Удамшлын мэдээллийг дамжуулах, хэрэгжүүлэх нь матрицын синтезийн урвал дээр суурилдаг. Тэдгээрийн зөвхөн гурав нь байдаг: ДНХ-ийн хуулбар, транскрипци, орчуулга. Эдгээр бүх урвалууд нь хуванцар солилцооны урвалд хамаарах бөгөөд эрчим хүчний зарцуулалт, ферментийн оролцоог шаарддаг.

Хуулбарлах.

Хуулбарлах– ДНХ-ийн молекулыг өөрөө хувилах – удамшлын мэдээллийг үеэс үед дамжуулах үндэс болдог. Нэг эх ДНХ молекулын репликацийн үр дүнд хоёр охин молекул үүсч, тус бүр нь давхар спираль бөгөөд ДНХ-ийн нэг хэлхээ нь эх хэлхээ, нөгөө нь шинээр нийлэгждэг. Хуулбарлахын тулд янз бүрийн фермент, нуклеотид, энерги шаардагдана.

Тусгай ферментийн тусламжтайгаар эхийн ДНХ-ийн хоёр хэлхээний нэмэлт суурийг холбосон устөрөгчийн холбоо тасардаг. ДНХ-ийн хэлхээнүүд хоорондоо зөрж байна. ДНХ полимеразын ферментийн молекулууд нь эх ДНХ-ийн хэлхээний дагуу хөдөлж, нуклеотидуудтай дараалан нэгдэн охин ДНХ-ийн хэлхээ үүсгэдэг. Нуклеотидыг нэмэх үйл явц нь нэмэлт байх зарчмыг баримталдаг. Үүний үр дүнд эх болон бие биетэйгээ адилхан хоёр ДНХ молекул үүсдэг.

Уургийн биосинтез.

Уургийн биосинтез, i.e. Удамшлын мэдээллийг хэрэгжүүлэх үйл явц нь хоёр үе шаттайгаар явагддаг. Эхний шатанд уургийн анхдагч бүтцийн талаарх мэдээллийг ДНХ-ээс мРНХ руу хуулж авдаг. Энэ процессыг транскрипци гэж нэрлэдэг. Хоёр дахь шат буюу орчуулга нь рибосом дээр явагддаг. Орчуулах явцад уураг нь мРНХ-д бүртгэгдсэн дарааллын дагуу амин хүчлүүдээс нийлэгждэг, өөрөөр хэлбэл. нуклеотидын дараалал нь амин хүчлийн дараалал руу хөрвүүлэгддэг. Тиймээс удамшлын мэдээллийг хэрэгжүүлэх үйл явцыг дараах диаграмаар илэрхийлж болно.

ДНХ → мРНХ → уураг → шинж чанар, тэмдэг

Транскрипци– ДНХ загвар дээрх элч РНХ-ийн нийлэгжилт. Энэ үйл явц нь ДНХ байгаа газарт тохиолддог. Эукариотуудад транскрипци нь цөм, митохондри ба хлоропласт (ургамалд), прокариотуудад шууд цитоплазмд тохиолддог. Транскрипцийн үед ДНХ молекул нь загвар, мРНХ нь урвалын бүтээгдэхүүн юм.

Транскрипци нь ДНХ-ийн хэлхээг салгаснаар эхэлдэг бөгөөд энэ нь репликацийн үеийн нэгэн адил явагддаг (устөрөгчийн холбоог ферментээр тасалдаг). Дараа нь РНХ полимераза фермент нь нэмэлт зарчмын дагуу нуклеотидуудыг гинжин хэлхээнд холбож, мРНХ молекулыг нэгтгэдэг. Үүссэн мРНХ молекулыг салгаж, рибосомыг "хайж" цитоплазм руу илгээдэг.

Рибосом дээр уургийн нийлэгжилтийг гэж нэрлэдэг нэвтрүүлэг. Эукариотууд дахь трансляци нь цитоплазмд, ER-ийн гадаргуу дээр, митохондри ба хлоропласт (ургамалд), прокариотуудад цитоплазм дахь рибосомууд дээр байрладаг рибосомууд дээр явагддаг. Орчуулгад мРНХ, тРНХ, рибосом, амин хүчлүүд, ATP молекулууд, ферментүүд орно.

· Амин хүчлүүдуургийн молекулын нийлэгжилтийн материал болдог.

· ATPамин хүчлийг хооронд нь холбох эрчим хүчний эх үүсвэр юм.

· Ферментүүд tRNA-д амин хүчлийг нэмэх, амин хүчлүүдийг хооронд нь холбоход оролцдог.

· РибосомуудрРНХ ба уургийн молекулуудаас бүрддэг бөгөөд гол орчуулгын үйл явдлууд тохиолддог идэвхтэй төвийг бүрдүүлдэг.

· Мессенжер РНХВ энэ тохиолдолднь уургийн молекулуудын нийлэгжилтийн матриц юм. Амин хүчлийг кодлодог мРНХ-ийн гурвалсан хэсгүүдийг нэрлэдэг кодонууд.

· РНХ шилжүүлэхамин хүчлийг рибосом руу авчирч, нуклеотидын дарааллыг амин хүчлийн дараалалд шилжүүлэхэд оролцдог. Дамжуулах РНХ нь бусад төрлийн РНХ-ийн нэгэн адил ДНХ-ийн загвар дээр нийлэгждэг. Тэд хошоонгор навчны дүр төрхтэй байдаг (Зураг 28.3). tRNA молекулын төв гогцооны дээд хэсэгт байрлах гурван нуклеотид үүсдэг. антикодон.

Нэвтрүүлгийн явц.

Орчуулга нь мРНХ-ийг рибосомтой холбосноор эхэлдэг. Рибосом нь мРНХ-ийн дагуу хөдөлж, бүрт нэг гурвалсан хөдөлдөг. Рибосомын идэвхтэй төв нь нэгэн зэрэг мРНХ-ийн хоёр гурвалсан (кодон) агуулж болно. Эдгээр кодон бүр нь нэмэлт антикодонтой, тодорхой амин хүчлийг агуулсан тРНХ-тэй таарч байна. Устөрөгчийн холбоо нь кодон ба антикодонуудын хооронд үүсч, тРНХ-ийг идэвхтэй хэсэгт хадгалдаг. Энэ үед амин хүчлүүдийн хооронд пептидийн холбоо үүсдэг. Өсөн нэмэгдэж буй полипептидийн гинж нь сүүлчийн идэвхтэй төвд орсон тРНХ дээр "түдгэлзүүлсэн" байна. Рибосом нь нэг гурвалсан урагш хөдөлж, шинэ кодон болон идэвхтэй төвд харгалзах тРНХ үүсдэг. Гарсан тРНХ-ийг мРНХ-ээс салгаж, шинэ амин хүчил авахаар илгээдэг.

Эсэд тохиолддог ямар урвалыг матрицын синтезийн урвал гэж ангилдаг вэ? Ийм урвалын матрицаар юу үйлчилдэг вэ?

Матрицын синтез - өвөрмөц онцлогамьд организмууд. Матриц нь хуулбарыг бий болгох загвар юм. Матрицын синтез - матриц ашиглан синтез хийх. Загварын синтезийн урвал нь полимер үүсгэх мономеруудын нарийн дарааллыг хангадаг.

Эсэд тохиолддог загвар синтезийн урвалд ДНХ-ийн давхардлын урвал, РНХ-ийн нийлэгжилт, уургийн нийлэгжилт орно. Загвар нь мРНХ-ийн синтез дэх ДНХ, уургийн нийлэгжилтийн ДНХ эсвэл РНХ юм. Загварын синтезийн мономерууд нь нуклеотид ба амин хүчил юм. Мономерууд нь нэмэлт байх зарчмаар матрицад бэхлэгдэж, хоорондоо холбогдож, дараа нь матрицаас чөлөөлөгдөнө. Матрицын синтезийн урвалууд нь өөрийн төрлийн нөхөн үржихүйн үндэс суурь болдог.

Эсэд тохиолддог ямар урвалыг матрицын синтезийн урвал гэж ангилдаг вэ? Ийм урвалын матрицаар юу үйлчилдэг вэ?

Энэ хуудаснаас хайсан:

• эс дэх матрицын синтезийн урвалын мономерууд
• матрицын синтезийн урвалууд орно
• матрицын синтезийн урвал гэж юу вэ

Нуклейн хүчил.

