Scopul lecției: dezvoltarea unei înțelegeri a procesului de biosinteză a proteinelor Conținut: Partea teoretică: Partea teoretică: Introducere IntroducereIntroducere Cod genetic Cod genetic Cod genetic Cod genetic Transcriere TranscriereTranscriere Transfer ARN Transfer ARNTransfer ARNTransfer ARN Traducere Traducere Parte practică Parte practică Test de control Control test Control test EXIT

Introducere: Cel mai important proces de asimilare într-o celulă este sinteza proteinei sale inerente (un proces foarte consumator de energie care preia energie din ATP), (deoarece în procesul vieții toate proteinele sunt distruse mai devreme sau mai târziu, celula trebuie sintetizează continuu proteine ​​pentru a-și reface membranele, organitele etc., iar sinteza proteinelor este deosebit de intensă în celulele care au o funcție specifică - acestea sunt celule precum celulele glandei endocrine etc.) Cel mai important proces de asimilare într-o celulă este sinteza. a proteinei sale inerente (un proces foarte consumator de energie, care preia energie din ATP), (deoarece în procesul vieții toate proteinele sunt distruse mai devreme sau mai târziu, celula trebuie să sintetizeze continuu proteine ​​pentru a-și reface membranele, organelele etc., iar sinteza proteinelor este deosebit de intensă în celulele care au o funcție specifică - acestea sunt celule precum celulele glandelor endocrine etc.) asimilarea Varietatea funcțiilor proteinelor este determinată de structura lor primară.Și informația ereditară este conținută în secvența a nucleotidelor din molecula de ADN. Varietatea funcțiilor proteinelor este determinată de structura lor primară, iar informațiile ereditare sunt conținute în secvența nucleotidelor din molecula de ADN. structura primarăO informație ereditară este conținută în secvența de nucleotide dintr-o moleculă de ADN. structura primarăO informație ereditară este conținută în secvența de nucleotide dintr-o moleculă de ADN.

Cod genetic: Codul genetic este corespondența combinațiilor triplete de nucleotide ADN cu unul sau altul dintre cei 20 de aminoacizi care alcătuiesc proteinele; universal pentru toate organismele vii. Codul genetic este corespondența combinațiilor triplete de nucleotide ADN cu unul sau altul dintre cei 20 de aminoacizi care alcătuiesc proteinele; universal pentru toate organismele vii.ADN-ul triplet contine 4 baze azotate: adenina (A), guanina (G), timina (T), citozina (C). ADN-ul conține 4 baze azotate: adenină (A), guanină (G), timină (T), citozină (C). O proprietate foarte importantă a codului genetic - 1 triplet desemnează întotdeauna primul aminoacid unic.O proprietate foarte importantă a codului genetic - 1 triplet desemnează întotdeauna primul aminoacid unic.

TRANSCRIPȚIA: Primul pas în biosinteza proteinelor este transcripția. Prima etapă a biosintezei proteinelor este transcripția. Transcripția este rescrierea informațiilor dintr-o secvență de nucleotide ADN într-o secvență de nucleotide ARN. Transcripția este rescrierea informațiilor dintr-o secvență de nucleotide ADN într-o secvență de nucleotide ARN. Într-o anumită secțiune a ADN-ului, sub acțiunea enzimelor, proteinele histonelor sunt separate, legăturile de hidrogen sunt rupte și dubla helix ADN-ului se desfășoară. Unul dintre lanțuri devine șablonul pentru construirea ARNm. O secțiune de ADN dintr-un anumit loc începe să se desfacă sub acțiunea enzimelor. Matricea ADN G C A T G G A C G A T G G A C G A C T

A T G G A C G A C T U A C T U G C U G ARNm Legătura de hidrogen Legătura esterica Legăturile de hidrogen apar între bazele azotate ale ADN-ului și ARN, iar legăturile esterice se formează între nucleotidele ARN-ului mesager însuși. Apoi, pe baza matricei, sub actiunea enzimei ARN-POLIMERAZA, incepe asamblarea ARNm din nucleotide libere dupa principiul complementaritatii.

