Какие триплеты соответствуют каким аминокислотам

Важная и проверенная информация на тему: "какие триплеты соответствуют каким аминокислотам" от профессионалов для спортсменов и новичков.

Генетический код – соответствие между триплетами ДНК и аминокислотами белков

Необходимость кодирования структуры белков в линейной последовательности нуклеотидов мРНК и ДНК продиктована тем, что в ходе трансляции:

  • нет соответствия между числом мономеров в матрице мРНК и продукте — синтезируемом белке;
  • отсутствует структурное сходство между мономерами РНК и белка.

Это исключает комплементарное взаимодействие между матрицей и продуктом — принцип, по которому осуществляется построение новых молекул ДНК и РНК в ходе репликации и транскрипции. Отсюда становится ясным, что должен существовать «словарь», позволяющий выяснить, какая последовательность нуклеотидов мРНК обеспечивает включение в белок аминокислот в заданной последовательности. Этот «словарь» получил название генетического, биологического, нуклеотидного, или аминокислотного кода. Он позволяет шифровать аминокислоты, входящие в состав белков, с помощью определённой последовательности нуклеотидов в ДНК и мРНК. Для него характерны определённые свойства.

Триплетность.Одним из основных вопросов при выяснении свойств кода был вопрос о числе нуклеотидов, которое должно определять включение в белок одной аминокислоты. Было установлено, что кодирующими элементами в шифровании аминокислотной последовательности действительно являются тройки нуклеотидов, или триплеты,которые получили название «кодоны».

Смысл кодонов. Удалось установить, что из 64 кодонов включение аминокислот в синтезирующуюся полипептидную цепь шифрует 61 триплет, а 3 остальных — UAA, UAG, UGA не кодируют включение в белок аминокислот и первоначально были названы бессмысленными, или нон-сенс-кодонами. Однако в дальнейшем было показано, что эти триплеты сигнализируют о завершении трансляции, и поэтому их стали называть терминирующими, или стоп-кодонами.

Кодоны мРНК и триплеты нуклеотидов в кодирующей нити ДНК с направлением от 5′ к 3′-концу имеют одинаковую последовательность азотистых оснований, за исключением того, что в ДНК вместо урацила (U), характерного для мРНК, стоит тимин (Т).

Специфичность. Каждому кодону соответствует только одна определённая аминокислота. В этом смысле генетический код строго однозначен.

Таблица 4-3. Основные компоненты белоксинтезирующей системы

Необходимые компоненты Функции
1 . Аминокислоты Субстраты для синтеза белков
2. тРНК тРНК выполняют функцию адаптеров. Они акцепторным концом взаимодействуют с аминокислотами, а антикодоном — с кодоном мРНК.
3. Аминоацил-тРНК синтетазы Каждая аа-тРНК-синтетаза катализирует реакцию специфического связывания одной из 20 аминокислот с соответствующей тРНК
4.мРНК Матрица содержит линейную последовательность кодонов, определяющих первичную структуру белков
5. Рибосомы Рибонуклеопротеиновые субклеточные структуры, являющиеся местом синтеза белков
6. АТФ, ГТФ Источники энергии
7. Белковые факторы инициации, элонгации, терминации Специфические внерибосомные белки, необходимые для процесса трансляции (12 факторов инициации: elF; 2 фактора элонгации: eEFl, eEF2, и факторы терминации: eRF)
8. Ионы магния Кофактор, стабилизирующий структуру рибосом

Примечания:elF (eukaryotic initiation factors) — факторы инициации; eEF (eukaryotic elongation factors) — факторы элонгации; eRF (eukaryotic releasing factors) — факторы терминации.

Вырожденность. В мРНК и ДНК имеет смысл 61 триплет, каждый из которых кодирует включение в белок одной из 20 аминокислот. Из этого следует, что в информационных молекулах включение в белок одной и той же аминокислоты определяют несколько кодонов. Это свойство биологического кода получило название вырожденности.

У человека одним кодоном зашифрованы только 2 аминокислоты — Мет и Три, тогда как Лей, Сер и Apr — шестью кодонами, а Ала, Вал, Гли, Про, Тре — четырьмя кодонами (табл. 4-4).

Избыточность кодирующих последовательностей — ценнейшее свойство кода, так как она повышает устойчивость информационного потока к неблагоприятным воздействиям внешней и внутренней среды. При определении природы аминокислоты, которая должна быть включена в белок, третий нуклеотид в кодоне не имеет столь важного значения, как первые два. Как видно из табл. 4-4, для многих аминокислот замена нуклеотида в третьей позиции кодона не сказывается на его смысле.

Линейность записи информации. В ходе трансляции кодоны мРНК «читаются» с фиксированной стартовой точки последовательно и не перекрываются. В записи информации отсутствуют сигналы, указывающие на конец одного кодона и начало следующего. Кодон AUG является инициирующим и прочитывается как в начале, так и в других участках мРНК как Мет. Следующие за ним триплеты читаются последовательно без каких-либо пропусков вплоть до стоп-кодона, на котором синтез полипептидной цепи завершается.

Универсальность. До недавнего времени считалось, что код абсолютно универсален, т.е. смысл кодовых слов одинаков для всех изученных организмов: вирусов, бактерий, растений, земноводных, млекопитающих, включая человека. Однако позднее стало известно одно исключение, оказалось, что митохондриальная мРНК содержит 4 триплета, имеющих другое значение, чем в мРНК ядерного происхождения. Так, в мРНК митохондрий триплет UGA кодирует Три, AUA — Мет, а АСА и AGG прочитываются как дополнительные стоп-кодоны.

