Подробное решение страница стр.125 по биологии для учащихся 10 класса, авторов Захаров В.Б., Мамонтов С.Г. Углубленный уровень 2015
ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ ПОВТОРЕНИЯ
Вопрос 1. Как осуществляется процесс трансляции?
Трансляция - процесс синтеза белка в цитоплазме клетки. Молекулярные процессы, лежащие в основе синтеза белка, крайне сложны. В синтезе белка участвует три таких класса молекул РНК ( мРНК, тРНК и рРНК ). Началом синтеза белка принято считать процесс транскрипции ДНК, в результате которого в ядре должна образоваться соответствующая информационная, или матричная, РНК (мРНК), которая затем должна перейти в цитоплазму клетки. Многоступенчатый матричный синтез белка, собственно трансляцию, протекающую в рибосоме, условно делят на три стадии: инициацию, элонгацию и терминацию.
Вопрос 2. Расскажите о роли рРНК в обеспечении комплементарного связывания кодона иРНК с антикодоном тРНК.
Рибосомная РНК (рРНК) составляет основную часть РНК цитоплазмы (80-90 %). Размеры 3000-5000 пар нуклеотидов. Вторичная структура в виде двухспиральных шпилек. р-РНК является структурным компонентом рибосом - органоиды клетки, где происходит синтез белков. Рибосомы локализованы в цитоплазме, ядрышке, митохондриях, хлоропластах. Состоят из двух субъединиц – большой и малой. Малая субчастица состоит из одной молекулы рРНК и 33 молекул белков, большая субъединица - 3 молекулы рРНК и 50 белков. Белки рибосом выполняют ферментативную и структурную функции. Функции р-РНК: 1) структурный компонент рибосом – их целостность необходима для биосинтеза белков, 2) обеспечивают правильность связывания рибосомы с м-РНК, 3) обеспечивают правильность связывания рибосомы с т-РНК.
Вопрос 3. Где происходит процесс трансляции?
Трансляция — процесс синтеза полипептидных цепей, осуществляемый на рибосомах, где иРНК является посредником в передаче информации о первичной структуре белка.
Вопрос 4. Каково значение продолжительности «жизни» иРНК в жизнедеятельности клетки?
Все бактериальные иРНК довольно быстро разрушаются и синтезируются. Время их полураспада не превышает 3 минут. Это обеспечивает быстрое приспособление микроорганизмов к меняющимся условиям окружающей среды. иРНК эукариотических клеток более стабильны. Стабильность иРНК определяется особенностями структуры самих РНК. Молекулы иРНК модифицируют свои 3’ концы присоединением полиаденилового фрагмента. По мере участия иРНК в процессах трансляции, длина этого фрагмента уменьшается. Критическим для стабильности считается 30 адениловых нуклеотидов. В частности сигналами для быстрого разрушения молекул могут служить последовательности богатые У и А на 3’ концах этих РНК, которые являются сигналами для более быстрого удаления полиадениловых участков РНК. Стабильность РНК может усиливаться некоторыми гормонами стероидной природы, которые не только стимулируют образование новых молекул РНК, но и стабилизируют функционирующие. В ряде случаев стабильность РНК определяется скоростью трансляции и потребностью белков.
Вопрос 5. Что собой представляют гены тРНК и иРНК? Опишите, как реализуется информация о структуре этих молекул.
Первый тип — иРНК, синтезируется в ядре клетки. Ее синтез на одной из двух цепей ДНК катализируется РНК-полимеразой.
Синтезируемая иРНК повторяет последовательность нуклеотидов, составляющих генетический код ДНК. Генетический код представлен последовательностями триплетов оснований нуклеотидов, т.е. каждые три последовательных основания есть «слово» кода. Каждый триплет кодирует позицию одной аминокислоты. Отсюда триплеты иРНК определяют порядок включения аминокислот в молекулу белка во время ее синтеза в клетке. Например, два последовательных триплета (гуанин-гаунин-гаунин, ГГГ и гуанин-тимидин-тимидин, ГТТ) ответственны за размещение двух аминокислот — пролина и глютаминовой кислоты в молекуле белка. Кодирующий триплет иРНК называется кодоном. Следовательно, цепь кодонов, в свою очередь, составляет матрицу для синтеза аминокислотной цепи белка. Синтез иРНК предваряется активацией нуклеотидов, присоединением к каждому из них двух фосфатных радикалов, полученным от АТФ клетки, т.е. идет с потреблением энерии.
Второй тип РНК — тРНК. В клетке много различных типов тРНК, но каждый из них комбинируется только с одной из 20 аминокислот, «узнает» кодон соответствующей аминокислоты на иРНК и транспортирует аминокислоту к этому месту. Таким образом, каждая тРНК является переносчиком специфической для нее аминокислоты к месту сборки белка — к полисомам. Аминокислоты вступают в синтез определенного белка после активации их молекулой АТФ, т.е. лишь активированная АТФ аминокислота соединяется с молекулой специфической тРНК. Специфический кодон в тРНК, который позволяет ей узнавать комплементарный кодон в иРНК — это также триплет нуклеотидных оснований и называется он антикодон. Во время формирования молекулы белка антикодоновые основания соединяются водородными мостиками с основаниями кодона иРНК. Благодаря этому, аминокислоты выстраиваются одна за другой вдоль цепи иРНК, образуя соответствующую последовательность аминокислот в молекуле белка.