Что такое генетический код?

Генетический код – система записи генетической информации о строении белков в ДНК в виде определенной последовательности нуклеотидов

Основные свойства генетического кода:

1. Триплетность
2. Вырожденность (избыточность)
3. Специфичность
4. Неперекрываемость
5. Однонаправленность
6. Наличие инициирующего кодона (АУГ) и нонсенс-кодонов
7. Колинеарность
8. Универсальность

Экспрессия гена

Под экспрессией гена понимают реализацию записанной в нем наследственной информации. Синтез белка – это процесс, который обеспечивает реализацию наследственной информации в клетке. Согласно центральной догме молекулярной биологии он идет в следующем направлении:

ДНК → иРНК → белок →признак.

Этапы синтеза белка

1. Транскрипция – синтез иРНК
2. Активация аминокислот и соединение с тРНК
3. Трансляция - синтез первичной структуры белка в рибосоме
4. Посттрансляционные процессы образование пространственных структур белка (вторичной, третичной, четвертичной), модификация аминокислот.

Транскрипция.

Транскрипция – это синтез иРНК. У эукариот трнаскрипция имеет свои осрбенности.

Ген эукариот состоит из экзонов и интронов. Интроны – не кодируют белок. Они вырезаются из иРНК. Таким образом, транскрипция у эукариот включает два этапа:

1) Синтез про-иРНК (незрелой иРНК), которая полностью комплементарна гену.

2) Процессинг-созревание иРНК. Процессинг включает:

• сплайсинг (вырезание интронов и сшивание экзонов),

• образование кэпа и поли-А-хвоста. Кэп (модифицированный гуанин) прикрепляется к начальному концу иРНК, поли-А-хвост – большое количество А-нуклеотидов прикрепляются к концу иРНК. Кэп и хвост обеспечивают стабильность иРНК в цитоплазме.

Активация аминокислот и соединение с тРНК.

В клетках эукариот около 50 видов РНК (в связи с избыточностью генетического кода). Каждая тРНК имеет антикодон (для взаимодействия с кодоном иРНК) и акцепторный участок (куда присоединяется аминокислота). Соединение тРНК с аминокислотой катализирует фермент аминоацил-тРНК –синтетаза. Процессу предшествует активация аминокислот (соединение с остатком АТФ -АМФ).
Аминокислота+АТФ= Аминокислота+АМФ (АК+АМФ)
АК+АМФ +ТРНК =АК+ТРНК +АМФ

Трансляция.

Трансляция – синтез первичной структуры белка в рибосоме. Этапы трансляции:

1) Инициация – начало трансляции. Рибосома соединяется с иРНК и захватывает два кодона (первый – инициальный -оказывается в пептидильном центре). К инициальному триплету подходит тРНК с инициальным метионином. Образуется инициальный комплекс- рибосома, инициальный триплет, тРНК

2) Элонгация – синтез полипептида. Ко второму кодону иРНК подходит вторая тРНК с аминокислотой. Если антикодон тРНК комплементарен кодону иРНК, две аминокислоты соединяются пептидной связью. Затем первая тРНК выходит из рибосомы, рибосома перемещается на один триплет вперед. К этому триплету подходит новая тРНК с аминокислотой. Если антикодон тРНК комплементарен кодону иРНК, то между двумя последними аминокислотами вновь образуется пептидная связь и процесс повторяется. Процесс продолжается до тех пор, пока рибосома не дойдет до стоп-кодона

3) Терминация транскрипции – окончание. Рибосома доходит до стоп-кодона. Синтез полипептида останавливается.

4) Посттрансляционные процессы- образование вторичной, третичной, четвертичной структуры белка, модификация аминокислот Процесс может идти в цитоплазме, гранулярной ЭПС, комплексе Гольджи. После того как белок образовал третичную или четвертичную структуру, он может выполнить свои функции.