Sinteza matricială a polimerilor cu o structură primară dată. Sinteza matriceală ca proprietate specifică a viețuitoarelor
Termenul „sinteză șablon” este de obicei folosit pentru a descrie sinteza acizilor nucleici și. iar atunci când se iau în considerare metode de producere a altor polimeri, sunt utilizați termeni precum polireacții de matrice, polimerizare etc. Lit.: Kabanov V. A., Papisov I. M., „Compuși cu molecule înalte”, . A, 1979, vol. 21, nr.2, p. 243-81; Tablou de O. V. [et al.], „DAN URSS”, 1984, v. 275, nr. 3, p. 657-60; Litmanovich A. A., Markov S. V., Papisov I. M., „Compuși cu molecule înalte”, . A, 1986, vol. 28, nr. 6, p. 1271-78; Ferguson J., Al-Alawi S., Graumayen R., „European Polymer Journall”, 1983, v. 19, nr.6, p. 475-80; Połowinski S., „J. Polymer. Sci.”, Polimer Chemistry Edition, 1984, v. 22, nr.11, p. 2887-94. I. M. Papisov.
2. Reacții chimice în care se determină structura compusului organic monomolecular rezultat și (sau) cinetica procesului (așa-numita sinteză matriță).
Un atom poate face parte dintr-un compus complex și poate îndeplini diverse funcții în sinteza matricei. Coordonează moleculele și, prin urmare, orientează fragmentele lor de reacție (așa-numitul efect cinetic în sinteza matricei); în acest caz, formarea produsului țintă fără participarea unui atom la reacție nu are loc deloc. Un atom poate complexa doar unul dintre produșii finali care se formează în reacția de echilibru (așa-numitul efect termodinamic în sinteza matricei); formarea produsului țintă poate avea loc în absența metalului, totuși, sub influența acestuia din urmă, randamentul reacției crește semnificativ. Adesea, ambele mecanisme apar simultan. Există cazuri cunoscute când o reacție de echilibru are loc în stadiul de formare a unui produs intermediar. Acesta din urmă este fixat sub formă de complex metalic, iar transformarea ulterioară are loc într-un mod specific (așa-numitul efect de echilibru în sinteza matricei). Sunt posibile și alte mecanisme de sinteză a matricei.
Sinteza șablonului este utilizată în mod obișnuit pentru sinteza compușilor ciclici. Un exemplu tipic de sinteză a matricei este producerea de corină (o substanță intermediară în sinteza vitaminei B 12) din compus. eu:
În absența Co, compusul I se transformă predominant în endo-izomer, care este inutil pentru sinteza ulterioară. Cel potrivit exo- structura (I) este fixată pentru a obține compusul complex (II). Prezența atomului de Co în complex (este necesar și în vitamina B 12) determină proximitatea spațială a grupărilor tiometil și metilen, care este de o importanță cheie pentru formarea ciclului corinei (III).
Sinteza matricei a eterului coroană în prezența ionilor de metal alcalino sau alcalino-pământos (M) a câștigat importanță. Efectul de matrice al ionilor de Mn+ se datorează capacității lor de a reorganiza structura spațială a moleculei de reactiv cu lanț deschis într-o configurație convenabilă pentru închiderea ciclului. Acest lucru asigură o putere mai mare a legăturilor de coordonare în starea de tranziție decât în complexul Mn+ cu o moleculă cu lanț deschis. Apare un precursor direct al complexului macrociclic, în care există o corespondență între diametrul Mn+ și dimensiunea cavității macrociclului.
Ionii metalici ale căror dimensiuni sunt mai mici sau mai mari decât o anumită dimensiune (diferiți pentru diferiți compuși) pot să nu fie incluși în cavitatea de coordonare a macrociclului final după sinteza matricei. Astfel, atunci când furanul este condensat cu acetonă într-un mediu acid fără ioni, se formează un polimer cu o structură liniară; randamentul de tetramer ciclic IV este neglijabil. În prezența LiClO4, randamentul produsului liniar scade brusc, iar formarea macroheterociclului IV devine direcția principală:
În astfel de reacții, legarea cationului de către agenți de complexare străini și mai puternici, cum ar fi eterii coroană, blochează sinteza șablonului.
Dacă, la finalizarea sintezei matricei, ionul nu pleacă spontan, iar ligandul rezultat poate exista în principiu într-o formă liberă, apare sarcina demetalizării produsului. Acest lucru se realizează prin acțiunea acizilor, reactivi care leagă în mod specific metalele (cianurile leagă Ni, O-fenantrolina - Fe). Uneori, demetalizarea se realizează prin reducerea capacității de coordonare prin schimbarea valenței acesteia prin oxidare-reducere. reactii.
De importanță fundamentală sunt cazurile în care se formează un produs, coordonarea. a cărui legătură cu ionul este mai slabă decât legătura acestui ion cu reactivii originali. Apoi produsul „alunecă” cu ușurință de pe ionul metalic; reactivii initiali formeaza cu metalul un nou complex, identic cu cel original. Printre astfel de reacții se numără ciclo-oligomerizarea acetilenei sub acțiunea Ni(CN)2. Numărul de atomi de C din inelul rezultat depinde de numărul de molecule de acetilenă coordonate cu atomul de Ni și de poziția relativă a acestora. Dacă apare un complex V octaedric cu șase coordonate, în care 4 locuri de coordonare sunt ocupate de acetilenă p-legată, atunci se formează o ciclooctatetraenă:
Dacă PPh 3 este prezent în mediul de reacție, se formează complexul VI, în care rămân doar 3 locuri libere pentru cota de acetilenă; produsul final al ciclizării este benzenul.