ARN DE TRANSFER: T.K. Proteinele conțin aproximativ 20 de aminoacizi și există același număr de tipuri de ARNt. T.K. Proteinele conțin aproximativ 20 de aminoacizi și există același număr de tipuri de ARNt. Structura tuturor ARNt-urilor este similară. Structura tuturor ARNt-urilor este similară. Servește pentru a efectua transferul reziduurilor de aminoacizi la ARN mesager

TRADUCEREA a doua etapă a biosintezei este translația. Translația este traducerea unei secvențe de nucleotide într-o secvență de aminoacizi proteic. În citoplasmă, aminoacizii, sub controlul strict al enzimelor aminoacil-ARNt sintetaze, se combină cu ARNt, formând aminoacil-ARNt. Acestea sunt reacții foarte specifice speciei: o anumită enzimă este capabilă să recunoască și să se lege doar de aminoacidul său de ARNt-ul corespunzător. ARNm AGU U C A U CA A G U a/k a/k a/k U U G A C U U G C

Apoi, ARNt-ul se deplasează la ARNm și se leagă complementar cu anticodonul său de codonul ARNm. Al doilea codon se leagă apoi la un al doilea complex aminoacil-ARNt care conține anticodonul său specific. Un anticodon este un triplet de nucleotide aflat în vârful unui ARNt. Un codon este un triplet de nucleotide pe ARNm. ARNm AGU U C A U C A A G U a/ k a/k U U G A C U U G C Legături de hidrogen între nucleotidele complementare

După ce doi ARNt sunt atașați la ARNm, se formează o legătură peptidică între aminoacizi sub acțiunea unei enzime; primul aminoacid se deplasează la al doilea ARNt, iar primul ARNt eliberat pleacă. După aceasta, ribozomul se mișcă de-a lungul firului pentru a plasa următorul codon pe locul de lucru. ARNm AGU U C A U C A A G U a/k a/k U U G A C U U G C Legătură peptidică a/k

Această citire secvențială a „textului” conținut în ARNm de către ribozom continuă până când procesul ajunge la unul dintre codonii stop (codoni terminali). Astfel de tripleți sunt tripleți UAA, UAG, UGA. O singură moleculă de ARNm poate conține instrucțiuni pentru sinteza mai multor catene polipeptidice. În plus, majoritatea moleculelor de ARNm sunt traduse în proteine ​​de multe ori, deoarece mulți ribozomi sunt de obicei atașați la o moleculă de ARNm. ARNm pe proteina ribozomilor În cele din urmă, enzimele descompun această moleculă de ARNm, descompunând-o în nucleotide individuale.

Testul de control 1. Matricea pentru sinteza unei molecule de ARNm în timpul transcripției este: a) întreaga moleculă de ADN b) complet unul dintre lanțurile moleculei de ADN c) o secțiune a unuia dintre lanțurile de ADN d) în unele cazuri unul a lanțurilor moleculei de ADN, în altele întreaga moleculă de ADN . molecula de ADN. 2. Transcrierea are loc: a) în nucleu b) pe ribozomi c) în citoplasmă d) pe canalele RE netede 3. Secvența de nucleotide din anticodonul ARNt este strict complementară: complementară cu: a) codificarea tripletului proteina b) aminoacidul la care este asociat acest ARNt c) secvențele de nucleotide ale genei d) codonul ARNm care realizează translația

4. Translația într-o celulă se realizează: a) în nucleu b) pe ribozomi c) în citoplasmă d) pe canalele RE netede 5. În timpul translației, matricea de asamblare a lanțului polipeptidic al unei proteine ​​este: a ) ambele lanțuri de ADN b) unul dintre lanțurile moleculei ADN c) o moleculă de ARNm d) în unele cazuri unul dintre lanțurile ADN, în altele – o moleculă de ARNm 6. În timpul biosintezei proteinelor într-o celulă, energia ATP: a) se consumă b) se depozitează c) nu se consumă și nu se eliberează d) în unele etape de sinteză se consumă , pe altele – iese în evidență 7. Eliminați lucrurile inutile: ribozomi, ARNt, ARNm, aminoacizi, ADN. 8. O regiune a unei molecule de ARNt formată din trei nucleotide care se leagă complementar la o anumită regiune a ARNm conform principiului legării la o anumită regiune a ARNm conform principiului complementarității se numește... complementaritatea se numește...