Нуклейн хүчлийг (NA) анх 1869 онд Швейцарийн биохимич Фридрих Мишер нээжээ.

НА нь шугаман, салаалаагүй гетерополимерууд бөгөөд тэдгээрийн мономерууд нь фосфодиэфирийн бондоор холбогдсон нуклеотидууд юм.

Нуклеотид нь дараахь зүйлээс бүрдэнэ.

азотын суурь

Пурин (аденин (А) ба гуанин (G) - тэдгээрийн молекулууд нь 5 ба 6 гишүүнтэй 2 цагирагаас бүрдэнэ),

Пиримидин (цитозин (С), тимин (Т) ба урацил (U) - нэг зургаан гишүүнтэй цагираг);

нүүрс ус (5-нүүрстөрөгчийн сахарын цагираг): рибоз эсвэл дезоксирибоз;

фосфорын хүчлийн үлдэгдэл.

ДНХ ба РНХ гэсэн 2 төрлийн NK байдаг. NK нь генетикийн (удамшлын) мэдээллийг хадгалах, нөхөн үржих, хэрэгжүүлэх боломжийг олгодог. Энэ мэдээлэл нь нуклеотидын дараалал хэлбэрээр кодлогдсон байдаг. Нуклеотидын дараалал нь уургийн анхдагч бүтцийг тусгадаг. Амин хүчлүүд ба тэдгээрийг кодлодог нуклеотидын дарааллын хоорондох захидал харилцааг нэрлэдэг генетикийн код. Нэгж генетикийн кодДНХ ба РНХ байдаг гурвалсан- гурван нуклеотидын дараалал.

Азотын суурийн төрлүүд	A, G, C, Т	A, G, C, У
Пентозын төрлүүд	β,D-2-дезоксирибоз	β, D-рибоз
Хоёрдогч бүтэц	Тогтмол, нэмэлт 2 гинжээс бүрдэнэ	Тогтмол бус, нэг гинжин хэлхээний зарим хэсэг нь давхар мушгиа үүсгэдэг
Молекулын жин (анхдагч гинжин хэлхээний нуклеотидын нэгжийн тоо) эсвэл 250-аас 1.2х10 5 кДа (килодальтон)	Ойролцоогоор мянга, сая сая	Арав, зуутын дарааллаар
Нүдэнд нутагшуулах	Цөм, митохондри, хлоропласт, центриолууд	Цөм, цитоплазм, рибосом, митохондри ба пластидууд
	Удам дамжсан мэдээллийг хадгалах, дамжуулах, үржүүлэх	Удамшлын мэдээллийг хэрэгжүүлэх

ДНХ (дезоксирибонуклеины хүчил)нь нуклейн хүчил бөгөөд түүний мономерууд нь дезоксирибонуклеотидууд юм; Энэ нь генетикийн мэдээллийг эхийн тээвэрлэгч юм. Тэдгээр. бие даасан эсүүд болон бүх организмын бүтэц, үйл ажиллагаа, хөгжлийн талаархи бүх мэдээллийг ДНХ-ийн нуклеотидын дараалал хэлбэрээр бүртгэдэг.

ДНХ-ийн үндсэн бүтэц нь нэг судалтай молекул (фаг) юм.

Полимер макромолекулын цаашдын зохион байгуулалтыг хоёрдогч бүтэц гэж нэрлэдэг. 1953 онд Жеймс Ватсон, Фрэнсис Крик нар ДНХ-ийн хоёрдогч бүтэц болох давхар мушгиа нээсэн. Энэ спиральд фосфатын бүлгүүд нь мушгиауудын гадна талд, сууриуд нь дотор талд, 0.34 нм-ийн зайд байрладаг. Гинж нь суурийн хоорондох устөрөгчийн холбоогоор бэхлэгдэж, бие биенээ тойрон, нийтлэг тэнхлэгийн эргэн тойронд эргэлддэг.

Эсрэг параллель хэлхээн дэх суурь нь устөрөгчийн бондын улмаас нэмэлт (бие биенээ нөхөх) хос үүсгэдэг: A. = T (2 холболт) ба Г ≡ C (3 холболт).

ДНХ-ийн бүтцэд нэмэлт өөрчлөлт оруулах үзэгдлийг 1951 онд Эрвин Чаргафф нээсэн.

Чаргаффын дүрэм: пурины суурийн тоо нь пиримидины суурийн тоотой үргэлж тэнцүү байдаг (A + G) = (T + C).

ДНХ-ийн гуравдагч бүтэц нь мушгиа (супер ороомог) -ын зэргэлдээ эргэлтүүдийн хоорондох устөрөгчийн холбооноос болж давхар судалтай молекулыг гогцоо болгон дахин нугалах явдал юм.

ДНХ-ийн дөрөвдөгч бүтэц нь хроматидууд (хромосомын 2 хэлхээ) юм.

Моррис Вилкинс, Розалинд Франклин нарын анх олж авсан ДНХ утаснуудын рентген туяаны дифракцийн загвар нь молекул нь мушгиа бүтэцтэй бөгөөд нэгээс олон полинуклеотидын гинжин хэлхээг агуулдаг болохыг харуулж байна.

ДНХ-ийн хэд хэдэн гэр бүл байдаг: A, B, C, D, Z-хэлбэр. В хэлбэр нь ихэвчлэн эсүүдэд байдаг. Z-ээс бусад бүх хэлбэр нь баруун гар талын спираль юм.

ДНХ-ийн хуулбар (өөрийгөө хуулбарлах). - Энэ бол генетикийн мэдээллийн нөхөн үржихүйг баталгаажуулдаг биологийн хамгийн чухал процессуудын нэг юм. Хуулбарлах нь нэмэлт хоёр хэлхээг салгаснаар эхэлдэг. Мөр бүрийг шинэ ДНХ молекул үүсгэх загвар болгон ашигладаг. Ферментүүд нь ДНХ-ийн синтезийн үйл явцад оролцдог. Хоёр охин молекул бүрд заавал нэг хуучин спираль, нэг шинэ мушгиа орно. Шинэ ДНХ молекул нь нуклеотидын дарааллаар хуучин молекултай яг ижил байна. Энэ хуулбарлах арга нь эх ДНХ молекулд бүртгэгдсэн мэдээллийг охин молекулуудад үнэн зөв хуулбарлах боломжийг олгодог.

Нэг ДНХ молекулыг хуулбарласны үр дүнд хоёр шинэ молекул үүсдэг бөгөөд энэ нь анхны молекулын яг хуулбар юм. матрицууд. Шинэ молекул бүр хоёр гинжээс бүрддэг - нэг нь эцэг, нөгөө нь эгч. ДНХ-ийн хуулбарлах энэ механизм гэж нэрлэгддэг хагас консерватив.

Нэг гетерополимер молекул нь нэмэлт бүтэцтэй өөр гетерополимер молекулыг нийлэгжүүлэх загвар (хэлбэр) болж үйлчилдэг урвалыг гэнэ. матрицын төрлийн урвалууд. Хэрэв урвалын явцад матрицын үүрэг гүйцэтгэдэг ижил бодисын молекулууд үүсдэг бол урвалыг гэнэ. автокаталитик. Хэрэв урвалын явцад нэг бодисын матриц дээр өөр бодисын молекулууд үүссэн бол ийм урвалыг гэнэ. гетерокаталитик. Тиймээс ДНХ-ийн репликаци (өөрөөр хэлбэл ДНХ-ийн загвар дээр ДНХ-ийн синтез) юм автокаталитик матрицын синтезийн урвал.

Матрицын төрлийн урвалд дараахь зүйлс орно.

ДНХ-ийн хуулбар (ДНХ-ийн загвар дээр ДНХ-ийн синтез),

ДНХ-ийн транскрипци (ДНХ загвар дээрх РНХ-ийн синтез),

РНХ-ийн орчуулга (РНХ загвар дээр уургийн нийлэгжилт).

Гэсэн хэдий ч бусад загвар хэлбэрийн урвалууд байдаг, жишээлбэл, РНХ загвар дээр РНХ-ийн нийлэгжилт, РНХ загвар дээрх ДНХ-ийн синтез. Сүүлийн хоёр төрлийн урвал нь эсүүд тодорхой вирусээр халдварлагдсан үед ажиглагддаг. РНХ загвар дээрх ДНХ-ийн синтез ( урвуу транскрипци) нь генийн инженерчлэлд өргөн хэрэглэгддэг.