Колинеарность гена и продукта. У прокариотов обнаружено линейное соответствие последовательности кодонов гена и последовательности аминокислот в белковом продукте, или, как говорят, существует колинеарность гена и продукта.

Таблица 4-4. Генетический код

Первое основание Второе основание
U С А G
U UUU Фен UCU Cep UAU Тир UGU Цис
UUС Фен UCC Сер иАСТир UGC Цис
UUА Лей UCA Cep UAA * UGA *
UUG Лей UCG Сер UAG * UGG Apr
С CUU Лей CCU Про CAU Гис CGU Apr
CUC Лей ССС Про САС Гис CGC Apr
CUA Лей ССА Про САА Глн CGA Apr
CUG Лей CCG Про CAG Глн CGG Apr
А AUU Иле ACU Tpe AAU Асн AGU Сер
AUC Иле АСС Тре ААС Асн AGG Сер
AUA Мет АСА Тре ААА Лиз AGA Apr
AUG Мет ACG Тре AAG Лиз AGG Apr
G GUU Ban GCU Ала GAU Асп GGU Гли
GUC Вал GCC Ала GAC Асп GGC Гли
GUА Вал GСА Ала GАА Глу GGA Гли
GUG Вал GСG Ала GAG Глу GGG Гли

Примечания:U — урацил; С — цитозин; А — аденин; G — гуанин; * — терминирующий кодон.

Читайте так же:  Спортпит для суставов и связок

У эукариотов последовательности оснований в гене, колинеарные аминокислотной последовательности в белке, прерываются нитронами. Поэтому в эукариотических клетках аминокислотная последовательность белка колинеарна последовательности экзонов в гене или зрелой мРНК после посттранскригщионного удаления интронов.

Биосинтез белка. Генетический код

Наследственная информация – это информация о строении белка (информация о том, какие аминокислоты в каком порядке соединять при синтезе первичной структуры белка).

Информация о строении белков 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. Внутри рибосомы к кодонам иРНК по принципу комплементарности присоединяются антикодоны тРНК. Рибосома пептидной связью соединяет между собой аминокислоты, принесенные тРНК, получается белок.

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 на количество нуклеотидов/аминокислот
3 нуклеотида = 1 триплет = 1 аминокислота = 1 тРНК

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

Генетический код. Триплетность генетического кода. Особенности построения, свойства генетического кода. Генетический код митохондрий

Особенности или свойства генетического кода:

  • 1. Код — триплетный, т.е. одна аминокислота задается последовательностью из трех нуклеотидов, называемой кодоном.
  • 2. Код не перекрывается, т.е. в последовательности оснований первые три основания кодируют одну аминокислоту, следующие три — другую и т.д.
  • 3. Код — вырожденный: 20 аминокислот представлены 61 кодоном. Почти каждой аминокислоте соответствует несколько кодонов-синонимов.
  • 4. Особенностью кода является тенденция к группировке кодонов, соответствующих одной аминокислоте. Часто основание в третьем положении кодона оказывается несущественным для его специфичности. Одна аминокислота может быть представлена четырьмя кодонами, различающимися только по третьему основанию.
  • 5. Генетический код — универсален, т.е. все живые организмы (эукариоты, прокариоты и вирусы) используют один и тот же код.

Для митохондриального генетического кода характерны те же структуры и свойства и те же механизмы транскрипции и трансляции, что и в случае ядерного генетического кода. Однако известны и отличия. В митохондриальной ДНК все нуклеотиды входят в состав кодонов, кодирующих либо белки, либо рРНК и тРНК. Для трансляции используется только 22 тРНК (в отличие от 31 тРНК в ядерном коде), причем отдельные молекулы тРНК могут узнавать любое основание, находящееся в кодоне в третьем положении. Митохондриальная ДНК человека и других млекопитающих содержит 64 кодона, из которых 4 являются стоп-кодонами. Установлено, что митохондриальные тРНК подвержены «редактированию» (модификации транспорта тРНК) путем полиаденилирования, в результате чего создаются антикодоны терминации.

Какие триплеты соответствуют каким аминокислотам

Какое число триплетов кодируют 18 аминокислот, содержащихся во фрагменте белка? В ответе запишите только соответствующее число.

Одно из свойств генетического кода — триплетность. Каждая аминокислота в молекуле белка закодирована одним триплетом в молекуле ДНК или и-РНК. Следовательно число аминокислот равно числу кодирующих триплетов.

73% выпускников не работают по специальности, потому что.

— Выбрали профессию, опираясь только на опыт друзей и родителей
— Не учли свои личностные особенности, способности и интересы
— Выбрали вуз, опираясь только на баллы ЕГЭ

Генетический код

Важнейшим процессом ассимиляции в клетке является синтез присущих ей белков. Каждая клетка содержит тысячи белков, в том числе и присущих только данному виду клеток. Так как в процессе жизнедеятельности все белки рано или поздно разрушаются, клетка должна непрерывно синтезировать белки для восстановления своих мембран, органоидов и т. п. Кроме того, многие клетки «изготовляют» белки для нужд всего организма, например клетки желез внутренней секреции, выделяющие в кровь белковые гормоны. В таких клетках синтез белка идет особенно интенсивно.

Синтез белка требует больших затрат энергии. Источником этой энергии, как и для всех клеточных процессов, является АТФ.

