Ácidos nucleicos.

Los ácidos nucleicos (NA) fueron descubiertos por primera vez en 1869 por el bioquímico suizo Friedrich Miescher.

Los NA son heteropolímeros lineales y no ramificados, cuyos monómeros son nucleótidos unidos por enlaces fosfodiéster.

El nucleótido consta de:

base de nitrogeno

Purinas (adenina (A) y guanina (G): sus moléculas constan de 2 anillos: 5 y 6 miembros),

Pirimidina (citosina (C), timina (T) y uracilo (U) - un anillo de seis miembros);

carbohidrato (anillo de azúcar de 5 carbonos): ribosa o desoxirribosa;

residuo de ácido fosfórico.

Hay 2 tipos de NK: ADN y ARN. Los NK proporcionan almacenamiento, reproducción e implementación de información genética (hereditaria). Esta información está codificada en forma de secuencias de nucleótidos. La secuencia de nucleótidos refleja la estructura primaria de las proteínas. La correspondencia entre los aminoácidos y las secuencias de nucleótidos que los codifican se llama codigo genetico. Unidad codigo genetico El ADN y el ARN son trillizo– una secuencia de tres nucleótidos.

Tipos de bases nitrogenadas	A, G, C, t	A, G, C, Ud.
Tipos de pentosas	β,D-2-desoxirribosa	β,D-ribosa
Estructura secundaria	Regular, consta de 2 cadenas complementarias.	Irregular, algunas partes de una cadena forman una doble hélice.
Peso molecular (número de unidades de nucleótidos en la cadena primaria) o de 250 a 1,2x10 5 kDa (kilodalton)	Alrededor de miles, millones	Del orden de decenas y centenas.
Localización en la celda.	Núcleo, mitocondrias, cloroplastos, centriolos	Nucléolo, citoplasma, ribosomas, mitocondrias y plastidios.
	Almacenamiento, transmisión y reproducción de información hereditaria a lo largo de generaciones.	Implementación de información hereditaria.

ADN (ácido desoxirribonucleico) es un ácido nucleico cuyos monómeros son desoxirribonucleótidos; es el portador materno de la información genética. Aquellos. Toda la información sobre la estructura, funcionamiento y desarrollo de las células individuales y de todo el organismo se registra en forma de secuencias de nucleótidos de ADN.

La estructura primaria del ADN es una molécula monocatenaria (fagos).

La disposición adicional de la macromolécula polimérica se denomina estructura secundaria. En 1953, James Watson y Francis Crick descubrieron la estructura secundaria del ADN: la doble hélice. En esta hélice, los grupos fosfato están en el exterior de las hélices y las bases en el interior, espaciados a intervalos de 0,34 nm. Las cadenas se mantienen unidas mediante enlaces de hidrógeno entre las bases y están enrolladas entre sí y alrededor de un eje común.

Las bases de las hebras antiparalelas forman pares complementarios (mutuamente complementarios) debido a los enlaces de hidrógeno: A = T (2 conexiones) y G ≡ C (3 conexiones).

El fenómeno de la complementariedad en la estructura del ADN fue descubierto en 1951 por Erwin Chargaff.

Regla de Chargaff: el número de bases púricas es siempre igual al número de bases pirimidínicas (A + G) = (T + C).

La estructura terciaria del ADN es el plegamiento adicional de una molécula de doble hebra en bucles debido a los enlaces de hidrógeno entre espiras adyacentes de la hélice (superenrollamiento).

La estructura cuaternaria del ADN son las cromátidas (2 hebras de cromosoma).

Los patrones de difracción de rayos X de las fibras de ADN, obtenidos por primera vez por Morris Wilkins y Rosalind Franklin, indican que la molécula tiene una estructura helicoidal y contiene más de una cadena de polinucleótidos.

Hay varias familias de ADN: formas A, B, C, D, Z. La forma B suele encontrarse en las células. Todas las formas excepto Z son espirales diestros.

Replicación (autoduplicación) del ADN. - Este es uno de los procesos biológicos más importantes que asegura la reproducción de la información genética. La replicación comienza con la separación de dos hebras complementarias. Cada hebra se utiliza como plantilla para formar una nueva molécula de ADN. Las enzimas participan en el proceso de síntesis de ADN. Cada una de las dos moléculas hijas incluye necesariamente una hélice antigua y una nueva. La nueva molécula de ADN es absolutamente idéntica a la antigua en cuanto a la secuencia de nucleótidos. Este método de replicación garantiza una reproducción precisa en las moléculas hijas de la información que se registró en la molécula de ADN madre.

Como resultado de la replicación de una molécula de ADN, se forman dos nuevas moléculas, que son una copia exacta de la molécula original: matrices. Cada nueva molécula consta de dos cadenas: una de la madre y otra de la hermana. Este mecanismo de replicación del ADN se llama semiconservador.

Las reacciones en las que una molécula de heteropolímero sirve como plantilla (forma) para la síntesis de otra molécula de heteropolímero con una estructura complementaria se denominan reacciones tipo matriz. Si durante una reacción se forman moléculas de la misma sustancia que sirven de matriz, entonces la reacción se llama autocatalítico. Si, durante una reacción, se forman moléculas de otra sustancia en la matriz de una sustancia, entonces dicha reacción se llama heterocatalítico. Por lo tanto, la replicación del ADN (es decir, la síntesis de ADN en una plantilla de ADN) es reacción autocatalítica síntesis de matriz.

Las reacciones de tipo matricial incluyen:

Replicación del ADN (síntesis de ADN sobre una plantilla de ADN),

Transcripción de ADN (síntesis de ARN sobre una plantilla de ADN),

Traducción de ARN (síntesis de proteínas sobre una plantilla de ARN).

Sin embargo, existen otras reacciones de tipo plantilla, por ejemplo, la síntesis de ARN sobre una plantilla de ARN y la síntesis de ADN sobre una plantilla de ARN. Los dos últimos tipos de reacciones se observan cuando las células se infectan con ciertos virus. Síntesis de ADN en una plantilla de ARN ( transcripción inversa) se utiliza ampliamente en ingeniería genética.

Todos los procesos matriciales constan de tres etapas: iniciación (inicio), elongación (continuación) y terminación (fin).

