Шпаргалки для студентов

готовимся к сессии

  • Увеличить размер шрифта
  • Размер шрифта по умолчанию
  • Уменьшить размер шрифта

Шпаргалки по генетики. Часть 2 - ГЕНЕТИЧЕСКИЙ КОД И ЕГО ХАРАКТЕРИСТИКА

Индекс материала
Шпаргалки по генетики. Часть 2
ДОКАЗАТЕЛЬСТВО ГЕНЕТИЧЕСКОЙ РОЛИ ДНК И РНК.
ОСОБЕННОСТИ РЕПЛИКАЦИИ РАЗЛИЧНЫХ ГЕНОМОВ У ПРО- И ЭУКАРИОТ
ХАРАКТЕРИСТИКА ПОВРЕЖДЕНИЙ ДНК
СИСТЕМА РЕСТРИКЦИИ И МОДИФИКАЦИИ
ТРАНСКРИПЦИЯ
ГЕНЕТИЧЕСКИЙ КОД И ЕГО ХАРАКТЕРИСТИКА
СТРОЕНИЕ ОПЕРОНОВ
КАТАБОЛИТНАЯ РЕПРЕССИЯ
МУТАЦИИ
КЛАССИФИКАЦИЯ ГЕННЫХ МУТАЦИЙ
ИНДУЦИРОВАННЫЕ ГЕННЫЕ МУТАЦИИ И МЕХАНИЗМ ИХ ВОЗНИКНОВЕНИЯ
ХРОМОСОМНЫЕ МУТАЦИИ
ХРОМОСОМНЫЕ МУТЦИИ ТИПА ДЕЛЕЦИЙ
ХРОМОСОМНЫЕ МУТАЦИИ ТИПА ТРАНСЛОКАЦИЙ
АВТОПОЛИПЛОИДИЯ И АЛЛОПОЛИПЛОИДИЯ
ГАПЛОИДИЯ И ЕЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ В БИОТЕХНОЛОГИИ РАСТЕНИЙ
АНЕУПЛОИДИЯ
ОНТОГЕНЕЗ
МЕХАНИЗМЫ РЕАЛИЗАЦИИ ДЕЙСТВИЯ ГЕНОВ В ПРОЦЕССЕ ОНТОГЕНЕЗА
ТИПЫ ЦИТОПЛАЗМАТИЧЕСКИХ НАСЛЕДСТВЕННЫХ СТРУКТУР
ЯВЛЕНИЕ ЦМС И ЕГО ИСПОЛЬЗОВАНИЕ
МЕТОДЫ ИЗУЧЕНИЯ ГЕНЕТИКИ ЧЕЛОВЕКА
ТИПЫ НАСЛЕДСТВЕННЫХ ЗАБОЛЕВАНИЙ ЧЕЛОВЕКА
СЕЛЕКЦИЯ КАК НАУКА
Все страницы
  

 


ГЕНЕТИЧЕСКИЙ КОД И ЕГО ХАРАКТЕРИСТИКА.

• универсальность

• триплетность

• специфичность

• Вырожденность

• коллинеарность

• однонаправленность

• неперекрываемость

Генетический код, способ сохранения наследственной информации в виде последовательности нуклеотидов в молекулах нуклеиновых кислот. Реализация генетического кода в клетке происходит в два этапа: 1) синтез молекулы матричной, или информационной, РНК (соответственно мРНК, или иРНК) на соответствующем участке ДНК; при этом последовательность нуклеотидов ДНК "переписывается" в нуклеотидную последовательность мРНК; 2)синтез белка при котором последовательность нуклеотидов мРНК переводится в соответствующую последовательность аминокислот.

Впервые идея о существовании генетического кода сформулирована А.Дауном и Дж.Гамовым в 1952-1954, которые показали, что последовательность нуклеотидов, однозначно определяющая синтез той или иной аминокислоты, должна содержать не менее трех звеньев. Позднее было доказано, что такая последовательность состоит из трех нуклеотидов, названных кодоном или триплетом. Т.к. молекулы нуклеиновых кислот, на которых происходит синтез мРНК или белка состоят из остатков только четырех разных нуклеотидов, кодонов, отличающихся между собой, может быть всего 64. Генетический код специфичен: это означает, что каждый кодон кодирует только одну аминокислоту. Лишь два кодона, кодирующие валин (ГУГ) и метионин (АУГ), способны выполнять дополнительные функции. Если они находятся в начале считываемой области мРНК, к ним присоединяется транспортная РНК (тРНК), несущая формилметионин, который всегда находится в начале строящейся полипептидной цепи, а по завершении синтеза отщепляется целиком или отщепляет формильный остаток, превращаясь в остаток метионина. Таким образом, кодоны ГУГ и АУГ-инициаторы синтеза полипептидной цепи. Если же они не стоят первыми, то не отличаются по функциям от других кодонов. Генетический код называют вырожденным, поскольку 61 кодон кодирует всего 20 аминокислот. Поэтому почти каждой аминокислоте соответствует более чем один кодон. Вырожденность генетического кода неравномерна: для аргинина, серина и лейцина она шестикратна (т.е. для каждой из этих аминокислот имеется по шесть кодонов), тогда как для многих других аминокислот (тирозина, гистидина, фенилаланина и др.) лишь двукратна.

