Практикум Астана 2017 Қазақстан республикасы ауыл шаруашылығы министрлігі

Ақуыз биосинтезін ген арқылы бақылау. Графикті модельдеу

жүктеу/скачать 3,86 Mb. бет 54/65 Дата 12.09.2022 өлшемі 3,86 Mb. #149308 түрі Практикум

Бұл бет үшін навигация:

• 5.7 Генетикалық код

5.6 Ақуыз биосинтезін ген арқылы бақылау. Графикті модельдеу Модельдеу құбылысын талдау мысалдары. Организмдердің жасуша ядросы хромосомаларында ДНҚ молекуласының бөліктері болып табылатын мыңдаған (жиі миллиондаған) құрылымды гендер орналасады. Гендердің бір-бірінен азоттық негіздердің (А, Г, Ц, Т) орналасу реттілігі бойынша айырмашылығы болады. Гендерде организмде синтезделетін ақуыздың алғашқы құрылымы туралы генетикалық ақпарат болады. Ақуыз биосинтезін гендік бақылау тікелей жолмен өтпейді. Ген мен ақуыздың арасында ақпараттық РНҚ болады. а-РНҚ синтезі барысында транскрипция (көшіру) өтеді. Цитоплазманың ішінде рибосомаға өтіп а-РНҚ ақуыз синтезінің матрицасы болады. Мұнда ол геннің ақпаратын синтезделетін ақуызға береді, ақпарат кодондардың (азоттық негіздердің триплеттері) көмегі арқылы жүреді. Ақпараттың геннен ақуызға берілуі төмендегі модельде көрсетілген. ____________________________________ | | | | | | | | | Ц А Т Г Т Ц Т Т А… Г Т А Ц А Г А А Т… Ген (ДНҚ) ____________________________________ | | | | | | | | | Ц А У ,Г У Ц, У У А… а-РНҚ Гис Вал Лей Ақпараттың геннен ақуызға берілуі ақуызбен аяқталмайды. Синтезделінетін ақуыздың ферментативті белсенділігі болуы мүмкін. Бұл жағдайда, онсыз өтпейтін, белгілі бір биохимиялық реакцияның катализаторы болады. Организмнің тұқымқуалаушылық белгілерінің дамуы негізіне биохимиялық реакциялар жатады. Қорыта айтқанда, әрбір ген бірнеше қатардан өтіп белгінің дамуын анықтайды. Үдеріс мына схема арқылы өтеді: ген – а-РНҚ – ақуыз (фермент) – биохимиялық реакция – белгі. 5.7 Генетикалық код Ақуыз синтезіндегі көп уақыт бойы күрделі және түсініксіз болып келген құбылыстың бірі: т-РНК-ның и-РНК-дағы матрицадан, өзіне тіркескен амин қышқылын қоятын орнын тауып, әкелген жүгінен босау мәселесі. Бұл жағдай туралы жиналған әр түрлі ұғымдар, нуклеин қышқылдарының құрамындағы нуклеотидтерге бір-бірін толтырғыш қасиеттеріне негізделген генетикалық код теориясын қалыптастырды. Генетикалық код – жасушада синтезделетін ақуыздың құрамындағы амин қышқылдарына сәйкес келетін нуклеин қышқылдарындағы нуклеотидтер жиілігі арқылы жазылған тұқымқуалаушылықтың биологиялық мазмұны. Ақуыздың құрамындағы амин қышқылдарды хромосома ДНҚ-сының нуклеотидтері арқылы көруге болады. Бір амин қышқылдық мазмұнды сақтайтын үш нуклеотидті кодон деп атайды. Бұл жағдайды тіршілік эволюциясында пайда болған өмір туралы ақпаратты сақтайтын және тарататын ең қолайлы тәсіл деп бағдарлайды. Себебі, өсімдіктер мен жануарлардың әр түрлеріне керекті бір ақуыз туралы ақпарттың сақталуы және ұрпақтан ұрпаққа таралуы әр түрлі кодондармен бақылануы керек. Осы ерекшелік организмдердің қоршаған ортада сақталып қалуына және бейімділігіне әсерін тигізеді. 