Ћекции.ќрг


ѕоиск:




 атегории:

јстрономи€
Ѕиологи€
√еографи€
ƒругие €зыки
»нтернет
»нформатика
»стори€
 ультура
Ћитература
Ћогика
ћатематика
ћедицина
ћеханика
ќхрана труда
ѕедагогика
ѕолитика
ѕраво
ѕсихологи€
–елиги€
–иторика
—оциологи€
—порт
—троительство
“ехнологи€
“ранспорт
‘изика
‘илософи€
‘инансы
’ими€
Ёкологи€
Ёкономика
Ёлектроника

 

 

 

 


‘ункци€ нуклеиновых кислот

ќдна из основных функций нуклеиновых кислот состоит в детерминации синтеза белков. »нформаци€ о структуре белков, закодированна€ в нуклеотидной последовательности ƒЌ , должна передаватьс€ от одного поколени€ к другому, и поэтому необходимо ее безошибочное копирование, т.е. синтез точно такой же же молекулы ƒЌ  (репликаци€).

–епликаци€ и транскрипци€. — химической точки зрени€ синтез нуклеиновой кислоты Ц это полимеризаци€, т.е. последовательное присоединение строительных блоков. “акими блоками служат нуклеозидтрифосфаты; реакцию можно представить следующим образом:

Ёнерги€, необходима€ дл€ синтеза, высвобождаетс€ при отщеплении пирофосфата, а катализируют реакцию особые ферменты Ц ƒЌ -полимеразы.

¬ результате такого синтетического процесса мы получили бы полимер со случайной последовательностью оснований. ќднако большинство полимераз работает только в присутствии уже существующей нуклеиновой кислоты Цматрицы, диктующей, какой именно нуклеотид присоединитс€ к концу цепи. Ётот нуклеотид должен быть комплементарен соответствующему нуклеотиду матрицы, так что нова€ цепь оказываетс€ комплементарной исходной. »спользу€ затем комплементарную цепь в качестве матрицы, мы получим точную копию оригинала.

ƒЌ  состоит из двух взаимно комплементарных цепей. ¬ ходе репликации они расход€тс€, и кажда€ из них служит матрицей дл€ синтеза новой цепи:

“ак образуютс€ две новые двойные спирали с той же последовательностью оснований, что и у исходной ƒЌ . »ногда в процессе репликации происходит Ђсбойї, и возникают мутации (см. также Ќј—Ћ≈ƒ—“¬≈ЌЌќ—“№).

¬ результате транскрипции ƒЌ  образуютс€ клеточные –Ќ  (м–Ќ , р–Ќ  и т–Ќ ):

ќни комплементарны одной из цепей ƒЌ  и €вл€ютс€ копией другой цепи, за исключением того, что место тимина у них занимает урацил. “аким способом можно получить множество –Ќ -копий одной из цепей ƒЌ .

¬ нормальной клетке передача информации осуществл€етс€ только в направлении ƒЌ  Ѓ ƒЌ  и ƒЌ  Ѓ –Ќ . ќднако в клетках, инфицированных вирусом, возможны и другие процессы: –Ќ  Ѓ–Ќ  и –Ќ  Ѓ ƒЌ . √енетический материал многих вирусов представлен молекулой –Ќ , обычно одноцепочечной. ѕроникнув в клетку-хоз€ина, эта –Ќ  реплицируетс€ с образованием комплементарной молекулы, на которой, в свою очередь, синтезируетс€ множество копий исходной вирусной –Ќ :

¬ирусна€ –Ќ  может транскрибироватьс€ ферментом - обратной транскриптазой - в ƒЌ , котора€ иногда включаетс€ в хромосомную ƒЌ  клетки-хоз€ина. “еперь эта ƒЌ  несет вирусные гены, и после транскрипции в клетке может по€витьс€ вирусна€ –Ќ . “аким образом, спуст€ длительное врем€, в течение которого никакого вируса в клетке не обнаруживаетс€, он снова в ней по€витс€ без повторного заражени€. ¬ирусы, генетический материал которых включаетс€ в хромосому клетки-хоз€ина, часто €вл€ютс€ причиной рака.

“рансл€ци€ нуклеиновых кислот в белки. √енетическа€ информаци€, закодированна€ в нуклеотидной последовательности ƒЌ , переводитс€ не только на €зык нуклеотидной последовательности –Ќ , но и на €зык аминокислот Ц мономерных единиц белков.

Ѕелкова€ молекула Ц это цепочка из аминокислот.  ажда€ аминокислота содержит кислую карбоксильную группу ЦCOOH и осн вную аминогруппу

ЦNH2.  арбоксильна€ группа одной аминокислоты св€зываетс€ с аминогруппой другой, образу€ амидную св€зь, и этот процесс продолжаетс€, пока не образуетс€ цепь, содержаща€ до 1000 аминокислот (см. также Ѕ≈Ћ »).