Sinteza matricei este formarea unui biopolimer, secvența de unități în care este determinată de structura primară a unei alte molecule. Acesta din urmă, așa cum spune, acționează ca o matrice, „dictând” ordinea necesară de asamblare a circuitului. În celulele vii sunt cunoscute trei procese de biosinteză bazate pe acest mecanism.
Ce molecule sunt sintetizate pe baza matricei
Reacțiile de sinteză a matricei includ:
- replicare - dublarea materialului genetic;
- transcriere - sinteza acizilor ribonucleici;
- traducere - producerea de molecule proteice.
Replicarea este transformarea unei molecule de ADN în două identice, ceea ce este de mare importanță pentru ciclul de viață al celulelor (mitoză, meioză, duplicarea plasmidelor, diviziunea celulară bacteriană etc.). Multe procese se bazează pe „reproducția” materialului genetic, iar sinteza matricei vă permite să recreați o copie exactă a oricărei molecule de ADN.
Transcrierea și traducerea sunt două etape ale implementării genomului. În acest caz, informațiile ereditare înregistrate în ADN sunt convertite într-un set specific de proteine, de care depinde fenotipul organismului. Acest mecanism se numește calea „ADN-ARN-proteină” și constituie una dintre dogmele centrale ale biologiei moleculare.
Implementarea acestui principiu se realizează folosind sinteza matricei, care cuplează procesul de formare a unei noi molecule cu „proba originală”. Baza acestei împerecheri este principiul fundamental al complementarității.
Aspecte de bază ale sintezei moleculare bazate pe șabloane
Informațiile despre structura moleculei sintetizate sunt conținute în secvența de legături ale matricei în sine, la fiecare dintre care este selectat elementul corespunzător al lanțului „fiică”. Dacă natura chimică a moleculelor sintetizate și șablon coincide (ADN-ADN sau ADN-ARN), atunci împerecherea are loc direct, deoarece fiecare nucleotidă are o pereche cu care poate intra în contact.
Sinteza proteinelor necesită un intermediar, din care o parte interacționează cu matricea prin mecanismul de potrivire a nucleotidelor, iar cealaltă parte atașează unități proteice. Astfel, principiul complementarității nucleotidelor funcționează și în acest caz, deși nu conectează direct legăturile șablonului și lanțurile sintetizate.
Etape de sinteză
Toate procesele de sinteză a matricei sunt împărțite în trei etape:
- inițiere (început);
- elongaţie;
- terminare (sfârşit).
Inițierea este o pregătire pentru sinteză, a cărei natură depinde de tipul procesului. Scopul principal al acestei etape este de a aduce sistemul enzimatic-substrat în stare de funcționare.
În timpul alungirii, lanțul sintetizat este crescut direct, în care o legătură covalentă (peptidă sau fosfodiester) este închisă între unitățile selectate conform secvenței șablon. Terminarea oprește sinteza și eliberează produsul.
Rolul complementarității în mecanismul sintezei matricei
Principiul complementarității se bazează pe corespondența selectivă a bazelor azotate ale nucleotidelor între ele. Astfel, doar timina sau uracilul (legătură dublă) sunt potrivite ca pereche pentru adenină, iar citozina (3 legături triple) este potrivită pentru guanină.
În timpul sintezei acizilor nucleici, nucleotidele complementare se leagă de legăturile unei matrice monocatenar, aliniindu-se într-o anumită secvență. Astfel, pe baza segmentului de ADN AACGTT, numai TTGCAA poate fi obținut în timpul replicării și UUGCAA în timpul transcripției.
După cum sa menționat mai sus, sinteza proteinelor are loc cu participarea unui intermediar. Acest rol este îndeplinit de ARN de transfer, care are un loc pentru atașarea unui aminoacid și a unui triplet de nucleotide (anticodon) conceput pentru a se lega de ARN-ul mesager.
În acest caz, selecția complementară are loc nu pe rând, ci pe trei. Deoarece fiecare aminoacid este specific unui singur tip de ARNt, iar anticodonul corespunde unui triplet specific din ARN, o proteină este sintetizată cu o secvență specifică de unități, care este conținută în genom.
Cum are loc replicarea?
Sinteza ADN-ului șablon are loc cu participarea multor enzime și proteine auxiliare. Componentele cheie sunt:
- ADN helicaza - derulează dublu helix, distruge legăturile dintre lanțurile moleculei;
- ADN ligaza - „coase” rupturi între fragmentele Okazaki;
- primaza - sintetizează primerul necesar funcționării fragmentului de sinteză a ADN-ului;
- Proteine SSB - stabilizează fragmente monocatenar de ADN nerăsucit;
- ADN polimeraze - sintetizează catena matriță fiică.
Helicaza, primaza și proteinele SSB pregătesc terenul pentru sinteza. Ca rezultat, fiecare dintre lanțurile moleculei originale devine o matrice. Sinteza se realizează cu o viteză enormă (de la 50 de nucleotide pe secundă).
ADN polimeraza lucrează în direcția de la capătul 5’ la capătul 3’. Din această cauză, pe unul dintre lanțuri (cel conducător) are loc sinteza pe măsură ce se desfășoară și continuu, iar pe celălalt (cel mai întârziat) - în direcția opusă și în fragmente separate numite „Okazaki”.