La replicación del ADN es un proceso complejo en el que participan varias docenas de enzimas. Los más importantes incluyen ADN polimerasas (varios tipos), primasas, topoisomerasas, ligasas y otras. El principal problema con la replicación del ADN es que en diferentes cadenas de una molécula, los residuos de ácido fosfórico se dirigen en diferentes direcciones, pero la extensión de la cadena solo puede ocurrir desde el extremo que termina con un grupo OH. Por lo tanto, en la región replicada, que se llama horquilla de replicación, el proceso de replicación ocurre de manera diferente en diferentes cadenas. En una de las hebras, llamada hebra principal, se produce una síntesis continua de ADN sobre una plantilla de ADN. En la otra cadena, llamada cadena retrasada, la unión ocurre primero. cebador– un fragmento específico de ARN. El cebador sirve como cebador para la síntesis de un fragmento de ADN llamado fragmento de Okazaki. Posteriormente, se retira el cebador y los fragmentos de Okazaki se unen en una sola hebra de la enzima ADN ligasa. La replicación del ADN va acompañada. reparación– corregir errores que inevitablemente surgen durante la replicación. Hay muchos mecanismos de reparación.

La replicación ocurre antes de la división celular. Gracias a esta capacidad del ADN, la información hereditaria se transfiere de la célula madre a las células hijas.

ARN (ácido ribonucleico) Es un ácido nucleico cuyos monómeros son ribonucleótidos.

Dentro de una molécula de ARN hay varias regiones que son complementarias entre sí. Entre dichas regiones complementarias se forman enlaces de hidrógeno. Como resultado, en una molécula de ARN se alternan estructuras bicatenarias y monocatenarias, y la conformación general de la molécula se asemeja a una hoja de trébol.

Las bases nitrogenadas que forman el ARN son capaces de formar enlaces de hidrógeno con bases complementarias tanto en el ADN como en el ARN. En este caso, las bases nitrogenadas forman pares A=U, A=T y G≡C. Gracias a esto se puede transferir información del ADN al ARN, del ARN al ADN y del ARN a las proteínas.

Hay tres tipos principales de ARN que se encuentran en las células y que realizan diferentes funciones:

1. Información, o matriz ARN (ARNm o ARNm). Función: matriz de síntesis de proteínas. Constituye el 5% del ARN celular. Transfiere información genética del ADN a los ribosomas durante la biosíntesis de proteínas. En las células eucariotas, el ARNm (ARNm) está estabilizado por proteínas específicas. Esto hace posible que la biosíntesis de proteínas continúe incluso si el núcleo está inactivo.

El ARNm es una cadena lineal con varias regiones con diferentes roles funcionales:

a) en el extremo de 5" hay una tapa ("tapa") que protege el ARNm de las exonucleasas,

b) le sigue una región no traducida, complementaria a la sección de ARNr, que forma parte de la subunidad pequeña del ribosoma,

c) la traducción (lectura) del ARNm comienza con el codón de iniciación AUG, que codifica la metionina,

d) el codón de inicio va seguido de una parte codificante, que contiene información sobre la secuencia de aminoácidos de la proteína.

2. ribosomal, o ribosomal ARN (ARNr). Constituye el 85% del ARN celular. En combinación con proteínas, forma parte de los ribosomas y determina la forma de las subunidades ribosómicas grandes y pequeñas (subunidades 50-60S y 30-40S). Participan en la traducción: lectura de información del ARNm en la síntesis de proteínas.

Las subunidades y los ARNr que los constituyen suelen designarse por su constante de sedimentación. S - coeficiente de sedimentación, unidades de Svedberg. El valor S caracteriza la velocidad de sedimentación de las partículas durante la ultracentrifugación y es proporcional a su peso molecular. (Por ejemplo, el ARNr procariótico con un coeficiente de sedimentación de 16 unidades de Svedberg se denomina ARNr 16S).

Así, se distinguen varios tipos de ARNr, que se diferencian en la longitud de la cadena polinucleotídica, la masa y la localización en los ribosomas: 23-28S, 16-18S, 5S y 5,8S. Tanto los ribosomas procarióticos como los eucariotas contienen 2 ARN diferentes de alto peso molecular, uno para cada subunidad, y un ARN de bajo peso molecular: el ARN 5S. Los ribosomas eucariotas también contienen ARN 5,8S de bajo peso molecular. Por ejemplo, los procariotas sintetizan ARNr 23S, 16S y 5S, y los eucariotas sintetizan 18S, 28S, 5S y 5,8S.

Ribosoma 80S (eucariota)

Subunidad pequeña 40S Subunidad grande 60S

18SrRNA (~2000 nucleótidos), - 28SrRNA (~4000 nt),

5,8 SpARN (~155 nt),

5SpARN (~121 nt),

~30 proteínas. ~45 proteínas.

Ribosoma 70S (procariótico)

Subunidad pequeña 30S Subunidad grande 50S

16SpARN, - 23SpARN,

~20 proteínas. ~30 proteínas.

Una molécula grande de ARNr altamente polimérico (constante de sedimentación 23-28S, localizada en las subunidades ribosómicas 50-60S).

Una pequeña molécula de ARNr con alto contenido de polímero (constante de sedimentación 16-18S, localizada en subunidades ribosómicas 30-40S).

En todos los ribosomas sin excepción, el ARNr 5S bajo en polímero está presente y se localiza en las subunidades ribosómicas 50-60S.

El ARNr de bajo polímero con una constante de sedimentación de 5,8 S es característico únicamente de los ribosomas eucariotas.

Así, los ribosomas contienen tres tipos de ARNr en procariotas y cuatro tipos de ARNr en eucariotas.

La estructura primaria del ARNr es una cadena de polirribonucleótidos.

La estructura secundaria del ARNr es la espiralización de la cadena de polirribonucleótidos sobre sí misma (las secciones individuales de la cadena de ARN forman bucles helicoidales: "horquillas").

Estructura terciaria de ARNr con alto contenido de polímero: interacciones de elementos helicoidales de estructura secundaria.

3. Transporte ARN (ARNt). Constituye el 10% del ARN celular. Transfiere el aminoácido al sitio de síntesis de proteínas, es decir. a los ribosomas. Cada aminoácido tiene su propio ARNt.

La estructura primaria del ARNt es una cadena de polirribonucleótidos.