Бүх матрицын процессууд нь эхлэл (эхлэл), сунгалт (үргэлжлэл) ба төгсгөл (төгсгөл) гэсэн гурван үе шатаас бүрдэнэ.

ДНХ-ийн хуулбар нь хэдэн арван фермент оролцдог нарийн төвөгтэй процесс юм. Тэдгээрийн хамгийн чухал нь ДНХ полимеразууд (хэд хэдэн төрөл), примаза, топоизомераза, лигаз болон бусад. ДНХ-ийн репликацийн гол асуудал нь нэг молекулын өөр өөр гинжин хэлхээнд фосфорын хүчлийн үлдэгдэл өөр өөр чиглэлд чиглэгддэг боловч гинжин хэлхээний өргөтгөл нь зөвхөн OH бүлэгтэй төгсдөг төгсгөлөөс үүсдэг. Тиймээс, гэж нэрлэдэг хуулбарласан бүс нутагт хуулбарлах сэрээ, хуулбарлах үйл явц нь өөр өөр хэлхээнд өөр өөрөөр явагддаг. Тэргүүлэгч хэлхээ гэж нэрлэгддэг хэлхээнүүдийн аль нэг дээр ДНХ-ийн загвар дээр тасралтгүй ДНХ-ийн синтез явагддаг. Хоцрогдсон гинж гэж нэрлэгддэг нөгөө гинжин хэлхээнд эхлээд холболт үүсдэг праймер- РНХ-ийн тодорхой хэсэг. Праймер гэж нэрлэгддэг ДНХ-ийн фрагментийг нийлэгжүүлэх праймерын үүрэг гүйцэтгэдэг Оказакигийн хэсэг. Дараа нь праймерыг зайлуулж, Оказаки хэлтэрхийнүүд нь ДНХ-ийн лигаза ферментийн нэг хэлхээнд наалддаг. ДНХ-ийн хуулбар дагалддаг нөхөн төлбөр– хуулбарлах явцад зайлшгүй гарах алдааг засах. Маш олон засварын механизм байдаг.

Репликаци нь эс хуваагдахаас өмнө явагддаг. ДНХ-ийн энэхүү чадварын ачаар удамшлын мэдээлэл эх эсээс охин эс рүү шилждэг.

РНХ (рибонуклеины хүчил)нь нуклейн хүчил бөгөөд түүний мономерууд нь рибонуклеотидууд юм.

Нэг РНХ молекул дотор бие биенээ нөхдөг хэд хэдэн муж байдаг. Ийм нэмэлт бүсүүдийн хооронд устөрөгчийн холбоо үүсдэг. Үүний үр дүнд нэг РНХ молекулд давхар ба нэг судалтай бүтэц ээлжлэн оршдог бөгөөд молекулын ерөнхий хэлбэр нь хошоонгор навчтай төстэй байдаг.

РНХ-ийг бүрдүүлдэг азотын суурь нь ДНХ ба РНХ-ийн аль алинд нь нэмэлт суурьтай устөрөгчийн холбоо үүсгэх чадвартай. Энэ тохиолдолд азотын суурь нь A=U, A=T ба G≡C хосуудыг үүсгэдэг. Үүний ачаар мэдээллийг ДНХ-ээс РНХ, РНХ-ээс ДНХ, РНХ-ээс уураг руу шилжүүлэх боломжтой.

Өөр өөр үүрэг гүйцэтгэдэг эсүүдэд гурван үндсэн төрлийн РНХ байдаг.

1. Мэдээлэл, эсвэл матрицРНХ (мРНХ эсвэл мРНХ). Чиг үүрэг: уургийн синтезийн матриц. Эсийн РНХ-ийн 5%-ийг бүрдүүлдэг. Уургийн биосинтезийн явцад ДНХ-ээс рибосом руу генетикийн мэдээллийг шилжүүлдэг. Эукариот эсүүдэд мРНХ (мРНХ) нь тодорхой уургаар тогтворждог. Энэ нь цөм идэвхгүй байсан ч уургийн биосинтезийг үргэлжлүүлэх боломжтой болгодог.

мРНХ нь янз бүрийн функциональ үүрэг бүхий хэд хэдэн бүс бүхий шугаман гинж юм.

a) 5" төгсгөлд таг ("таг") байдаг - мРНХ-ийг экзонуклеазаас хамгаалдаг;

б) түүний араас рибосомын жижиг дэд нэгжийн нэг хэсэг болох рРНХ-ийн хэсгийг нөхдөг, орчуулагдаагүй бүс нутаг;

в) мРНХ-ийн орчуулга (унших) нь метиониныг кодлодог AUG эхлэл кодоноос эхэлдэг;

г) эхлэл кодоны дараа уураг дахь амин хүчлүүдийн дарааллын талаарх мэдээллийг агуулсан кодлох хэсэг байна.

2. Рибосом, эсвэл рибосомынРНХ (рРНХ). Эсийн РНХ-ийн 85%-ийг бүрдүүлдэг. Уурагтай хослуулан рибосомын нэг хэсэг бөгөөд том, жижиг рибосомын дэд хэсгүүдийн (50-60S ба 30-40S дэд нэгж) хэлбэрийг тодорхойлдог. Тэд уургийн нийлэгжилтэнд мРНХ-ээс мэдээллийг унших орчуулгад оролцдог.

Дэд нэгжүүд болон тэдгээрийн бүрдүүлэгч рРНХ-ийг ихэвчлэн тунадасны тогтмол үзүүлэлтээр нь тодорхойлдог. S - тунадасны коэффициент, Сведбергийн нэгж. S утга нь хэт төвөөс зугтах үед бөөмсийн тунадасны хурдыг тодорхойлдог бөгөөд тэдгээрийн молекул жинтэй пропорциональ байна. (Жишээ нь, 16 Сведберг нэгжийн тунадасжилтын коэффициент бүхий прокариот рРНХ-ийг 16S rRNA гэж нэрлэдэг).

Тиймээс полинуклеотидын гинжин хэлхээний урт, масс, рибосом дахь локалчлалаар ялгаатай рРНХ-ийн хэд хэдэн төрлийг ялгадаг: 23-28S, 16-18S, 5S ба 5.8S. Прокариот ба эукариот рибосомууд нь 2 өөр өндөр молекул жинтэй РНХ, дэд нэгж тус бүрт нэг, бага молекул жинтэй РНХ - 5S РНХ агуулдаг. Эукариот рибосомууд нь мөн бага молекул жинтэй 5.8S РНХ агуулдаг. Жишээлбэл, прокариотууд 23S, 16S, 5S рРНХ, эукариотууд 18S, 28S, 5S, 5.8S-ийг нэгтгэдэг.

80S рибосом (эукариот)

Жижиг 40S дэд нэгж Том 60S дэд нэгж

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

5.8SpRNA (~155 nt),

5SpRNA (~121 nt),

~30 уураг. ~45 уураг.

70S рибосом (прокариот)

Жижиг 30S дэд нэгж Том 50S дэд нэгж

16SpRNA, - 23SpRNA,

~20 уураг. ~30 уураг.

Өндөр полимер рРНХ-ийн том молекул (тунадасжилтын тогтмол 23-28S, 50-60S рибосомын дэд хэсгүүдэд байрладаг.

Өндөр полимер рРНХ-ийн жижиг молекул (тунаалтын тогтмол 16-18S, 30-40S рибосомын дэд хэсгүүдэд байрладаг.

Бүх рибосомуудад бага полимер 5S рРНХ байдаг бөгөөд 50-60S рибосомын дэд хэсгүүдэд байршдаг.

5.8S тунадасжилтын тогтмолтой бага полимер рРНХ нь зөвхөн эукариот рибосомын шинж чанартай байдаг.

Тиймээс рибосомууд нь прокариотуудад гурван төрлийн рРНХ, эукариотуудад дөрвөн төрлийн рРНХ агуулдаг.

rRNA-ийн анхдагч бүтэц нь нэг полирибонуклеотидын гинж юм.

rRNA-ийн хоёрдогч бүтэц нь полирибонуклеотидын гинжийг өөрөө эргүүлэх явдал юм (РНХ-ийн гинжин хэлхээний бие даасан хэсгүүд нь мушгиа гогцоо үүсгэдэг - "үсний хавчаар").

Өндөр полимер rRNA-ийн гуравдагч бүтэц - хоёрдогч бүтцийн мушгиа элементүүдийн харилцан үйлчлэл.