Structura în formă de Y formată acolo unde ADN-ul se desfășoară se numește furcă de replicare.
Mecanismul de transcriere
Enzima cheie de transcripție este ARN polimeraza. Acesta din urmă vine în mai multe tipuri și diferă ca structură între procariote și eucariote. Cu toate acestea, mecanismul acțiunii sale este același peste tot și constă în creșterea lanțului de ribonucleotide selectate complementare cu închiderea legăturii fosfodiesterice dintre ele.
Molecula șablon pentru acest proces este ADN. Pe baza acesteia, pot fi create diferite tipuri de ARN, și nu doar informaționale, care sunt utilizate în sinteza proteinelor.
Secțiunea matricei din care este copiată secvența de ARN se numește transcripton. Conține un promotor (un loc pentru atașarea ARN polimerazei) și un terminator la care se oprește sinteza.
Difuzare
Sinteza proteinelor matriceale atât la procariote, cât și la eucariote se realizează în organele specializate - ribozomi. Acesta din urmă este format din două subunități, dintre care una (mică) servește la legarea ARNt și a ARN-ului mesager, iar cealaltă (mare) participă la formarea legăturilor peptidice.
Începutul translației este precedat de activarea aminoacizilor, adică atașarea acestora la ARN-urile de transfer corespunzătoare cu formarea unei legături de înaltă energie, datorită energiei căreia se efectuează ulterior reacțiile de transpeptidare (atașarea următoarei legături). la lanţ).
Factorii proteici și GTP participă, de asemenea, la procesul de sinteză. Energia acestuia din urmă este necesară pentru mișcarea ribozomului de-a lungul catenei șablon de ARN.
Trimiteți-vă munca bună în baza de cunoștințe este simplu. Utilizați formularul de mai jos
Studenții, studenții absolvenți, tinerii oameni de știință care folosesc baza de cunoștințe în studiile și munca lor vă vor fi foarte recunoscători.
postat pe http://www.allbest.ru/
1. Reacții de sinteză șablon
În sistemele vii apar reacții necunoscute în natura neînsuflețită - reacții de sinteză a matricei.
Termenul „matrice” în tehnologie se referă la o matriță folosită pentru turnarea monedelor, medaliilor și fonturilor tipografice: metalul întărit reproduce exact toate detaliile matriței utilizate pentru turnare. Sinteza matricei este ca turnarea pe o matrice: moleculele noi sunt sintetizate exact în conformitate cu planul stabilit în structura moleculelor existente.
Principiul matricei stă la baza celor mai importante reacții sintetice ale celulei, cum ar fi sinteza acizilor nucleici și a proteinelor. Aceste reacții asigură secvența exactă, strict specifică a unităților monomerice din polimerii sintetizați.
Aici există o contracție direcționată a monomerilor către un loc specific din celulă - pe molecule care servesc ca o matrice în care are loc reacția. Dacă astfel de reacții ar avea loc ca urmare a ciocnirilor aleatorii ale moleculelor, ele ar proceda infinit lent. Sinteza moleculelor complexe pe baza principiului șablonului se realizează rapid și precis.
Rolul matricei în reacțiile matricei este jucat de macromoleculele acizilor nucleici ADN sau ARN.
Moleculele monomerice din care este sintetizat polimerul - nucleotide sau aminoacizi - în conformitate cu principiul complementarității, sunt localizate și fixate pe matrice într-o ordine strict definită, specificată.
Apoi, unitățile de monomer sunt „reticulate” într-un lanț polimeric, iar polimerul finit este eliberat din matrice.
După aceasta, matricea este gata pentru asamblarea unei noi molecule de polimer. Este clar că, la fel cum pe o matriță dată poate fi turnată doar o monedă sau o literă, la fel pe o anumită moleculă matrice poate fi „asamblat” un singur polimer.
Tipul matriceal al reacțiilor este o caracteristică specifică a chimiei sistemelor vii. Ele sunt baza proprietății fundamentale a tuturor ființelor vii - capacitatea sa de a reproduce propriul fel.
Reacțiile de sinteză a matricei includ:
1. Replicarea ADN - procesul de autoduplicare a unei molecule de ADN, realizat sub controlul enzimelor. Pe fiecare dintre catenele de ADN formate după ruperea legăturilor de hidrogen, o catenă de ADN fiică este sintetizată cu participarea enzimei ADN polimeraza. Materialul pentru sinteză este nucleotidele libere prezente în citoplasma celulelor.
Semnificația biologică a replicării constă în transferul precis al informațiilor ereditare de la molecula mamă la moleculele fiice, care are loc în mod normal în timpul diviziunii celulelor somatice.
O moleculă de ADN este formată din două catene complementare. Aceste lanțuri sunt ținute împreună prin legături slabe de hidrogen care pot fi rupte de enzime.
Molecula este capabilă de auto-duplicare (replicare), iar pe fiecare jumătate veche a moleculei este sintetizată o nouă jumătate.
În plus, o moleculă de ARNm poate fi sintetizată pe o moleculă de ADN, care apoi transferă informațiile primite de la ADN la locul de sinteză a proteinei.
Transferul de informații și sinteza proteinelor se desfășoară după un principiu de matrice, comparabil cu funcționarea unei prese de tipar într-o tipografie. Informațiile din ADN sunt copiate de mai multe ori. Dacă apar erori în timpul copierii, acestea vor fi repetate în toate copiile ulterioare.
