"Биология. Общие закономерности. 9 класс". С.Г. Мамонтова и др. (гдз)

Генетический код. Синтез белка

Вопрос 1.
Ассимиляция (анаболизм, или пластический обмен) — совокупность реакций биологического синтеза, в ходе которых из простых веществ, поступающих в клетку извне, образуются вещества клетки. Из них строится тело клеток, тканей и целых организмов. Некоторые из этих веществ в дальнейшем расщепляются, в результате чего выделяется энергия.

Вопрос 2.
Определенные сочетания нуклеотидов и последовательность их расположения в молекуле ДНК являются кодом, несущим информацию о структуре белка, или генетическим кодом.
Генетический код — это принцип организации молекул ДНК и РНК, который заключается в том, что последовательность нуклеотидов в этих нуклеиновых кислотах является информацией о порядке аминокислот в полипептидной цепи или последовательности нуклеотидов в молекулах РНК. Представьте себе обычный алфавит, напечатанный в начале любого словаря, — это код, которым можно записать любую информацию. Другим примером кода может служить ящик с типографским шрифтом, использовавшимся в прошлом веке для набора книг, газет и журналов. Букв в алфавите и типографском ящике может быть мало (в первом случае) или много (во втором случае), но их все равно не хватит для того, чтобы напечатать эту книгу. Поэтому буквы, а в данном случае нуклеотиды, — лишь символы, сочетания которых и являются той или иной информацией.
Генетический код разных организмов обладает некоторыми общими свойствами.
1. Триплетность. Значимой единицей структуры молекулы ДНК (РНК) является определенная последовательность трех следующих друг за другом нуклеотидов — триплета. Именно последовательность триплетов в молекуле ДНК или иРНК, определяет включение в полипептидную цепь той или иной аминокислоты в положенном месте.
2. Избыточность. Код включает всевозможные сочетания трех (из четырех) азотистых оснований. Таких сочетаний может 64 (Ф = 64), в то время как кодируется только 20 аминокислот. В результате некоторые аминокислоты кодируются несколькими триплетами. Иииример, аминокислоте аргинину могут соответствовать триплеты ГЦА, ГЦГ, ГЦТ, ГЦЦ и т. д. Эта избыточность кода имеет большое значение для повышения надежности передачи генетической информации. Понятно, что случайная замена третьего нуклеотида в этих триплетах никак не отразится на структуре синтезируемого белка.
3. Специфичность. Нет случаев, когда один и тот же триплет соответствовал бы более чем одной аминокислоте.
4. Универсальность. Код универсален для всех живых организмов — от бактерий до млекопитающих.
5. Дискретность. Кодовые триплеты никогда не перекрываются, т. е. транслируются всегда целиком. При считывании информации с молекулы ДНК невозможно использование азотистого основания одного триплета в комбинации с основаниями другого триплета.
6. Регуляторы генетического кода.    В длинной молекуле ДНК, состоящей из миллионов нуклеотидных пар, записана информация о последовательности аминокислот в сотнях различных белков. Понятно, что информация о первичной структуре индивидуальных белков должна как-то разграничиваться. Действительно, существуют триплеты, функцией которых является инициация синтеза полинуклеотидной цепочки иРНК: инициаторы и триплеты, которые прекращают синтез, — терминаторы. Следовательно, указанные триплеты служат «знаками препинания» генетического кода.

Вопрос 3.
Комплементарность (лат. Complementum – дополнение, средство пополнения) – взаимное соответствие в химическом строение взаимодействующих молекул. Комплементарные структуры подходят друг к другу как «ключ к замку». Например, аденин (А) комплементарен Тимину (Т) или урацилу (У), а гуанин (Г) – цитозину (Ц). между аденином и тимином возникают две водородные связи, между гуанином и цитозином – три.

Вопрос 4.
Транскрипция (от лат. «транскрипцио» — переписывание информации происходит путем синтеза на одной из цепей молекулы ДНК одноцепочечной молекулы РНК, последовательность нуклеотидов которой точно соответствует последовательности нуклеотидов матрицы — полинуклеотидной цепи ДНК. Так образуется информационная (иРНК), или матричная (мРНК), Синтез иРНК осуществляется с помощью специального фермента — РНК-полимеразы. Та цепь ДНК с которой идет списывание называется кодогенной. Синтезированная РНК называется первичной или про -иРНК она имеет информативные участки (экзоны) и неинформативные (интроны).
Экзоны – это участки иРНК, которые несут информацию о структуре белка.
Интроны – это участки не несущие информации о структуре белка.
Пространственно данные процессы транскрипции локализованы в ядре клетки.

Вопрос 5.
Непосредственная сборка белковой молекулы происходит в цитоплазме. При этом молекула иРНК выходит в цитоплазму, где соединяется с одной или целой группой рибосом на мембранах эндоплазматической сети. Задачей рибосом является осуществление поочередного подбора тРНК несущих аминокислоты к кодону иРНК, находящемуся в активном центре рибосомы. После подбора к одному кодону рибосома «перескакивает» на другой и все начинается сначала. Так рибосома проходит триплет за триплетом (кодон за кодоном) от одного конца иРНК до другого, в результате чего образуется уникальная последовательность аминокислот (полипептид), закодированная в данной последовательности иРНК. Если по этой иРНК перемещаются несколько рибосом, то каждая из них образует одинаковые белковые молекулы. Сборка аминокислот идет до тех пор пока в рибосому не попадет один из трех кодонов: УАА, УГА, УАГ, не кодирующих аминокислоты.