Презентация "Синтез белков в клетке" 10 класс

• Синтез белков в клетке

Биосинтез

• Биосинтез белка ( от греч. bios – «жизнь», synthesis - «соединение») –

образование молекул белка в живых клетках с помощью ферментов и внутриклеточных структур

ДНК

рибосомы

РНК

Участники синтеза

энергия

ферменты

рибосома

?

и – РНК

АУГ – УАЦ – ГЦЦ – АГЦ ….

т – РНК

АТФ

Информация

• Информация о первичной структуре белка закодирована в молекуле ДНК в виде триплетов (кодонов)

Триплет (кодон) – участок из трех нуклеотидов в молекуле ДНК

Один триплет молекулы ДНК кодирует одну аминокислоту молекулы белка:

1 триплет 1 аминокислота

Ген

ДНК: АТГ – ГГЦ – ТГА – ГЦА – ТЦГ

тир

про

тре

арг

сер

Белок:

ген

ген

ДНК:

Белок:

Ген – участок молекулы ДНК, в котором закодирована информация о структуре одного белка: 1 ген 1 белок

Генетический код

Первое основание

Второе основание

У(А)

У(А)

Ц(Г)

Ц(Г)

Фен Фен Лей Лей

А(Т)

Сер Сер Сер Сер

Лей Лей Лей Лей

А(Т)

Про Про Про Про

Тир Тир — —

Г(Ц)

Третье основание

Г(Ц)

Иле Иле Иле Мет

Цис Цис — Три

Гис Гис Глн Глн

Тре Тре Тре Тре

Вал Вал Вал Вал

У(А) Ц(Г) А(Т) Г(Ц)

Арг Арг Арг Арг

Асн Асн Лиз Лиз

Ала Ала Ала Ала

У(А) Ц(Г) А(Т) Г(Ц)

Сер Сер Арг Арг

Асп Асп Глу Глу

У(А) Ц(Г) А(Т) Г(Ц)

Гли Гли Гли Гли

У(А) Ц(Г)

Генетический код

Генетический код – система записи генетической информации в молекуле ДНК о строении молекулы белка

• Генетическая информация записана только в одной (кодогенной) цепи ДНК

и-РНК

ДНК

Свойства генетического кода

Триплетность

Информация закодирована в виде триплетов

Однозначность

Один триплет может кодировать одну аминокислоту

Вырожденность (избыточность)

Для большинства аминокислот существует несколько триплетов

Свойства генетического кода

Неперекрываемость

Нуклеотид входит в состав только одного триплета

Прерывистость

Между генами имеются "знаки препинания"

Универсальность

Код одинаков для всех живых организмов

Свойства генетического кода

20 аминокислот

4 3 = 64 триплета

Стартовые и стоп-кодоны: УАГ, УГА, УАА – не кодируют аминокислоты и указывают на начало и конец синтеза молекулы белка

Этапы биосинтеза

ДНК находится в ядре, а синтез белка происходит в цитоплазме, поэтому существует посредник и-РНК, передающий информацию с ДНК на рибосомы

Этапы биосинтеза

ДНК

Транскрипция

и-РНК

Трансляция

белок

I этап - транскрипция

ген

Цепи ДНК в области активного гена освобождаются от гистонов, водородные связи разрываются и цепи ДНК расходятся

• Транскрипция происходит только с кодогенной цепи ДНК

I этап - транскрипция

Транскрипция («списывание») – процесс считывания информации о первичной структуре белка с молекулы ДНК молекулой и-РНК (синтез молекулы и-РНК на основе молекулы ДНК)

• Во время транскрипции происходит перенос генетической информации с молекулы ДНК на и-РНК

I этап - транскрипция

• Транскрипция происходит с помощью фермента ДНК-полимеразы по принципу комплементарности

I этап - транскрипция

ДНК: АЦЦ–АТА–ГТЦ –ЦАА – ГГА

УГГ –

и-РНК:

ЦЦУ

УАУ –

ЦАГ –

ГУУ –

Реакции, в которых одна молекула полимера служит матрицей (основой) для синтеза другой молекулы, называются реакциями матричного типа

• ДНК служит матрицей для синтеза и-РНК

I этап - транскрипция

и-РНК переносит информацию из ядра на рибосомы и становится матричной РНК (м-РНК)

м – РНК

II этап - трансляция

Трансляция – перевод нуклеотидной последовательности с и-РНК на аминокислотную последовательность и сборка молекулы белка на рибосомах

аминокислоты

* В трансляции принимают участие молекулы т-РНК, все виды РНК, рибосомы, аминокислоты