3. ТээвэрлэлтРНХ (тРНХ). Эсийн РНХ-ийн 10%-ийг бүрдүүлдэг. Амин хүчлийг уургийн нийлэгжилтийн газар руу шилжүүлдэг, i.e. рибосом руу. Амин хүчил бүр өөрийн гэсэн тРНХ-тэй байдаг.

tRNA-ийн анхдагч бүтэц нь нэг полирибонуклеотидын гинж юм.

tRNA-ийн хоёрдогч бүтэц нь "хошоонгор навчит" загвар бөгөөд энэ бүтцэд 4 давхар судал, 5 нэг судалтай бүс байдаг.

tRNA-ийн гуравдагч бүтэц тогтвортой, молекул нь L хэлбэрийн бүтэцтэй (бие биедээ бараг перпендикуляр 2 мушгиа) нугалж байна.

Бүх төрлийн РНХ нь загвар синтезийн урвалын үр дүнд үүсдэг. Ихэнх тохиолдолд ДНХ-ийн хэлхээний аль нэг нь загвар болж үйлчилдэг. Тиймээс ДНХ-ийн загвар дээрх РНХ биосинтез нь загварын төрлийн гетерокаталитик урвал юм. Энэ процессыг нэрлэдэг транскрипциба тодорхой ферментүүдээр хянагддаг - РНХ полимеразууд (транскриптаза).

РНХ-ийн нийлэгжилт (ДНХ-ийн транскрипц) нь ДНХ-ээс мРНХ руу мэдээллийг хуулбарлах явдал юм.

РНХ синтез ба ДНХ синтезийн ялгаа:

Процессын тэгш бус байдал: зөвхөн нэг ДНХ-ийн хэлхээг загвар болгон ашигладаг.

Консерватив процесс: РНХ-ийн нийлэгжилт дууссаны дараа ДНХ молекул анхны төлөвтөө буцаж ирдэг. ДНХ-ийн синтезийн явцад молекулууд хагас шинэчлэгддэг бөгөөд энэ нь репликацийг хагас консерватив болгодог.

РНХ-ийн нийлэгжилтийг эхлүүлэхийн тулд ямар ч праймер шаардлагагүй, харин ДНХ-ийн репликаци нь РНХ праймерыг шаарддаг.

1. Удамшлын мэдээлэл дамжуулах дарааллыг тайлбарла: ген - уураг - шинж чанар.

2. Ямар уургийн бүтэц нь түүний бүтэц, шинж чанарыг тодорхойлдог гэдгийг санаарай. Энэ бүтэц ДНХ молекулд хэрхэн кодлогдсон бэ?

3. Генетик код гэж юу вэ?

4. Генетик кодын шинж чанарыг тодорхойлно уу.

7. Матрицын синтезийн урвалууд. Транскрипци

Уургийн тухай мэдээлэл нь ДНХ-д нуклеотидын дараалал хэлбэрээр бичигдсэн бөгөөд цөмд байрладаг. Уургийн нийлэгжилт нь рибосомын цитоплазмд өөрөө явагддаг. Тиймээс уургийн нийлэгжилт нь ДНХ-ээс уургийн нийлэгжилтийн газар руу мэдээлэл дамжуулах бүтцийг шаарддаг. Ийм зуучлагч нь мэдээллийн буюу матриц РНХ бөгөөд ДНХ молекулын тодорхой генээс мэдээллийг рибосом дахь уургийн нийлэгжилтийн газар руу дамжуулдаг.

Мэдээллийн зөөвөрлөгчөөс гадна амин хүчлийг нийлэгжсэн газарт хүргэх, полипептидийн гинжин хэлхээнд байр сууриа тодорхойлох бодисууд шаардлагатай байдаг. Ийм бодисууд нь амин хүчлийг нийлэгжилтийн газар руу кодлох, хүргэхийг баталгаажуулдаг дамжуулагч РНХ юм. Уургийн нийлэгжилт нь рибосомын РНХ-ээс бүрддэг рибосомууд дээр явагддаг. Энэ нь өөр төрлийн РНХ хэрэгтэй гэсэн үг юм - рибосом.

Генетикийн мэдээлэл нь РНХ-ийн нийлэгжилт, уургийн нийлэгжилт, ДНХ-ийн репликац гэсэн гурван төрлийн урвалаар явагддаг. Тус бүрт нуклеотидын шугаман дараалалд агуулагдах мэдээллийг өөр шугаман дарааллыг бий болгоход ашигладаг: нуклеотид (РНХ эсвэл ДНХ молекул дахь) эсвэл амин хүчил (уургийн молекул дахь). ДНХ нь бүх нуклейн хүчлүүдийн нийлэгжилтийн загвар болдог нь туршилтаар батлагдсан. Эдгээр биосинтетик урвалыг нэрлэдэг матрицын синтез.Хангалттай энгийн байдал матрицын урвалуудмөн тэдгээрийн нэг хэмжээст байдал нь эсэд тохиолддог бусад процессуудаас ялгаатай нь тэдгээрийн механизмыг нарийвчлан судлах, ойлгох боломжийг олгосон.

Транскрипци

ДНХ-ээс РНХ-ийн биосинтезийн процессыг нэрлэдэг транскрипци.Энэ процесс нь цөмд явагддаг. Бүх төрлийн РНХ нь ДНХ матриц дээр нийлэгждэг - мэдээллийн, тээвэрлэлт, рибосомын дараа нь уургийн нийлэгжилтэнд оролцдог. ДНХ дээрх генетикийн кодыг транскрипц хийх явцад элч РНХ-д шилжүүлдэг. Урвал нь нэмэлт байх зарчим дээр суурилдаг.

РНХ-ийн синтез нь хэд хэдэн онцлог шинж чанартай байдаг. РНХ молекул нь хамаагүй богино бөгөөд ДНХ-ийн зөвхөн жижиг хэсгийн хуулбар юм. Тиймээс өгөгдсөн нуклейн хүчлийн тухай мэдээлэл байрладаг ДНХ-ийн тодорхой хэсэг л матрицын үүрэг гүйцэтгэдэг. Шинээр нийлэгжсэн РНХ хэзээ ч анхны ДНХ-ийн загвартай холбогддоггүй, харин урвал дууссаны дараа ялгардаг. Транскрипцийн процесс гурван үе шаттайгаар явагдана.

Эхний шат - эхлэл- үйл явцын эхлэл. РНХ-ийн хуулбаруудын синтез нь ДНХ-ийн тодорхой бүсээс эхэлдэг бөгөөд үүнийг нэрлэдэг сурталчлагчЭнэ бүс нь тодорхой тооны нуклеотидыг агуулдаг эхлэх дохио.Процесс нь ферментээр катализатор болдог РНХ полимеразууд.РНХ полимераз фермент нь промотортой холбогдож, давхар мушгиа тайлж, ДНХ-ийн хоёр хэлхээ хоорондын устөрөгчийн холбоог тасалдаг. Гэхдээ тэдгээрийн зөвхөн нэг нь РНХ-ийн синтезийн загвар болдог.

Хоёр дахь үе шат - сунгалт.Гол үйл явц энэ үе шатанд явагдана. Матрицын нэгэн адил ДНХ-ийн нэг хэлхээ дээр нуклеотидууд нэмэлт байх зарчмын дагуу байрладаг (Зураг 19). РНХ полимераза фермент нь ДНХ-ийн гинжин хэлхээний дагуу алхам алхмаар хөдөлж, нуклеотидуудыг хооронд нь холбож, ДНХ-ийн давхар мушгиа тасралтгүй задалдаг. Энэ хөдөлгөөний үр дүнд РНХ-ийн хуулбар нийлэгждэг.

Гурав дахь шат - дуусгавар болгох.Энэ бол эцсийн шат юм. РНХ-ийн синтез хүртэл үргэлжилнэ тоормосны гэрэл- ферментийн хөдөлгөөн, РНХ-ийн нийлэгжилтийг зогсоодог нуклеотидын тодорхой дараалал. Полимераз нь ДНХ болон нийлэгжсэн РНХ хуулбараас тусгаарлагддаг. Үүний зэрэгцээ РНХ молекулыг матрицаас зайлуулдаг. ДНХ нь давхар мушгиа сэргээдэг. Синтез дууссан. ДНХ-ийн хэсгээс хамааран рибосомын, тээвэрлэгч, элч РНХ нь ийм байдлаар нийлэгждэг.

