Использование
генетической информации в процессах
жизнедеятельности. Роль РНК в реализации наследственной информацииСтраница 1
Наследственная информация, записанная с помощью генетического кода, хранится в молекулах ДНК и размножается для того, чтобы обеспечить вновь образуемые клетки необходимыми "инструкциями" для их нормального развития и функционирования. Вместе с тем непосредственного участия в жизнеобеспечении клеток ДНК не принимает. Роль посредника, функцией которого является перевод наследственной информации, сохраняемой в ДНК, в рабочую форму, играют рибонуклеиновые кислоты - РНК.
В отличие от молекул ДНК рибонуклеиновые кислоты представлены одной полинуклеотидной цепью, которая состоит из четырех разновидностей нуклеотидов, содержащих сахар, рибозу, фосфат и одно из четырех азотистых оснований - аденин, гуанин, урацил или цитозин. РНК синтезируется на молекулах ДНК при помощи ферментов РНК-полимераз с соблюдением принципа комплементарности и антипараллельности, причем аденину ДНК в РНК комплементарен урацил. Все многообразие РНК, действующих в клетке, можно разделить на три основных вида: мРНК, тРНК, рРНК.
Матричная, или информационная, РНК (мРНК, или иРНК). Транскрипция. Для того чтобы синтезировать белки с заданными свойствами, к месту их построения поступает "инструкция" о порядке включения аминокислот в пептидную цепь. Эта инструкция заключена в нуклеотидной последовательности матричных, или информационных РНК (мРНК, иРНК), синтезируемых на соответствующих участках ДНК. Процесс синтеза мРНК называют транскрипцией.
Синтез мРНК начинается с обнаружения РНК-полимеразой особого участка в молекуле ДНК, который указывает место начала транскрипции - промотора. После присоединения к промотору РНК-полимераза раскручивает прилежащий виток спирали ДНК. Две цепи ДНК в этом месте расходятся, и на одной из них фермент осуществляет синтез мРНК. Сборка рибонуклеотидов в цепь происходит с соблюдением их комплементарности нуклеотидам ДНК, а также антипараллельно по отношению к матричной цепи ДНК. В связи с тем, что РНК-полимераза способна собирать полинуклеотид лишь от 5'-конца к 3'-концу, матрицей для транскрипции может служить только одна из двух цепей ДНК, а именно та, которая обращена к ферменту своим 3'-концом (3' → 5'). Такую цепь называют кодогенной (рис.3.24). Антипараллельность соединения двух полинуклеотидных цепей в молекуле ДНК позволяет РНК-полимеразе правильно выбрать матрицу для синтеза мРНК.
Продвигаясь вдоль кодогенной цепи ДНК, РНК-полимераза осуществляет постепенное точное переписывание информации до тех пор, пока она не встречает специфическую нуклеотидную последовательность - терминатор транскрипции. В этом участке РНК-полимераза отделяется как от матрицы ДНК, так и от вновь синтезированной мРНК (рис.25). Фрагмент молекулы ДНК, включающий промотор, транскрибируемую последовательность и терминатор, образует единицу транскрипции - транскриптон.
В процессе синтеза, по мере продвижения РНК-полимеразы вдоль молекулы ДНК, пройденные ею одноцепочечные участки ДНК вновь объединяются в двойную спираль. Образуемая в ходе транскрипции мРНК содержит точную копию информации, записанной в соответствующем участке ДНК. Тройки рядом стоящих нуклеотидов мРНК, шифрующие аминокислоты, называют кодонами. Последовательность кодонов мРНК шифрует последовательность аминокислот в пептидной цепи. Кодонам мРНК соответствуют определенные аминокислоты (табл.1).
Таблица 1. Генетический код мРНК (подчеркнуты кодоны-терминаторы). Второй нуклеотид
|
У |
Ц |
А |
Г | ||||||||
|
П Е Р В Ы Й Н У К Л Е О Т И Д |
У |
УУУ УУЦ УУФ УУГ |
Фен Лей |
УЦУ УЦЦ УЦА УЦГ |
Сер |
УАУ УАЦ УАА УАГ |
Тир |
УГУ УГЦ УГА УГГ |
Цис Три |
У Ц А Г |
Т Р Е Т И Й Н У К Л Е О Т И Д |
|
Ц |
ЦУУ ЦУЦ ЦУА ЦУГ |
Лей |
ЦЦУ ЦЦЦ ЦЦА ЦЦГ |
Про |
ЦАУ ЦАЦ ЦАА ЦАГ |
Гис Глн |
ЦГУ ЦГЦ ЦГА ЦГГ |
Арг |
У Ц А Г | ||
|
А |
АУУ АУЦ АУА АУГ |
Иле Мет |
АЦУ АЦЦ АЦА АЦГ |
Тре |
ААУ ААЦ ААА ААГ |
Асн Лиз |
АГУ АГЦ АГА АГГ |
Сер Арг |
У Ц А Г | ||
|
Г |
ГУУ ГУЦ ГУА ГУГ |
Вал |
ГЦУ ГЦЦ ГЦА ГЦГ |
Ала |
ГАУ ГАЦ ГАА ГАГ |
Лея Глу |
ГГУ ГГЦ ГГА ГГГ |
Гли |
У Ц А Г | ||
Другие статьи:
Состав пчелиной семьи
Пчелиная семья – сложный организм, состоящий из десятков тысяч рабочих пчел, нескольких сот трутней и матки, связанных в единое целое обменом веществ. Благодаря такому сообществу пчелиная семья может собирать большое количество меда и цве ...
Хлор
С поваренной солью в организм человека поступает и хлор. Суточная потребность в нем составляет примерно 5 г. Физиологическое значение этого элемента связано с его участием в регуляции водно-солевого обмена и осмотического давления в тканя ...
Дигибридное скрещивание
Дигибридное скрещивание - скрещивание по двум парам признаков. Оно позволяет установить, как наследование одного признака влияет на характер наследования другого. В опыте Мендель изучал характер наследования окраски и формы семян гороха. ...