От 14 июня 2010 г.

Ф КГМУ 4/3-04/01

ИП №6 УМС при КазГМА

От 14 июня 2010 г.

Қарағанды мемлекеттік медицина университеті

Молекулярлық биология және медициналық генетика кафедрасы

Дәріс

Тақырыбы:ГЕНЕТИКАЛЫҚ КОД. Генетикалық код туралы түсінік, қасиеті. Ақуыз биосинтезі.

 

Мамандығы:051301 «Жалпы медицина »

Курс:1

Уақыты:50 мин.

Қарағанды 2009

Молекулалық биология және медициналық генетика кафедрасының отырысында талқыланды

Хаттама № ____________

 

«_____» __________ 2009ж.

 

 

Молекулярлық биология және

медициналық генетика каф. меңг., б.ғ.д., профессор Б.Ж. Құлтанов

Дәріс құрылымы

Тақырыбы: «ГЕНЕТИКАЛЫҚ КОД. Генетикалық код туралы түсінік, қасиеті.Ақуыз биосинтезі».

Мақсаты:Генетикалық кодтың негізгі қасиеттерін, митохондриялық ДНҚ коды құрылысының ерекшеліктерін оқып білу.

 

Дәрістің жоспары:

1. Г.Гамовтың код триплеттігі туралы көзқарасы.

2. Кодтың көптігі.

3. Кодтың ерекшелігі.

4. Генетикалық кодтың универсальдығы.

5. Кодтың үздіксіздігі.

6. Код бірін-бірі жаппайды.

 

Дәріс тезистері

 

Тіршіліктің барлық әралуандығын, клеткадағы әртүрлі биологиялық қызметтерді атқаратын түрлі ақуыз молекулалары қамтамасыз етеді.

Ақуыздардың құрылысы пептидтік тізбектегі аминқышқылдарының жиынтығы және бір ізділікті орналасуымен анықталынады.

Нақ осы аминқышқылдар бір ізділігі биологиялық немесе генетикалық кодтың көмегімен ДНҚ молекуласының тізбегінде шифрланған.

1955 жылы Г.Гамов, яғни ДНҚ молекуласындағы ақпараттың кодталуын бірнеше нуклеотидтер үйлесіп қамтамасыз етеді деп болжау айтты.

Өйткені, табиғатта әртүрлі 20 аминқышқылы бар, әралуандылықты ақуыздардан тұрады және оларды шифрлау үшін үш нуклеотид, немесе триплетті код қажет. Бұл жағдайда төрт нуклеотидтерден 4³ = 64 триплет пайда болады. (Егер код екі нуклеотидтен тұратын болса, онда тек 16 аминқышқылын шифлаған болар еді, 4² = 16).

Генетикалық кодты толық шифрлау 20 ғасырдың 1960 жылдары іске асырылды. ДНҚ-ның 64 триплеті бар. Оның ішінде 61 триплет әртүрлі аминқыщқылдарын кодтайды, ал қалған үш триплет – мәнсіз немесе «нонсенс-триплеттер» деп аталады. Үшеуі аминқышқылдарын шифрламайды, олар ешбір аминқышқылына сәйкес келмейді (АТТ, АЦТ, АТЦ).

Кодтың қызметі.

1. Код триплетті, яғни генетикалық кодтың бірлігі триплет немесе кодон болып табылады.

2. Кодтың көптігі – көптеген аминқышқылдары бірнеше триплеттермен шифланады. (Бұл өте маңызды, себебі ДНҚ тізбегіндегі бір нуклеотидтің орнына екіншісінің қойылуы триплет мағынасын немесе ақпаратын өзгертпейді), яғни жаңа кодон сол аминқышқылын кодтауы мүмкін.

3. Өзгешелігі, ерекшелігі - әрбір триплет тек бір аминқышқылын кодтайды.

4. Генетикалық кодтың универсалдығы – Бұл тірі ағзалардың әр түрлі түрлерінің коды толық сәйкес, жер бетіндегі барлық тірі формалардың шығу тегі бірлікті екенін дәлелдейді.

5. Үздіксіздік –нуклеотидтердің бір ізділігін триплет соңында триплеп санайды, кодта үтір болмайды, яғни бір кодонды екіншісімен бөлетін белгі жоқ.

6. Бірін-бірі жаппайды– Көршілес триплеттер немесе кодондар бірін-бірі жаппайды, ал әрбір жеке нуклеотид беоілген бағдарлама кезінде тек бір триплеттің құрамына кіреді.

Гендегі ақуыздар туралы ақпараттар (интрондардан басқасы), яғни триплеттердің бір ізділік ұзындығы, осы ақуыздағы амин қышқылдардың алғашқы құрылымындағы бір ізділікті кодтайтын ұзындықтан тұрады.

Осы алғашқы құрылым ақуыз молекуласының кеңістіктегі конфигурациясын, оның биологиялық және физико-химиялық қасиеттерін анықтайды. Пептидті тізбектегі аминқышқылдардың және гендер экзондарындағы триплеттер бір ізділігінің аралығында ұзындықтың сәйкестігі генетикалық кодтың коллинеарлығы деп белгіленеді.

Ақуыздың биосинтезі.

Даярлық кезеңдер. Трансляция кезінде амино-ацил-т-РНҚ қатысады, ал бос аминқышқылдар қатыспайды. Осы комплекстің пайда болуы аминқышқылдардың реакциялық қабылетін жоғарылатады және аминқышқылдар өзінің антикодонымен кездеседі.

Әрбір т-РНҚ молекуласы аминқышқылдарды бірнеше рет қолданушы ретінде ұстайды.

Рибосоманың функциональдық орталықтары.

Трансляция процессі белсенді рибосомаларды құрастырудан, яғни трансляция инициациясынан басталады. Рибосома суббірліктерінің түрлері және олардың үстірттерінің қосылуы күрделі. Жинақталған рибосоманың формасы жүрекке ұқсас болып келеді. Үлкен және кіші суббірліктер аралығында, байланысқан үстірттерде шұңқыр (қуыс) болады, пептидті байланыстың пайда болуын және м-РНҚ туралы рибосомалардың ауысушылығын катализдейтін орталықтар бар.

Прокариот және эукариот клеткаларының рибосомалары, құрылысы және қызметі жағынан ұқсас. Рибосомада екі өзекше (бороздки) бар. Бір өзекше өсуші полипептидті тізбекті ұстап тұрады, екіншісі –м-РНҚ. Рибосомада 2 орталық немесе бөлік бар.

1. Амино-ацильді (А-бөлік) бөлікте – аминқышқылын алып жүретін, амино-ацилді т-РНҚ орналасады.

2. Пептидильді (П-бөлік) бөлікте– пептидті байланыспен қосылған аминқышқылды тізбегімен т-РНҚ орналасады.

Рибосомада әрқашан 30 нуклеотидтер болады, бірақ тек қана екі т-РНҚ, м-РНҚ-ның жақын орналасқан екі кодонымен әрекеттеседі. Ақпаратты аминқышқылдар тіліне трансляциялау, м-РНҚ-да жасалған ақпараттарға сәйкес пептидті тізбектердің біртіндеп өсуінен тұрады.

Трансляциялау кезеңі 3 фазадан тұрады:

1. Инициация

2. Элонгация

3. Синтездің терминациясы