La estructura secundaria del ARNt es un modelo de “hoja de trébol”, en esta estructura hay 4 regiones bicatenarias y 5 monocatenarias.

La estructura terciaria del ARNt es estable; la molécula se pliega formando una estructura en forma de L (2 hélices casi perpendiculares entre sí).

Todos los tipos de ARN se forman como resultado de reacciones de síntesis de plantillas. En la mayoría de los casos, una de las cadenas de ADN sirve como plantilla. Por tanto, la biosíntesis de ARN sobre una plantilla de ADN es una reacción heterocatalítica del tipo plantilla. Este proceso se llama transcripción y está controlado por ciertas enzimas: ARN polimerasas (transcriptasas).

La síntesis de ARN (transcripción de ADN) implica copiar información del ADN al ARNm.

Diferencias entre síntesis de ARN y síntesis de ADN:

Asimetría del proceso: solo se utiliza una hebra de ADN como plantilla.

Proceso conservador: la molécula de ADN vuelve a su estado original al finalizar la síntesis de ARN. Durante la síntesis de ADN, las moléculas se renuevan a medias, lo que hace que la replicación sea semiconservadora.

La síntesis de ARN no requiere ningún cebador para comenzar, pero la replicación del ADN requiere un cebador de ARN.

1. Duplicación del ADN

2. síntesis de ARNr

3. síntesis de almidón a partir de glucosa

4. síntesis de proteínas en los ribosomas

3. El genotipo es

1. conjunto de genes en los cromosomas sexuales

2. un conjunto de genes en un cromosoma

3. un conjunto de genes en un conjunto diploide de cromosomas

4. conjunto de genes en el cromosoma X

4. En los seres humanos, un alelo recesivo ligado al sexo es responsable de la hemofilia. En el matrimonio de una mujer portadora del alelo de hemofilia y un hombre sano

1. la probabilidad de dar a luz a niños y niñas con hemofilia es del 50%

2. El 50% de los niños enfermarán y todas las niñas son portadoras.

3. El 50% de los niños estarán enfermos y el 50% de las niñas serán portadoras.

4. El 50% de las niñas enfermarán y todos los niños son portadores.

5. La herencia ligada al sexo es la herencia de características que siempre son

1. aparecen sólo en hombres

2. aparecen sólo en organismos sexualmente maduros

3. determinado por genes ubicados en los cromosomas sexuales

4. son caracteres sexuales secundarios

Inhumanos

1. 23 grupos de embrague

2. 46 grupos de embrague

3. un grupo de embrague

4. 92 grupos de embrague

Los portadores del gen del daltonismo, en quienes la enfermedad no se manifiesta, pueden ser

1. solo mujeres

2. solo hombres

3. tanto mujeres como hombres

4. sólo mujeres con el conjunto XO de cromosomas sexuales

En el embrión humano

1. Se forman la notocorda, el cordón nervioso ventral y los arcos branquiales.

2. Se forman notocorda, arcos branquiales y cola.

3. Se forman la notocorda y el cordón nervioso ventral.

4. Se forman el cordón nervioso ventral y la cola.

En el feto humano, el oxígeno ingresa a la sangre a través de

1. hendiduras branquiales

4. cordón umbilical

El método de investigación de gemelos es llevado a cabo por

1. cruce

2. Investigación genealógica

3. observaciones de objetos de investigación.

4. mutagénesis artificial

8) Conceptos básicos de inmunología.

1. Los anticuerpos son

1. células fagocitarias

2. moléculas de proteína

3. linfocitos

4. células de microorganismos que infectan a los humanos

Si existe riesgo de contraer tétanos (por ejemplo, si las heridas están contaminadas con tierra), se administra suero antitetánico. Contiene

1. proteínas de anticuerpos

2. bacterias debilitadas que causan el tétanos

3. antibióticos

4. antígenos de la bacteria del tétanos

La leche materna proporciona inmunidad al bebé gracias a

1. macronutrientes

2. bacterias del ácido láctico

3. microelementos

4. anticuerpos

Entra en los capilares linfáticos.

1. linfa de los conductos linfáticos

2. sangre de las arterias

3. sangre de las venas

4. líquido intercelular de los tejidos

Las células fagocíticas están presentes en los humanos.

1. en la mayoría de los tejidos y órganos del cuerpo

2. sólo en vasos linfáticos y nodos

3. sólo en vasos sanguineos

4. sólo en el sistema circulatorio y sistema linfático

6. ¿Durante cuál de los procesos enumerados se sintetiza ATP en el cuerpo humano?

1. descomposición de proteínas en aminoácidos

2. degradación del glucógeno a glucosa

3. descomposición de grasas en glicerol y ácido graso

4. Oxidación de la glucosa sin oxígeno (glucólisis)

7. A tu manera papel fisiológico la mayoría de las vitaminas son

1. enzimas

2. activadores (cofactores) de enzimas

3. una importante fuente de energía para el cuerpo

4. hormonas

Violación visión crepuscular y las córneas secas pueden ser un signo de deficiencia de vitaminas

Este categoria especial reacciones químicas que ocurren en las células de los organismos vivos. Durante estas reacciones, las moléculas de polímero se sintetizan de acuerdo con el plan establecido en la estructura de otras moléculas de la matriz polimérica. Se puede sintetizar un número ilimitado de moléculas copia en una matriz. Esta categoría de reacciones incluye replicación, transcripción, traducción y transcripción inversa.

Fin del trabajo -

Este tema pertenece a la sección:

Estructura y funciones de los ácidos nucleicos ATP.

Los ácidos nucleicos incluyen compuestos altamente poliméricos que se descomponen durante la hidrólisis en bases purínicas y pirimidínicas, pentosas y fósforo. Teoría celular, tipos de células, estructura de las células eucariotas y funciones de los orgánulos.

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Todos los temas de esta sección:

Estructura y funciones del ADN.
El ADN es un polímero cuyos monómeros son desoxirribonucleótidos. En 1953, J. Watson y F. propusieron un modelo de la estructura espacial de la molécula de ADN en forma de doble hélice.

Replicación del ADN (reduplicación)
La replicación del ADN es un proceso de autoduplicación, la principal propiedad de la molécula de ADN. La replicación pertenece a la categoría de reacciones de síntesis de matrices y se produce con la participación de enzimas. Bajo la influencia de la enzima.

