Odczytywanie informacji genetycznej przepis na białko

(1)

Odczytywanie informacji genetycznej –

przepis na białko

(2)

Przepływ informacji genetycznej

• DNA jest nośnikiem informacji genetycznej.

• Czyli w DNA zakodowana jest informacja o budowie i funkcjonowaniu każdego

organizmu.

• Na podstawie tej informacji organizm wytwarza sobie tylko właściwe białko.

• To białka decydują o cechach organizmów.

• Różnorodność i niepowtarzalność organizmów polega na różnorodności i niepowtarzalności ich białek.

• Aby z DNA powstało białko muszą zajść dwa podstawowe procesy:

1. transkrypcja 2. translacja

(3)

Transkrypcja

• Droga do powstania białka, a co za tym idzie i cechy organizmu, jest długa.

• Informacja, zapisana w DNA musi być, przepisana na RNA.

• Proces przepisania informacji genetycznej z DNA na RNA nazywamy transkrypcją.

• Transkrypcja prowadzi do skopiowania fragmentu DNA z wykorzystaniem reguły komplementarności zasad.

• Transkrypcja (czyli powstanie mRNA) zachodzi w jądrze komórkowym.

• Transkrypcji zawsze podlegają jedynie fragmenty DNA.

(4)

Translacja

• W cytoplazmie powstaje kompleks mRNA- rybosom

• W cytoplazmie musi być obecny tRNA, który transportuje do rybosomu

odpowiednie aminokwasy.

• Rybosom odczytuje kodon na mRNA i łączy się z odpowiednim antykodonem tRNA

• Po przyłączeniu dwóch cząsteczek tRNA rybosom łączy dostarczone przez nie aminokwasy.

• Rybosom uwalnia pozbawiony

aminokwasu tRNA i przesuwa się na mRNA do kolejnego kodonu.

• Rybosom, przesuwający się po mRNA, jak zamek błyskawiczny łączy

aminokwasy kodowane przez kolejne trójki nukleotydów.

• W ten sposób powstaje cząsteczka

białka o ściśle określonej kolejności

aminokwasów.

(5)

• Gen, to fragment nici DNA, kodujący jedno białko.

• W procesie transkrypcji powstaje mRNA, będący komplementarną kopią fragmentu DNA.

• mRNA przemieszcza się do cytoplazmy i łączy z

rybosomem.

• W procesie translacji

następuje odczytanie kodu

genetycznego z mRNA i

synteza białka.

(6)

Co jest potrzebne do translacji?

CO? PO CO?

mRNA tRNA

syntetazy

aminoacylo-tRNA

rybosomy aminokwasy

czynniki białkowe

matryca

funkcja adaptorowa;

konieczne, bo aminokwasy nie rozpoznają kodonów funkcja adaptorowa;

konieczne, bo aminokwasy nie rozpoznają kodonów środowisko; enzym

substraty

regulatory

(7)

Kod genetyczny

• Język kodu genetycznego jest bardzo skomplikowany, ale czytelny dla komórki. Rozszyfrowanie tego języka zajęło naukowcom wiele lat i jest jednym z największych osiągnięć genetyki.

• Kod genetyczny jest zapisany w języku chemicznym i polega na kombinacjach ułożenia zasad azotowych w nici DNA .

• Informacja genetyczna jest zawarta w sekwencji (kolejności) nukleotydów..

• Trzy kolejne nukleotydy DNA, stanowią znak kodu genetycznego wyznaczający jeden, ściśle określony aminokwas

• Znak ten nazywamy kodonem.

• Trzy kolejne nukleotydy kodują informację tak jak litery tworzą słowa. Słowa KOT i KTO

zawierają te same litery, ale zmiana ich kolejności powoduje zmianę znaczenia słów. I podobnie jest z językiem kodu genetycznego. Kodon UCA przyłącza aminokwas serynę, a UAC tyrozynę.

• Kod genetyczny, funkcjonuje podobnie jak język i tak jak słowo „zamek” może oznaczać trzy różne zamki, jeden aminokwas może być zakodowany przez różne kodony, np. aminokwas alanina przez GCU, GCC, GCA, GCG. Dzieje się tak dlatego, że kodonów mamy (4 x 4 x 4 = 64), a aminokwasów 20.

(8)

Cechy kodu genetycznego

1. Trójkowy – trzy kolejne nukleotydy są odpowiedzialne za przyłączenie jednego aminokwasu do cząsteczki białka.

2. Uniwersalny – te same trójki nukleotydów są odpowiedzialne za przyłączanie tych samych aminokwasów u wszystkich organizmów żywych.

3. Bezprzecinkowy – to znaczy, że pomiędzy kolejnymi kodonami nie ma nukleotydów

4. Niezachodzący – to znaczy, że sąsiadujące kodony nie mają wspólnych nukleotydów.

5. Niejednoznaczny – jednoznaczny – to znaczy, że konkretny kodon koduje przyłączenie tylko jednego aminokwasu

6. Zdegenerowany – to znaczy, że jeden aminokowas może być kodowany przez więcej niż jeden kodon.

http://www.wiw.pl/biologia/genetyka/JezykGenow/BigImage.asp?ce=13&cp=2

(9)

Przeanalizuj zamieszczoną tabelę rozszyfrowanych kodonów

(10)

• W skład białek wszystkich organizmów wchodzi 20 podstawowych aminokwasów. Z 20 liter alfabetu zbudowano niezliczoną ilość słów kilkuliterowych w różnych językach. Białka są cząsteczkami złożonymi z kilkuset aminokwasów, stąd ich nieograniczona różnorodność.

Odczytywanie informacji genetycznej przepis na białko