Многообразие функций белков определяется их первичной структурой, т.е. последовательностью аминокислот в их молекуле. В свою очередь наследственная информация о первичной структуре белка заключена в последовательности нуклеотидов в молекуле ДНК. Участок ДНК, в котором содержится информация о первичной структуре одного белка, называется геном. В одной хромосоме находится информация о структуре многих сотен белков. Кроме того, есть гены, которые кодируют рибосомные РНК (каждая рибосома состоит из рибосомных РНК и белков) и транспортные РНК.

Триплетность.Каждой аминокислоте белка в ДНК соответствует последовательность из трех расположенных друг за другом нуклеотидов — триплет. К настоящему времени составлена карта генетического кода, т. е. известно, какие триплетные сочетания нуклеотидов ДНК соответствуют той или иной из 20 аминокислот, входящих в состав белков (рис. 33).

Избыточность. Как известно, в состав ДНК могут входить четыре азотистых основания: аденин (А), гуанин (Г), тимин (Т) и цитозин (Ц). Число сочетаний из 4 по 3 составляет: 4 3 = 64, т. е. можно закодировать 64 различные аминокислоты, тогда как кодируется только 20 аминокислот.

Избыточность. Оказалось, что многим аминокислотам соответствует не один, а несколько различных триплетов — кодонов. Предполагается, что такое свойство генетического кода повышает надежность хранения и передачи генетической информации при делении клеток. Например, аминокислоте аланину соответствуют 4 кодона: ЦГА, ЦГГ, ЦГТ, ЦГЦ, и получается, что случайная ошибка в третьем нуклеотиде не может отразиться на структуре белка — все равно это будет кодон аланина.

Знаки препинания. Так как в молекуле ДНК содержатся сотни генов, то в ее состав обязательно входят триплеты, являющиеся «знаками препинания» и обозначающие начало и конец того или иного гена. Начинается синтез белка с кодона АУГ (старт-кодона), заканчивается – одним из трех кодонов, которые не несут информации об аминокислотах – УАА, УАГ, УГА (стоп-кодоном).

Читайте так же:  Л карнитин и пиво

Неперекрываемость. Считывание информации происходит триплетами, кодонами и нуклеотид не может входить в состав двух кодонов. Например, в предложении «жил был кот тих был сер» шесть слов по три буквы и одна буква не может входить одновременно в два слова.

Очень важное свойство генетического кода — специфичность, т. е. один триплет всегда обозначает только одну-единственную аминокислоту. Генетический код универсален – одинаков для всех живых организмов от бактерий до человека.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Скопируйте таблицу 1 в тетрадь. Ею можно воспользоваться при решении задач.

Таблица 1. «Генетический код»

Название аминокислоты Соответствующие кодоны (триплеты) в мРНК
Аланин ГЦУ, ГЦЦ, ГЦА, ГЦГ
Аргинин ЦГУ, ЦГЦ, ЦГА, ЦГГ, АГА, АГГ
Аспарагин ААУ, ААЦ
Аспарагиновая кислота ГАУ, ГАЦ
Валин ГУУ, ГУЦ, ГУА, ГУГ
Гистидин ЦАУ, ЦАЦ
Глицин ГГУ, ГГЦ, ГГА, ГГГ
Глутамин ЦАА, ЦАГ
Глутаминовая кислота ГАА, ГАГ
Изолейцин АУУ, АУЦ, АУА
Лейцин ЦУУ, ЦУЦ, ЦУА, ЦУГ, УАА, УУГ
Лизин ААА, ААГ
Метионин АУГ
Пролин ЦЦУ, ЦЦЦ, ЦЦА, ЦЦГ
Серин УЦУ, УЦЦ, УЦА, УЦГ, АГУ, АГЦ
Тирозин УАУ, УАЦ
Треонин АЦУ, АЦЦ, АЦА, АЦГ
Триптофан УГГ
Фенилаланин УУУ, УУЦ
Цистеин УГУ, УГЦ
Начало синтеза АУГ
Стоп-сигнал (НОНСЕНС-КОДОНЫ) УАА, УАГ, УГА

Свойства генетического кола.

1. Триплетность – сочетание трёх нуклеотидов соответствует одной аминокислоте

2. Непрерывность — информация считывается непрерывно (между триплетами нет знаков препинания)

3. Неперекрываемость — один и тот же нуклеотид не может входить одновременно в состав двух или более триплетов

4. Однозначность – каждому триплету соответствует одна аминокислота

5. Вырожденность – одной аминокислоте могут соответствовать несколько триплетов

6. Универсальность – генетический код работает одинаково во всех живых организмах

Примеры решения задач на нахождение соответствия генетической информации в ДНК и последовательности аминокислот в молекуле белка.

Пример 1.

Определите последовательность аминокислот в молекуле белка, если последовательность нуклеотидов на соответствующем участке ДНК — ЦГААТААТТАТЦГТТТАААЦГТАЦАЦА

Алгоритм 1.