Estructura y funciones del ARN.
El ARN es un polímero cuyos monómeros son ribonucleótidos. A diferencia del ADN,

Estructura y funciones del ATP.
El ácido adenosín trifosfórico (ATP) es una fuente universal y el principal acumulador de energía en las células vivas. El ATP se encuentra en todas las células vegetales y animales. La cantidad de ATP en el medio.

Creación y principios básicos de la teoría celular.
Teoría celular- la generalización biológica más importante, según la cual todos los organismos vivos están compuestos de células. El estudio de las células fue posible tras la invención del microscopio. Primero

Tipos de organización celular
Hay dos tipos de organización celular: 1) procariótica, 2) eucariota. Lo que es común a ambos tipos de células es que las células están limitadas por la membrana, el contenido interno está representado por el citotop

Retículo endoplásmico
Retículo endoplásmico(RE), o retículo endoplasmático (RE), es un orgánulo de una sola membrana. Es un sistema de membranas que forman “cisternas” y canales.

aparato de Golgi
El aparato de Golgi, o complejo de Golgi, es un orgánulo de membrana única. Consiste en pilas de “cisternas” aplanadas con bordes ensanchados. Asociado a ellos está el sistema de tiza.

lisosomas
Los lisosomas son orgánulos de una sola membrana. Son pequeñas burbujas (de 0,2 a 0,8 micrones de diámetro) que contienen un conjunto de enzimas hidrolíticas. Las enzimas se sintetizan en bruto.

vacuolas
Las vacuolas son orgánulos de membrana única que son “contenedores” llenos soluciones acuosas organico y sustancias inorgánicas. Los EPS participan en la formación de vacuolas.

mitocondrias
Estructura de las mitocondrias: 1 - membrana externa; 2 - membrana interna; 3 - matriz; 4

plastidios
Estructura de los plastidios: 1 - membrana exterior; 2 - membrana interna; 3 - estroma; 4 - tilacoide; 5

ribosomas
Estructura del ribosoma: 1 - subunidad grande; 2 - subunidad pequeña. ribos

citoesqueleto
El citoesqueleto está formado por microtúbulos y microfilamentos. Los microtúbulos son estructuras cilíndricas y no ramificadas. La longitud de los microtúbulos varía de 100 µm a 1 mm, el diámetro es

centro celular
centro celular Incluye dos centriolos y una centrosfera. El centríolo es un cilindro, cuya pared está formada por nueve grupos de t

organoides de movimiento
No presente en todas las células. Los orgánulos de movimiento incluyen cilios (ciliados, epitelio tracto respiratorio), flagelos (flagelados, espermatozoides), pseudópodos (rizopodos, leucocitos), miofibras

Estructura y funciones del núcleo.
Como regla general, una célula eucariota tiene un núcleo, pero hay células binucleadas (ciliadas) y multinucleadas (opalinas). Algunas células altamente especializadas son secundariamente

cromosomas
Los cromosomas son estructuras citológicas en forma de bastón que representan condensados.

Metabolismo
Metabolismo - propiedad más importante organismos vivos. El conjunto de reacciones metabólicas que ocurren en el organismo se denomina metabolismo. El metabolismo consiste en p

Biosíntesis de proteínas
La biosíntesis de proteínas es el proceso más importante del anabolismo. Todas las características, propiedades y funciones de las células y organismos están determinadas en última instancia por las proteínas. Las ardillas tienen una vida corta, su vida es limitada.

Código genético y sus propiedades.
El código genético es un sistema para registrar información sobre la secuencia de aminoácidos en un polipéptido mediante la secuencia de nucleótidos de ADN o ARN. Actualmente este sistema de grabación se considera

Estructura del gen eucariota
Un gen es una sección de una molécula de ADN que codifica la secuencia primaria de aminoácidos en un polipéptido o la secuencia de nucleótidos en las moléculas de transporte y de ARN ribosomal. ADN uno

Transcripción en eucariotas
La transcripción es la síntesis de ARN sobre una plantilla de ADN. Realizado por la enzima ARN polimerasa. La ARN polimerasa sólo puede unirse a un promotor que se encuentra en el extremo de 3" de la cadena de ADN plantilla.

Transmisión
La traducción es la síntesis de una cadena polipeptídica en una matriz de ARNm. Los orgánulos que aseguran la traducción son los ribosomas. En los eucariotas, los ribosomas se encuentran en algunos orgánulos: mitocondrias y plastidios (7

Ciclo mitótico. Mitosis
La mitosis es el principal método de división de las células eucariotas, en el que primero se produce la duplicación y luego distribución uniforme entre células hijas material hereditario

Mutaciones
Las mutaciones son cambios persistentes y repentinos en la estructura del material hereditario en varios niveles de su organización, que conducen a cambios en determinadas características del organismo.

Mutaciones genéticas
Las mutaciones genéticas son cambios en la estructura de los genes. Dado que un gen es una sección de una molécula de ADN, entonces mutación genética representa cambios en la composición de nucleótidos de este sitio

Mutaciones cromosómicas
Estos son cambios en la estructura de los cromosomas. Los reordenamientos se pueden llevar a cabo tanto dentro de un cromosoma (mutaciones intracromosómicas (deleción, inversión, duplicación, inserción) como entre cromosomas (entre

Mutaciones genómicas
Una mutación genómica es un cambio en el número de cromosomas. Las mutaciones genómicas ocurren como resultado de una alteración del curso normal de la mitosis o la meiosis. Haploidía - y

Estructura terciaria del ARN.

Estructura secundaria del ARN

Una molécula de ácido ribonucleico está formada por una única cadena de polinucleótidos. Las secciones individuales de la cadena de ARN forman bucles en espiral, "horquillas", debido a los enlaces de hidrógeno entre nitrógeno complementario. bases A-U y G-C. Partes de la cadena de ARN en tales estructuras helicoidales son antiparalelas, pero no siempre completamente complementarias; contienen residuos de nucleótidos desapareados o incluso bucles monocatenarios que no encajan en la doble hélice. La presencia de regiones helicoidales es característica de todos los tipos de ARN.