ДНХ-ийн хэлхээний зөвхөн нэг нь РНХ молекулын транскрипцын загвар болж үйлчилдэг. Гэсэн хэдий ч өөр өөр ДНХ-ийн хэлхээ нь хоёр хөрш генийн загвар болж чаддаг. Хоёр хэлхээний алийг нь нийлэгжүүлэхэд ашиглахыг РНХ полимеразын ферментийг нэг чиглэлд чиглүүлдэг промотор тодорхойлдог.

Транскрипц хийсний дараа эукариот эсийн элч РНХ молекул өөрчлөгддөг. Энэ уургийн талаар мэдээлэл авч чаддаггүй нуклеотидын дарааллыг тасалдаг. Энэ процессыг нэрлэдэг залгах.Эсийн төрөл, хөгжлийн үе шатаас хамааран РНХ молекулын өөр өөр хэсгүүдийг арилгаж болно. Үүний үр дүнд янз бүрийн РНХ нь өөр өөр уургийн тухай мэдээллийг агуулсан ДНХ-ийн нэг хэсэг дээр нийлэгждэг. Энэ нь нэг генээс чухал ач холбогдолтой генетикийн мэдээллийг дамжуулах боломжийг олгодог бөгөөд генетикийн рекомбинацийг хөнгөвчилдөг.

Цагаан будаа. 19. Элч РНХ-ийн нийлэгжилт. 1 - ДНХ-ийн гинж; 2 - нийлэгжүүлсэн РНХ

Өөрийгөө хянах асуулт, даалгавар

1. Матрицын синтезийн урвалд ямар урвал хамаарах вэ?

2. Бүх матрицын синтезийн урвалын эхлэлийн матриц гэж юу вэ?

3. мРНХ биосинтезийн процессыг юу гэж нэрлэдэг вэ?

4. ДНХ дээр ямар төрлийн РНХ нийлэгждэг вэ?

5. ДНХ дээрх харгалзах фрагмент нь AAGCTTCTGATTCTGATCGGACCTAATGA дараалалтай байвал мРНХ-ийн фрагментийн дарааллыг тогтооно.

8. Уургийн биосинтез

Уургууд нь бүх эсийн зайлшгүй бүрэлдэхүүн хэсэг байдаг тул хуванцар бодисын солилцооны хамгийн чухал үйл явц бол уургийн биосинтез юм. Энэ нь организмын бүх эсэд тохиолддог. Эдгээр нь эсийн генетикийн материалын шууд хяналтан дор нийлэгждэг цорын ганц эсийн бүрэлдэхүүн хэсэг (нуклейн хүчлээс бусад) юм. Эсийн бүх генетикийн аппарат - ДНХ ба янз бүрийн төрөлРНХ - уургийн нийлэгжилтэнд зориулагдсан.

Геннь нэг уургийн молекулын нийлэгжилтийг хариуцдаг ДНХ молекулын хэсэг юм. Уургийн синтезийн хувьд ДНХ-ээс тодорхой генийг элч РНХ молекул хэлбэрээр хуулбарлах шаардлагатай. Энэ үйл явцын талаар өмнө нь ярилцсан. Уургийн нийлэгжилт нь олон үе шаттай нарийн төвөгтэй үйл явц бөгөөд үйл ажиллагаанаас хамаардаг янз бүрийн төрөлРНХ. Уургийн шууд биосинтезийн хувьд дараахь бүрэлдэхүүн хэсгүүд шаардлагатай.

1. Элч РНХ нь ДНХ-ээс нийлэгжих газар хүртэлх мэдээлэл зөөгч юм. Транскрипц хийх явцад мРНХ молекулууд нийлэгждэг.

2. Рибосом нь уургийн нийлэгжилт явагддаг органелл юм.

3. Цитоплазмд шаардлагатай амин хүчлүүдийн багц.

4. РНХ-ийг дамжуулж, амин хүчлийг кодлож, рибосом дээр нийлэгжих газар руу зөөвөрлөнө.

5. ATP нь амин хүчлийг кодлох, полипептидийн гинжийг нэгтгэх процессыг эрчим хүчээр хангадаг бодис юм.

Дамжуулах РНХ-ийн бүтэц, амин хүчлүүдийн кодчилол

Дамжуулах РНХ (tRNAs) нь 70-90 нуклеотид бүхий жижиг молекулууд юм.tRNA нь эсийн бүх РНХ-ийн ойролцоогоор 15%-ийг эзэлдэг. tRNA-ийн үйл ажиллагаа нь түүний бүтцээс хамаарна. тРНХ молекулуудын бүтцийг судлах нь тэдгээр нь тодорхой хэлбэрээр нугалж, хэлбэртэй болохыг харуулсан. хошоонгор навч(Зураг 20). Молекул нь нэмэлт суурийн харилцан үйлчлэлээр холбогдсон гогцоо, давхар хэсгүүдийг агуулдаг. Хамгийн чухал нь агуулсан төв гогцоо юм антикодон -тодорхой амин хүчлийн кодтой тохирох нуклеотидын триплет. Антикодоны тусламжтайгаар тРНХ нь нэмэлт зарчмын дагуу мРНХ дээрх харгалзах кодонтой нэгдэж чаддаг.

Цагаан будаа. 20. tRNA молекулын бүтэц: 1 - антикодон; 2 - амин хүчлийн хавсралтын газар

ТРНХ бүр 20 амин хүчлээс зөвхөн нэгийг нь авч явах чадвартай. Энэ нь амин хүчил бүрийн хувьд дор хаяж нэг тРНХ байдаг гэсэн үг юм. Амин хүчил хэд хэдэн гурвалсан байж болох тул тРНХ-ийн зүйлийн тоо нь амин хүчлийн гурвалсан тоотой тэнцүү байна. Тиймээс тРНХ-ийн зүйлийн нийт тоо нь кодонуудын тоотой тохирч, 61-тэй тэнцүү байна. Гурван зогсолтын кодтой нэг ч тРНХ тохирохгүй.

tRNA молекулын нэг төгсгөлд үргэлж гуанин нуклеотид (5" төгсгөл), нөгөө талд (3" төгсгөл) үргэлж гурван CCA нуклеотид байдаг. Үүний тулд амин хүчлийг нэмдэг (Зураг 21). Амин хүчил бүр өөрийн өвөрмөц тРНХ-тэй холбогдох антикодонтой холбогддог. Энэхүү бэхэлгээний механизм нь амин хүчил бүрийг харгалзах tRNA-д холбодог аминоацил-тРНХ синтетаза гэсэн тусгай ферментийн ажилтай холбоотой юм. Амин хүчил бүр өөрийн гэсэн синтетазтай байдаг. Амин хүчлийг тРНХ-тэй холбох нь ATP-ийн энергийг ашиглан хийгддэг бол өндөр энергитэй холбоо нь tRNA болон амин хүчлийн хоорондох холбоо болж хувирдаг. Амин хүчлүүд ингэж идэвхжиж, кодлогддог.

Уургийн биосинтезийн үе шатууд. Рибосом дээр явагддаг полипептидийн гинжин нийлэгжилтийн процессыг нэрлэдэг нэвтрүүлэг.Мессенжер РНХ (мРНХ) нь уургийн анхдагч бүтцийн талаарх мэдээллийг дамжуулах зуучлагч бөгөөд тРНХ нь кодлогдсон амин хүчлийг синтезийн газар руу шилжүүлж, тэдгээрийн холболтын дарааллыг баталгаажуулдаг. Полипептидийн гинжин хэлхээний угсралт нь рибосомд явагддаг.

Биеийн бодисын солилцоонд тэргүүлэх үүрэг нь уураг ба нуклейн хүчлүүд юм.

Уургийн бодисууд нь бүх амин чухал эсийн бүтцийн үндэс суурь болдог, ер бусын өндөр урвалд ордог, катализаторын функцтэй байдаг.

Нуклейн хүчилэсийн хамгийн чухал эрхтний нэг хэсэг болох цөм, түүнчлэн цитоплазм, рибосом, митохондри гэх мэт Нуклейн хүчлүүд нь удамшлын, бие махбодийн хувьсах чадвар, уургийн нийлэгжилтэд чухал, үндсэн үүрэг гүйцэтгэдэг.

Синтезийн төлөвлөгөөуураг нь эсийн цөмд хадгалагддаг ба шууд синтезцөмөөс гадуур тохиолддог тул зайлшгүй шаардлагатай Туслаачкодлогдсон төлөвлөгөөг голоос синтез хийх газар руу хүргэх. үүн шиг ТуслаачРНХ молекулуудаар дүрслэгдсэн.