1. Разбейте участок ДНК на группы по 3 нуклеотида: ЦГА – АТА – АТТ – АТЦ – ГТТ – ТАА – АЦГ – ТАЦ — АЦА

2. «Считайте информацию с ДНК на РНК» , пользуясь принципом комплементарности (помните, что тимин Т в РНК заменяется на урацил У): ГЦУ – УАУ – УАА – УАГ – ЦАА – АУУ – УГЦ – АУГ – УГУ

3. Пользуясь таблицей генетического кода, найдите нонсенс- кодоны и удалите из РНК (это действие называется сплайсинг): ГЦУ – УАУ – УАА – УАГ – ЦАА – АУУ – УГЦ – АУГ – УГУ ГЦУ – УАУ –—————– ЦАА – АУУ – УГЦ – АУГ – УГУ

4. Пользуясь таблицей генетического кода, найдите названия аминокислот, соответствующих оставшимся триплетам в мРНК: АЛАНИН – ТИРОЗИН – ГЛУТАМИН – ИЗОЛЕЙЦИН – ЦИСТЕИН – МЕТИОНИН – ЦИСТЕИН

Мутации, которые могут произойти в цепочке ДНК при многократном копировании:

· Цепь ДНК ЦГА-АТТ-ЦАА-ААА

· Делеция …ГАА-ТТЦ-ААА-АА.. – выпадение нуклеотида из ДНК

· Инверсия ЦГА-ТАТ-ЦАА-ААА – поворот участка ДНК на 180°

· Дупликация ЦГА-АТТ-ЦЦА-ААА-А — копирование нуклеотида в цепочке ДНК

Пример 2.

Определите последовательность аминокислот в молекуле белка, если произошла делеция 6 нуклеотида на соответствующем участке ДНК — ЦГААТААТТАТЦГТТТАААЦГТАЦАЦА

Алгоритм 2.

1. Делеция – это удаление нуклеотиды из ДНК. Удаляем 6-ой нуклеотид: ЦГААТААТТАТЦГТТТАААЦГТАЦАЦА ЦГААТ-АТТАТЦГТТТАААЦГТАЦАЦА

2. Разбейте оставшийся участок ДНК на группы по 3 нуклеотида: ЦГА – АТА –ТТА –ТЦГ –ТТТ –ААА –ЦГТ –АЦА – ЦА.. (последние два нуклеотида не учитываем!)

3. «Считайте информацию с ДНК на РНК» , пользуясь принципом комплементарности (помните, что тимин Т в РНК заменяется на урацил У): ГЦУ – УАУ –ААУ –АГЦ –ААА –УУУ –ГЦА –УГ У

4. Пользуясь таблицей генетического кода, найдите нонсенс- кодоны и удалите из РНК (это действие называется сплайсинг): ГЦУ – УАУ –ААУ –АГЦ –ААА –УУУ –ГЦА –УГ У (все кодоны смысловые)

5.Пользуясь таблицей генетического кода, найдите названия аминокислот, соответствующих оставшимся триплетам в мРНК: АЛАНИН – ТИРОЗИН – АПАРАГИН – СЕРИН – ЛИЗИН – ФЕНИЛАЛАНИН – АЛАНИН – ЦИСТЕИН Сравните с вариантом без мутации в ДНК АЛАНИН – ТИРОЗИН – ГЛУТАМИН – ИЗОЛЕЙЦИН – ЦИСТЕИН – МЕТИОНИН – ЦИСТЕИН Очевидно, что удаление одного нуклеотида приводит к ошибкам в синтезе белка.

Пример 3.

Определите последовательность аминокислот в молекуле белка, если произошла дупликация 6 нуклеотида на соответствующем участке ДНК — ЦГААТААТТАТЦГТТТАААЦГТАЦАЦА

Алгоритм 3.

[3]

1. Дупликация – это удвоение нуклеотида. Удваиваем 6-ой нуклеотид: ЦГААТАААТТАТЦГТТТАААЦГТАЦАЦА ЦГААТАААТТАТЦГТТТАААЦГТАЦАЦА

2. Разбейте получившийся участок ДНК на группы по 3 нуклеотида: ЦГА – АТА –ААТ –ТАТ — ЦГТ –ТТА –ААЦ – ГТА — ЦАЦ -А.. (последний нуклеотид не учитываем!)

3. «Считайте информацию с ДНК на РНК» , пользуясь принципом комплементарности (помните, что тимин Т в РНК заменяется на урацил У): ГЦУ – УАУ –УУА –АУА –ГЦА –ААУ –УУГ –ЦАУ-ГУГ

4. Пользуясь таблицей генетического кода, найдите нонсенс- кодоны и удалите из РНК (это действие называется сплайсинг): ГЦУ – УАУ –УУА –АУА –ГЦА –ААУ –УУГ –ЦАУ-ГУГ (все кодоны смысловые)

5.Пользуясь таблицей генетического кода, найдите названия аминокислот, соответствующих оставшимся триплетам в мРНК: АЛАНИН – ТИРОЗИН – ЛЕЙЦИН – ИЗОЛЕЙЦИН — АЛАНИН — АСПАРАГИН — ЛЕЙЦИН -ГИСТИДИН – ВАЛИН Сравните с вариантом без мутации в ДНК АЛАНИН – ТИРОЗИН – ГЛУТАМИН – ИЗОЛЕЙЦИН – ЦИСТЕИН – МЕТИОНИН – ЦИСТЕИН Очевидно, что удвоение одного нуклеотида приводит к ошибкам в синтезе белка.

Пример 4.

Видео (кликните для воспроизведения).

Определите последовательность аминокислот в молекуле белка, если произошла инверсия участка из 7, 8, 9 нуклеотидов на соответствующем участке ДНК — ЦГААТААТТАТЦГТТТАААЦГТАЦАЦА

Алгоритм 4.

