Підручник Біологія 9 клас - О. А. Андерсон - Школяр 2017

Тема 4 ЗБЕРЕЖЕННЯ ТА РЕАЛІЗАЦІЯ СПАДКОВОЇ ІНФОРМАЦІЇ

§ 20. Генетичний код

Згадаємо!

Яка будова молекул білків та нуклеїнових кислот?

Молекули РНК, синтезовані на матриці ДНК, можуть виконувати самостійні функції (тРНК, рРНК), але більшість з них слугує переносником інформації про структуру білків (мРНК). Із механізмом синтезу білків ви ознайомитеся в наступному параграфі, а в цьому розглянемо загальні правила, за якими він відбувається.

Ви пам’ятаєте, що мономерами нуклеїнових кислот є нуклеотиди, а білки складаються з амінокислот. Отже, інформація про амінокислотну послідовність білків, тобто їхню первинну структуру, закодована в послідовності нуклеотидів молекул мРНК. А значить, синтез білкової молекули має відбуватися за правилом перетворення «нуклеотидної» інформації на «амінокислотну». Таким правилом є генетичний код.

! Генетичний код - система запису послідовності амінокислотних залишків білкових молекул за допомогою послідовності нуклеотидів молекул РНК. Для генетичного коду (схема 7) характерні певні властивості.

1. Інформація з РНК зчитується порціями з трьох нуклеотидів. Послідовність із трьох нуклеотидів називається триплетом, або кодоном. Якщо уявити нуклеотиди як літери (їх є чотири - А, У, Г, Ц), то триплети - це слова, що складаються з цих літер. Триплети кодують 20 білкових амінокислот і три спеціальні стоп-послідовності, що означають закінчення кодованого білка.

Схема 7

СХЕМА ГЕНЕТИЧНОГО КОДУ

Для встановлення значення певного триплету потрібно, рухаючись із середини схеми, вибрати послідовно перший, другий та третій нуклеотиди. Ви отримаєте назву кодованої амінокислоти або стоп-кодону.

?! Визначте, яку амінокислоту кодують триплети ЦЦЦ, ГЦА, УЦУ

2. Інформація зчитується безперервно. Кожен наступний триплет починається відразу за попереднім (рис. 73). Триплети не перекриваються й не накладаються один на одного. Жоден нуклеотид не може водночас бути складовою двох триплетів. Наприклад, ділянка РНК з послідовністю А У Г Г А Ц Ц Ц А буде розділена на три триплети лише так: АУГ - ГАЦ - ЦЦА.

3. Генетичний код є однозначним. Кожен триплет відповідає лише одній амінокислоті (або є стоп-кодоном). Не може той самий триплет у клітині кодувати дві різні амінокислоти (див. рис. 73).

4. Генетичний код є надлишковим. Існують чотири типи РНК-нуклеотидів (А, У, Г, Ц), а триплет є комбінацією з трьох нуклеотидів. Відповідно всього може бути 4 ∙ 4 ∙ 4 = 64 різних послідовностей з трьох зазначених літер. Отже, у такий спосіб можна закодувати не більш ніж 64 одиниці інформації. Проте до складу білків входять лише 20 різних амінокислот і 3 стоп-кодони. «Беззмістовних» триплетів не існує, а тому деякі амінокислоти закодовано більш ніж одним кодоном. Можна пересвідчитися, що амінокислота триптофан кодується лише одним триплетом, натомість аргінін - аж шістьма (див. схему 7). Надлишковість надає коду певної стійкості до змін, тобто мутацій. У деяких випадках заміна одного нуклеотиду на інший не призведе до зміни амінокислоти, а отже, і структури синтезованого білка (спробуйте знайти варіанти таких замін за допомогою схеми генетичного коду).

5. Генетичний код є універсальним. Відповідність послідовностей триплетів та амінокислот є однаковою в усіх клітинах усіх організмів і навіть неклітинних форм життя (вірусів). З цього правила є кілька винятків: дещо змінений генетичний код мітохондрій, хлоропластів, деяких найпростіших і бактерій. Проте генетичний код є універсальним правилом кодування структури білків більшістю генів.

Рис. 73. Принцип дії генетичного коду

1 - транскрипція; 2 - синтез білкової молекули.

Послідовність матричного ланцюга ДНК позначено коричневим кольором, комплементарний йому ланцюг - сірим, послідовність мРНК - червоним. Показано відповідність кожного триплету кодованій амінокислоті (див. схему 7).

?! Визначте триплети молекули мРНК, якими кодуються амінокислоти валін, пролін.

ПОВТОРІТЬ, ПОМІРКУЙТЕ

1. Що таке генетичний код?

2. Поясніть властивості генетичного коду.

3. Як користуватися схемою генетичного коду?

4. Про що свідчить універсальність генетичного коду?





Відвідайте наш новий сайт - Матеріали для Нової української школи - планування, розробки уроків, дидактичні та методичні матеріали, підручники та зошити