Процесс эхэлнэ эсийн цөмд:ДНХ-ийн "шат"-ын нэг хэсэг нь задарч, нээгддэг. Үүний ачаар РНХ үсэг нь хоорондоо холбоо үүсгэдэг нээлттэй захидалДНХ-ийн нэг хэлхээний ДНХ. Фермент нь РНХ үсгүүдийг нэг хэлхээнд шилжүүлдэг. Ингэж ДНХ-ийн үсгүүдийг РНХ-ийн үсэг болгон “дахин бичдэг”. Шинээр үүссэн РНХ-ийн гинж салж, ДНХ-ийн "шат" дахин эргэлддэг.

Цаашид өөрчлөлт хийсний дараа энэ төрлийн кодлогдсон РНХ бүрэн болно.

РНХ цөмөөс гарч ирдэгба РНХ үсгийг тайлсан уургийн нийлэгжилтийн газар руу очдог. Гурван РНХ үсэг бүр нь тодорхой нэг амин хүчлийг төлөөлдөг "үг"-ийг бүрдүүлдэг.

Өөр нэг төрлийн РНХ нь энэ амин хүчлийг олж, ферментийн тусламжтайгаар барьж, уургийн нийлэгжилтийн газарт хүргэдэг. РНХ-ийн мессежийг уншиж, орчуулах тусам амин хүчлүүдийн гинж нэмэгддэг. Энэхүү гинж нь мушгиж, нугалж өвөрмөц хэлбэртэй болж, нэг төрлийн уураг үүсгэдэг.
Уураг нугалах үйл явц хүртэл гайхалтай: 100 амин хүчлээс бүрдэх дундаж хэмжээтэй уургийн бүх нугалах боломжийг компьютер ашиглан тооцоолоход 10 27 жил шаардлагатай. Бие махбодид 20 амин хүчлээс бүрдэх гинжин хэлхээ үүсгэхэд нэг секундээс илүүгүй хугацаа шаардагдах бөгөөд энэ үйл явц нь биеийн бүх эсүүдэд тасралтгүй явагддаг.

Ген, генетикийн код, түүний шинж чанарууд.

Дэлхий дээр 7 тэрбум орчим хүн амьдардаг. 25-30 сая хос ихрүүдээс гадна генетикийн хувьд бүх хүмүүс өөр: хүн бүр өвөрмөц, өвөрмөц удамшлын шинж чанар, зан чанарын шинж чанар, чадвар, ааштай.

Эдгээр ялгааг тайлбарлав генотипийн ялгаа- организмын генийн багц; Тус бүр нь өвөрмөц юм. Тодорхой организмын удамшлын шинж чанарыг агуулсан байдаг уурагуудад- тиймээс нэг хүний ​​уургийн бүтэц өөр хүний ​​уургийнхаас бага зэрэг ялгаатай байдаг.

гэсэн үг бишХоёр хүн яг ижил уурагтай байдаггүй. Ижил үүрэг гүйцэтгэдэг уургууд нь ижил эсвэл бие биенээсээ нэг эсвэл хоёр амин хүчлээр ялимгүй ялгаатай байж болно. Гэвч дэлхий дээр (ижил ихрүүдийг эс тооцвол) бүгд ижил уураг агуулсан хүмүүс байдаггүй.

Уургийн анхдагч бүтцийн мэдээлэлДНХ молекулын хэсэг дэх нуклеотидын дараалал хэлбэрээр кодлогдсон - ген – организмын удамшлын мэдээллийн нэгж. ДНХ-ийн молекул бүр олон ген агуулдаг. Организмын бүх генийн нийлбэр нь үүнийг бүрдүүлдэг генотип .

Удамшлын мэдээллийг кодлох нь ашиглан хийгддэг генетикийн код , энэ нь бүх организмын хувьд түгээмэл бөгөөд зөвхөн генийг бүрдүүлдэг нуклеотидын ээлжлэн солигдож, тодорхой организмын уураг кодлодог.

Генетик код орно нуклеотидын гурвалсанДНХ янз бүрийн аргаар нийлдэг дараалал(AAT, GCA, ACG, TGC гэх мэт), тус бүр нь тодорхой кодчилдог амин хүчил(энэ нь полипептидийн гинжин хэлхээнд нэгдэх болно).

Амин хүчил 20, А боломжуудГурван бүлэгт дөрвөн нуклеотидын хослолын хувьд - 64 Дөрвөн нуклеотид нь 20 амин хүчлийг кодлоход хангалттай

Тийм ч учраас нэг амин хүчилкодчилох боломжтой хэд хэдэн гурван ихэр.

Зарим гурвалсанууд амин хүчлийг огт кодлодоггүй, гэхдээ Эхлүүлдэгэсвэл зогсдогуургийн биосинтез.

Үнэндээ кодтооцдог мРНХ молекул дахь нуклеотидын дараалал, учир нь энэ нь ДНХ-ээс мэдээллийг устгадаг (процесс транскрипцүүд) ба үүнийг нийлэгжүүлсэн уургийн молекул дахь амин хүчлүүдийн дараалал болгон хувиргадаг (үйл явц нэвтрүүлэг).

mRNA-ийн найрлагад гурвалсан гэж нэрлэгддэг ACGU нуклеотидууд орно кодонууд: мРНХ дээрх ДНХ CGT дээрх гурвалсан нь гурвалсан GCA болж, гурвалсан ДНХ AAG нь гурвалсан UUC болно.

Яг мРНХ кодонуудудамшлын код нь бүртгэлд тусгагдсан байдаг.

Тиймээс, генетикийн код - нэг системнуклейн хүчлийн молекул дахь удамшлын мэдээллийг нуклеотидын дараалал хэлбэрээр бүртгэх. Генетик код суурилсанзөвхөн дөрвөн үсэг-нуклеотидаас бүрдэх цагаан толгойн үсгийн хэрэглээний тухай, азотын суурь нь ялгаатай: A, T, G, C.

Генетик кодын үндсэн шинж чанарууд :

1. Генетик код нь гурвалсан.Гурвалсан (кодон) нь нэг амин хүчлийг кодлодог гурван нуклеотидын дараалал юм. Уургууд нь 20 амин хүчлийг агуулдаг тул тус бүрийг нэг нуклеотидээр кодлох боломжгүй нь ойлгомжтой (ДНХ-д зөвхөн дөрвөн төрлийн нуклеотид байдаг тул энэ тохиолдолд 16 амин хүчил кодлогдоогүй хэвээр байна). Хоёр нуклеотид нь амин хүчлийг кодлоход хангалтгүй, учир нь энэ тохиолдолд зөвхөн 16 амин хүчлийг кодлох боломжтой. Энэ нь нэг амин хүчлийг кодлодог нуклеотидын хамгийн бага тоо нь гурав гэсэн үг юм. (Энэ тохиолдолд нуклеотидын боломжит гурвалсан тоо 4 3 = 64 байна).

2. Илүүдэл (муухайрах)Код нь түүний гурвалсан шинж чанарын үр дагавар бөгөөд нэг амин хүчлийг зөвхөн нэг гурав дахин кодлодог метионин ба триптофаныг эс тооцвол хэд хэдэн гурвалсан (20 амин хүчил, 64 гурвалсан байдаг) кодчилдог гэсэн үг юм. Нэмж дурдахад, зарим гурвалсанууд нь тодорхой үүргийг гүйцэтгэдэг: мРНХ молекул дахь гурвалсан UAA, UAG, UGA нь зогсоох кодонууд, өөрөөр хэлбэл полипептидийн гинжин хэлхээний синтезийг зогсоох дохио юм. ДНХ-ийн гинжин хэлхээний эхэнд байрлах метионин (AUG) -д тохирох гурвалсан нь амин хүчлийг кодлодоггүй, харин унших эхлэл (сэтгэл хөдөлгөм) функцийг гүйцэтгэдэг.

3. Илүүдэл байдлын зэрэгцээ код нь өмчтэй байдаг хоёрдмол утгагүй байдал: Кодон бүр зөвхөн нэг тодорхой амин хүчилтэй тохирдог.

4. Код нь хоорондоо уялдаатай,тэдгээр. ген дэх нуклеотидын дараалал нь уураг дахь амин хүчлүүдийн дараалалтай яг таарч байна.