1. Инверсия – это поворот участка ДНК на 180°. Повернем участок из 7, 8, 9 нуклеотидов: ЦГААТААТТАТЦГТТТАААЦГТАЦАЦА

2. Разбейте получившийся участок ДНК на группы по 3 нуклеотида: ЦГА — АТА – ТТА – АТЦ – ГТТ – ТАА – АЦГ – ТАЦ — АЦА

Читайте так же:  Какие протеины лучше для начинающих

3. «Считайте информацию с ДНК на РНК» , пользуясь принципом комплементарности (помните, что тимин Т в РНК заменяется на урацил У): ГЦУ – УАУ – ААУ –УАГ – ЦАА – АУУ – УГЦ – АУГ — УГУ

4. Пользуясь таблицей генетического кода, найдите нонсенс- кодоны и удалите из РНК (это действие называется сплайсинг): ГЦУ – УАУ – ААУ –УАГ – ЦАА – АУУ – УГЦ – АУГ – УГУ ГЦУ – УАУ – ААУ –——ЦАА – АУУ – УГЦ – АУГ — УГУ

5.Пользуясь таблицей генетического кода, найдите названия аминокислот, соответствующих оставшимся триплетам в мРНК: АЛАНИН – ТИРОЗИН – АСПАРАГИН — ГЛУТАМИН – ИЗОЛЕЙЦИН – ЦИСТЕИН – МЕТИОНИН – ЦИСТЕИН Сравните с вариантом без мутации в ДНК АЛАНИН – ТИРОЗИН – ГЛУТАМИН – ИЗОЛЕЙЦИН – ЦИСТЕИН – МЕТИОНИН – ЦИСТЕИН Очевидно, что поворот одного триплета приводит к ошибкам в синтезе белка.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: При сдаче лабораторной работы, студент делает вид, что все знает; преподаватель делает вид, что верит ему. 9348 —

| 7297 — или читать все.

185.189.13.12 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.

Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)

очень нужно

Генетический код: описание, характеристики, история исследования

Каждый живой организм обладает особым набором белков. Определенные соединения нуклеотидов и их последовательность в молекуле ДНК образуют генетический код. Он передает информацию о строении белка. В генетике была принята определенная концепция. Согласно ей, одному гену соответствовал один фермент (полипептид). Следует сказать, что исследования о нуклеиновых кислотах и белках проводились в течение достаточно продолжительного периода. Далее в статье подробнее рассмотрим генетический код и его свойства. Будет также приведена краткая хронология исследований.

Терминология

Генетический код – это способ зашифровки последовательности белков аминокислот с участием нуклеотидной последовательности. Этот метод формирования сведений характерен для всех живых организмов. Белки – природные органические вещества с высокой молекулярностью. Эти соединения также присутствуют в живых организмах. Они состоят из 20 видов аминокислот, которые называются каноническими. Аминокислоты выстроены в цепочку и соединены в строго установленной последовательности. Она определяет структуру белка и его биологические свойства. Встречается также несколько цепочек аминокислот в белке.

Дезоксирибонуклеиновая кислота – это макромолекула. Она отвечает за передачу, хранение и реализацию наследственной информации. ДНК использует четыре азотистых основания. К ним относятся аденин, гуанин, цитозин, тимин. РНК состоит из тех же нуклеотидов, кроме того из них, в составе которого находится тимин. Вместо него присутствует нуклеотид, содержащий урацил (U). Молекулы РНК и ДНК представляют собой нуклеотидные цепочки. Благодаря такой структуре образовываются последовательности – «генетический алфавит».

Реализация информации

Синтез белка, который кодируется геном, реализовывается при помощи объединения мРНК на матрице ДНК (транскрипции). Также происходит передача генетического кода в последовательность аминокислот. То есть имеет место синтез полипептидной цепи на мРНК. Для зашифровки всех аминокислот и сигнала окончания белковой последовательности достаточно 3-х нуклеотидов. Эта цепь называется триплетом.

История исследования

Изучение белка и нуклеиновых кислот проводилось длительное время. В середине 20 века, наконец, появились первые идеи о том, какую природу имеет генетический код. В 1953 году выяснили, что некоторые белки состоят из последовательностей аминокислот. Правда, тогда еще не могли определить их точное количество, и по этому поводу велись многочисленные споры. В 1953 году авторами Уотсоном и Криком было опубликовано две работы. Первая заявляла о вторичной структуре ДНК, вторая говорила о ее допустимом копировании при помощи матричного синтеза. Кроме того, был сделан акцент на то, что конкретная последовательность оснований – это код, несущий наследственную информацию. Американский и советский физик Георгий Гамов допустил гипотезу кодирования и нашел метод ее проверки. В 1954 году была опубликована его работа, в ходе которой он выдвинул предложение установить соответствия между боковыми аминокислотными цепями и «дырами», имеющими ромбообразную форму, и использовать это как механизм кодирования. Потом его назвали ромбическим. Разъясняя свою работу, Гамов допустил, что генетический код может являться триплетным. Труд физика стал одним из первых среди тех, которые считались близкими к истине.

Классификация

По истечении нескольких лет предлагались различные модели генетических кодов, представляющие собой два вида: перекрывающиеся и неперекрывающиеся. В основе первой было вхождение одного нуклеотида в состав нескольких кодонов. К ней принадлежит треугольный, последовательный и мажорно-минорный генетический код. Вторая модель предполагает два вида. К неперекрывающимся относятся комбинационный и «код без запятых». В основе первого варианта лежит кодировка аминокислоты триплетами нуклеотидов, и главным является его состав. Согласно «коду без запятых», определенные триплеты соответствуют аминокислотам, а остальные нет. В этом случае считалось, что при расположении любых значащих триплетов последовательно другие, находящиеся в иной рамке считывания, получатся ненужными. Ученые полагали, что существует возможность подбора нуклеотидной последовательности, которая будет удовлетворять этим требованиям, и что триплетов ровно 20.

