Подробное решение параграф §23 по биологии для учащихся 10 класса, авторов Теремов А.В., Петросова Р.А. Углубленный уровень 2017
Ст. 129
Вспомните, какая структура белка определяет его строение и свойства. Как закодирована эта структура в молекуле ДНК?
Свойства белка определяются в первую очередь его первичной структурой – последовательностью аминокислот в полипептидной цепи. Именно первичная структура "записана" в гене, кодирующем данный белок. Информация в первичной структуре белка закодирована в молекуле ДНК в виде триплетов (участков из трех нуклеотидов в молекуле ДНК).
Ст.133
Вопросы и задания
1. В каких органоидах клетки происходит биосинтез белка?
Биосинтез происходит в рибосомах.
2. Какое строение имеет молекула тРНК? Назовите её ключевые участки. Как происходит соединение тРНК с аминокислотой?
ней выделяют четыре главные части, выполняющие различные функции. Акцепторный «стебель» образуется двумя комплементарно соединенными концевыми частями тРНК. Он состоит из семи пар оснований. 3' — конец этого стебля несколько длиннее и формирует одноцепочечный участок, который заканчивается последовательностью ЦЦА со свободной ОН — группой. К этому концу присоединяется транспортируемая аминокислота. Остальные три ветви представляют собой комплементарно спаренные последовательности нуклеотидов, которые заканчиваются неспаренными участками, образующими петли. Средняя из этих ветвей – антикодоновая – состоит из пяти пар нуклеотидов и содержит в центре своей петли антикодон. Антикодон – это три нуклеотида, комплементарные кодону мРНК, который шифрует аминокислоту, транспортируемую данной тРНК к месту синтеза пептида.
Между акцепторной и антикодоновой ветвями располагаются две боковые ветви. В своих петлях они содержат модифицированные основания – дигидроуридин (D — петля) и триплет TψC, где \у – псевдоуриаин (Т^С — петля).
Между аитикодоновой и Т^С — ветвями содержится дополнительная петля, включающая от 3–5 до 13–21 нуклеотидов.
3. За счёт каких связей поддерживается конфигурация молекулы тРНК?
На краях нуклеотидов находится слишком много положительно и отрицательно заряженных частей, которые легко образуют водородные связи друг с другом.
4. Сколько видов тРНК имеется в клетке? Чем они отличаются друг от друга? Как объяснить, что число видов тРНК больше, чем число видов аминокислот, встречающихся в белках? Для ответа используйте рис. 86.
В клетке встречается 40 видов тРНК, каждый из них имеет характерную только для него последовательность нуклеотидов. Число видов тРНК выше, потому что в состав белков входит только 20 аминкоислот.
5. Охарактеризуйте этапы биосинтеза белка в клетке. Как связан биосинтез белка с другими реакциями матричного синтеза?
Этапы биосинтеза белка:
1) Транскрипция (переписывание информации с ДНК на иРНК). В определенном участке ДНК разрываются водородные связи, получается две одинарных цепочки. На одной из них по принципу комплементарности строится иРНК. Затем она отсоединяется и уходит в цитоплазму, а цепочки ДНК снова соединяются между собой.
2) Процессинг (только уэукариот) – созревание иРНК: удаление из нее участков, не кодирующих белок, а так же присоединение управляющих участков.
3) Экспорт иРНК из ядра в цитоплазму (только у эукариот). Происходит через ядерные поры; всего экспортируется примерно 5% от общего количества иРНК в ядре.
4) Синтез аминоацил — тРНК. В цитоплазме имеется 61 фермент аминоацил — тРНК — синтетаза. Он комплементарно узнает аминокислоту и тРНК, которая должна ее переносить, и соединяет их между собой, при этом затрачивается 1 АТФ.
5) Трансляция (синтез белка). Внутри рибосомы к кодонам иРНК по принципу комплементарности присоединяются антикодоны тРНК. Рибосома соединяет между собой аминокислоты, принесенные тРНК, получается белок.
6) Созревание белка. Вырезание из белка ненужных фрагментов, присоединение небелковых компонентов (например, гема), соединение нескольких полипептидов в четвертичную структуру.
Биосинтез белка – это реакция матричного синтеза, потому что последовательность аминокислот в полипептиде жестко определена последовательностью нуклеотидов в гене (а непосредственно синтез белка, т. е. трансляция, идет с участием иРНК), но понятие "реакция матричного синтеза" шире, чем "синтез белка", потому что по такому типу также протекает репликация ДНК, транскрипция и некоторые другие процессы (например, синтез ДНК на РНК как на матрице).
6. Каким образом в клетке синтезируются одновременно несколько молекул одного и того же белка? Для ответа используйте рис. 87.
Для увеличения эффективности функционирования m — РНК часто соединяется не с одной, а с несколькими рибосомами. Такой комплекс называется полисомой, на котором протекает одновременный синтез нескольких полипептидных цепей.
7. Используя таблицу генетического кода (табл. 5), определите аминокислотный состав фрагмента полипептидной цепи, если участок гена на молекуле ДНК имеет следующую последовательность нуклеотидов:
ГАТ ГАТ ЦАГ ГАТ ГЦЦ ТГТ ЦТГ ТТЦ ААГ ГГА ЦТЦ АТТ.
ЦУА ЦУА ГУЦ ЦУА ЦГГ АЦА ГАЦ ААГ УУЦ ЦЦУ ГАГ УАА
Лей Лей Вал Лей Арг Тре Асп Лиз Фен Про Глу Стоп — Кадон