5. Генетик код нь давхцдаггүй, нягт, өөрөөр хэлбэл "цэг таслал" агуулаагүй болно. Энэ нь унших үйл явц нь багана (гурвалсан) давхцах боломжийг олгодоггүй гэсэн үг бөгөөд тодорхой кодоноос эхлэн унших нь зогсолтын дохио өгөх хүртэл тасралтгүй, гурвалсан дараа гурав дахин үргэлжилнэ гэсэн үг юм. кодонуудыг зогсоох).

6. Генетик код нь бүх нийтийн шинж чанартай байдаг, өөрөөр хэлбэл бүх организмын цөмийн генүүд эдгээр организмын зохион байгуулалтын түвшин, системчилсэн байрлалаас үл хамааран уургийн талаарх мэдээллийг ижил аргаар кодчилдог.

Орших генетикийн кодын хүснэгтүүд мРНХ кодоныг тайлж, уургийн молекулын гинжийг бий болгоход зориулагдсан.

Загварын синтезийн урвалууд.

Амьгүй байгальд үл мэдэгдэх урвалууд нь амьд системд тохиолддог. урвалууд матрицын синтез .

"Матриц" гэсэн нэр томъёо"Технологийн хувьд тэд зоос, медаль, хэвлэмэл фонтыг цутгахад ашигладаг хэвийг илэрхийлдэг: хатуурсан металл нь цутгахад ашигласан хэвний бүх нарийн ширийн зүйлийг яг таг гаргаж өгдөг. Матрицын синтезматриц дээр цутгахтай төстэй: шинэ молекулууд нь одоо байгаа молекулуудын бүтцэд заасан төлөвлөгөөний дагуу нийлэгждэг.

Матрицын зарчим нь оршдог үндсэн дээрнуклейн хүчил ба уургийн нийлэгжилт гэх мэт эсийн хамгийн чухал синтетик урвалууд. Эдгээр урвалууд нь нийлэгжсэн полимер дэх мономер нэгжүүдийн яг тодорхой, нарийн тодорхой дарааллыг баталгаажуулдаг.

Энд чиглүүлэх үйл ажиллагаа явагдаж байна. мономеруудыг тодорхой байршилд татахэсүүд - урвал явагдах матрицын үүрэг гүйцэтгэдэг молекулууд. Хэрэв ийм урвал молекулуудын санамсаргүй мөргөлдөөний үр дүнд үүссэн бол тэд хязгааргүй удаан үргэлжлэх болно. Загварын зарчим дээр суурилсан нарийн төвөгтэй молекулуудын нийлэгжилтийг хурдан бөгөөд үнэн зөв гүйцэтгэдэг.

Матрицын үүрэгДНХ эсвэл РНХ нуклейн хүчлүүдийн макромолекулууд матрицын урвалд оролцдог.

Мономер молекулуудҮүнээс полимер нийлэгждэг - нуклеотид эсвэл амин хүчлүүд - нэмэлт зарчмын дагуу матриц дээр тодорхой, тодорхой дарааллаар байрлаж, бэхлэгддэг.

Дараа нь болдог мономер нэгжийг полимер гинжин хэлхээнд "хөндлөн холбох", мөн бэлэн полимер матрицаас гадагшилна.

Үүний дараа матриц бэлэн байнашинэ полимер молекулын угсралтад . Өгөгдсөн хэвэнд зөвхөн нэг зоос эсвэл нэг үсэг цутгаж болдог шиг өгөгдсөн матрицын молекул дээр зөвхөн нэг полимер "угсрах" боломжтой нь ойлгомжтой.

Матрицын урвалын төрөл- амьд системийн химийн өвөрмөц онцлог. Эдгээр нь бүх амьд биетийн үндсэн өмчийн үндэс юм - түүний өөрийн төрлийг нөхөн үржих чадвар.

TO матрицын синтезийн урвалууд Үүнд:

1. ДНХ-ийн хуулбар - ферментийн хяналтан дор явагддаг ДНХ молекулыг өөрөө хувилах үйл явц. Устөрөгчийн холбоо тасарсаны дараа үүссэн ДНХ-ийн хэлхээ тус бүр дээр ДНХ полимераза ферментийн оролцоотойгоор охин ДНХ-ийн хэлхээ нийлэгждэг. Синтезийн материал нь эсийн цитоплазмд байдаг чөлөөт нуклеотидууд юм.

Репликацийн биологийн утга нь удамшлын мэдээллийг эх молекулаас охин молекул руу үнэн зөв шилжүүлэхэд оршдог бөгөөд энэ нь ихэвчлэн соматик эсийг хуваах явцад тохиолддог.

ДНХ молекул нь хоёр нэмэлт хэлхээнээс бүрдэнэ. Эдгээр гинж нь ферментийн нөлөөгөөр таслагдах сул устөрөгчийн холбоогоор бэхлэгддэг.

Молекул нь өөрийгөө хуулбарлах (репликаци) чадвартай бөгөөд молекулын хуучин хагас бүр дээр шинэ хагасыг нэгтгэдэг.

Нэмж дурдахад, мРНХ молекулыг ДНХ молекул дээр нэгтгэж болох бөгөөд дараа нь ДНХ-ээс хүлээн авсан мэдээллийг уургийн нийлэгжилтийн газар руу шилжүүлдэг.

Мэдээллийн дамжуулалт, уургийн нийлэгжилт нь ажилтай харьцуулахуйц матрицын зарчмын дагуу явагддаг хэвлэх машинхэвлэх үйлдвэрт. ДНХ-ийн мэдээллийг олон удаа хуулж авдаг. Хуулбарлах явцад алдаа гарвал дараагийн бүх хуулбарт давтагдана.

Үнэн бол ДНХ-ийн молекулаар мэдээллийг хуулбарлах үед гарсан зарим алдааг засч залруулж болно - алдааг арилгах үйл явц гэж нэрлэдэг. нөхөн төлбөр. Мэдээлэл дамжуулах үйл явц дахь урвалын эхнийх нь ДНХ молекулыг хуулбарлах, ДНХ-ийн шинэ гинжийг нэгтгэх явдал юм.

2. транскрипци – ДНХ дээр i-РНХ-ийн нийлэгжилт, ДНХ-ийн молекулаас мэдээллийг устгах үйл явц, түүн дээр i-РНХ молекулаар нийлэгждэг.

I-РНХ нь нэг гинжээс бүрдэх ба i-РНХ молекулын нийлэгжилтийн эхлэл ба төгсгөлийг идэвхжүүлдэг ферментийн оролцоотойгоор нөхөх дүрмийн дагуу ДНХ дээр нийлэгждэг.

Дууссан мРНХ молекул нь цитоплазм руу орж рибосом руу орж, полипептидийн гинжин хэлхээний нийлэгжилт явагддаг.

3. нэвтрүүлэг - мРНХ ашиглан уургийн нийлэгжилт; мРНХ-ийн нуклеотидын дараалалд агуулагдах мэдээллийг полипептид дэх амин хүчлүүдийн дараалал руу хөрвүүлэх үйл явц.

4 .РНХ вирусаас РНХ эсвэл ДНХ-ийн нийлэгжилт

Уургийн биосинтезийн явцад үүсэх матрицын урвалын дарааллыг дараах байдлаар илэрхийлж болно схем:

ДНХ-ийн хуулбарлагдаагүй хэлхээ		А Т Г	G G C	Т А Т
ДНХ-ийн хуулбарласан хэлхээ		Т А	Ц Ц Г	А Т А
ДНХ-ийн транскрипци
мРНХ кодонууд		А У Г	G G C	У А У
мРНХ-ийн орчуулга
тРНХ антикодонууд		U A C	Ц Ц Г	А У А
уургийн амин хүчлүүд		метионин	глицин	тирозин

Тиймээс, уургийн биосинтез- энэ бол ДНХ-ийн генд кодлогдсон удамшлын мэдээллийг уургийн молекул дахь амин хүчлүүдийн тодорхой дарааллаар хэрэгжүүлдэг хуванцар солилцооны нэг хэлбэр юм.

Уургийн молекулууд нь үндсэндээ байдаг полипептидийн гинжбие даасан амин хүчлүүдээс бүрддэг. Гэхдээ амин хүчлүүд нь бие биентэйгээ нэгдэх хангалттай идэвхтэй байдаггүй. Тиймээс бие биетэйгээ нийлж уургийн молекул үүсгэхээс өмнө амин хүчлүүд заавал байх ёстой идэвхжүүлэх. Энэ идэвхжүүлэлт нь тусгай ферментийн үйл ажиллагааны дор явагддаг.

