка
   7. вторичная структура белка
   8. структура третичного белка
   9. Четвертичная структура белка
   10. ген
2. Опишите, как первичная структура белка или полипептида в конечном итоге определяет его окончательную трехмерную форму.
3. Опишите, как порядок нуклеотидных оснований в ДНК в конечном итоге определяет окончательную трехмерную форму белка или полипептида.

Аминокислоты — это строительные блоки для белков. Все аминокислоты содержат аминогруппу или группу NH ₂ и карбоксильную (кислотную) группу или группу COOH. В белках обычно содержится 20 различных аминокислот и часто 300 и более аминокислот на молекулу белка. Каждая аминокислота отличается своей группой «R». Группа «R» аминокислоты представляет собой остаток – молекулы, то есть часть, отличную от аминогруппы, кислотной группы и центрального атома углерода.Каждая аминокислота имеет уникальную группу «R», и уникальные химические свойства аминокислоты зависят от свойств ее группы «R» (рисунок \ (\ PageIndex {1} \)).

Для образования полипептидов и белков аминокислоты соединяются пептидными связями, в которых амино или NH ₂ одной аминокислоты связывается с карбоксильной (кислотной) или COOH-группой другой аминокислоты, как показано на (Рисунок \ ( \ PageIndex {2} \) и рисунок \ (\ PageIndex {3} \)).

Пептид — это две или более аминокислоты, соединенные вместе пептидными связями, а полипептид — это цепь из многих аминокислот. Белок содержит один или несколько полипептидов. Следовательно, белки представляют собой длинные цепочки аминокислот, удерживаемые вместе пептидными связями.

Фактический порядок аминокислот в белке называется его первичной структурой (рисунок \ (\ PageIndex {4} \)) и определяется ДНК. Как будет показано далее в этом разделе, ДНК разделена на функциональные единицы, называемые генами. Ген представляет собой последовательность дезоксирибонуклеотидных оснований вдоль одной цепи ДНК, которая кодирует функциональный продукт — определенную молекулу информационной РНК, транспортной РНК или рибосомной РНК.Продукт обычно представляет собой информационную РНК (мРНК), и мРНК в конечном итоге приводит к синтезу полипептида или белка. Поэтому обычно говорят, что порядок дезоксирибонуклеотидных оснований в гене определяет аминокислотную последовательность конкретного белка. Поскольку определенные аминокислоты могут взаимодействовать с другими аминокислотами в одном и том же белке, эта первичная структура в конечном итоге определяет окончательную форму и, следовательно, химические и физические свойства белка.

Вторичная структура белка обусловлена ​​водородными связями, которые образуются между атомом кислорода одной аминокислоты и атомом азота другой. Это придает белку или полипептиду двумерную форму альфа-спирали или бета-складчатого листа (рис. \ (\ PageIndex {5} \)).

В глобулярных белках, таких как ферменты, длинная цепь аминокислот складывается в трехмерную функциональную форму или третичную структуру. Это связано с тем, что определенные аминокислоты с сульфгидрильными или SH-группами образуют дисульфидные (S-S) связи с другими аминокислотами в той же цепи.Другие взаимодействия между R-группами аминокислот, такие как водородные связи, ионные связи, ковалентные связи и гидрофобные взаимодействия, также вносят вклад в третичную структуру (рисунок \ (\ PageIndex {6} \)). В некоторых белках, таких как молекулы антител и гемоглобин, несколько полипептидов могут связываться вместе, образуя четвертичную структуру (рисунок \ (\ PageIndex {7} \)).

Как будет показано далее в этом разделе, во время синтеза белка порядок нуклеотидных оснований в гене транскрибируется в комплементарную цепь мРНК, которая затем транслируется тРНК в правильный порядок аминокислот для этого полипептида или белка.Следовательно, порядок дезоксирибонуклеотидных оснований в ДНК определяет порядок аминокислот в белках. Поскольку определенные аминокислоты могут взаимодействовать с другими аминокислотами, порядок аминокислот для каждого белка определяет его окончательную трехмерную форму, которая, в свою очередь, определяет функцию этого белка (например, с каким субстратом будет реагировать фермент, с какими эпитопами Fab антитела будет сочетаться с рецепторами, с которыми свяжется цитокин).

