Генетический код
Модуль 3. Синтез белка (трансляция). Генетический код
МОЛЕКУЛЯРНАЯ БИОЛОГИЯ
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования
РОССИЙСКОЙ ФЕФЕРАЦИИ
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
Литература
1. Комов В.П, Шведова В.Н. Биохимия. – М.: Изд-во ДРОФА, 2006
2. Конычев, Севастьянова. Молекулярная биология. М.: Академия, 2005.
3. Северин Е.С. Биохимия. – М.: Изд-во Гэотар-МЕД, 2004
4. Д.М. Фаллер, Д. Шилдс. Молекулярная биология клетки. – М: Бином-Пресс, 2004.
5. Мушкамбаров Н.Н., Кузнецов С.Л. Молекулярная биология. М.: МИА, 2003.
6. Глик Б., Пастернак Дж. Молекулярная биотехнология. Принципы и применение. М.: Мир, 2002.
7. Кольман Я. Биохимия. Электронный интерактивный учебник. Перевод с английского. – М.: Мир, 2000.
8. Эллиот В., Эллиот Д. – Биохимия и молекулярная биология. М.: НИИБМХ, 1999.
9. Кнорре Д.Г., Мызина С.Д. – Биологическая химия. М.: Высшая школа, 1998.
10. Альбертс Б., Брей Д., Льюис Дж. и др. Молекулярная биология клетки: в 3 т. - М., Мир, 1994.
11. Ленинджер А. Основы биохимии в 3 томах. Перевод с английского. – М: Мир, 1985.
«ЮЖНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Грекова Г.А.
Шустанова Т. А.
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ
г. Ростов-на-Дону
ББК 28.070
УДК 616.12-008.331.1
М 75
М – 75.Учебно-методическое пособие. Молекулярная биология. Модуль 3. Синтез белка (трансляция). Генетический код. Ростов–на–Дону, ЮФУ, 2013. – 30 с.
Учебно-методическое пособие предназначено для магистрантов факультета естествознания, обучающихся по направлению 050100 – Педагогическое образование.
Учебное пособие утверждено на заседании кафедры общей биологии ЮФУ (протокол № 10 от 18 января 2013 г.)
Составители:
Грекова Г.А., кандидат биологических наук, доцент
Шустанова Т. А., кандидат биологических наук, доцент
Рецензент:
Буриков А.А., зав. кафедрой общей биологии ЮФУ, д.б.н., профессор
Модуль 3. Синтез белка (трансляция)
Цель модуля –знакомство с основными свойствами генетического кода, основными этапами трансляции, ферментами, участвующими в этом процессе и механизмами регуляции.
Прежде чем перейти к механизмам биосинтеза белковых макромолекул, уместно поставить вопрос: что же такое генетический код?
Информация, заложенная в ДНК и РНК, реализуется в процессе синтеза белка. Механизмы передачи информации от ДНК на РНК понятны и очевидны, так как цепь нуклеотидов характерна для обеих структур, а матричный синтез предусматривает полную идентичность их последовательностей. Но каким же образом передается информация от РНК, содержащей всего четыре нуклеотида, на белок, содержащий 20 различных аминокислот? Если бы каждый нуклеотид передавал информацию на синтез одной аминокислоты, то всего кодировалось бы 4 аминокислоты. Не может код состоять из двух нуклеотидов, так как в этом случае можно было бы охватить не более 16 аминокислот(42 = 16). Работами М. Ниренберга и соавторов было установлено, что для кодирования одной аминокислоты требуется не менее трех последовательно расположенных нуклеотидов, называемых триплетами или кодонами.При этом между отдельными кодонами нет промежутков, и информация записана слитно, без знаков препинания. Число сочетаний 43 дает основание полагать, что 20 аминокислот кодируются 64 кодонами. Экспериментально установлено, что таких кодонов меньше, всего 61. Оставшиеся три кодона не несут в себе информацию, однако два из них используются в качестве сигналов терминации. Выявлена также интересная особенность взаимодействия кодона с антикодоном. Оказалось, что первое и второе азотистые основания кодона образуют более прочные связи с комплементарными основаниями антикодона. Что же касается третьего основания, то эта связь менее прочная, более того, основание кодона может спариваться с другим, не комплементарным основанием антикодона. Этот феномен называют механизмом неоднозначного соответствия или качания. В соответствии с этим урацил антикодона может взаимодействовать не только с аденином, но и с гуанином кодона. Гуанин антикодона способен связываться не только с цитозином, но и с урацилом кодона. Это указывает на возможность нескольких кодонов кодировать одну и ту же аминокислоту. И действительно, было установлено, что ряд аминокислот кодируется двумя и более антикодонами (табл.4).
Из таблицы видно, что только две аминокислоты - метионин и триптофан - кодируются при помощи одного кодона. Число кодонов для остальных аминокислот варьирует от двух (для аргинина, цистеина и др.) до шести (для лейцина и серина). Тот факт, что одной и той же аминокислоте соответствует несколько кодонов, называется вырожденностью генетического кода. Биологический смысл этого явления связан, по-видимому, с возможностью более быстрого отделения тРНК от мРНК, что очень важно для процесса белкового синтеза.
Характерной особенностью генетического кода является также его универсальность. Оказалось, что все живые организмы от простейших микроорганизмов до человека имеют единый генетический код.
Таблица 4 Таблица генетического кода
На основании вышеизложенного можно суммировать основные свойства генетического кода:
· Триплетность - одну аминокислоту кодируют три нуклеотида (триплет, или кодон);
· Специфичность - триплет кодирует только одну аминокислоту;
· Вырожденность - одну и ту же аминокислоту могут кодировать несколько триплетов;
· Универсальность - у всех живых организмов генетический код одинаков;
· Непрерывность - у всех организмов код линейный, однонаправленный и непрерывный.