Конспект для НМТ о реализации наследственной информации. Понятия расположены по последовательности их появления в 89 тренировочных заданиях.
Тема 11. Реализация наследственной информации
1. Центральная догма молекулярной биологии
Наследственная информация движется по цепочке ДНК → РНК → белок. Репликация копирует ДНК, транскрипция переносит запись гена в РНК, а трансляция переводит последовательность нуклеотидов в последовательность аминокислот.
2. Ген и его участки
Ген — участок ДНК, содержащий информацию о функциональном продукте: белке или молекуле РНК. У эукариот кодирующие участки — экзоны — могут чередоваться с некодирующими интронами. Регуляторные участки определяют, где и когда ген будет работать.
3. Репликация ДНК
Перед делением клетки ДНК удваивается в ядре. ДНК-полимераза строит новую цепь по принципу комплементарности. Каждая дочерняя молекула получает одну исходную и одну новую цепь, поэтому репликацию называют полуконсервативной.
4. Транскрипция
В ядре РНК-полимераза считывает матричную цепь ДНК и синтезирует пре-мРНК. В РНК напротив аденина ДНК ставится урацил, напротив тимина — аденин, напротив гуанина — цитозин, напротив цитозина — гуанин.
5. Созревание мРНК у эукариот
Из первичной РНК удаляются интроны, а экзоны соединяются — это сплайсинг. К концам молекулы добавляются защитные структуры. Зрелая мРНК выходит через ядерную пору в цитоплазму и соединяется с рибосомой.
6. Генетический код
Три нуклеотида мРНК образуют кодон. Код однозначен: каждый кодон обозначает одну аминокислоту или стоп-сигнал; вырожден: одну аминокислоту могут кодировать несколько кодонов; почти универсален для живых организмов. AUG обычно служит старт-кодоном.
7. тРНК и антикодон
Транспортная РНК переносит определённую аминокислоту. Её антикодон комплементарно соединяется с кодоном мРНК. Для решения заданий сначала находят пару кодон–антикодон, затем по таблице генетического кода определяют аминокислоту.
8. Трансляция на рибосоме
Рибосома движется вдоль мРНК от старт-кодона. тРНК последовательно приносят аминокислоты, между которыми образуются пептидные связи. На стоп-кодоне синтез прекращается, полипептид освобождается и приобретает пространственную структуру.
9. Роль разных видов РНК
мРНК несёт копию информации гена; тРНК доставляет аминокислоты; рРНК образует основу рибосом и участвует в формировании пептидной связи. Все три вида согласованно обеспечивают биосинтез белка.
10. Клеточный цикл и интерфаза
Интерфаза обычно занимает большую часть клеточного цикла. В G1 клетка растёт, в S удваивает ДНК, в G2 готовится к делению. После S-фазы число хромосом ещё не изменилось, но каждая состоит из двух хроматид и количество ДНК удвоено.
11. Митоз
В профазе хромосомы спирализуются и формируется веретено деления; в метафазе они выстраиваются на экваторе; в анафазе сестринские хроматиды расходятся; в телофазе восстанавливаются ядра. Митоз даёт две клетки с одинаковым набором хромосом.
12. Мейоз и генетическое разнообразие
В профазе I гомологичные хромосомы конъюгируют и могут обмениваться участками — происходит кроссинговер. Первое деление уменьшает набор хромосом вдвое, второе разделяет сестринские хроматиды. Результат — четыре гаплоидные клетки.
13. Расчёты по синтезу белка
Число аминокислот равно числу смысловых кодонов мРНК. Для кодирующей части нужно три нуклеотида на аминокислоту; стоп-кодон учитывают отдельно, если это оговорено. Двуцепочечный ген содержит вдвое больше нуклеотидов, чем одна его кодирующая цепь.
14. Алгоритм для заданий НМТ
Сначала определите процесс по матрице и продукту: ДНК→ДНК — репликация, ДНК→РНК — транскрипция, мРНК→белок — трансляция. Учитывайте место процесса, основной фермент или структуру, направление комплементарности и различие между кодоном мРНК и антикодоном тРНК.