Отличительные особенности

К свойствам генетического кода относятся:

[1]

  1. Триплетность. Последовательность трех нуклеотидов является значащей единицей кода.
  2. Непрерывность. Триплеты не имеют знаков препинания, наблюдается непрерывное считывание информации.
  3. Неперекрываемость. Нуклеотид входит в состав только одного триплета. У некоторых генов вирусов, бактерий и митохондрий кодируется несколько белков, и происходит считывание со сдвигом рамки.
  4. Однозначность. Конкретный кодон соответствует не больше чем одной аминокислоте. Правда, UGA у Euplotescrassus может кодировать цистеин и силеноцистеин.
  5. Вырожденность. Конкретной аминокислоте соответствует несколько кодонов.
  6. Универсальность. Генетический код действует по одному принципу в организмах различной сложности. В этом заключается суть генной инженерии. Однако существуют некоторые исключения.
  7. Помехоустойчивость. Мутационные замены нуклеотидов бывают консервативными и радикальными. Первые не приводят к смене класса кодируемой аминокислоты. Радикальные мутации изменяют класс кодируемой аминокислоты.

Впервые отклонение генетического кода от стандартного было обнаружено в 1979 году во время изучения генов митохондрий в организме человека. Далее выявили еще подобные варианты, в том числе множество альтернативных митохондриальных кодов. К ним относятся расшифровка стоп-кодона УГА, используемого в качестве определения триптофана у микоплазм. ГУГ и УУГ у архей и бактерий нередко применяются в роли стартовых вариантов. Иногда гены кодируют белок со старт-кодона, отличающийся от стандартно используемого этим видом. Кроме того, в некоторых белках селеноцистеин и пирролизин, которые являются нестандартными аминокислотами, вставляются рибосомой. Она прочитывает стоп-кодон. Это зависит от последовательностей, находящихся в мРНК. В настоящее время селеноцистеин считается 21-ой, пирролизан – 22-ой аминокислотой, присутствующей в составе белков.

Читайте так же:  Креатин для чего принимают и вред

Общие черты генетического кода

Однако все исключения являются редкостью. У живых организмов в основном генетический код имеет ряд общих признаков. К ним относятся состав кодона, в который входят три нуклеотида (два первых принадлежат к определяющим), передача кодонов тРНК и рибосомами в аминокислотную последовательность.

Определяем последовательность аминокислот с помощью таблицы генетического кода.

2) После мутации фрагмент молекулы белка будет иметь состав лей- ала- тре -лиз -асн

3) Лизин кодируется двумя кодонами ААА и ААГ, следовательно,

мутированная иРНК: ЦУЦ-ГЦА-АЦГ-ААА-ААУ или ЦУЦ-ГЦА-АЦГ-ААГ-ААУ

13)Одна из цепей ДНК имеет последовательность нуклеотидов: АТА-АГГ-АТГ-ЦЦТ-ТТТ. Определите последовательность нуклеотидов на иРНК и соответствующую последовательность аминокислот фрагмента молекулы белка. Объясните, что произойдет со структурой фрагмента молекулы белка, если второй триплет нуклеотидов выпадет из цепи ДНК. Для выполнения задания используйте таблицу генетического кода. (см. задание №1)

Ответ:1)Исходная цепь ДНК: АТА -АГГ- АТГ-ЦЦТ-ТТТ

2) и -РНК : УАУ- УЦЦ-УАЦ-ГГА- ААА

3) цепочка аминокислот в белке: тир – сер – тир – гли — лиз

4) после выпадения второго триплета произойдет укорочение молекулы белка на одну аминокислоту и молекула белка будет состоять из аминокислот: тир – тир – гли – Лиз

14)Последовательность нуклеотидов в цепи ДНК: — ААТГЦАГГТЦАЦТЦАТГ- В результате мутации одновременно выпадают второй и пятый нуклеотиды. Запишите новую последовательность нуклеотидов в цепи ДНК. Определите по ней последовательность нуклеотидов в иРНК и последовательность аминокислот в полипептиде. Для выполнения задания используйте таблицу генетического кода.

Ответ:1)Исходная цепь ДНК: ААТ-ГЦА-ГГТ-ЦАЦ-ТЦА-ТГ-

ДНК после мутации: АТГ- АГГ-ТЦА-ЦТЦ-АТГ-

2) и -РНК : УАЦ-УЦЦ-АЦУ- ГАГ- УАЦ

3) цепочка аминокислот в белке: тир – сер – тре – глу – тир

15)Фрагмент молекулы и-РНК состоит из 51 нуклеотидов. Определите число нуклеотидов в двойной цепи ДНК, число триплетов в матричной цепи ДНК и число нуклеотидов в антикодонах всех т-РНК, которые участвуют в синтезе белка. Ответ поясните.

Ответ: 1) И-РНК синтезируется на матричной цепи ДНК, поэтому в ней будет тоже 51 нуклеотид, т.е. 17 триплетов (1 триплет состоит из 3-х нуклеотидов). 2) Вторая цепь ДНК комплементарна первой, поэтому число нуклеотидов в двойной цепи ДНК содержится 102 нуклеотида. 3) Если в и-РНК содержится 51 нуклеотид, значит, в ней 17 кодонов, и столько же антикодонов в т-РНК. Число нуклеотидов в антикодонах всех т-РНК будет равно 51, так как антикодон тоже состоит из 3-х нуклеотидов.

