Учебник Биология - ВУНМЦ 2000
Глава 3. КЛЕТОЧНЫЙ УРОВЕНЬ ОРГАНИЗАЦИИ ЖИВОГО
3.5. СИНТЕЗ БЕЛКА
Основное положение молекулярной биологии утверждает, что перенос генетической информации может происходить от ДНК через и-РНК (м-РНК) к белку.
Каждый вид растений и животных имеет особый, характерный только для него набор белков. Даже у особи одного вида, включая человека, белки различаются по свойствам.
Набор белков - основа индивидуальной и видовой специфичности. Наследственная информация о строении белков хранится в молекулах ДНК. ДНК - носитель всей генетической информации в клетке - непосредственного участия в синтезе белков не принимает. Молекулы ДНК входят в состав хромосом ядра, а сборка белковых молекул осуществляется в цитоплазме на рибосомах. Информация к рибосомам из ядра поступает через посредника. Таким посредником является информационная РНК (и-РНК).
Для перевода последовательности нуклеотидов в молекуле ДНК и и-РНК в последовательность аминокислот в синтезируемой молекуле белка используется специальный «шифр», или генетический код. Генетический код - это система записи информации в молекулах и-РНК, которая отражена в последовательности нуклеотидов, предопределяющих порядок расположения аминокислот в молекулах белков. Информация «переписывается» в ядре с молекулы ДНК на и-РНК.
3.5.1. СВОЙСТВА ГЕНЕТИЧЕСКОГО КОДА
1. Триплетность. Одну аминокислоту кодирует последовательность из трех нуклеотидов, названная триплетом, или кодоном.
2. Вырожденность. Каждая аминокислота зашифрована более, чем одним кодоном. Исключение составляют аминокислоты метионин и триптофан. Каждая из них кодируется только одним триплетом. Для кодирования 20 аминокислот используется 61 комбинация нуклеотидов. Триплет АУГ, кодирующий метионин, называют стартовым. С него начинается синтез белка. Три кодона (УАА, УАГ, УГА) несут информацию о прекращении синтеза белка. Их называют триплетами терминации.
3. Универсальность. У всех организмов на Земле одни и те же триплеты кодируют одинаковые аминокислоты.
4. Однозначность. Каждый триплет кодирует только одну аминокислоту.
5. Колинеарность - совпадение последовательностей аминокислот в синтезируемой молекуле белка с последовательностью триплетов в и-РНК (табл. 5).
Таблица 5. Кодоны матричной РНК
Первое |
Второе основание |
Третье |
|||
основание |
У |
Ц |
А |
Г |
основание |
УУУ Фен |
УЦУ Сер |
УАУ Тир |
УГУ Цис |
У |
|
У |
УУЦ Фен |
УЦЦ Сер |
УАЦ Тир |
УГЦ Цис |
Ц |
УУА Лей |
УЦА Сер |
УАА Стоп |
УГА Стоп |
А |
|
УУГ Лей |
УЦГ Сер |
УАГ Стоп |
УГГ Три |
Г |
|
ЦУУ Лей |
ЦЦУ Про |
ЦАУ Гис |
ЦГУ Арг |
У |
|
Ц |
ЦУЦ Лей |
ЦЦЦ Про |
ЦАЦ Гис |
ЦГЦ Арг |
Ц |
ЦУА Лей |
ЦЦА Про |
ЦАА Глн |
ЦГА Арг |
А |
|
ЦУГ Лей |
ЦЦГ Про |
ЦАГ Глн |
ЦГГ Арг |
Г |
|
АУУ Иле |
АЦУ Тре |
ААУ Асн |
АГУ Сер |
У |
|
А |
АУЦ Иле |
АЦЦ Тре |
ААЦ Асн |
АГЦ Сер |
Ц |
АУА Иле |
АЦА Тре |
ААА Лиз |
АГА Арг |
А |
|
АУГ Мет |
АЦГ Тре |
ААГ Лиз |
АГГ Арг |
Г |
|
ГУУ Вал |
ГЦУ Ала |
ГАУ Асп |
ГГУ Гли |
У |
|
Г |
ГУЦ Вал |
ГЦЦ Ала |
ГАЦ Асп |
ГГЦ Гли |
Ц |
ГУА Вал |
ГЦА Ала |
ГАА Глу |
ГГА Гли |
А |
|
ГУГ Вал |
ГЦГ Ала |
ГАГ Глу |
ГГГ Гли |
Г |
|
Примечание. Первое азотистое основание в триплете находится в левом вертикальном ряду, второе - в верхнем горизонтальном, третье - в правом вертикальном. На пересечении линий трех оснований выявляется искомая аминокислота.
Аминокислоты обозначены следующим образом: Ала - аланин, Арг - аргинин, Асн - аспарагин, Асп - аспарагиновая кислота, Вал - валин, Гис - гистидин, Гли - глицин, Глн - глутамин, Глу - глутаминовая кислота, Иле - изолейцин, Лей - лейцин, Лиз - лизин, Мет - метионин, Про - пролин, Сер - серии, Тир - тирозин, Тре - треонин, Три - триптофан, Фен - фенилаланин, Цис - цистеин.