ЗАНЯТТЯ 6
БУДОВА ГЕНА ПРО – І ЕУКАРІОТ. ГЕНИ СТРУКТУРНІ, РЕГУЛЯТОРНІ. Процеси реалізації генетичної інформації
1.1. Значення теми : молекулярно-біологічні уявлення про будову та функціонування генів дозволяють майбутнім лікарям глибше зрозуміти процеси нормальної життєдіяльності людини, механізми спадкової патології (на молекулярному рівні), перспективи генної інженерії та біотехнології.
1.2. Цілі заняття.Загальна- знати принципи будови гена про- та еукаріотів, функціональні характеристики гена, екзонно-інтронну організацію геному еукаріотів, а також генетичний код та його властивості.
1.3. Конкретні цілі.Вміти:
1.3.1. Оперувати поняттями молекулярної біології про структуру та функції генів.
1.3.2. Пояснювати основні властивості генетичного коду та вирішувати відповідні завдання.
Основні теоретичні відомості
За сучасними уявленнями ген – ділянка молекули ДНК, що містить інформацію про синтез одного поліпептиду. Розрізняють гени – структурні, які кодують певні білки та регуляторні – спрямовують діяльність структурних генів.
Послідовність амінокислот у білку визначається послідовністю нуклеотидів у молекулі ДНК, його генетичним кодом. Т. о., спадкова інформація на ДНК записана за допомогою генетичної води.
Кодмає такі основні властивості:
1. Триплетність- одну амінокислоту кодують три нуклеотади.
2. Виродженість(надмірність) - одну амінокислоту кодують від двох до чотирьох триплетів. Усього є 64 триплети: 61 триплет несе інформацію про амінокислоти, а 3 стоп-кодони позначають закінчення синтезу поліпептидного ланцюга.
3. Неперекриваність- Нуклеотид одного триплету не може входити до складу сусіднього триплету.
4. Універсальність- код єдиний всім живих організмів (синтез білка).
Генетичний код і-РНК
Організаційна структурапрактичного заняття
Перевірка вихідного рівня знань із тестів вихідного контролю
1. Що таке ген?
а) ген – одиниця спадковості;
б) ген - ділянка молекули ЛНК, що містить інформацію про синтез одного поліпептиду;
в) ген – спадковий фактор, який відповідає за синтез певного білка.
2. У чому виражається дозування дії гена?
а) у можливості визначати можливість розвитку кількох ознак залежно від дози аллеля;
б) як гена забезпечувати різну вираженість ознаки;
в) у властивості гена призводити до зміни ступеня виразності
ознаки в залежності від кількості певного алелю у генотипі.
3. Що таке генетичний код?
а) триплет нуклеотидів
б) послідовність кількох амінокислот
в) спосіб символічного запису спадкової інформаціїу молекулах нуклеїнових кислот за допомогою триплетів нуклеотидів.
4. У чому виражається властивість триплетності генетичного коду?
а) у кодуванні трьох амінокислот одним нуклеотидом
б) у кодуванні однієї амінокислоти поєднанням із трьох сусідніх нуклеотидів
в) відповідно до однієї амінокислоти трьох сусідніх триплетів нуклеотидів.
5. У чому виражається властивість універсальності генетичного коду?
а) відповідно до певних триплетів ДНК певним амінокислотам.
б) у єдності коду для всіх організмів та вірусів
в) відповідно до декількох триплетів ДНК однієї і тієї ж амінокислоти
6. У чому виражається властивість виродженості генетичного коду?
а) у тому, що всі амінокислоти кодуються кількома триплетами
б) у тому, що більшість амінокислот кодується більш ніж одним триплетом
в) у тому, що той самий триплет нуклеотидів кодує кілька амінокислот
7. Що таке алелі?
а) пара генів, відповідальних за розвиток однієї й тієї ж ознаки в генотипі
б) гени, що контролюють прояв варіантів однієї ознаки
в) різні варіанти одного й того ж гена, що займають один і той же локус у гомологічних хромосомах і визначають можливість розвитку різних варіантів однієї й тієї ж ознаки.
1.4.2. Теоретичні питання, які необхідно засвоїти задля досягнення цілей заняття:
а) ген – структурно-функціональна одиниця спадковості.
б) гени: структурні, регуляторні;
в) будова генів у прокаріотів та еукаріотів. г) екзонно-інтронна організація геному.
д) генетичний код та його властивості
Подібна інформація.
Вкажіть правильні варіантивідповідей:
1. Яка властивість генетичного коду називається триплетністю?
2. Яка властивість генетичного коду називається специфічністю (однозначністю)?
Одну амінокислоту кодують три нуклеотиди.
Один кодон завжди кодує одну амінокислоту.
Одну амінокислоту можуть кодувати до шести кодонів.
У всіх організмів Землі однаковий генетичний код.
3. Що таке транскрипція?
Подвоєння ДНК.
Синтез іРНК на ДНК.
4. На яких органоїдах відбувається утворення білка?