16) Фрагмент молекулы и-РНК состоит из 50 нуклеотидов. Определите, сколько нуклеотидов входит в состав фрагмента матричной цепи ДНК. Установите, число цитозиновых, адениловых и гуаниловых нуклеотидов в молекуле ДНК , если известно, что процент тимидиловых нуклеотидов равен 16%

Ответ: 1) В составе матричной цепи ДНК 50 нуклеотидов, так как и-РНК синтезируется комплементарно матричной цепи 2) Так как в одной цепи ДНК 50 нуклеотидов, в двух цепях- 100нуклеотидов (это и есть 100%). 3) В ДНК тимин комплементарен аденину, поэтому количество аденина равно 16. На гуанин и цитозин приходится 68% (100- 32=68) в равных количествах, т.е. гуанина и цитозина в ДНК содержится по 34.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: Для студентов недели бывают четные, нечетные и зачетные. 9449 —

| 7440 — или читать все.

4. Каждый триплет кодирует только одну аминокислоту. Этим свойством генетического кода является:

5. Одни и те же триплеты кодируют одинаковые ами​нокислоты у всех организмов на Земле. Этим свойством генетического кода является:

6. Конечный нуклеотид одного триплета не может слу​жить началом другого триплета. Этим свойством генети​ческого кода является:

7. Процесс переписывания генетической информации с ДНК на иРНК — это:

8. В процессе трансляции:

1) из аминокислот образуются белки

2) из нуклеотидов образуются нуклеиновые кислоты

[2]

3) из моносахаридов синтезируются полисахариды

Что такое триплет (кодон)

Содержание статьи

  • Что такое триплет (кодон)
  • Что такое редупликация днк
  • Что такое половой хроматин

Что такое первичная структура белка

Первичная структура белка – последовательность аминокислот, соединенных пептидными связями, – определяет все многообразие функций этих макромолекул. Информация о первичной структуре заключена в последовательности нуклеотидов.

Что называется геном и сколько их в одной хромосоме

Участок ДНК, содержащий информацию о структуре одного белка, – это ген. В одной хромосоме могут располагаться сотни генов. Сами хромосомы представляют собой нити хроматина, накрученные на особые белки, как нитки на катушку (комплекс белков с хроматином). Впрочем, в период между делениями клетки, когда функционируют гены, нити хроматина раскручены (деспирализованы).

Как аминокислоты закодированы в ДНК

Белки – это крупные полимерные молекулы. Их мономерами являются аминокислоты. Каждой аминокислоте в молекуле ДНК соответствует последовательность из трех нуклеотидов – триплет.

Всего в состав белков входят около 20 аминокислот. Каждой из них соответствуют свои триплетные сочетания нуклеотидов ДНК, причем одну аминокислоту могут кодировать несколько триплетов. Считается, что такая избыточность генетического кода повышает надежность хранения и передачи наследственной информации.

Азотистые основания – «кирпичики» триплетов

В молекуле ДНК присутствуют четыре азотистых основания: аденин (А), тимин (Т), гуанин (Г) и цитозин (Ц). Из них и составляются триплеты. Общее число возможных комбинаций (кодонов) составляет 4^3=64. Таким образом, можно было бы закодировать 64 аминокислоты, но нужно только 20. Потому-то некоторые разные сочетания и соответствуют одной и той же аминокислоте. К примеру, кодирующие триплеты аминокислоты аланина – это ГЦУ, ГЦЦ, ГЦА и ГЦГ. Случайная ошибка в третьем нуклеотиде никак не повлияет на структуру белка.

Какие триплеты являются «знаками препинания»

Одна молекула ДНК включает в себя множество генов. Чтобы их как-то разделить, существуют триплеты, сигнализирующие о начале и конце того или иного гена – «знаки препинания». Этими кодонами являются УАА, УАГ, УГА. Когда в процессе трансляции они появляются на рибосоме, синтез белка заканчивается.

Читайте так же:  Л карнитин в аптеках таблетки

Важные свойства генетического кода

Генетический код специфичен: это означает, что триплет всегда кодирует одну-единственную аминокислоту, и никакую другую. Кроме того, код универсален для всего живого, будь то бактерия или человек.

Биология в лицее

Сайт учителей биологии МБОУ Лицей № 2 г. Воронежа, РФ

Site biology teachers lyceum № 2 Voronezh city, Russian Federation

Генетический код

Генетический код — это свойственный всем живым организмам способ кодирования аминокислотной последовательности белков при помощи последовательности нуклеотидов в молекуле ДНК.

Реализация генетической информации в живых клетках (то есть синтез белка, закодированного в ДНК) осуществляется при помощи двух матричных процессов: транскрипции (то есть синтеза иРНК на матрице ДНК) и трансляции (синтез полипептидной цепи на матрице иРНК).

В ДНК используется четыре нуклеотида — аденин (А), гуанин (Г), цитозин (Ц), тимин (T). Эти «буквы» составляют алфавит генетического кода. В РНК используются те же нуклеотиды, за исключением тимина, который заменен урацилом (У). В молекулах ДНК и РНК нуклеотиды выстраиваются в цепочки и, таким образом, получаются последовательности «букв».

В нуклеотидной последовательности ДНК имеются кодовые «слова» для каждой аминокислоты будущей молекулы белка — генетический код. Он заключается в определенной последовательности расположения нуклеотидов в молекуле ДНК.

Три стоящих подряд нуклеотида кодируют «имя» одной аминокислоты, то есть каждая из 20 аминокислот зашифрована значащей единицей кода — сочетанием из трех нуклеотидов, называемых триплет или кодон.