Две аминокислоты (метионин и триптофан) представлены единственными кодонами. Кодоны-синонимы почти всегда отличаются друг от друга по последнему из трех нуклеотидов, тогда как первые два совпадают. Таким образом, код аминокислоты определяется в основном первыми двумя "буквами". Вырожденность генетического кода имеет важное значение для повышения устойчивости генетической информации. С механизмами трансляции связана еще одна особенность генетического кода: он неперекрывающийся. Кодоны транслируются всегда целиком; для кодирования невозможно использование элементов одного из них в сочетании с элементами соседнего. "Рамкой", ограничивающей транслируемый кодон и перемещающейся скачком сразу на три нуклеотида, служит антикодон тРНК, который представляет собой триплет нуклеотидов, комплементарный одному из кодонов и обусловливающий специфичность к нему. Таким образом, наблюдается линейное соответствие между последовательностью кодирующих триплетов и расположением остатков аминокислот в синтезируемом полипептиде, т.е. код имеет линейный непрерывающийся порядок считывания. Важнейшее свойство генетического кода - его однонаправленность. Кодоны информативны только в том случае, если они считываются в одном направлении - от первого нуклеотида к последующим. Генетический код универсален для всех живых существ. Возможны только небольшие видовые изменения, возникшие, вероятно, при эволюции и дифференцировке клеток. Большинство из них связано с вырожденностью кода и проявляется в преимуществ. использовании разных кодонов одной и той же аминокислоты и в различиях в структуре соответствующих тРНК в разных организмах или в разных тканях одного организма.


ДОКАЗАТЕЛЬСТВО ТРИПЛЕТНОСТИ КОДА Ф. КРИКОМ.

Доказательство триплетности кода представил Ф. Крик в 1961 г. Доказательства триплетности генетического кода были получены в опытах с мутантами бактериофага Т4. Известно, что акридиновые красители вызывают делеции или вставки оснований в молекулах ДНК. Предположим, что прямая индуцированная» профлавином мутация возникла вследствие дополнительной пары оснований в ДНК, а обратная обусловлена компенсирующей нехваткой пары оснований в других близких к ней участках хромосомы. Прямая мутация обозначается знаком — а обратная, т.е. супрессорная, — знаком +. Прямая и обратная мутации имеют противоположный знак. При скрещивании мутантных фагов rll, несущих делецию (или вставку (+), могут возникнуть различные комбинации мутаций у рекомбинантов. Можно ожидать, что комбинации + или- будут давать мутантный фенотип, так как при этом добавятся или удалятся две пары оснований в ДНК и правильность считывания информации будет нарушена. Однако если кодовое отношение равно трем, т.е. код триплетен, то добавление или удаление трех оснований не должно нарушать правильности считывания информации. Третья мутация того же знака, как и две предыдущие, восстановит дикий фенотип фага и приведет к так называемому псевдодикому типу, поскольку часть генетической информации в промежутке между мутациями будет нарушена. Если указанные мутации не затрагивают активный центр белковой молекулы, такой тройной мутант будет похож на фаг дикого типа. Рассмотрим пример. Предпол0жим, что в гене существует такая последовательность оснований: ABC ABC ABC ABC ABC. Добавление трех оснований (XVZ) изменит эту последовательность на ABC XAB YCA BZC ABC ABC, а их выпадение даст последовательность ABC BCA CBC ABC ABC. В том и другом случае за пределами крайней нехватки или вставки триплеты будут считываться правильно, следовательно, генетический код триплетен.


РАСШИФРОВКА ГЕНЕТИЧЕСКОГО КОДА. ОПЫТЫ М. НИРЕНБЕРГА, Ф. ЛЕДЕРА, ДЖ. МАТТЕИ И ДР.

К 1961 году стало ясно, что код триплетный, вырожденный и неперекрывающийся (то есть считывание происходит кодон за кодоном) и что он содержит инициирующие и терминирующие кодоны. Расшифровка генетического кода усложнялась тем, что в составе ДНК, как было известно, имеется только 4 типа нуклеотидов: адениловые (А), гуаниловые (Г), тимидиловые (Т) и цитидиловые (Ц), а в составе белков — 20 основных аминокислот. Теоретич. анализ решения этой задачи был предпринят в 1954 г. амер. физиком Г. Гамовым, к-рый предположил, что каждую аминокислоту кодирует тройка нуклеотидов — так наз. триплет, или кодон. Таких кодонов должно было быть 64 (число сочетаний четырех элементов в группах по три равно 43, или 64), а это более чем в три раза превышает число основных аминокислот в белке. В связи с этим было высказано предположение, что одной аминокислоте может соответствовать не один, а несколько кодонов. Дело было лишь за тем, чтобы установить соответствие каждого аминокислотного остатка конкретным кодонам и узнать, какие кодоны обозначают начало и конец синтеза белковой цепи. Именно этим принципом дешифровки кода и воспользовались М. Ниренберг и Дж. Маттеи в 1961 году. К этому времени как раз научились синтезировать искусственные РНК. Живая клетка такую РНК расщепит до отдельных нуклеотидов, а их использует для строительства собственных РНК. Поэтому Ниренберг и Маттеи использовали не живые клетки, а клеточные экстракты, которые сохраняли способность синтезировать белок на РНК, но не содержали ферментов, расщепляющих РНК. Такие экстракты назвали бесклеточной системой. Ниренберг и Маттеи получили экстракт из кишечной палочки и добавили к нему гомополимер, состоящий только из урацилов. Так бесклеточной системе был задан первый вопрос: какой аминокислоте соответствует кодон УУУ? Ответ был однозначен: кодону УУУ отвечает фенилаланин. Этот ответ произвел настоящую сенсацию. Путь к расшифровке кода был открыт.



 

учебный центр по педикюру