Реферат на тему:
В«Біохімічні основи спадковостіВ»
Зміст
1. Білки - будова та функції
2. Нуклеїнові кислоти
З. Транскрипція і трансляція
4. Генетичний код
5. Біосинтез білка в клітині
6. Ген - функціональна одиниця спадковості, його властивості.
7. Практичне застосування молекулярної генетики
1. Білки
Це полімери, що складаються з мономерів - амінокислот. В склад білків входить до 20 різних амінокислот. З'єднання з декількох амінокислот називають пептидами. Залежно від їх кількості Е білку бувають діпептіди, три-, тетра-, пента-чи поліпептиди (від 6-10 до 300-500 амінокислот). Молекулярна маса білків коливається від 5000 ДО декількох мільйонів. Білки відрізняються один від одного не тільки складом і числом амінокислот, але і послідовністю чергування їх у поліпептидного ланцюга.
Організація білкових молекул:
1) первинна структура - це поліпептидний ланцюг, тобто амінокислоти, з'єднані ковалентними пептидними зв'язками у вигляді ланцюга;
2) вторинна структура • - білкова нитка закручена у вигляді спіралі, підтримувана водневими зв'язками;
3) третинна структура - спіраль далі згортається, утворюючи глобулу (клубок) або фибриллу (лучок ниток), специфічну для кожного білка, підтримується водневими і бісульфітнимі зв'язками;
4) четвертинна cтруктypa - складається з декількох глобул; наприклад, гемоглобін, складається з 4-х глобул.
Функції білка різноманітні:
1) каталітична: білки-ферменти прискорюють біохімічні реакції організму;
2) будівельна: білки беруть участь в утворенні всіх клітинних мембран і органоїдів;
3) рухова: білки забезпечують скорочення м'язів, мерехтіння війок, білки-гістони, скорочуючись, утворюють хромосоми з хроматину;
4) захисна: антитіла гамма-гло6уліни - розпізнають чужорідні для організму речовини і сприяють їх знищенню;
5) транспортна: білки переносять різні сполуки (гемоглобін - Кисень, білки плазми-гормони, ліки і т.д.);
6) регуляторна: білки беруть участь в регуляції обміну речовин (Гормони росту, гормон-інсулін, статеві гормони, адреналін та ін);
7) енергетична - при розпаді 1 г білка до кінцевих продуктів виділяється 17,6 кДж. Енергії.
2. Нуклеїнові кислоти
До них відносяться ДНК - і РНК.
У 1953 р. Д. Уотсон і Ф. Крик відкрили структуру ДНК складається з двох ланцюгів, спірально закручених щодо один одного. Кожна ланцюг - полімер, мономерами якого є нуклеотиди. Кожен нуклеотид складається з цукру дезоксирибози, залишку фосфорної кислоти і одного з 4-х азотистих основ (аденін, гуанін, тимін, цитозин).
Цукор пов'язаний з фосфорною групою ковалентного зв'язком, а з азотистими підставами - водневим зв'язком.
Два ланцюги з'єднуються сла6имі водневими зв'язками між азотистими підставами за принципом комплементарності; аденін доповнюється тиміном, гуанін - цітазіном.
Самою довгою молекулою в організмі є ДНК (108 нуклеотидів), що має дуже велику молекулярну масу.
Перед поділом клітини ДНК подвоюється, відбувається реплuкацuя ДНК. Спочатку за допомогою ферменту ДНК-полімерази розриваються слабкі водневі зв'язки між двома ланцюгами ДНК, а потім до кожної уже окремої ланцюжку добудовуються за принципом комплементарності нуклеотиди (А-Т, Ц-Г), утворюються вже 2 ланцюжки ДНК абсолютно схожі один на одного. Реплікація ДНК забезпечує точне відтворення генетичної інформації у поколіннях клітин та організмів в цілому.
Функції ДНК:
1) зберігає генетичну інформацію, записану у вигляді послідовності нуклеотидів;
2) передає спадкову інформацію з ядра в цитоплазму.
Для цього з ДНК знімає копію і-РНК і переносить інформацію до рибосомам - місця синтезу білка;
3) передає спадкову інформацію від материнської клітини до дочірнім, для цього перед поділом клітина ДНК реплікується, а під час поділу перетворюється в суперспіраль за допомогою білка-гістон (в хромосому).