Adevărat, unele erori la copierea informațiilor cu o moleculă de ADN pot fi corectate - procesul de eliminare a erorilor se numește reparare. Prima dintre reacțiile în procesul de transfer de informații este replicarea moleculei de ADN și sinteza de noi lanțuri de ADN.
2. transcripție - sinteza i-ARN pe ADN, procesul de îndepărtare a informațiilor dintr-o moleculă de ADN, sintetizată pe aceasta de către o moleculă de i-ARN.
I-ARN constă dintr-un singur lanț și este sintetizat pe ADN în conformitate cu regula complementarității, cu participarea unei enzime care activează începutul și sfârșitul sintezei moleculei i-ARN.
Molecula de ARNm finită intră în citoplasmă pe ribozomi, unde are loc sinteza lanțurilor polipeptidice.
3. traducere - sinteza proteinelor în ARNm; procesul de traducere a informațiilor conținute în secvența de nucleotide a ARNm în secvența de aminoacizi din polipeptidă.
4. sinteza de ARN sau ADN din virusurile ARN
Astfel, biosinteza proteinelor este unul dintre tipurile de schimb plastic, în timpul căruia informațiile ereditare codificate în genele ADN sunt implementate într-o secvență specifică de aminoacizi din moleculele proteice.
Moleculele de proteine sunt în esență lanțuri polipeptidice formate din aminoacizi individuali. Dar aminoacizii nu sunt suficient de activi pentru a se combina unul cu celălalt pe cont propriu. Prin urmare, înainte de a se conecta între ele și de a forma o moleculă de proteină, aminoacizii trebuie activați. Această activare are loc sub acțiunea unor enzime speciale.
Ca urmare a activării, aminoacidul devine mai labil și, sub acțiunea aceleiași enzime, se leagă de t-ARN. Fiecare aminoacid corespunde unui t-ARN strict specific, care își găsește aminoacidul și îl transferă în ribozom.
În consecință, diverși aminoacizi activați intră în ribozom, conectați la ARNt-urile lor. Ribozomul este ca un transportor pentru asamblarea unui lanț proteic din diverși aminoacizi care intră în el.
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, una sau alta proteină este sintetizată în ribozom.
Influența direcțională a ADN-ului asupra sintezei proteinelor nu se realizează direct, ci cu ajutorul unui intermediar special - matrice sau ARN mesager (m-ARN sau i-ARN), care este sintetizat în nucleu sub influența ADN-ului, deci compoziția sa reflectă compoziția ADN-ului. Molecula de ARN este ca o turnare a formei de ADN. ARNm-ul sintetizat intră în ribozom și, așa cum spune, transmite acestei structuri un plan - în ce ordine aminoacizii activați care intră în ribozom ar trebui să fie legați 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.
Molecula de ARNm intră în ribozom și 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.
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 vecină a i-ARN și așa mai departe până când se citește întregul lanț de i-ARN, până când toți aminoacizii sunt redusi în ordinea corespunzătoare, formând o proteină moleculă.
Și ARNt, care a livrat aminoacidul într-o anumită parte a lanțului polipeptidic, este eliberat de aminoacidul său și părăsește ribozomul. gena nucleică a celulei matriceale
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.
Principalele etape ale transferului de informații genetice:
sinteza pe ADN ca matriță de ARNm (transcripție)
sinteza unui lanț polipeptidic în ribozomi conform programului conținut în ARNm (traducere).
Etapele sunt universale pentru toate ființele vii, dar relațiile temporale și spațiale ale acestor procese diferă în pro- și eucariote.
La eucariote, 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. ARN-urile sunt apoi transportate în citoplasmă la locul sintezei proteinelor – ribozomi. Abia după aceasta urmează următoarea etapă - difuzarea.
La procariote, transcripția și traducerea au loc simultan.
Astfel, locul de sinteză a proteinelor și a tuturor enzimelor din celulă sunt ribozomii - aceștia sunt ca niște „fabrici” de proteine, ca un atelier de asamblare, care primește toate materialele necesare pentru asamblarea lanțului polipeptidic de proteine din aminoacizi. Natura proteinei sintetizate depinde de structura i-ARN, de ordinea de aranjare a nucleoizilor în ea, iar structura i-ARN reflectă structura ADN-ului, astfel încât în cele din urmă structura specifică a proteinei, adică, ordinea de aranjare a diferiților aminoacizi din acesta, depinde de ordinea de aranjare a nucleoizilor din ADN, din structura ADN-ului.
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.
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.
Algoritm pentru rezolvarea problemelor.
Tip 1. Autocopie a ADN-ului. Unul dintre lanțurile de ADN are următoarea secvență de nucleotide: AGTACCGATACCTGATTTACG... Care este secvența de nucleotide a celui de-al doilea lanț al aceleiași molecule? Pentru a scrie secvența de nucleotide a celei de-a doua catene a unei molecule de ADN, când este cunoscută secvența primei catene, este suficient să înlocuiți timina cu adenină, adenina cu timină, guanina cu citozină și citozina cu guanină. După ce am făcut o astfel de înlocuire, obținem secvența: TACTGGCTTATGAGCTAAAATG... Tip 2. Codificarea proteinei. Lanțul de aminoacizi a proteinei ribonuclează are următorul început: lizină-glutamină-treonină-alanină-alanină-alanină-lizină... Cu ce secvență de nucleotide începe gena corespunzătoare acestei proteine? Pentru a face acest lucru, utilizați tabelul de coduri genetice. Pentru fiecare aminoacid, găsim codul său sub forma triplu-ului corespunzător de nucleotide și îl notăm. Prin aranjarea acestor triplete unul după altul în aceeași ordine cu aminoacizii corespunzători, obținem formula pentru structura unei secțiuni de ARN mesager. De regulă, există mai multe astfel de tripleți, alegerea se face în funcție de decizia dvs. (dar este luat doar unul dintre tripleți). În consecință, pot exista mai multe soluții. ААААААААЦУГЦГГЦУГЦГААГ Tip 3. Decodificarea moleculelor de ADN. Cu ce secvență de aminoacizi începe o proteină, dacă este codificată de următoarea secvență de nucleotide: ACGCCCATGGCCGGT... Folosind principiul complementarității, găsim structura secțiunii de ARN mesager formată pe un anumit segment al ADN-ului molecula: UGCGGGUACCCGGCC... Apoi trecem la tabelul codului genetic si pentru fiecare tripla de nucleotide, incepand cu prima, gasim si scriem aminoacidul corespunzator: Cisteina-glicina-tirozina-arginina-prolina-.. .