В настоящее время код ДНК полностью расшифрован, и мы можем говорить об определенных свойствах, характерных для этой уникальной биологической системы, обеспечивающей перевод информации с «языка» ДНК на «язык» белка.

Носителем генетической информации является ДНК, но так как непосредственное участие в синтезе белка принимает иРНК — копия одной из нитей ДНК, то чаще всего генетический код записывают на «языке РНК».

Аминокислота Кодирующие триплеты РНК
Аланин ГЦУ ГЦЦ ГЦА ГЦГ
Аргинин ЦГУ ЦГЦ ЦГА ЦГГ АГА АГГ
Аспарагин ААУ ААЦ
Аспарагиновая кислота ГАУ ГАЦ
Валин ГУУ ГУЦ ГУА ГУГ
Гистидин ЦАУ ЦАЦ
Глицин ГГУ ГГЦ ГГА ГГГ
Глутамин ЦАА ЦАГ
Глутаминовая кислота ГАА ГАГ
Изолейцин АУУ АУЦ АУА
Лейцин ЦУУ ЦУЦ ЦУА ЦУГ УУА УУГ
Лизин ААА ААГ
Метионин АУГ
Пролин ЦЦУ ЦЦЦ ЦЦА ЦЦГ
Серин УЦУ УЦЦ УЦА УЦГ АГУ АГЦ
Тирозин УАУ УАЦ
Треонин АЦУ АЦЦ АЦА АЦГ
Триптофан УГГ
Фенилаланин УУУ УУЦ
Цистеин УГУ УГЦ
СТОП УГА УАГ УАА

Свойства генетического кода

  • Триплетность

Три стоящих подряд нуклеотида (азотистых оснований) кодируют «имя» одной аминокислоты, то есть каждая из 20 аминокислот зашифрована значащей единицей кода — сочетанием из трех нуклеотидов, называемых триплет или кодон.

Триплет (кодон) — последовательность из трех нуклеотидов (азотистых оснований) в молекуле ДНК или РНК, определяющая включение в молекулу белка в процессе ее синтеза определенной аминокислоты.

  • Однозначность (дискретность)

Один триплет не может кодировать две разные аминокислоты, шифрует только одну аминокислоту. Определенный кодон соответствует только одной аминокислоте.

  • Избыточность (вырожденность)

Каждая аминокислота может определяться более, чем одним триплетом. Исключение — метионин и триптофан . Другими словами — одной и той же аминокислоте может соответствовать несколько кодонов.

  • Неперекрываемость

Одно и то же основание не может одновременно входить в два соседних кодона.

  • Полярность

Некоторые триплеты не кодируют аминокислоты, а являются своеобразными «дорожными знаками», которые определяют начало и конец отдельных генов, (УАА, УАГ, УГА), каждый из которых означает прекращение синтеза и расположен в конце каждого гена, поэтому мы можем говорить о полярности генетического кода.

  • Универсальность

У животных и растений, у грибов, бактерий и вирусов один и тот же триплет кодирует один и тот же тип аминокислоты, то есть генетический код одинаков для всех живых существ. Други ми словами, у ниверсальность — способность генетического кода работать одинаково в организмах разного уровня сложности от вирусов до человека. Универсальность кода ДНК подтверждает единство п роисхождения всего живого на нашей планете. На использовании свойства универсальности генетического кода основаны методы генной инженерии.

Из истории открытия генетического кода

Впервые идея о существовании генетического кода сформулирована А. Дауном и Г. Гамовым в 1952 — 1954 годах. Учёные показали, что последовательность нуклеотидов, однозначно определяющая синтез той или иной аминокислоты, должна содержать не менее трёх звеньев. Позднее было доказано, что такая последовательность состоит из трех нуклеотидов, названных кодоном или триплетом .

Вопросы о том, какие нуклеотиды ответственны за включение определенной аминокислоты в белковую молекулу и какое количество нуклеотидов определяет это включение, оставались нерешенными до 1961 года. Теоретический разбор показал, что код не может состоять из одного нуклеотида, поскольку в этом случае только 4 аминокислоты могут кодироваться. Однако код не может быть и дуплетным, то есть комбинация двух нуклеотидов из четырехбуквенного «алфавита» не может охватить всех аминокислот, так как подобных комбинаций теоретически возможно только 16 (4 2 = 16).

Видео (кликните для воспроизведения).

Для кодирования 20 аминокислот, а также сигнала «стоп», означающего конец белковой последовательности, достаточно трех последовательных нуклеотидов, когда число возможных комбинаций составит 64 (4 3 = 64).

Источники


  1. Маркова, Алла 700 вопросов о вредных и лечебных продуктах питания и 699 честных ответов на них / Алла Маркова. — М.: «Издательство «Вектор», 2010. — 256 c.

  2. Гогулан Законы полноценного питания / Гогулан, Майя. — М.: Ростов-н/Д: Проф-Пресс, 1998. — 608 c.

  3. Баршай, В. М. Гимнастика / В.М. Баршай, В.Н. Курысь, И.Б. Павлов. — М.: КноРус, 2013. — 312 c.
  4. Гимнастика и активный образ жизни во время беременности. — М.: Мир и Образование, Оникс, 2010. — 128 c.
  5. Дальке, Рудигер Едим правильно. Дорога к здоровому питанию / Рудигер Дальке. — М.: ИГ «Весь», 2009. — 240 c.
Какие триплеты соответствуют каким аминокислотам
Оценка 5 проголосовавших: 1

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

Please enter your comment!
Please enter your name here