т-РНК

и-РНК

рибосома

"Трилистник" т-РНК

* Состоит из 75 нуклеотидов и имеет вид "клеверного листа"

и-РНК

"Трилистник" т-РНК

Кодовый триплет (антикодон)

ГУЦ

Антикодон т-РНК комплементарен триплету на и–РНК

* Существует 61 тип т-РНК с разными антикодонами

вал

Акцепторный конец –

присоединяет аминокислоту

Стадии трансляции

1. Инициация – начало биосинтеза

Малая субъединица рибосомы нанизывается на м-РНК и скользит до точки инициации (начала) биосинтеза – это стартовый кодон АУГ

• Данный кодон соответствует  – метиониновой т-РНК, которая связывается со стартовым кодоном с помощью водородных связей

Стадии трансляции

м – РНК:

АУГ ААГ ЦГУ ГГЦ

Затем происходит присоединение большой субъединицы рибосомы

* Целостная рибосома, несет два активных триплета – функциональный центр

Функциональный центр рибосомы – ФЦР

(два триплета)

А аминокислотный центр

центр узнавания аминокислоты

Р

пептидный центр

центр присоединения аминокислоты

Стадии трансляции

2. Элонгация - сборка молекулы белка

м – РНК:

АУГ – ААГ – ЦГУ – ГГЦ …

Стадии трансляции

3. Терминация – окончание биосинтеза

• На стоп-кодонах синтез полипептида прекращается
• Рибосома вновь разделяется на субъединицы

Стадии трансляции

Полисома – молекула и-РНК, на которой находятся несколько рибосом, синтезирующих одинаковые белки

Роль участников синтеза белков

* Содержит информацию о первичной структуре белка * Служит матрицей для синтеза и-РНК

ДНК

* Переносит информацию о структуре белка из ядра на рибосомы

* Служит матрицей для синтеза белка

и-РНК

Роль участников синтеза белков

* С помощью ферментов присоединяет аминокислоту и транспортирует ее на рибосомы

т-РНК

рибосома

* Осуществляет сборку молекулы белка

* Катализируют процессы биосинтеза

ферменты

Роль участников синтеза белков

аминокислоты

АТФ

* Служат строительным материалом для молекулы белка

* Обеспечивает энергией процессы биосинтеза белка

Задание

1. Фрагмент цепи ДНК имеет последовательность нуклеотидов

ГГГТГГЦГТЦАТ …

Определите последовательность нуклеотидов и-РНК, антикодоны т-РНК и последовательность аминокислот во фрагменте полипептида, используя таблицу генетического кода

Решение

ДНК: ГГГ – ТГГ – ЦГТ – ЦАТ …

и-РНК: ЦЦЦ –

ГУА …

АЦЦ –

ГЦА –

т-РНК:

ГГГ,

УГГ,

ЦГУ,

ЦАУ…

Белок:

про –

тре –

ала –

вал…

2. Установите соответствие:

ЭТАПЫ: 1) транскрипция

2) трансляция

ХАРАКТЕРИСТИКА:

А) процесс протекает в ядре

Б) осуществляется в цитоплазме

В) по принципу комплементарности на ДНК синтезируется и-РНК

Г) благодаря действию ферментов участок ДНК раскручивается

Д) аминокислоты к месту сборки белка доставляют т-РНК

Е) рибосома скользит по и-РНК как по матрице

А

Б

В

Г

Д

Е

биосинтез 2 . http://yandex.ru / по биологии.РФ учебные материалы Биология: учебное пособие/ А. С. Маклакова, С. Е. Жуйкова. – М. : Дрофа, 2008. – 190, [2] с. : ил. – (Выпускной вступительный экзамен) ЕГЭ. Биология: типовые экзаменационные варианты : 30 вариантов / под. Редакцией Г. С. Калиновой. – М. : Издательство «Национальное образование», 2015. – 320 с. : ил. – (ЕГЭ. ФИПИ – школе) " width="640"

Используемые источники:

1. http://yandex.ru/images биосинтез

2 . http://yandex.ru / по биологии.РФ учебные материалы

• Биология: учебное пособие/ А. С. Маклакова, С. Е. Жуйкова. – М. : Дрофа, 2008. – 190, [2] с. : ил. – (Выпускной вступительный экзамен)
• ЕГЭ. Биология: типовые экзаменационные варианты : 30 вариантов / под. Редакцией Г. С. Калиновой. – М. : Издательство «Национальное образование», 2015. – 320 с. : ил. – (ЕГЭ. ФИПИ – школе)