Завдання для самостійної роботи.

1. Фрагмент молекули білка міоглобіну містить амінокислоти в такій послідовності: ала-глу-тир-сер-глн. Визначте структуру фрагмента днк, яка кодує цю послідовність амінокислотних залишків.

2. Фрагмент молекули білка адренокортикотропного гормону людини (АКТГ) має будову: сер-тир-сер-мет. Визначте послідовність антикодонів у тРНК, які беруть участь у біосинтезі цього фрагменту АКТГ.

3. Визначте відносну молекулярну масу гену (дволанцюгової ДНК), якщо в одному його ланцюзі закодовано білок з відносною молекулярною масою 3000?

Практична робота № 2

Тема: Розв’язок елементарних вправ із трансляції.

Мета: Удосконалити навички студентів, у розв’язанні елементарних вправ із трансляції.

Обладнання: таблиця генетичного коду, картки із завданнями.

Методичні вказівки.

Нуклеїнові кислоти – складні високомолекулярні біополімери, мономерами яких є нуклеотиди. Молекула нуклеотиду складається з трьох складових частин: залишків нітратної основи, п’яти вуглецевого моносахариду (пентози) і фосфатної кислоти.

Розрізняють два типи нуклеїнових кислот: дезоксирибонуклеїнову (ДНК) і рибонуклеїнову (РНК). Перші у клітинах прокаріотів та еукаріотів складаються з двох ланцюгів, другі – з одного. До складу ДНК входить залишок пентози дезоксирибози, до складу РНК – рибози.

У молекулах РНК містяться чотири типи нуклеотидів: з аденіном (А), гуаніном (Г), цитозином (Ц) та урацилом (У). У молекулі ДНК також зустрічаються чотири типи нуклеотидів, але замість урацилу – тимін (Т).

Існують три основні типи РНК, які відрізняються за місцем розташування у клітині, розмірами та функціями. Інформаційна РНК (іРНК) – це копія певної ділянки молекули ДНК. Така молекула переносить спадкову інформацію від ДНК до місця синтезу поліпептидного ланцюга, а також бере безпосередньо участь у його збиранні.

Транспортна РНК (тРНК) приєднує амінокислоти і транспортує їх до місця синтезу білкових молекул. Рибосомна РНК (рРНК) входить до складу особливих органел клітини – рибосом.

Важлива властивість молекул ДНК – їх здатність до самоподвоєння. Це явище ще називають реплікацією. Воно ґрунтується на принципі компліментарності: послідовність нуклеотидів у новоствореному ланцюзі визначається їх розташуванням у ланцюзі материнської молекули ДНК. При цьому материнська молекула ДНК матрицею.

Біосинтез ДНК ґрунтується на здатність молекул ДНК до самоподвоєння, внаслідок чого дочірні молекули ДНК стають точною копіює материнської. Усі види РНК (іРНК, тРНК, рРНК) синтезуються за принципом компліментарності на молекулах ДНК.

Основні функції ДНК – це кодування, збереження спадкової інформації та її передача дочірнім клітинам при розмноженні.

Єдина для всіх живих організмів система збереження спадкової інформації отримали назву генетичний код. Це певна послідовність нуклеотидів молекул нуклеїнових кислот. Вона визначає порядок розташування амінокислотних залишків у поліпептидному ланцюзі під час його синтезу. Властивості генетичного коду: він триплетний, універсальний, один триплет кодує лише одну амінокислоту, але більшість амінокислот кодується декількома триплетами; генетичний код у прокаріотів та еукаріотів зчитується лише одним способом; у генетичному коді є послідовності нуклеотидів, які не кодують спадкову інформацію, а лише розділяють певні гени; у генетичному коді є триплети, що дають сигнал про початок синтезу білкової молекули, а також про його припинення.

Перший етап біосинтезу білків – це транскрипція: синтез молекули іРНК на молекулі ДНК. Далі відбуваються процеси трансляції: послідовність нуклеотидів у молекулі іРНК переводиться в послідовність амінокислотних залишків молекули білка, що синтезуються. Спочатку кожна з 20 амінокислоту цитоплазмі приєднується до певної молекули тРНК, далі іРНК зв’язується з рибосомою, а згодом – і з амінокислотним залишком, приєднаним до певної молекули тРНК. На наступних етапах біосинтезу білка поліпептидний ланцюг подовжується завдяки тому, що амінокислотні залишки послідовно зв’язуються між собою за допомогою міцних хімічних зв’язків.

Процеси синтезу припиняються тоді, коли рибосома досягне триплету, який сигналізує про припинення синтезу поліпептидного ланцюга. На заключному етапі синтезований білок набуває своєї природної просторової структури.