2. Note de biologie la clasa a 10-a „A” la tema: Biosinteza proteinelor
Scop: Introducerea proceselor de transcriere și traducere.
Educational. Introduceți conceptele de genă, triplet, codon, cod ADN, transcripție și traducere, explicați esența procesului de biosinteză a proteinelor.
De dezvoltare. Dezvoltarea atenției, a memoriei, a gândirii logice. Antrenamentul imaginației spațiale.
Educational. Promovarea unei culturi a muncii în clasă și respectul pentru munca celorlalți.
Echipament: Tablă albă, tabele pentru biosinteza proteinelor, tablă magnetică, model dinamic.
Literatură: manuale Yu.I. Polyansky, D.K. Belyaeva, A.O. Ruvinsky; „Fundamentele citologiei” O.G. Mashanova, „Biologie” V.N. Yarygina, „Genele și genomurile” Singer și Berg, caiet de școală, manualul N.D. Lisova. Manual pentru clasa a 10-a „Biologie”.
Metode și tehnici de predare: poveste cu elemente de conversație, demonstrație, testare.
Testare pe baza materialului acoperit. Distribuiți foi de hârtie și opțiunile de testare. Toate caietele și manualele sunt închise. 1 greșeală cu a 10-a întrebare completată este 10, cu a 10-a întrebare nefinalizată - 9 etc. |
|||
Notează subiectul lecției de astăzi: Biosinteza proteinelor. Întreaga moleculă de ADN este împărțită în segmente care codifică secvența de aminoacizi a unei proteine. Notați: o genă este o secțiune a unei molecule de ADN care conține informații despre secvența de aminoacizi dintr-o proteină. |
|||
codul ADN. Avem 4 nucleotide și 20 de aminoacizi. Cum le putem compara? Dacă 1 nucleotidă a codificat 1 a/k, => 4 a/k; dacă sunt 2 nucleotide - 1 a/k - (câte?) 16 aminoacizi. Prin urmare, 1 aminoacid codifică 3 nucleotide - un triplet (codon). Numărați câte combinații sunt posibile? - 64 (3 dintre ele sunt semne de punctuație). Suficient și chiar în exces. De ce exces? 1 a/c poate fi codificat cu 2-6 tripleți pentru a crește fiabilitatea stocării și transmiterii informațiilor. Proprietățile codului ADN. 1) Codul este triplet: 1 aminoacid codifică 3 nucleotide. 61 de tripleți codifică a/k, cu un AUG indicând începutul proteinei și 3 indicând semnele de punctuație. 2) Codul este degenerat - 1 a/c codifică 1,2,3,4,6 tripleți 3) Codul este lipsit de ambiguitate - 1 triplet doar 1 a/k 4) Codul nu se suprapune - de la 1 la ultimul triplet gena codifică doar 1 proteină 5) Codul este continuu - nu există semne de punctuație în interiorul genei. Sunt doar între gene. 6) Codul este universal - toate cele 5 regate au același cod. Doar în mitocondrii cele 4 triplete sunt diferite. Gândește-te acasă și spune-mi de ce? |
|||
Toate informațiile sunt conținute în ADN, dar ADN-ul în sine nu ia parte la biosinteza proteinelor. De ce? Informația este copiată pe ARNm, iar pe acesta, în ribozom, are loc sinteza unei molecule de proteine. proteină ADN ARN. Spune-mi, există organisme care au ordinea inversă: ARN-ADN? |
|||
Factori de biosinteză: Prezența informațiilor codificate într-o genă ADN. Prezența unui ARNm mesager pentru transmiterea informațiilor de la nucleu la ribozomi. Prezența unui organel - ribozom. Disponibilitatea materiilor prime - nucleotide si a/c Prezența ARNt pentru a furniza aminoacizi la locul de asamblare Prezența enzimelor și ATP (de ce?) |
|||
Procesul de biosinteză. Transcriere.(arata pe model) Rescrierea secvenței de nucleotide de la ADN la ARNm. Biosinteza moleculelor de ARN are loc la ADN conform principiilor: Sinteza matricei Complementarități ADN și ARN ADN-ul este deconectat folosind o enzimă specială, iar o altă enzimă începe să sintetizeze ARNm pe una dintre catene. Mărimea ARNm este de 1 sau mai multe gene. I-ARN părăsește nucleul prin porii nucleari și merge în ribozomul liber. |
|||
Difuzare. Sinteza lanțurilor polipeptidice de proteine efectuată pe ribozom. După ce a găsit un ribozom liber, ARNm este trecut prin el. I-ARN intră în ribozom ca un triplet AUG. Doar 2 tripleți (6 nucleotide) pot fi prezente într-un ribozom la un moment dat. Avem nucleotide în ribozom, acum trebuie să livrăm cumva a/c acolo. Folosind ce? - t-ARN. Să luăm în considerare structura sa. ARN-urile de transfer (ARNt) constau din aproximativ 70 de nucleotide. Fiecare ARNt are un capăt acceptor, de care este atașat un rest de aminoacid și un capăt adaptor, care poartă un triplet de nucleotide complementar oricărui codon al ARNm, motiv pentru care acest triplet este