Los ARN monocatenarios se caracterizan por una estructura terciaria compacta y ordenada, que surge de la interacción de elementos helicoidales de la estructura secundaria. Por tanto, es posible formar enlaces de hidrógeno adicionales entre residuos de nucleótidos que están suficientemente alejados entre sí, o enlaces entre grupos OH de residuos de ribosa y bases. La estructura terciaria del ARN está estabilizada por iones metálicos divalentes, por ejemplo iones Mg 2+, que se unen no solo a los grupos fosfato, sino también a las bases.

Las reacciones de síntesis de matrices producen polímeros cuya estructura está completamente determinada por la estructura de la matriz. Las reacciones de síntesis de plantillas se basan en interacciones complementarias entre nucleótidos.

Replicación (reduplicación, duplicación de ADN)

Matriz– cadena madre de ADN
Producto– cadena hija de ADN recién sintetizada
Complementariedad entre los nucleótidos de las cadenas de ADN madre e hija

La doble hélice del ADN se desenrolla en dos hebras simples, luego la enzima ADN polimerasa completa cada hebra en una doble hebra según el principio de complementariedad.

Transcripción (síntesis de ARN)

Matriz– Cadena codificante de ADN
Producto– ARN
Complementariedad entre los nucleótidos de ADNc y ARN

En una determinada sección del ADN, los enlaces de hidrógeno se rompen, dando como resultado dos hebras simples. Sobre uno de ellos, el ARNm se construye según el principio de complementariedad. Luego se desprende y pasa al citoplasma, y ​​las cadenas de ADN se vuelven a conectar entre sí.

Traducción (síntesis de proteínas)

Matriz– ARNm
Producto- proteína
Complementariedad entre los nucleótidos de los codones del ARNm y los nucleótidos de los anticodones del ARNt que aportan aminoácidos

Dentro del ribosoma, los anticodones de ARNt están unidos a los codones de ARNm según el principio de complementariedad. El ribosoma conecta los aminoácidos reunidos por el ARNt para formar una proteína.

7. Formación de una cadena polipeptídica a partir de la entrega secuencial a ARNm Se produce ARNt con los aminoácidos correspondientes. en ribosomas(Figura 3.9).

ribosomas Son estructuras de nucleoproteínas que incluyen tres tipos de ARNr y más de 50 proteínas ribosómicas específicas. ribosomas constan de subunidades pequeñas y grandes. El inicio de la síntesis de la cadena polipeptídica comienza con la unión de la subunidad ribosomal pequeña al centro de unión en ARNm y siempre ocurre con la participación de un tipo especial de ARNt de metionina, que se une al codón de metionina AUG y se une al llamado sitio P subunidad ribosómica grande.

Arroz. 3.9. Síntesis de una cadena polipeptídica en un ribosoma. También se muestra la transcripción del ARNm y su transferencia a través de la membrana nuclear al citoplasma celular.

Próximo codón de ARNm, ubicado después del codón de iniciación AUG, cae en la región A de la subunidad grande ribosomas, donde se "sustituye" para la interacción con amino-acil-tRNA, que tiene el anticodón correspondiente. Una vez que el ARNt correspondiente se ha unido al codón del ARNm ubicado en el sitio A, se forma un enlace peptídico con la ayuda de la peptidil transferasa, que forma parte de la subunidad grande del ribosoma, y ​​el aminoacil-ARNt se convierte en peptidil-ARNt. Esto hace que el ribosoma avance un codón, mueva el peptidil-ARNt resultante al sitio P y libere el sitio A, que ocupa el siguiente codón del ARNm, listo para combinarse con un aminoacil-ARNt que tiene un anticodón adecuado ( Figura 3.10).

La cadena polipeptídica crece debido a la repetición repetida del proceso descrito. ribosoma se mueve a lo largo del ARNm, liberando su sitio de inicio. En el sitio de iniciación, se ensambla el siguiente complejo ribosómico activo y comienza la síntesis de una nueva cadena polipeptídica. Por tanto, varios ribosomas activos pueden unirse a una molécula de ARNm para formar un polisoma. La síntesis del polipéptido continúa hasta que uno de los tres codones de parada aparece en la región A. El codón de parada es reconocido por una proteína de terminación especializada, que detiene la síntesis y promueve la separación de la cadena polipeptídica del ribosoma y de ARNm.

Arroz. 3.10. Síntesis de una cadena polipeptídica en un ribosoma.. Un diagrama detallado de la adición de un nuevo aminoácido a una cadena polipeptídica en crecimiento y la participación en este proceso de las secciones A y P de la subunidad grande del ribosoma.

Ribosoma y ARNm también se desconectan y están listos para comenzar una nueva síntesis de la cadena polipeptídica (ver Fig. 3.9). Sólo queda recordar que las proteínas son las principales moléculas que aseguran la actividad vital de las células y los organismos. Son enzimas que aseguran todo el metabolismo complejo y proteínas estructurales que forman el esqueleto de la célula y forman. sustancia intercelular, y transportan proteínas de muchas sustancias en el cuerpo, como la hemoglobina, que transporta oxígeno y canalizan proteínas que aseguran la penetración y eliminación de diversos compuestos de la célula.

a) Los ribosomas del EPS granular sintetizan proteínas que luego son

O se eliminan de la célula (proteínas de exportación),
o forman parte de determinadas estructuras de membrana (membranas propias, lisosomas, etc.).

b) En este caso, la cadena peptídica sintetizada en el ribosoma penetra con su extremo líder a través de la membrana hasta la cavidad del RE, donde luego termina toda la proteína y se forma su estructura terciaria.

2. Aquí (en la luz de los tanques EPS) comienza la modificación de las proteínas, uniéndolas a carbohidratos u otros componentes.

8. Mecanismos de división celular.

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1. Reacciones de síntesis de plantillas.

En los sistemas vivos se producen reacciones desconocidas en la naturaleza inanimada: reacciones de síntesis de matrices.

El término "matriz" en tecnología se refiere a un molde utilizado para fundir monedas, medallas y fuentes tipográficas: el metal endurecido reproduce exactamente todos los detalles del molde utilizado para la fundición. La síntesis de matrices es como moldear una matriz: las nuevas moléculas se sintetizan exactamente de acuerdo con el plan establecido en la estructura de las moléculas existentes.

El principio de la matriz subyace a las reacciones sintéticas más importantes de la célula, como la síntesis de ácidos nucleicos y proteínas. Estas reacciones garantizan la secuencia exacta y estrictamente específica de las unidades monoméricas en los polímeros sintetizados.

Aquí hay una contracción dirigida de monómeros a un lugar específico de la célula: a moléculas que sirven como matriz donde tiene lugar la reacción. Si tales reacciones ocurrieran como resultado de colisiones aleatorias de moléculas, se desarrollarían infinitamente lentamente. La síntesis de moléculas complejas basada en el principio de plantilla se lleva a cabo de forma rápida y precisa.

El papel de la matriz en las reacciones matriciales lo desempeñan las macromoléculas de ácidos nucleicos ADN o ARN.

Las moléculas monoméricas a partir de las cuales se sintetiza el polímero (nucleótidos o aminoácidos) de acuerdo con el principio de complementariedad, se ubican y fijan en la matriz en un orden especificado estrictamente definido.

Luego, las unidades de monómero se "entrecruzan" formando una cadena de polímero y el polímero terminado se libera de la matriz.

Después de esto, la matriz está lista para el ensamblaje de una nueva molécula de polímero. Está claro que, así como en un molde determinado sólo se puede fundir una moneda o una letra, en una molécula matriz determinada sólo se puede “ensamblar” un polímero.

Tipo de reacción de matriz característica específica química de los sistemas vivos. Son la base de la propiedad fundamental de todos los seres vivos: su capacidad de reproducirse.

Las reacciones de síntesis de matrices incluyen:

1. Replicación del ADN: el proceso de autoduplicación de una molécula de ADN, que se lleva a cabo bajo el control de enzimas. En cada una de las cadenas de ADN formadas después de la ruptura de los enlaces de hidrógeno, se sintetiza una cadena hija de ADN con la participación de la enzima ADN polimerasa. El material para la síntesis son los nucleótidos libres presentes en el citoplasma de las células.

El significado biológico de la replicación radica en la transferencia precisa de información hereditaria de la molécula madre a las moléculas hijas, lo que normalmente ocurre durante la división de las células somáticas.

Una molécula de ADN consta de dos cadenas complementarias. Estas cadenas se mantienen unidas por enlaces de hidrógeno débiles que las enzimas pueden romper.

La molécula es capaz de autoduplicarse (replicación) y en cada mitad anterior de la molécula se sintetiza una nueva mitad.

Además, se puede sintetizar una molécula de ARNm en una molécula de ADN, que luego transfiere la información recibida del ADN al sitio de síntesis de proteínas.

La transferencia de información y la síntesis de proteínas se realizan según el principio de la matriz, comparable al trabajo imprenta en la imprenta. La información del ADN se copia muchas veces. Si se producen errores durante la copia, se repetirán en todas las copias posteriores.

Es cierto que algunos errores al copiar información con una molécula de ADN se pueden corregir; el proceso de eliminar errores se llama reparación. La primera de las reacciones en el proceso de transferencia de información es la replicación de la molécula de ADN y la síntesis de nuevas cadenas de ADN.

2. transcripción: síntesis de i-ARN en ADN, el proceso de eliminar información de una molécula de ADN, sintetizada en ella por una molécula de i-ARN.

El I-RNA consta de una sola cadena y se sintetiza en el ADN de acuerdo con la regla de complementariedad con la participación de una enzima que activa el principio y el final de la síntesis de la molécula de i-RNA.

La molécula de ARNm terminada ingresa al citoplasma hacia los ribosomas, donde se produce la síntesis de cadenas polipeptídicas.

3. traducción: síntesis de proteínas en ARNm; el proceso de traducir la información contenida en la secuencia de nucleótidos del ARNm en la secuencia de aminoácidos del polipéptido.

4. síntesis de ARN o ADN a partir de virus de ARN

Por tanto, la biosíntesis de proteínas es uno de los tipos de intercambio plástico, durante el cual la información hereditaria codificada en los genes del ADN se transforma en una secuencia específica de aminoácidos en las moléculas de proteínas.

Las moléculas de proteínas son esencialmente cadenas polipeptídicas formadas por aminoácidos individuales. Pero los aminoácidos no son lo suficientemente activos como para combinarse entre sí por sí solos. Por tanto, antes de conectarse entre sí y formar una molécula de proteína, es necesario activar los aminoácidos. Esta activación se produce bajo la acción de enzimas especiales.

Como resultado de la activación, el aminoácido se vuelve más lábil y, bajo la acción de la misma enzima, se une al t-ARN. Cada aminoácido corresponde a un ARNt estrictamente específico, que encuentra "su" aminoácido y lo transfiere al ribosoma.

En consecuencia, varios aminoácidos activados ingresan al ribosoma, conectados a sus ARNt. El ribosoma es como un transportador para ensamblar una cadena de proteínas a partir de varios aminoácidos que ingresan a él.

Simultáneamente con el t-ARN, sobre el que “se asienta” su aminoácido, el ribosoma recibe una “señal” del ADN, que está contenido en el núcleo. De acuerdo con esta señal, se sintetiza una u otra proteína en el ribosoma.

La influencia rectora del ADN sobre la síntesis de proteínas no se lleva a cabo directamente, sino con la ayuda de un intermediario especial: la matriz o el ARN mensajero (ARNm o ARNi), que se sintetiza en el núcleo bajo la influencia del ADN, por lo que su composición refleja la composición del ADN. La molécula de ARN es como un molde de la forma de ADN. El ARNm sintetizado ingresa al ribosoma y, por así decirlo, transmite un plan a esta estructura: en qué orden los aminoácidos activados que ingresan al ribosoma deben conectarse entre sí para que se sintetice una proteína específica. De lo contrario, la información genética codificada en el ADN se transfiere al ARNm y luego a la proteína.

La molécula de ARNm ingresa al ribosoma y lo une. Ese segmento que está en este momento en el ribosoma, definido por un codón (triplete), interactúa de manera bastante específica con un triplete que coincide con su estructura (anticodón) en el ARN de transferencia, que llevó el aminoácido al ribosoma.

El ARN de transferencia con su aminoácido se acerca a un codón específico del ARNm y se conecta con él; se agrega otro t-RNA con un aminoácido diferente a la siguiente sección vecina de i-RNA, y así sucesivamente hasta leer toda la cadena de i-RNA, hasta que todos los aminoácidos se reducen en el orden apropiado, formando una proteína. molécula.

Y el ARNt, que entregó el aminoácido a una determinada parte de la cadena polipeptídica, se libera de su aminoácido y abandona el ribosoma. gen nucleico de la célula matricial

Luego, nuevamente en el citoplasma, el aminoácido deseado puede unirse a él y transferirlo nuevamente al ribosoma.

En el proceso de síntesis de proteínas, no uno, sino varios ribosomas (polirribosomas) participan simultáneamente.

Las principales etapas de la transferencia de información genética:

síntesis de ADN como plantilla de ARNm (transcripción)

síntesis de una cadena polipeptídica en ribosomas según el programa contenido en el ARNm (traducción).

Las etapas son universales para todos los seres vivos, pero las relaciones temporales y espaciales de estos procesos difieren en pro y eucariotas.

En los eucariotas, la transcripción y la traducción están estrictamente separadas en el espacio y el tiempo: la síntesis de varios ARN se produce en el núcleo, después de lo cual las moléculas de ARN deben salir del núcleo atravesando la membrana nuclear. Luego, los ARN se transportan en el citoplasma al sitio de síntesis de proteínas: los ribosomas. Sólo después viene la siguiente etapa: la radiodifusión.

En los procariotas, la transcripción y la traducción ocurren simultáneamente.

Por lo tanto, el lugar de síntesis de proteínas y todas las enzimas en la célula son los ribosomas: son como "fábricas" de proteínas, como un taller de ensamblaje, que recibe todos los materiales necesarios para ensamblar la cadena polipeptídica de proteínas a partir de aminoácidos. La naturaleza de la proteína sintetizada depende de la estructura del i-ARN, del orden de disposición de los nucleoides en él, y la estructura del i-ARN refleja la estructura del ADN, de modo que, en última instancia, la estructura específica de la proteína, es decir, el orden de disposición de los distintos aminoácidos que contiene depende del orden de disposición de los nucleoides en el ADN, de la estructura del ADN.

La teoría expuesta de la biosíntesis de proteínas se llama teoría matricial. Esta teoría se llama matriz porque los ácidos nucleicos desempeñan el papel de matrices en las que se registra toda la información relativa a la secuencia de residuos de aminoácidos en una molécula de proteína.

La creación de la teoría matricial de la biosíntesis de proteínas y el desciframiento del código de aminoácidos es el mayor logro científico Siglo XX, el paso más importante para dilucidar el mecanismo molecular de la herencia.

Algoritmo para la resolución de problemas.

Tipo 1. Autocopia del ADN. Una de las cadenas de ADN tiene la siguiente secuencia de nucleótidos: AGTACCGATACCTGATTTACG... ¿Cuál es la secuencia de nucleótidos de la segunda cadena de la misma molécula? Para escribir la secuencia de nucleótidos de la segunda hebra de una molécula de ADN, cuando se conoce la secuencia de la primera hebra, basta con sustituir timina por adenina, adenina por timina, guanina por citosina y citosina por guanina. Habiendo realizado dicho reemplazo, obtenemos la secuencia: TACTGGCTTATGAGCTAAAATG... Tipo 2. Codificación de proteínas. La cadena de aminoácidos de la proteína ribonucleasa tiene el siguiente comienzo: lisina-glutamina-treonina-alanina-alanina-alanina-lisina... ¿Con qué secuencia de nucleótidos comienza el gen correspondiente a esta proteína? Para hacer esto, use la tabla de códigos genéticos. Para cada aminoácido, encontramos su designación de código en forma del triple de nucleótidos correspondiente y lo escribimos. Disponiendo estos tripletes uno tras otro en el mismo orden que los aminoácidos correspondientes, obtenemos la fórmula de la estructura de una sección de ARN mensajero. Como regla general, hay varios de estos trillizos, la elección se realiza de acuerdo con su decisión (pero solo se elige uno de los trillizos). En consecuencia, puede haber varias soluciones. АААААААААЦУГЦГГЦУГЦГААГ Tipo 3. Decodificación de moléculas de ADN. Con qué secuencia de aminoácidos comienza una proteína, si está codificada por la siguiente secuencia de nucleótidos: ACGCCCATGGCCGGT... Utilizando el principio de complementariedad, encontramos la estructura de la sección de ARN mensajero formada en un segmento determinado del ADN. molécula: UGCGGGUACCCGGCC... Luego pasamos a la tabla del código genético y para cada triple de nucleótidos, empezando por el primero, buscamos y escribimos el aminoácido correspondiente: Cisteína-glicina-tirosina-arginina-prolina-.. .

2. Apuntes de biología en el grado 10 “A” sobre el tema: Biosíntesis de proteínas

Finalidad: Introducir los procesos de transcripción y traducción.

Educativo. Introducir los conceptos de gen, triplete, codón, código de ADN, transcripción y traducción, explicar la esencia del proceso de biosíntesis de proteínas.

De desarrollo. Desarrollo de la atención, la memoria, pensamiento lógico. Entrenamiento de la imaginación espacial.

Educativo. Fomentar una cultura de trabajo en el aula y el respeto por el trabajo de los demás.

Equipo: Pizarra, tablas sobre biosíntesis de proteínas, pizarra magnética, modelo dinámico.

Literatura: libros de texto Yu.I. Polyansky, D.K. Belyaeva, A.O. Ruvinsky; “Fundamentos de Citología” O.G. Mashanova, “Biología” V.N. Yarygina, cantante de “Genes y genomas” y Berg, cuaderno escolar, estudia N.D.Lisova. Manual para el grado 10 “Biología”.

Métodos y técnicas metodológicas: historia con elementos de conversación, demostración, prueba.

