Свойства генетического кода

1. Триплетность

Каждая аминокислота кодируется последовательностью из 3-х нуклеотидов.

Триплет или кодон - последовательность из трех нуклеотидов, кодирующая одну аминокислоту.

Код не может быть моноплетным, поскольку 4 (число разных нуклеотидов в ДНК) меньше 20. Код не может быть дуплетным, т.к. 16 (число сочетаний и перестановок из 4-х нуклеотидов по 2) меньше 20. Код может быть триплетным, т.к. 64 (число сочетаний и перестановок из 4-х по 3) больше 20.

2. Вырожденность.

Все аминокислоты, за исключением метионина и триптофана, кодируются более чем одним триплетом:

2 аминокислоты по 1 триплету = 2

9 аминокислот по 2 триплета = 18

1 аминокислота 3 триплета = 3

5 аминокислот по 4 триплета = 20

3 аминокислоты по 6 триплетов = 18

Всего 61 триплет кодирует 20 аминокислот.

3. Наличие межгенных знаков препинания.

Ген- это участок ДНК, кодирующий одну полипептидную цепь или одну молекулу tРНК, rРНК или sРНК.

Гены tРНК, rРНК, sРНК белки не кодируют.

В конце каждого гена, кодирующего полипептид, находится, по меньшей мере, один из 3-х терминирующих кодонов, или стоп-сигналов: UAA, UAG, UGA. Они терминируют трансляцию.

Условно к знакам препинания относится и кодон AUG - первый после лидерной последовательности. Он выполняет функцию заглавной буквы.

4. Однозначность.

Каждый триплет кодирует лишь одну аминокислоту или является терминатором трансляции.

Исключение составляет кодон AUG. У прокариот в первой позиции (заглавная буква) он кодирует формилметионин, а в любой другой - метионин.

5. Отсутствие внутригенных знаков препинания.

Внутри гена каждый нуклеотид входит в состав значащего кодона.

6.Универсальность - это полное соответствие генетического кода у различных видов живых организмов. Такая универсальность генетического кода свидетельствует о единстве происхождения всего многообразия живых форм на Земле в процессе биологической эволюции.

7. Неперекрываемость кодонов при считывании. Это означает, что последовательность нуклеотидов считывается триплет за триплетом без пропусков, при этом соседние триплеты не перекрывают друг друга, т.е. каждый отдельный нуклеотид входит в состав только одного триплета при заданной рамке считывания.

Тесты:

1.Некоторые триплеты иРНК (УАА, УАГ, УГА) не кодируют аминокислоты, а являются терминаторами в процессе считывания информации, то есть кодоны прекращающие транскрипцию. Эти триплеты имеют название...

А. Операторы

Б. Стоп-кодоны

В. Антикодоны

Г. Экзоны

Д. Интроны

2.При всех формах размножения (половом и неполовом) элементарными дискретными единицами наследственности является:

А. Одна цепь молекулы ДНК

Б. Одна пара нуклеотидов

В. Один ген

Г. Один нуклеотид

Д. Две цепи молекулы ДНК

3. Под действием мутагена в гене изменился состав нескольких триплетов, но клетка продолжала синтезировать тот же белок. С каким свойством генетического кода это может быть связано

А. Неперекрываемостью

Б. Универсальностью

В. Триплетностью

Г. Вырожденностью

Д. Коллинеарностью

4. Установлено, что последовательность триплетов нуклеотидов точно соответствует последовательности аминокислотных остатков в полипептидной цепи. Как называется такая особенность генетического кода:

А. Колинеарность

Б. Триплетность

В. Неперекрываемость

Г. Выродженность

Д. Универсальность

5. Какое свойство гена обеспечивает изменчивость как свойство живых организмов?
А. специфичность действия
Б. стабильность структуры

В. триплетность генетического кода

Г. способность мутировать

Д. вырожденность генетического кода

6. В чем выражается специфичность действия гена?
А. в определении морфологии, локализации и спепени изменчивости, обусловленного им определенного признака
Б. в определении возможности развития одновременно нескольких признаков

В. в том, что каждый триплет кодирует лишь одну аминокислоту

Г. в том, что последовательность нуклеотидов считывается триплет за триплетом без пропусков

Д. в том, что практически все аминокислоты, кодируются более чем одним триплетом

7. За синтетический период митотического цикла количество ДНК удвоилось. Этот процесс называется:

А. Коагуляция

Б.Диссоциация

В.Денатурация

Г.Репарация

Д. Редупликация

8. Согласно модели двойной спирали ДНК, предложенной Уотсоном и Криком, было установлено, что одна из цепей ДНК при репликации, синтезируется не самостоятельно, а комплиментарно первой. Как называется этот способ репликации

А. Дисперсный

Б.Аналогичный

В.Идентичный

Г. Полуконсервативный

Д.Консервативный

9.Произошло повреждение структурного гена – участки молекулы ДНК. Однако, это не привело к замене аминокислот в белке потому, что через некоторое время, повреждение, было ликвидировано группой специфических ферментов. Это способность ДНК называется...

А. Репарация.

Б. Транскрипция.

В. Мутация.

Г. Обратная транскрипция.

Д. Репликация.

10. В клетках человека под действием ультрафиолетового излучения произошло повреждение молекулы ДНК. Сработала система восстановления поврежденного участка молекулы ДНК, с помощью специфического фермента по неповрежденной цепи. Это явление получило название...

А. Инициация

Б.Дупликация

В.Репликация

Г. Репарация

Д.Терминация

Задачи для контроля знаний:

Задача 1. Значащая цепочка ДНК содержит такую последовательность нуклеотидов: ЦГГАТЦААГТТТЦГЦЦЦАТ. Постройте соответствующую ей и-РНК.

Задача 2. Известно, что в молекуле РНК урациловых нуклеотидов 10%, адениловых 25%, гуаниловых-45%, цитидиловых-20%. Определите соотношение между нуклеотидами ДНК, служащей матрицей для данной РНК.

Задача 3. Достройте фрагмент реплицирующейся ДНК, если известно, что значащая цепочка ее состоит из следующих нуклеотидов: ААА ГТА ЦЦТ ГТЦ ЦГГ.

Задача 4. В состав молекулы ДНК входит 15% адениновых нуклеотидов. Определите содержание в ней гуаниловых, цитидиловых и тимидиловых нуклеотидов.

Задача 5.Сколько генов функционирует на участке молекулы ДНК, который содержит 10 тыс. пар нуклеотидов, если конденсируемая часть ДНК заключена на 20 нуклеосомах?

6.Материалы для разбора с преподавателем и контроля его усвоения:

6.1. Разбор с преподавателем узловых вопросов для освоения темы занятия.

6.2. Демонстрация преподавателем методик практических приемов по теме.

6.3. Материал для контроля усвоения материала:

Вопросы для разбора с преподавателем:

1. Молекулярный уровень организщации наследственной информации.

2. Характеристика нуклеиновых кислот: ДНК и РНК, пространственная организация, видовая специфичность, роль в хранении и передаче наследственной информации.

3. Репликация ДНК, биологическое значение процесса.

4. Поддержание генетической стабильности клеток: самокоррекция и репарация ДНК.

5. Генетический код, его свойства.

Практическая часть

1. Заполнить таблицу «Сравнительная характеристика нуклеиновых кислот»