numit anticodon. De câte tipuri de ARNt sunt necesare într-o celulă? T-ARN cu a/k corespunzător încearcă să se alăture ARNm. Dacă anticodonul este complementar codonului, atunci se adaugă și se formează o legătură, care servește ca semnal pentru mișcarea ribozomului de-a lungul catenei de ARNm cu un triplet. A/c se atașează de lanțul peptidic, iar t-ARN, eliberat de a/c, intră în citoplasmă în căutarea unui alt a/c similar. Lanțul peptidic se prelungește astfel până când translația se termină și ribozomul sare de pe ARNm. Un ARNm poate conține mai mulți ribozomi (în manual, figura din paragraful 15). Lanțul proteic intră în RE, unde capătă o structură secundară, terțiară sau cuaternară. Întregul proces este descris în manual, Fig. 22 - acasă, găsiți eroarea din această imagine - obțineți 5) Spune-mi, cum apar aceste procese la procariote dacă nu au nucleu? |
|||
Reglarea biosintezei. Fiecare cromozom este împărțit liniar în operoni constând dintr-o genă reglatoare și o genă structurală. Semnalul pentru gena regulatoare este fie substratul, fie produsele finale. |
|||
1. Găsiți aminoacizii codificați în fragmentul de ADN. T-A-C-G-A-A-A-A-T-C-A-A-T-C-T-C-U-A-U- Soluție: A-U-G-C-U-U-U-U-A-G-U-U-A-G-A-G-A-U-A- MET LEY LEY VAL ARG ASPEste necesar să se compună un fragment de ARNm și să-l rupă în tripleți. 2. Găsiți anticodonii ARNt pentru a transfera aminoacizii indicați la locul de asamblare. Meth, trei, uscător de păr, arg. |
|||
Tema pentru acasă paragraful 29. |
Secvența reacțiilor matricei în timpul biosintezei proteinelor poate fi reprezentată sub formă de diagramă:
Opțiunea 1
1. Codul genetic este
a) un sistem de înregistrare a ordinii aminoacizilor dintr-o proteină folosind nucleotide ADN
b) o secțiune a unei molecule de ADN constând din 3 nucleotide învecinate, responsabile de plasarea unui aminoacid specific într-o moleculă de proteină
c) proprietatea organismelor de a transmite informații genetice de la părinți la descendenți
d) unitate de citire a informaţiei genetice
40. Fiecare aminoacid este codificat de trei nucleotide - aceasta
a) specificitatea
b) triplet
c) degenerescenta
d) nesuprapunere
41. Aminoacizii sunt criptați de mai mult de un codon - acesta este
a) specificitatea
b) triplet
c) degenerescenta
d) nesuprapunere
42. La eucariote, o nucleotidă este inclusă într-un singur codon - acesta
a) specificitatea
b) triplet
c) degenerescenta
d) nesuprapunere
43. Toate organismele vii de pe planeta noastră au același cod genetic – acesta
a) specificitatea
b) universalitate
c) degenerescenta
d) nesuprapunere
44. Împărțirea a trei nucleotide în codoni este pur funcțională și există doar în momentul procesului de translație
a) cod fără virgule
b) triplet
c) degenerescenta
d) nesuprapunere
45. Numărul de codoni de simț din codul genetic
Postat pe Allbest.ru
...Documente similare
Studiul structurii unei gene eucariote, secvența de aminoacizi dintr-o moleculă de proteină. Analiza reacției de sinteză a șablonului, procesul de auto-duplicare a unei molecule de ADN, sinteza proteinelor pe o matrice de ARNm. Analiza reacțiilor chimice care au loc în celulele organismelor vii.
prezentare, adaugat 26.03.2012
Principalele tipuri de acizi nucleici. Structura și caracteristicile structurii lor. Importanța acizilor nucleici pentru toate organismele vii. Sinteza proteinelor în celulă. Stocarea, transferul și moștenirea informațiilor despre structura moleculelor proteice. Structura ADN-ului.
prezentare, adaugat 19.12.2014
Definirea conceptului și descrierea trăsăturilor generale ale traducerii ca proces de sinteză a proteinelor folosind un șablon ARN, realizat în ribozomi. Reprezentarea schematică a sintezei ribozomilor la eucariote. Determinarea cuplării transcripției și translației la procariote.
prezentare, adaugat 14.04.2014
Structurile primare, secundare și terțiare ale ADN-ului. Proprietățile codului genetic. Istoria descoperirii acizilor nucleici, proprietățile lor biochimice și fizico-chimice. Mesager, ribozomal, ARN de transfer. Procesul de replicare, transcriere și traducere.
rezumat, adăugat 19.05.2015
Esența, compoziția nucleotidelor, caracteristicile lor fizice. Mecanismul de reduplicare a acidului dezoxiribonucleic (ADN), transcrierea acestuia cu transferul de informații ereditare la ARN și mecanismul de translație este sinteza proteinelor dirijată de această informație.
rezumat, adăugat la 12.11.2009
Caracteristici ale utilizării metodei rezonanței magnetice nucleare (RMN) pentru studiul acizilor nucleici, polizaharidelor și lipidelor. Studiul RMN al complexelor de acizi nucleici cu proteine și membrane biologice. Compoziția și structura polizaharidelor.
lucrare de curs, adăugată 26.08.2009
Nucleotidele ca monomeri ai acizilor nucleici, funcțiile lor în celule și metode de cercetare. Baze azotate care nu fac parte din acizii nucleici. Structura și formele acizilor dezoxiribonucleici (ADN). Tipuri și funcții ale acizilor ribonucleici (ARN).
prezentare, adaugat 14.04.2014
Istoria studiului acizilor nucleici. Compoziția, structura și proprietățile acidului dezoxiribonucleic. Conceptul de genă și codul genetic. Studiul mutațiilor și consecințele acestora în raport cu organismul. Detectarea acizilor nucleici în celulele vegetale.
test, adaugat 18.03.2012
Informații despre acizii nucleici, istoria descoperirii și distribuția lor în natură. Structura acizilor nucleici, nomenclatura nucleotidelor. Funcțiile acizilor nucleici (acid dezoxiribonucleic - ADN, acid ribonucleic - ARN). Structura primară și secundară a ADN-ului.
rezumat, adăugat 26.11.2014
Caracteristicile generale ale celulei: forma, compozitia chimica, diferentele dintre eucariote si procariote. Caracteristici ale structurii celulelor diferitelor organisme. Mișcarea intracelulară a citoplasmei celulare, metabolism. Funcțiile lipidelor, carbohidraților, proteinelor și acizilor nucleici.
La întrebarea Sinteza matricei este aceasta adresată de autor Alena Augustenyak cel mai bun răspuns este SINTEZA MATRICALĂ ESTE
1. Polimerizarea și policondensarea, în care structura polimerului rezultat și (sau) cinetica procesului sunt determinate de alte macromolecule (matrici) situate direct. contactul cu una sau mai multe molecule. monomeri și lanțuri în creștere. Exemplu M. s. în natura vie - sinteza acizilor nucleici și proteinelor, în care rolul matricei este jucat de ADN și ARN, iar compoziția și ordinea de alternanță a legăturilor în lanțul în creștere (fiică) sunt determinate în mod unic de compoziție și structura matricei. Termenul „MS” este de obicei folosit atunci când descrie sinteza acizilor nucleici și proteinelor și atunci când se iau în considerare metodele de producere a altor polimeri, sunt utilizați termeni precum polireacții de matrice, polimerizare și policondensare.
O astfel de M. s. implementat sub rezerva chimică şi steric. corespondența (complementaritatea) monomerilor și a lanțului de creștere, pe de o parte, și a matricei, pe de altă parte; în acest caz, se desfășoară acte elementare între monomeri și macromolecule în creștere (precum și oligomeri - în timpul policondensării matricei) asociate cu matricea. De obicei, monomerii și oligomerii se leagă reversibil la matrice cu forțe intermoleculare destul de slabe. interacţiune - electrostatic , donator-acceptator etc. Lanțurile fiice sunt asociate aproape ireversibil cu matricea („recunoașteți” matricea) numai după ce au atins o anumită lungime, în funcție de energia de interacțiune. între verigile matricei și lanțul fiică. „Recunoașterea” matricei de către lanțul în creștere este o etapă necesară a microscopiei. ; Lanțurile fiice conțin aproape întotdeauna un fragment sau fragmente formate prin mecanismul „obișnuit”, adică fără influența matricei. Viteza M. s. poate fi mai mare, mai mică sau egală cu viteza procesului în absența unei matrice (efect de matrice cinetică). Efectul de matrice structurală se manifestă prin capacitatea matricei de a influența lungimea și proprietățile chimice. structura lanțurilor fiice (inclusiv structura lor steric), iar dacă în M. s. sunt implicați doi sau mai mulți monomeri - acest lucru afectează și compoziția copolimerului și metoda de alternare a unităților. Metoda M. s. Se obțin complexe polimer-polimer care au o structură mai ordonată decât policomplexele sintetizate prin simpla amestecare a soluțiilor polimerice, precum și policomplexele care nu pot fi obținute din polimeri gata preparati din cauza insolubilității unuia dintre ei. Domnișoară. - o metodă promițătoare pentru producerea de noi materiale polimerice. Termenul „MS” este de obicei folosit atunci când descrie sinteza acizilor nucleici și proteinelor și atunci când se iau în considerare metodele de producere a altor polimeri, sunt utilizați termeni precum polireacții de matrice, polimerizare și policondensare. Lit. : Kabanov V. A., Papisov I. M., „Compuși cu molecule înalte”, ser. A, 1979, vol. 21, nr.2, p. 243-81; Tablou de O. V. [et al.], „DAN URSS”, 1984, v. 275, nr. 3, p. 657-60; Litmanovich A. A., Markov S. V., Papisov I. M., „Compuși cu molecule înalte”, ser. A, 1986, vol. 28, nr. 6, p. 1271-78; Ferguson J., Al-Alawi S., Graumayen R., „European Polymer Journall”, 1983, v. 19, nr.6, p. 475-80; Połowinski S., „J. Polymer. Sci.”, Polimer Chemistry Edition, 1984, v. 22, nr.11, p. 2887-94. I. M. Papisov.
legătură
Pagina 1
Sinteza ADN șablon, catalizată de polimeri ADN, îndeplinește două funcții principale: replicarea ADN-ului, i.e. sinteza de noi lanțuri fiice, complementare lanțurilor materne originale și repararea ADN-ului dublu catenar care are goluri într-unul dintre lanțuri, formate ca urmare a tăierii secțiunilor deteriorate ale acestui lanț de către nucleaze speciale. În ambele cazuri, ADN polimerazele catalizează transferul fragmentelor dezoxiribonucleotide de la deoxiribonucleozidul-5 trifosfați la gruparea hidroxi a fragmentului 3-terminal al lanțului în creștere sau supus regenerării.