	Prueba basada en el material cubierto. Distribuya hojas de papel y pruebe las opciones. Todos los cuadernos y libros de texto están cerrados. 1 error con la décima pregunta completada es 10, con la décima pregunta no completada: 9, etc.
	Anota el tema de la lección de hoy: Biosíntesis de proteínas. Toda la molécula de ADN se divide en segmentos que codifican la secuencia de aminoácidos de una proteína. Escriba: un gen es una sección de una molécula de ADN que contiene información sobre la secuencia de aminoácidos en una proteína.
	Código de ADN. Tenemos 4 nucleótidos y 20 aminoácidos. ¿Cómo podemos compararlos? Si 1 nucleótido codifica 1 a/k, => 4 a/k; si hay 2 nucleótidos - 1 a/k - (¿cuántos?) 16 aminoácidos. Por lo tanto, 1 aminoácido codifica 3 nucleótidos: un triplete (codón). ¿Cuenta cuantas combinaciones son posibles? - 64 (3 de ellos son signos de puntuación). Suficiente e incluso en exceso. ¿Por qué exceso? 1 a/c se puede codificar con 2-6 tripletes para aumentar la confiabilidad del almacenamiento y transmisión de información. Propiedades del código de ADN. 1) El código es triplete: 1 aminoácido codifica 3 nucleótidos. 61 tripletes codifican a/k, un AUG indica el comienzo de la proteína y 3 indican signos de puntuación. 2) El código es degenerado: 1 a/c codifica 1,2,3,4,6 tripletes 3) El código es inequívoco: 1 triplete solo 1 a/k 4) El código no se superpone: del 1 al último triplete, el gen codifica solo 1 proteína 5) El código es continuo: no hay signos de puntuación dentro del gen. Están sólo entre genes. 6) El código es universal: los 5 reinos tienen el mismo código. Sólo en las mitocondrias los 4 trillizos son diferentes. Piensa en casa y dime ¿por qué?
	Toda la información está contenida en el ADN, pero el ADN en sí no participa en la biosíntesis de proteínas. ¿Por qué? La información se copia en el ARNm y en él, en el ribosoma, se produce la síntesis de una molécula de proteína. Proteína ADN ARN. Dime si hay organismos que orden inverso: ¿ARN ADN?
	Factores de biosíntesis: La presencia de información codificada en un gen de ADN. La presencia de un ARNm mensajero para transmitir información desde el núcleo a los ribosomas. Presencia de un orgánulo: ribosoma. Disponibilidad de materias primas: nucleótidos y aire acondicionado. Presencia de ARNt para entregar aminoácidos al sitio de ensamblaje. Presencia de enzimas y ATP (¿Por qué?)
	Proceso de biosíntesis. Transcripción.(mostrar en el modelo) Reescribir la secuencia de nucleótidos del ADN al ARNm. La biosíntesis de moléculas de ARN procede del ADN según los principios: Síntesis de matrices Complementariedades ADN y ARN El ADN se desvincula mediante una enzima especial y otra enzima comienza a sintetizar el ARNm en una de las hebras. El tamaño del ARNm es de 1 o varios genes. El I-RNA sale del núcleo a través de los poros nucleares y pasa al ribosoma libre.
	Transmisión. Síntesis de cadenas polipeptídicas de proteínas que se llevan a cabo en el ribosoma. Una vez encontrado un ribosoma libre, el ARNm se introduce a través de él. El I-RNA ingresa al ribosoma como un triplete AUG. En un ribosoma sólo pueden estar presentes 2 tripletes (6 nucleótidos) a la vez. Tenemos nucleótidos en el ribosoma, ahora necesitamos de alguna manera llevar el aire acondicionado allí. ¿Usando qué? - t-ARN. Consideremos su estructura. Los ARN de transferencia (ARNt) constan de aproximadamente 70 nucleótidos. Cada ARNt tiene un extremo aceptor, al que se une un residuo de aminoácido, y un extremo adaptador, que lleva un triplete de nucleótidos complementarios a cualquier codón del ARNm, por lo que a este triplete se le llama anticodón. ¿Cuántos tipos de ARNt se necesitan en una célula? El T-RNA con la correspondiente a/k intenta unirse al mRNA. Si el anticodón es complementario al codón, entonces se agrega y se forma un enlace que sirve como señal para el movimiento del ribosoma a lo largo de la cadena de ARNm en un triplete. El a/c se une a la cadena peptídica y el t-RNA, liberado del a/c, ingresa al citoplasma en busca de otro a/c similar. De este modo, la cadena peptídica se alarga hasta que finaliza la traducción y el ribosoma salta del ARNm. Un ARNm puede contener varios ribosomas (en el libro de texto, figura en el párrafo 15). La cadena proteica ingresa al RE, donde adquiere una estructura secundaria, terciaria o cuaternaria. Todo el proceso se describe en el libro de texto, Fig. 22 - en casa, encuentre el error en esta imagen - obtenga 5) Dime, ¿cómo se dan estos procesos en los procariotas si no tienen núcleo?
	Regulación de la biosíntesis. Cada cromosoma en orden lineal dividido en operones que constan de un gen regulador y un gen estructural. La señal para el gen regulador es el sustrato o los productos finales.
	1. Encuentra los aminoácidos codificados en el fragmento de ADN. T-A-C-G-A-A-A-A-T-C-A-A-T-C-T-C-U-A-U- Solución: A-U-G-C-U-U-U-U-A-G-U-U-A-G-A-G-A-U-A- MET LEY LEY VAL ARG ASP Es necesario componer un fragmento de ARNm y dividirlo en tripletes. 2. Encuentre los anticodones del ARNt para transferir los aminoácidos indicados al sitio de ensamblaje. Metanfetamina, tres, secador de pelo, arg.
	Tarea párrafo 29.

La secuencia de reacciones matriciales durante la biosíntesis de proteínas se puede representar como un diagrama:

Opción 1

1. El código genético es

a) un sistema para registrar el orden de los aminoácidos en una proteína utilizando nucleótidos de ADN

b) una sección de una molécula de ADN que consta de 3 nucleótidos vecinos, responsable de la colocación de un aminoácido específico en una molécula de proteína

c) la propiedad de los organismos de transmitir información genética de padres a hijos

d) unidad de lectura de información genética

40. Cada aminoácido está codificado por tres nucleótidos; esto

a) especificidad

b) triplete

c) degeneración

d) no superpuestos

41. Los aminoácidos están cifrados por más de un codón; esto es

a) especificidad

b) triplete

c) degeneración

d) no superpuestos

42. En eucariotas, un nucleótido está incluido en un solo codón; este

a) especificidad

b) triplete

c) degeneración

d) no superpuestos

43. Todos los organismos vivos de nuestro planeta tienen el mismo código genético: esto

a) especificidad

b) universalidad

c) degeneración

d) no superpuestos

44. La división de tres nucleótidos en codones es puramente funcional y existe sólo en el momento del proceso de traducción.

a) código sin comas

b) triplete

c) degeneración

d) no superpuestos

45. Número de codones sensoriales en el código genético.

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