9. O secțiune a moleculei de ADN la care este conectată o proteină represoare specială, care reglează transcripția genelor individuale, --... un represor, care reglează transcripția genelor individuale, --... 10. secvența bazelor azotate dintr-o moleculă de ADN 10. Secvența bazelor azotate dintr-o moleculă de ADN este următoarea: ATTAACGCTAT. Care va fi secvența: ATTAACGCTAT. Care va fi secvența bazelor azotate din ARNm? baze azotate din ARNm? a) TAATTGTGATA b) GCCGTTATTGTS c) UAAUCCGUTUT d) UAAUUGCGAUA

1-bgd 2-agbvd 3-vabdg 4- 2,4,7

1. Selectați trei proprietăți denumite corect ale codului genetic. A) Codul este caracteristic doar celulelor eucariote și bacteriilor B) Codul este universal pentru celulele eucariote, bacterii și viruși B) Un triplet codifică secvența de aminoacizi dintr-o moleculă de proteine ​​D) Codul este degenerat, astfel încât aminoacizii pot fi codificat de mai mulți codoni E) Codul este redundant. Poate codifica mai mult de 20 de aminoacizi E) Codul este tipic doar pentru celulele eucariote 2. Construiți secvența reacțiilor de biosinteză a proteinelor. A) Îndepărtarea informațiilor din ADN B) Recunoașterea de către anticodon a ARNt a codonului său pe ARNm C) Scindarea unui aminoacid din ARNt D) Intrarea ARNm pe ribozomi E) Atașarea unui aminoacid la un lanț proteic folosind o enzimă 3. Construiți o succesiune de reacții de translație. A) Atașarea unui aminoacid la ARNt B) Începutul sintezei unui lanț polipeptidic pe ribozom C) Atașarea ARNm la ribozom D) Sfârșitul sintezei proteinelor E) Alungirea lanțului polipeptidic 4. Găsiți erori în datele date text. 1. Informația genetică este conținută în secvența de nucleotide din moleculele de acid nucleic. 2. Este transferat de la ARNm la ADN. 3. Codul genetic este scris în „limbajul ARN”. 4. Codul este format din patru nucleotide. 5. Aproape fiecare aminoacid este criptat de mai mult de un codon. 6. Fiecare codon codifică doar un aminoacid. 7. Fiecare organism viu are propriul cod genetic.

Slide 2

Funcțiile proteinelor

1. Veverițe
2. enzime
3. transport
4. circulaţie
5. hormoni
6. anticorpi
7. constructie

Funcția de construcție.

Funcția enzimatică.

Funcția hormonală.

Funcție de protecție.

Funcția de transport.

Funcția energetică.

Funcțiile proteinelor

BIOSINTEZA PROTEINELOR

Descoperitori ai biosintezei proteinelor

Transcriere

Difuzare

1 tobogan

Principalele etape ale transferului de informații genetice: Sinteza pe ADN ca matrice a i-ARN (transcripție) și sinteza în ribozomi a unui lanț polipeptidic conform programului conținut în i-ARN (traducere) sunt universale pentru toate ființele vii. Cu toate acestea, relațiile temporale și spațiale ale acestor procese diferă între pro- și eucariote.

2 tobogan

Apoi, din nou în citoplasmă, aminoacidul dorit se poate alătura acestuia și din nou îl poate transfera în ribozom. În procesul de sinteză a proteinelor, nu unul, ci mai mulți ribozomi - poliribozomi - sunt implicați simultan.

3 slide

ARN de transfer cu aminoacidul său se apropie de un codon specific al ARNm și se conectează cu acesta; un alt t-ARN cu un aminoacid diferit este adăugat la următoarea secțiune adiacentă a i-ARN și așa mai departe, până când întregul lanț de i-ARN este citit și până când toți aminoacizii sunt redusi în ordinea corespunzătoare, formând un molecula proteica. Și ARNt, care a livrat aminoacidul într-o anumită parte a lanțului polipeptidic, este eliberat din aminoacidul său și iese din ribozom.

4 slide

5 slide

Crearea unei teorii matrice a biosintezei proteinelor și descifrarea codului de aminoacizi este cea mai mare realizare științifică a secolului al XX-lea, cel mai important pas către elucidarea mecanismului molecular al eredității.

6 slide

Teoria prezentată a biosintezei proteinelor se numește teoria matricei. Această teorie se numește matrice deoarece acizii nucleici joacă rolul de matrice în care se înregistrează toate informațiile referitoare la succesiunea resturilor de aminoacizi dintr-o moleculă de proteină.