¬ белках присутствует 20 разных аминокислот, от последовательности которых завис€т их природа и функции. Ёта последовательность определ€етс€ нуклеотидной последовательностью соответствующего гена Ц участка ƒЌ , кодирующего данный белок. ќднако сама ƒЌ  не €вл€етс€ матрицей при синтезе белка. —начала она транскрибируетс€ в €дре с образованием матричной –Ќ  (м–Ќ ), котора€ диффундирует в цитоплазму, и на ней как на матрице синтезируетс€ белок. ѕроцесс ускор€етс€ благодар€ тому, что на каждой молекуле м–Ќ  может одновременно синтезироватьс€ множество белковых молекул.

–епликаци€ нуклеиновых кислот осуществл€етс€ благодар€ образованию водородных св€зей между комплементарными основани€ми исходной и дочерней цепей. јминокислоты не образуют водородных св€зей с основани€ми, так что пр€мое копирование матрицы невозможно. ќни взаимодействуют с матрицей опосредованно, через Ђадапторныеї нуклеиновые кислоты Ц небольшие молекулы транспортных –Ќ  (т–Ќ ), состо€щие примерно из 80 оснований и способные св€зыватьс€ с м–Ќ .

 ажда€ т–Ќ  содержит специфическую последовательность из трех оснований, антикодон, который комплементарен группе из трех оснований, кодону, в м–Ќ . јнтикодоны взаимодействуют с кодонами по правилу комплементарности, примерно так же, как взаимодействуют две цепи ƒЌ . “аким образом, последовательность оснований в м–Ќ  определ€ет пор€док присоединени€ т–Ќ , несущих аминокислоты. —хематически перенос информации от ƒЌ  к белку можно представить следующим образом:

ѕоследовательность оснований в ƒЌ  задает пор€док следовани€ аминокислот в белке, поскольку кажда€ аминокислота присоедин€етс€ специфическим ферментом только к определенным т–Ќ , а те, в свою очередь, Ц только к определенным кодонам в м–Ќ .  омплексы т–Ќ -аминокислота св€зываютс€ с матрицей по одному в каждый данный момент времени. Ќиже перечислены основные этапы белкового синтеза (см. также рисунок).

 

1. ‘ерменты, называемые аминоацил-т–Ќ -синтетазами, присоедин€ют аминокислоты к соответствующим т–Ќ . “аких ферментов 20, по одному дл€ каждой аминокислоты.

2. ћолекула м–Ќ  присоедин€етс€ своим первым кодоном к небольшой частице, называемой рибосомой. –ибосомы состо€т из примерно равных количеств р–Ќ  и белка. —труктура и функци€ рибосом весьма сложны, но главна€ их задача Ц облегчение взаимодействи€ м–Ќ  и т–Ќ  и ускорение полимеризации аминокислот, св€занных с разными т–Ќ .

3. т–Ќ , нагруженна€ аминокислотой, св€зываетс€ с соответствующим кодоном м–Ќ , котора€, в свою очередь, контактирует с рибосомой. ќбразуетс€ комплекс рибосома-м–Ќ -т–Ќ -аминокислота.

4. м–Ќ , подобно ленте на конвейере, продвигаетс€ по рибосоме на один кодон вперед.

5. —ледующа€ т–Ќ , нагруженна€ аминокислотой, присоедин€етс€ ко второму кодону.

6. ѕерва€ и втора€ аминокислоты св€зываютс€ между собой.

7. ѕерва€ т–Ќ  отсоедин€етс€ от комплекса, и теперь втора€ т–Ќ  несет две аминокислоты, св€занные между собой.

8. м–Ќ  снова продвигаетс€ на один кодон вперед, и все событи€ повтор€ютс€, а растуща€ аминокислотна€ цепь удлин€етс€ на одну аминокислоту. ѕроцесс продолжаетс€, пока не будет достигнут последний, Ђстопї-кодон и последн€€ т–Ќ  не отделитс€ от готовой белковой цепи. ¬ бактериальных клетках цепь из 100Ц200 аминокислот собираетс€ за несколько секунд. ¬ животных клетках этот процесс занимает около минуты.

 



<== предыдуща€ лекци€ | следующа€ лекци€ ==>
Ѕиологические функции | Ќаправлени€ де€тельности
ѕоделитьс€ с друзь€ми:


ƒата добавлени€: 2015-05-05; ћы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 779 | Ќарушение авторских прав


ѕоиск на сайте:

Ћучшие изречени€:

∆изнь - это то, что с тобой происходит, пока ты строишь планы. © ƒжон Ћеннон
==> читать все изречени€...

554 - | 446 -


© 2015-2023 lektsii.org -  онтакты - ѕоследнее добавление

√ен: 0.013 с.