Ядро 2.Рібосоми 3.ЕПС 4.Лізосоми
5. Що закодовано на ДНК?
Білки2.Полісахариди 3.рРНК 4.тРНК
6. Як називається синтез поліпептидного ланцюга на матриці іРНК?
Реплікація.
Трансляція.
Транскрипція.
Фотосинтез
7. Скільки нуклеотидів і-РНК знаходиться у функціональному центрі рибосоми (у місці приєднання транспортних рибонуклеїнових кислот)?
3 нуклеотиди.
6 нуклеотидів.
9 нуклеотидів.
12 нуклеотидів.
8. Переносять генетичну інформацію з ядра в цитоплазму
1.ДНК
2.і-РНК
3.р-РНК
4.т-РНК
Дайте визначення поняттям:
Кодон
ПолісомаВкажіть правильні варіанти відповідей:
1. Яка властивість генетичного коду називається виродженістю (надмірністю)?
Одну амінокислоту кодують три нуклеотиди.
Один кодон завжди кодує одну амінокислоту.
Одну амінокислоту можуть кодувати до шести кодонів.
У всіх організмів Землі однаковий генетичний код.
2. Яка властивість генетичного коду називається універсальністю?
Одну амінокислоту кодують три нуклеотиди.
Один кодон завжди кодує одну амінокислоту.
Одну амінокислоту можуть кодувати до шести кодонів.
У всіх організмів Землі однаковий генетичний код.
3. Що таке трансляція?
Подвоєння ДНК.
Синтез іРНК на ДНК.
Синтез поліпептидного ланцюжка на іРНК.
Синтез іРНК, потім синтез на ній поліпептидного ланцюжка.
4. Які органоїди клітин містять ДНК, на яких відбувається утворення іРНК?
1.Ядро 2.Рібосоми 3.ЕПС 4.Лізосоми
5. Що є матрицею (вихідною нуклеїновою кислотою) при транскрипції?
ланцюг ДНК 2.т-РНК 3.іРНК 4.р-РНК
6. Які реакції є реакціями матричного синтезу поліпептидів?
ПолісомаТрансляція.
Фотосинтез
Енергетичний обмін.
7. Скільки відомо різних видівтРНК?
20 різних видів, стільки ж, скільки й амінокислот.
Один вид, який транспортує усі 20 видів амінокислот.
61 вид тРНК, стільки ж, скільки кодових триплетів.
Більше 40, оскільки з одним кодоном можуть з'єднатися кілька антикодонів різних тРНК, останній нуклеотид антикодоні не завжди важливий.
8.Переносять амінокислоти
1.ДНК
2.і-РНК
3.р-РНК
4.т-РНК
Дайте визначення поняттям:
Антикодон
Пропрацювавши ці теми, Ви повинні вміти:
Алгоритм розв'язання задач.
Тип 1. Самокопіювання ДНК.
Один із ланцюжків ДНК має таку послідовність нуклеотидів:
АГТАЦЦГАТАЦТЦГАТТТАЦГ...
Яку послідовність нуклеотидів має другий ланцюжок тієї ж молекули?
Щоб написати послідовність нуклеотидів другого ланцюжка молекули ДНК, коли відома послідовність першого ланцюжка, достатньо замінити тимін на аденін, аденін на тимін, гуанін-цитозин і цитозин на гуанін. Зробивши таку заміну, отримуємо послідовність:
ТАЦТГГЦТАТГАГЦТАААТГ...
Тип 2. Кодування білків.
Ланцюжок амінокислот білка рибонуклеази має наступний початок: лізин-глутамін-треонін-аланін-аланін-аланін-лізин...
З якої послідовності нуклеотидів починається ген, який відповідає цьому білку?
І тому слід скористатися таблицею генетичного коду. Для кожної амінокислоти знаходимо кодове позначення у вигляді відповідної трійки нуклеотидів і виписуємо його. Маючи в своєму розпорядженні ці трійки один за одним у такому ж порядку, в якому йдуть відповідні їм амінокислоти, отримуємо формулу будови ділянки інформаційної РНК. Як правило таких трійок кілька, вибір робиться за Вашим рішенням (але береться тільки одна з трійок). Рішень відповідно може бути кілька.
АААЦАААЦУГЦГГЦУГЦГААГ
З якої послідовності амінокислот починається білок, якщо він закодований такою послідовністю нуклеотидів:
АЦГЦЦЦАТГГЦЦГГТ...
За принципом комплементарності знаходимо будову ділянки інформаційної РНК, що утворюється на даному відрізку молекули ДНК:
УГЦГГГУАЦЦГГЦЦА...
Потім звертаємося до таблиці генетичного коду і для кожної трійки нуклеотидів, починаючи з першої, знаходимо та виписуємо відповідну їй амінокислоту:
Цистеїн-гліцин-тирозин-аргінін-пролін-...
Іванова Т.В., Калінова Г.С., М'ягкова О.М. "Спільна біологія". Москва, "Освіта", 2000