Сводка

1. Аминокислоты — это строительные блоки для белков.В белках обычно содержится 20 различных аминокислот и часто 300 и более аминокислот на молекулу белка.
2. Все аминокислоты содержат аминогруппу или группу NH ₂ и карбоксильную (кислотную) группу или группу COOH.
3. Для образования полипептидов и белков аминокислоты соединяются пептидными связями, в которых амино или NH ₂ одной аминокислоты связывается с карбоксильной (кислотной) или COOH-группой другой аминокислоты.
4. Пептид — это две или более аминокислоты, соединенные вместе пептидными связями; полипептид — это цепь из множества аминокислот; и белок содержит один или несколько полипептидов.Следовательно, белки представляют собой длинные цепочки аминокислот, удерживаемые вместе пептидными связями.
5. Фактический порядок аминокислот в белке называется его первичной структурой и определяется ДНК.
6. Порядок дезоксирибонуклеотидных оснований в гене определяет аминокислотную последовательность конкретного белка. Поскольку определенные аминокислоты могут взаимодействовать с другими аминокислотами в одном и том же белке, эта первичная структура в конечном итоге определяет окончательную форму и, следовательно, химические и физические свойства белка.
7. Вторичная структура белка обусловлена ​​водородными связями, которые образуются между атомом кислорода одной аминокислоты и атомом азота другой и придают белку или полипептиду двумерную форму альфа-спирали или бета-складчатого листа. .
8. В глобулярных белках, таких как ферменты, длинная цепь аминокислот складывается в трехмерную функциональную форму или третичную структуру. Это связано с тем, что определенные аминокислоты с сульфгидрильными или SH-группами образуют дисульфидные (S-S) связи с другими аминокислотами в той же цепи.Другие взаимодействия между R-группами аминокислот, такие как водородные связи, ионные связи, ковалентные связи и гидрофобные взаимодействия, также вносят вклад в третичную структуру.
9. В некоторых белках, таких как молекулы антител, несколько полипептидов могут связываться вместе с образованием четвертичной структуры.

Авторы и авторство

белков | Определение, структура и классификация

Белок , очень сложное вещество, которое присутствует во всех живых организмах.Белки имеют большую питательную ценность и непосредственно участвуют в химических процессах, необходимых для жизни. Важность белков была признана химиками в начале 19 века, в том числе шведским химиком Йенсом Якобом Берцелиусом, который в 1838 году ввел термин белок , слово, производное от греческого prōteios , что означает «удерживать первое место». Белки видоспецифичны; то есть белки одного вида отличаются от белков другого вида. Они также специфичны для органов; например, в пределах одного организма мышечные белки отличаются от белков мозга и печени.

Популярные вопросы

Что такое белок?

Белок — это встречающееся в природе чрезвычайно сложное вещество, состоящее из аминокислотных остатков, соединенных пептидными связями. Белки присутствуют во всех живых организмах и включают многие важные биологические соединения, такие как ферменты, гормоны и антитела.

Где происходит синтез белка?

Где хранится белок?

Белки не хранятся для дальнейшего использования в животных. Когда животное потребляет избыток белков, они превращаются в жиры (глюкозу или триглицериды) и используются для снабжения энергией или создания энергетических запасов.Если животное не потребляет достаточное количество белка, организм начинает разрушать богатые белком ткани, такие как мышцы, что приводит к истощению мышц и, в конечном итоге, к смерти, если дефицит является серьезным.

Что делают белки?

Белки необходимы для жизни и необходимы для широкого спектра клеточной деятельности. Белковые ферменты катализируют подавляющее большинство химических реакций, происходящих в клетке. Белки обеспечивают многие структурные элементы клетки и помогают связывать клетки вместе в ткани.Белки в форме антител защищают животных от болезней, и многие гормоны являются белками. Белки контролируют активность генов и регулируют экспрессию генов.

Белковая молекула очень велика по сравнению с молекулами сахара или соли и состоит из множества аминокислот, соединенных вместе, образуя длинные цепи, подобно тому, как бусинки расположены на нити. Существует около 20 различных аминокислот, которые естественным образом встречаются в белках. Белки с аналогичной функцией имеют сходный аминокислотный состав и последовательность.Хотя пока невозможно объяснить все функции белка на основе его аминокислотной последовательности, установленные корреляции между структурой и функцией можно отнести к свойствам аминокислот, из которых состоят белки.