Sinteza proteinelor matricei în mai multe etape, sau translația însăși, care are loc în ribozom, este, de asemenea, împărțită în mod convențional în 3 etape: inițiere, alungire și terminare.
Sinteza matricei a marcat începutul proiectării și asamblarii moleculelor de orice complexitate. Cu toate acestea, pentru a trece la sinteza unui solid, este necesar să folosiți o matrice nu pentru creșterea lanțului sintetizat pe acesta, ci pentru asamblarea unităților structurale în monostraturi - structuri bidimensionale și apoi pentru asamblarea unui sistem de monostraturi - o structură tridimensională. Dacă prima operație a fost pregătită de teoria și practica sorbției, atunci cea din urmă poate porni din rezultatele studiului epitaxiei.
Esența sintezei matricei este următoarea.
Substraturile sintezei proteinelor matriceale sunt aminoacizi conectați la ARNt, acesta din urmă facilitând traducerea informațiilor dintr-o secvență de nucleotide într-o secvență de aminoacizi. ARN-urile de transfer sunt molecule monocatenar cu o greutate moleculară relativ mică (22 - 26 kDa) și constând din 80 - 100 nucleotide. Fiecare aminoacid corespunde unuia până la șase ARN de transfer cu care poate forma un complex (Cap
Problema studierii sintezei matriceale a biopolimerilor impune crearea unor sisteme model care repetă în termeni generali legile de bază ale sintezei macromoleculelor în sistemele biologice. Primul pas pe această cale este implementarea și studiul proceselor de polimerizare în cele mai simple sisteme, în care matricea constă din unități identice care conțin grupări funcționale capabile să adsorbe un anumit monomer. Pe de altă parte, studiul modelelor de polimerizare a monomerilor, organizați anterior și activați chimic ca urmare a interacțiunii cu un agent macromolecular, prezintă, fără îndoială, un interes semnificativ.
Schema structurii secundare a acidului dezoxiribonucleic (modelul Watson și Crean.| Complementaritatea bazelor în structura secundară a acidului dezoxiribonucleic. |
Ideea sintezei matricei a fost mult timp exprimată ca un fel de abstractizare speculativă. Principiul mentalității complexe îi conferă o fizicitate foarte clară.
Schema structurii secundare a acidului dezoxiribonucleic (modelul Watson și Crick.| Complementaritatea bazelor în structura secundară a acidului dezoxiribonucleic. |
Ideea sintezei matricei a fost mult timp exprimată ca un fel de abstractizare speculativă. Principiul complementarității îi conferă un fizic complet clar
În acest caz, sinteza șablonului pe ADN are loc cu erori. În catena de ADN sintetizată există o nucleotidă mai mult sau mai puțin decât de obicei și apar mutații.
Enzimele care catalizează sinteza matriță a acizilor nucleici se numesc ADN sau ARN polimeraze. În unele cazuri, lanțul de ARNm poate servi ca șablon nu numai pentru sinteza proteinelor, ci și pentru sinteza ADN. Acest proces este catalizat de enzima transcriptază inversă. Fiecare dintre cele trei sinteze de biopolimeri include trei etape: inițierea - începutul formării unui polimer din doi monomeri, alungirea - creșterea unui lanț polimeric și terminarea - încetarea sintezei matricei. Mecanismele sintezei ADN-ului sunt aceleași pentru procariote și eucariote. Acestea se bazează pe principiile bazelor azotate complementare (AT și GC), asigurând respectarea strictă a secvenței de nucleotide a lanțurilor de ADN părinte și fiice.
Deci, sensul sintezei matricei este că căutăm controlul în clasa funcțiilor liniare ale mărimilor care determină abaterea stărilor sistemului de la traiectoria programului. Această situație este tipică pentru problemele de inginerie ale teoriilor de control.
Deci, sensul sintezei matricei este că căutăm controlul în clasa funcțiilor liniare ale mărimilor care determină abaterea stărilor sistemului de la traiectoria programului. Această situație este tipică pentru problemele de inginerie din teoria controlului.
După ce a efectuat sinteza matricei a polipeptidelor în 1962, Merryfeld a arătat că calea pentru obținerea de substanțe de orice structură, chiar și cea mai complexă, era deschisă.
- 1c întreprindere 8,3 luni închidere. Instrucțiuni pas cu pas despre cum să închideți un trimestru pentru un contabil începător. Stabilirea politicii contabile a unei organizații
- Vânzări de OS în contabilitate 1C 8.3. Cum se reflectă vânzarea activelor fixe și a activelor financiare în 1c. Vanzarea mijloace fixe cu refacere prime de amortizare
- Calculul si calculul costurilor produsului Calculul costurilor prin alocarea costurilor
- Cei mai fericiți oameni de pe Pământ: caracteristici și fapte interesante