Крім ДНК в клітині є РНК - рибонуклеїнова кислота, яка є також полімером, мономерами якого будуть нуклеотиди.
На відміну від ДНК РНК - це: одноцепочной молекула; тільки у вірусів РНК - двухцепочная; замість цукру дезоксирибози в РНК входить цукор рибоза; до складу нуклеотидів входить азотистих основ урацил замість тиміну;
4) складається з меншої кількості нуклеотидів, ніж ДНК.
У залежності від виконуваних функцій РНК бувають кілька видів:
В· і-РНК - інформаційна або матрична РНК - переносить інформацію про структурі білка від ДНК до рибосоми, вона складає ~ 1% від загального вмісту РНК.
В· т-РНК (транспортна) переносить амінокислоти з цитоплазми в рибосоми, на частку т-РВК припадає близько 10% від загальної кількості РВК клітини.
В· р-РНК (рибосомальная) - становить одну з субодиниць рибосоми, на її частку припадає близько 90% від усіх РНК клітини.
3. Транскрипція і трансляція
ДНК - носій генетичної інформації. Вперше поняття ген було сформульовано в 1941 році Д. Бідлом і Е. Татум. В даний час геном називають ділянку молекули ДНК, що кодує первинну структуру поліпептиду. ДНК безпосередньої участі у синтезі білків не приймає. У клітинах людини молекули ДНК знаходяться в ядрі і відокремлені ядерною мембраною від цитоплазми, де проходить синтез білка. Інформацію несе посередник - і-РНК, який за принципом комплементарності зчитує (копіює) з ДНК інформацію за участі ферменту РВК-полімерази. Переписування послідовності нуклеотидів або генетичної інформації відбувається з однієї нитки ДНК і називається транскрипцією (лат. transcriptio - переписування). Якщо у переписували нитки ДНК варто нуклеотид гуанін (Г), то фермент РНК - полімераза включає в і-РНК комплементарний цитозин (Ц); якщо стоїть аденін (А), фермент включає урацил (У). По довжині кожна з молекул і-РНК в сотні разів коротше ДНК. Інформаційна РНК є копією не всієї молекули ДНК, а лише її частини - одного гена, що несе інформацію про структуру білка. Готова і-РНК відходить від ДНК і направляється до місця синтезу білка. Існує механізм В«впізнаванняВ» вибору ланцюга ДНК для транскрипції - Це система В«оперонаВ».
Вона складається з генів:
1) ген-активатор, до якого приєднується фермент РНК-полімераза;
2) ген-промотор, вказує місце транскрипції, з його допомогою вибирається ділянка ДНК, який під впливом ферменту розкручується;
З) ген-початку синтезу - ТАЦ;
4) ген-оператор - керуючий роботою генів, нарощуванням ланцюга і-РНК, просуванням ферменту PHK-полімерази по ланцюжку ДНК;
5) ген-термінатор-ділянка ДНК, що припиняє транскрипцію - АТЦ, АТТ, АЦТ.
Завдяки процесу транскрипції в клітині здійснюється передача інформації від ДНК до білка по ланцюжку: ДНК - і-РНК-білок
Переклад інформації з і-РНК на послідовність амінокислот називається трансляцією (від лат. translatio - передача), яка відбувається на рибосомах.
4. Генетичний код
Генетичний код - це система запису інформації про послідовності розташування амінокислот в білках за допомогою СУВОРО певній послідовності розташування нуклеотидів в ДНК і і-РНК. Ділянка молекули дик, що складається з 3-х нуклеотидів, називається триплетом або кодоном.
Кожному триплету відповідає певна амінокислота. З 4 нуклеотидів (аденін, гуанін, тимін, цитозин) можна створити 64 різних комбінації по 3 нуклеотида в кожній. Ці 64 триплета кодують 20 амінокислот. Тому амінокислота кодується кількома триплетами, тільки метіонін - одним триплетом - АУГ і триптофан УГГ. Ця множинність коду необхідна для надійного зберігання інформації.
Властивості генетичного коду: ...
