g9b-2.3· Глава 2: Клетка — единица строения и развития живого организма· ~13 мин

Генетический код и биосинтез белков

Наследственная информация, генетический код, транскрипция и трансляция.

Наследственная информация хранится в зашифрованном виде в последовательности нуклеотидов молекулы ДНК. Принцип генетического кода таков: три последовательных нуклеотида (триплет, или кодон) кодируют одну аминокислоту. Генетический код обладает двумя важными свойствами: универсальностью (у всех живых организмов одинаковые кодоны кодируют одну и ту же аминокислоту) и вырожденностью (одна аминокислота может кодироваться несколькими разными кодонами). Биосинтез белков происходит в два последовательных этапа. Первый этап — транскрипция — происходит в ядре клетки: на матрице ДНК с помощью ферментов синтезируется информационная РНК (и-РНК); в ходе этого процесса согласно закону комплементарности пары А-Т, Г-Ц заменяются на А-У, Г-Ц. Второй этап — трансляция — происходит на рибосомах цитоплазмы: кодоны и-РНК считываются последовательно, транспортные РНК (т-РНК) с помощью антикодонов приносят соответствующие аминокислоты, которые соединяются, образуя полипептидную цепь. Процесс начинается со старт-кодона АУГ и останавливается на стоп-кодонах УАА, УАГ или УГА.

📌Пример

Например: последовательность …ТАЦ… в ДНК при транскрипции превращается в кодон …АУГ…, и этот кодон кодирует аминокислоту метионин.

Графики

Генетический код: каждые три нуклеотида мРНК (кодон/триплет) кодируют одну аминокислоту
Генетический код: каждые три нуклеотида мРНК (кодон/триплет) кодируют одну аминокислоту

Ключевые термины

Генетический код — Способ кодирования наследственной информации в нуклеотидной последовательности молекулы ДНК; три последовательных нуклеотида (триплет/кодон) кодируют одну аминокислоту.
Транскрипция — Первый этап биосинтеза белка; процесс синтеза информационной РНК (и-РНК) с помощью ферментов на матрице ДНК в клеточном ядре.
Трансляция — Второй этап биосинтеза белка; последовательное считывание кодонов и-РНК на рибосомах цитоплазмы и образование полипептидной цепи путём доставки т-РНК соответствующих аминокислот.
Кодон (триплет) — Единица, состоящая из трёх последовательных нуклеотидов в ДНК или и-РНК; каждый кодон кодирует одну аминокислоту.
Антикодон — Последовательность из трёх нуклеотидов в составе транспортной РНК (т-РНК), комплементарная кодону и-РНК; обеспечивает доставку правильной аминокислоты при трансляции.
Стартовый кодон — Кодон АУГ, определяющий начало трансляции; кодирует аминокислоту метионин.
Сравнение транскрипции и трансляции
ХарактеристикаТранскрипцияТрансляция
Место протеканияКлеточное ядроЦитоплазма (рибосомы)
МатрицаДНКи-РНК
Продукти-РНКПолипептидная цепь
КомплементарностьА-У, Г-ЦКодон-антикодоновое соответствие
Сигнал началаСоответствующий промоторный участокСтартовый кодон АУГ
Сигнал окончанияТерминаторный участокСтоп-кодоны УАА, УАГ или УГА

Основные различия двух этапов биосинтеза белка

✎Пример перехода от ДНК к аминокислоте
  1. 1Матрица ДНК: В цепи ДНК имеется последовательность ...ТАЦ...
  2. 2Транскрипция (в ядре): По закону комплементарности Т→А, А→У, Ц→Г. В результате в и-РНК образуется кодон ...АУГ...
  3. 3Трансляция (на рибосоме): т-РНК, распознающая кодон АУГ в и-РНК, своим антикодоном доставляет аминокислоту метионин.
  4. 4Результат: Стартовый кодон АУГ кодирует аминокислоту метионин, и начинается синтез полипептидной цепи.
🚫Частая ошибка

Ученики часто путают транскрипцию с «ДНК → ДНК» или трансляцию с «РНК → ДНК». Правильная последовательность: ДНК → и-РНК (транскрипция, в ядре) → белок (трансляция, на рибосоме).

⚠️Внимание

При транскрипции тимин (Т) в ДНК заменяется на урацил (У), а цитозин (Ц) спаривается с гуанином (Г). Забывание спаривания А-У — самая распространённая ошибка: А-Т в ДНК становится А-У в РНК.

Правила

  1. 1Генетический код триплетен: каждый кодон (триплет) состоит из 3 последовательных нуклеотидов и кодирует одну аминокислоту.
  2. 2Генетический код универсален — у всех живых организмов (от бактерий до человека) одинаковые кодоны кодируют одни и те же аминокислоты.
  3. 3Генетический код вырожден — одна аминокислота может кодироваться несколькими разными кодонами, но каждый кодон кодирует только одну аминокислоту.
  4. 4Транскрипция происходит в ядре: на матрице ДНК синтезируется и-РНК (по принципу комплементарности А↔У, Г↔Ц).
  5. 5Трансляция происходит на рибосоме: считываются кодоны и-РНК, антикодоны т-РНК приносят аминокислоты, АУГ начинает процесс, УАА/УАГ/УГА останавливают его.

Тренировка

10 лёгких · 10 средних · 10 сложных

В каждом тесте — 10 случайных вопросов

ЛёгкийСреднийСложныйМикс