Идэвхжүүлсний үр дүнд амин хүчил нь ижил ферментийн нөлөөн дор илүү тогтворгүй болдог. тРНХ-тай холбогддог. Амин хүчил бүр нь хатуу тохирдог өвөрмөц тРНХ, аль олдог"түүний" амин хүчил ба шилжүүлэгэнэ нь рибосом руу ордог.

Үүний үр дүнд янз бүрийн tRNA-тай холбоотой идэвхжүүлсэн амин хүчлүүд. Рибосом нь адилхан конвейертүүнд нийлүүлсэн янз бүрийн амин хүчлүүдээс уургийн гинжийг угсрах.

Өөрийн амин хүчил "суудаг" т-РНХ-тэй нэгэн зэрэг " дохио"цөмд агуулагдах ДНХ-ээс. Энэ дохионы дагуу нэг буюу өөр уураг рибосомд нийлэгждэг.

Уургийн нийлэгжилтэд ДНХ-ийн чиглүүлэх нөлөөг шууд бус, харин тусгай зуучлагчийн тусламжтайгаар гүйцэтгэдэг. матрицэсвэл элч РНХ (м-РНХэсвэл i-РНХ),аль цөмд нийлэгждэгДНХ-ийн нөлөөнд автдаг тул түүний найрлага нь ДНХ-ийн бүтцийг тусгадаг. РНХ молекул нь ДНХ хэлбэрийн цутгамал шиг юм. Синтезжүүлсэн мРНХ нь рибосом руу орж, түүнийг энэ бүтцэд шилжүүлдэг. төлөвлө- Рибосом руу орж буй идэвхжүүлсэн амин хүчлүүд нь тодорхой уураг нийлэгжихийн тулд ямар дарааллаар бие биетэйгээ нийлэх ёстой вэ? Үгүй бол, ДНХ-д кодлогдсон удамшлын мэдээлэл мРНХ руу, дараа нь уураг руу шилждэг.

мРНХ молекул нь рибосом руу ордог ба оёдолтүүнийг. Үүний дотор байгаа хэсэг Энэ мөчрибосом дахь тодорхойлогдсон кодон (гурвалсан), бүтцийн хувьд ижил төстэй хүмүүстэй бүрэн тодорхой байдлаар харьцдаг гурвалсан (антикодон) рибосом руу амин хүчлийг авчирсан дамжуулагч РНХ-д.

РНХ-г амин хүчлээр нь шилжүүлнэ таарч байнатодорхой мРНХ кодонд болон холбодогтүүнтэй хамт; мРНХ-ийн дараагийн хөрш рүү өөр тРНХ хавсарсан байна өөр нэг амин хүчилгэх мэт i-РНХ-ийн бүхэл бүтэн гинжийг уншиж дуустал бүх амин хүчлүүд зохих дарааллаар буурч, уургийн молекул үүсэх хүртэл үргэлжилнэ.

Мөн амин хүчлийг полипептидийн гинжин хэлхээний тодорхой хэсэгт хүргэдэг тРНХ, түүний амин хүчлээс чөлөөлөгдсөнба рибосомоос гардаг.

Дараа нь дахин цитоплазмдХүссэн амин хүчил нь түүнтэй нэгдэж, дахин болно шилжүүлэх болноэнэ нь рибосом руу ордог.

Уургийн нийлэгжилтийн үйл явцад нэг биш, хэд хэдэн рибосом - полирибосомууд нэгэн зэрэг оролцдог.

Генетик мэдээлэл дамжуулах үндсэн үе шатууд:

ДНХ-ийн нийлэгжилтийг мРНХ загвар болгон хувиргах (транскрипт)

мРНХ-д агуулагдах хөтөлбөрийн дагуу рибосом дахь полипептидийн гинжин нийлэгжилт (орчуулга).

Үе шатууд нь бүх амьд биетүүдэд түгээмэл байдаг боловч эдгээр үйл явцын цаг хугацааны болон орон зайн хамаарал нь про- болон эукариотуудад ялгаатай байдаг.

У эукариотуудтранскрипци ба орчуулга нь орон зай, цаг хугацааны хувьд хатуу тусгаарлагддаг: янз бүрийн РНХ-ийн синтез нь цөмд явагддаг бөгөөд үүний дараа РНХ молекулууд цөмийн мембранаар дамжин цөмийг орхих ёстой. Дараа нь РНХ нь цитоплазмд уургийн нийлэгжилтийн газар - рибосом руу зөөгддөг. Үүний дараа л дараагийн шат буюу өргөн нэвтрүүлэг ирнэ.

Прокариотуудад транскрипци ба орчуулга нэгэн зэрэг явагддаг.

Тиймээс,

уураг ба эс дэх бүх ферментийн нийлэгжилтийн газар нь рибосом юм - энэ нь "үйлдвэрүүд"уураг нь амин хүчлээс уургийн полипептидийн гинжийг угсрахад шаардлагатай бүх материалыг нийлүүлдэг угсрах цех шиг. Синтез болсон уургийн мөн чанарЭнэ нь i-РНХ-ийн бүтэц, түүн дэх нуклеоидын байршлын дарааллаас хамаардаг ба i-РНХ-ийн бүтэц нь ДНХ-ийн бүтцийг тусгадаг тул эцэст нь уургийн өвөрмөц бүтэц, өөрөөр хэлбэл янз бүрийн бүтэц зохион байгуулалтын дараалал үүсдэг. Түүний доторх амин хүчлүүд нь ДНХ-ийн бүтцээс ДНХ дахь нуклеоидын байршлын дарааллаас хамаарна.

Уургийн биосинтезийн тухай онолыг нэрлэдэг матрицын онол. Энэ онолыг матриц учир нь дуудсаннуклейн хүчлүүд нь уургийн молекул дахь амин хүчлийн үлдэгдлийн дарааллын талаархи бүх мэдээллийг бүртгэдэг матрицын үүрэг гүйцэтгэдэг.

Уургийн биосинтезийн матрицын онолыг бий болгох, амин хүчлийн кодыг тайлаххамгийн том нь юм шинжлэх ухааны ололт XX зуун бол удамшлын молекулын механизмыг тодруулах хамгийн чухал алхам юм.

Сэдэвчилсэн даалгавар

A1. Аль мэдэгдэл худал вэ?

1) генетикийн код нь бүх нийтийнх юм

2) генетикийн код нь доройтсон

3) генетикийн код нь хувь хүн юм

4) генетикийн код нь гурвалсан

А2. Нэг гурвалсан ДНХ кодчилдог:

1) уураг дахь амин хүчлүүдийн дараалал

2) организмын нэг шинж тэмдэг

3) нэг амин хүчил

4) хэд хэдэн амин хүчил

A3. Генетик кодын "цэг таслал"

1) уургийн нийлэгжилтийг идэвхжүүлдэг

2) уургийн нийлэгжилтийг зогсоох

3) тодорхой уурагуудыг кодлох

4) амин хүчлүүдийн бүлгийг кодлох

А4. Хэрэв мэлхийнд VALINE амин хүчлийг гурвалсан GUU-ээр кодлодог бол нохойд энэ амин хүчлийг гурвалсан байдлаар кодлож болно.

1) GUA ба GUG

2) UTC болон UCA

3) ЦУТ ба ЦУА

4) UAG ба UGA

А5. Одоогоор уургийн нийлэгжилт дуусч байна

1) антикодоноор кодон таних

2) мРНХ рибосом руу орох

3) рибосом дээр "цэг таслал" гарч ирэх

4) амин хүчлийг т-РНХ-д нэгтгэх

A6. Нэг хүн өөр өөр генетикийн мэдээлэл агуулсан хос эсийг заана уу?

1) элэг, ходоодны эсүүд

2) нейрон ба лейкоцит

3) булчин ба ясны эсүүд

4) хэлний эс ба өндөг

A7. Биосинтезийн үйл явц дахь мРНХ-ийн үйл ажиллагаа

1) удамшлын мэдээллийг хадгалах

2) амин хүчлийг рибосом руу шилжүүлэх

3) мэдээллийг рибосом руу шилжүүлэх

4) биосинтезийн үйл явцыг хурдасгах

А8. tRNA антикодон нь UCG нуклеотидуудаас бүрддэг. Аль ДНХ-ийн гурвалсан нь түүнийг нөхдөг вэ?