7 slide

Recent, au fost obținute imagini microscopice electronice care arată cum pe matricea ADN bacteriană, în acele zone în care moleculele de ARN polimerază (o enzimă care catalizează transcripția ADN-ului în ARN) sunt atașate de ADN, are loc sinteza moleculelor de ARNm. . Catenele de ARNm, situate perpendicular pe molecula liniară de ADN, se deplasează de-a lungul matricei și cresc în lungime. Pe măsură ce catenele de ARN se lungesc, ribozomii li se alătură, care, la rândul lor, se deplasează de-a lungul catenei de ARN către ADN și conduc la sinteza proteinelor. Diagramele moderne care ilustrează activitatea genelor sunt construite pe baza unei analize logice a datelor experimentale obținute prin metode biochimice și genetice. Utilizarea unor metode subtile de microscopie electronică permite să vedem literalmente activitatea aparatului ereditar al celulei.

8 slide

ARN-urile sunt apoi transportate în citoplasmă la locul sintezei proteinelor – ribozomi. Abia după aceasta începe următoarea etapă - difuzarea. În bacterii, a căror substanță nucleară nu este separată de citoplasmă printr-o membrană, transcripția și translația au loc simultan.

Slide 9

La organismele cu nucleu real (animale, plante), transcripția și translația sunt strict separate în spațiu și timp: sinteza diferitelor ARN-uri are loc în nucleu, după care moleculele de ARN trebuie să părăsească nucleul, trecând prin membrana nucleară.

10 diapozitive

Acizii nucleici fac parte din cel mai important organ al celulei - nucleul, precum și citoplasma, ribozomii, mitocondriile etc. Acizii nucleici joacă un rol important, primar în ereditatea, variabilitatea organismului și în sinteza proteinelor.

11 diapozitiv

Rolul principal al proteinelor în fenomenele vieții este asociat cu bogăția și diversitatea funcțiilor lor chimice, cu capacitatea excepțională de a diverse transformări și interacțiuni cu alte substanțe simple și complexe care alcătuiesc citoplasma.

12 slide

Slide 13

În metabolismul organismului, rolul principal revine proteinelor și acizilor nucleici. Substanțele proteice formează baza tuturor structurilor vitale ale celulei; ele fac parte din citoplasmă. Proteinele au reactivitate neobișnuit de mare. Sunt înzestrați cu funcții catalitice, adică sunt enzime, prin urmare proteinele determină direcția, viteza și coordonarea și conjugarea strânsă a tuturor reacțiilor metabolice.

Slide 14

Molecula de ARN mesager intră în ribozom și, parcă, îl coase. Acel segment al acestuia care se află în prezent în ribozom, definit de un codon (triplet), interacționează destul de specific cu un triplet care este similar structural cu acesta (anticodon) în ARN-ul de transfer, care a adus aminoacidul în ribozom.

15 slide

Influența direcțională a ADN-ului asupra sintezei proteinelor nu se realizează direct, ci cu ajutorul unui intermediar special, acea formă de ARN, care se numește mesager sau ARN mesager (m-ARN sau i-ARN). ARN-ul mesager este sintetizat în nucleu sub influența ADN-ului, astfel încât compoziția sa reflectă compoziția ADN-ului. Molecula de ARN este ca o turnare a formei de ADN. ARNm-ul sintetizat intră în ribozom și, parcă, transmite acestei structuri un plan - în ce ordine aminoacizii activați care intră în ribozom ar trebui să fie conectați între ei pentru ca o anumită proteină să fie sintetizată. În caz contrar, informația genetică codificată în ADN este transferată la ARNm și apoi la proteine

16 slide

Apare întrebarea: ce determină ordinea de legare a aminoacizilor individuali între ei? La urma urmei, această ordine determină ce proteină va fi sintetizată în ribozom, deoarece specificitatea sa depinde de ordinea aminoacizilor din proteină. Celula conține mai mult de 2000 de proteine ​​specifice cu structuri și proprietăți diferite. Simultan cu t-ARN-ul, pe care se „așează” aminoacidul său, ribozomul primește un „semnal” de la ADN, care este conținut în nucleu. În conformitate cu acest semnal, cutare sau cutare proteină, cutare sau cutare enzimă este sintetizată în ribozom (deoarece enzimele sunt proteine).

Slide 17

Ansamblu de proteine ​​Deci, diverși aminoacizi activați, conectați la t-ARN-urile lor, intră în ribozom. Ribozomul este ca un transportor pentru asamblarea unui lanț proteic din diverși aminoacizi care intră în el.