Cechy kodu genetycznego Trójkowy

1.22. Odczytywanie
informacji genetycznej –
przepis na białko
Opracowała Bożena Smolik
Konsultant Arleta Poręba-Konopczyńska
Przepływ informacji genetycznej

DNA jest nośnikiem informacji
genetycznej.

Czyli w DNA zakodowana jest informacja
o budowie i funkcjonowaniu każdego
organizmu.

Na podstawie tej informacji organizm
wytwarza sobie tylko właściwe białko.

To białka decydują o cechach
organizmów.

Różnorodność i niepowtarzalność
organizmów polega na różnorodności i
niepowtarzalności ich białek.

Aby z DNA powstało białko muszą zajść
dwa podstawowe procesy:
1. transkrypcja
2. translacja
Transkrypcja

Droga do powstania białka, a co za tym idzie i cechy organizmu, jest długa.

Informacja, zapisana w DNA musi być, przepisana na RNA.

Proces przepisania informacji genetycznej z DNA na RNA
nazywamy transkrypcją.

Transkrypcja prowadzi do skopiowania fragmentu DNA z wykorzystaniem
reguły komplementarności zasad.

Transkrypcja (czyli powstanie mRNA) zachodzi w jądrze komórkowym.

Transkrypcji zawsze podlegają jedynie fragmenty DNA.
Kod genetyczny

Język kodu genetycznego jest bardzo skomplikowany, ale czytelny dla komórki.
Rozszyfrowanie tego języka zajęło naukowcom wiele lat i jest jednym z największych
osiągnięć genetyki.

Kod genetyczny jest zapisany w języku chemicznym i polega na kombinacjach ułożenia
zasad azotowych w nici DNA .

Informacja genetyczna jest zawarta w sekwencji
(kolejności) nukleotydów..

Trzy kolejne nukleotydy DNA, stanowią znak
kodu genetycznego wyznaczający jeden,
ściśle określony aminokwas

Znak ten nazywamy kodonem.

Trzy kolejne nukleotydy kodują informację tak jak litery tworzą słowa. Słowa KOT i
KTO zawierają te same litery, ale zmiana ich kolejności powoduje zmianę znaczenia
słów. I podobnie jest z językiem kodu genetycznego. Kodon UCA przyłącza aminokwas
serynę, a UAC tyrozynę.

Kod genetyczny, funkcjonuje podobnie jak język i tak jak słowo „zamek” może
oznaczać trzy różne zamki, jeden aminokwas może być zakodowany przez różne
kodony, np. aminokwas alanina przez GCU, GCC, GCA, GCG. Dzieje się tak dlatego, że
kodonów mamy (4 x 4 x 4 = 64), a aminokwasów 20.
Cechy kodu genetycznego
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Trójkowy – trzy kolejne nukleotydy są odpowiedzialne za
przyłączenie jednego aminokwasu do cząsteczki białka.
Uniwersalny – te same trójki nukleotydów są odpowiedzialne za
przyłączanie tych samych aminokwasów u wszystkich organizmów
żywych.
Bezprzecinkowy – to znaczy, że pomiędzy kolejnymi kodonami
nie ma nukleotydów
Niezachodzący – to znaczy, że sąsiadujące kodony nie mają
wspólnych nukleotydów.
Niejednoznaczny – jednoznaczny – to znaczy, że konkretny
kodon koduje przyłączenie tylko jednego aminokwasu
Zdegenerowany – to znaczy, że jeden aminokowas może być
kodowany przez więcej niż jeden kodon.
http://www.wiw.pl/biologia/genetyka/JezykGenow/BigImage.asp?ce=13&cp=2
Przeanalizuj zamieszczoną tabelę rozszyfrowanych kodonów


W skład białek wszystkich organizmów wchodzi 20 podstawowych
aminokwasów. Z 20 liter alfabetu zbudowano niezliczoną ilość słów
kilkuliterowych w różnych językach. Białka są cząsteczkami złożonymi
z kilkuset aminokwasów, stąd ich nieograniczona różnorodność.
Odcinek nici DNA, który zawiera informacje dotyczące budowy
określonego fragmentu białka nazywamy
genem.

Genom jest to całość informacji genetycznej danego organizmu.

Wszystkie geny (genom) danego organizmu określają jego
genotyp.

Genotyp i czynniki środowiska kształtują cechy danego organizmu,
czyli
fenotyp.




Gen, to fragment nici DNA,
kodujący jedno białko.
W procesie transkrypcji
powstaje mRNA, będący
komplementarną kopią
fragmentu DNA.
mRNA przemieszcza się do
cytoplazmy i łączy z
rybosomem.
W procesie translacji
następuje odczytanie kodu
genetycznego z mRNA i
synteza białka.

W cytoplazmie powstaje kompleks
mRNA- rybosom

W cytoplazmie musi być obecny
tRNA, który transportuje do
rybosomu odpowiednie aminokwasy.

Rybosom odczytuje kodon na mRNA
i łączy się z odpowiednim
antykodonem tRNA

Po przyłączeniu dwóch cząsteczek
tRNA rybosom łączy dostarczone
przez nie aminokwasy.

Rybosom uwalnia pozbawiony
aminokwasu tRNA i przesuwa się na
mRNA do kolejnego kodonu.

Rybosom, przesuwający się po
mRNA, jak zamek błyskawiczny
łączy aminokwasy kodowane przez
kolejne trójki nukleotydów.

W ten sposób powstaje cząsteczka
białka o ściśle określonej kolejności
aminokwasów.
Translacja
Zadania
1.
Podaj definicję genu.
2.
Wymień „składniki” niezbędne do powstania cząsteczki
białka w komórce.
3.
Wymień nazwy 5 aminokwasów.
4.
Podaj liczbę znaków kodu genetycznego we fragmencie
łańcucha DNA o 99 nukleotydach.
5.
Podaj nawę procesu, w którym następuje skopiowanie
genu
Źródła







W.Lewiński,J.Prokop, Biologia 2, Operon, Gdynia, 2004
J.Loritz-Dobrowolska i wsp., Biologia, Operon, Gdynia, 2007
B.Sągin, MSęktas, Puls życia, Nowa Era, 2008
B.Klimuszko, Biologia III, Żak, Warszawa 2001
E.Kłos i wsp., Ciekawa biologia, WSiP, Warszawa, 2002
E.Wierbiłowicz, Biologia, ABC, Poznań, 2001
B.Potocka, W.Górski, Biologia 2, MAC Edukacja,2003