21-кестеде и-РНҚ молекуласында кодталған барлық 20 амин қышқылдар кодондарының (триплеттерінің) құрамы көрсетілген. Сол жақтағы тік қатарда, жоғарғы көлденең және оң жақ тік қатарда У, Ц, А, Г әріптерімен и-РНҚ құрамындағы азотты негіздері бар нуклеотидтер белгіленген: У – урацил, Ц – цитозин, А – аденин, Г – гуанин. Амин қышқылдарының аттары қысқартылып беріледі. Кестені оңай пайдалануға болады. Триплеттің бірінші нуклеотиді сол жақтағы тік қатардан, екіншісі – жоғары көлденең, үшіншісі оң жақ тік қатардан алынады. Осы үшін нуклеотидтерден тартылған сызықтардың түйіліскен жерінен берілген триплеттермен қолданылған амин қышқыл табылады. Мәселен, АЦЦ триплеті қай амин қышқылды қодтайтынын білу керек делік. Мұны табу үшін сол жақ жік қатардан А-ны аламыз, жоғарыдан – Ц-ны; оң жақ тік қатардан – Ц-ны аламыз. Үш сызық «тре» торкөзінде түйіліседі. Ал бұл треонин амин қышқылы. Сөйтіп, АЦЦ триплеті треонин амин қышқылын кодтайды. Егер генетикалық кодты талдасақ, онда 32 кодонның тек үшінші нуклеотидтері өзгеріп отырғанын көреміз, ал бірінші және екінші нуклеотидтері тұрақты. Мысалы, лейцин амин қышқылы өсімдіктер мен жануарлар генотиптерінде, төрт кодтың и-РНҚ-ға жазылуы екі түрде кездеседі – тіркесті және сатылы. Тіркесті кодта әр триплет тек бір амин қышқылының мазмұнын есіне сақтайды. Ал сатылы кодта бір триплеттегі үш нуклеотид екі немесе үш кодонның құрамында қолданылуы мүмкін: Мысалы, генетикалық код мына нуклеотидтерден басталса. УУУ,ААА,ЦЦЦ... тіркесті кодта бұл үш кодон үш амин қышқылының мазмұнын береді – фенилаланин лизин – амин қышқылдардан басталса: - вал – тре – ала – фена – триф – глиц + лиз – вал – асп. Осыларға сәйкес и-РНҚ-дағы генетикалық кодта келесі триплеттердің қатары болуы керек: ГУУ –АЦЦ – ГЦГ – УУУ – УГТ – ГГЦ –ААА –ГУУ – ГАУ. Генетикалық кодтың ұзындығы синтезделетін ақуыздың құрамындағы амин қышқыл сандарынан кем дегенде үш есе ұзын болады. Егер адам гемоглобиннің құрамында 497 амин қышқылы болса, осы ақуыздың генетикалық коды 1491 нуклеотидтен тұруға тиісті. ДНК-да нуклеотидтер жиілілігі арқылы жазылған ақуыз туралы биологиялық мазмұн телеграфтағы, кибернетикадағы және өмірде қолданатын әр түрлі таңбалар тәрізді биологиялық құбылыстардың мазмұнын өзінше кодтап жинастырады. Бірінші негіз Екінші негіз Үшінші негіз У Ц А Г У Фен Фен Лей Лей Сер Сер Сер Сер Тир Тир Сигнал Сигнал Цис Цис Сигнал Три У Ц А Г Ц Лей Лей Лей Лей Про Про Про Про Гис Гис Глн Глн Арг Арг Арг Арг У Ц А Г А Иле Иле Иле Мет Тре Тре Тре Тре Аен Аен Лиз Лиз Сер Сер Арг Арг У Ц А Г Г Вал Вал Вал Вал Ала Ала Ала Ала Аен Аен Глу Глу Гли Гли Гли Гли У Ц А Г жүктеу/скачать 3,86 Mb. Достарыңызбен бөлісу: