Тақырып: Генетикалық код.
Мақсаты: Генетикалық кодтың қасиеттерін және олардың құрылысын оқу.
Оқыту мақсаты:
ДНҚ химиялық ұйымын және генетикалық ақпараттарды жазу амалдарын оқу.
Генетикалық кодтың қасиеттерімен танысу
ДНҚ малекуласының уникальдылығын және қайталанатын бірізділігін оқу.
Тақырыптың негізгі сұрақтары:
1.ДНҚ малекуласының құрылысы. Комплементарлық ережесі.
2. Кодтың триплеттігі туралы түсінік.
3. Генетикалық кодтың негізгі қасиеттері.
4. Нонсенс-кодон және старт-кодондардың ролі
5. РНҚ дан ДНҚ құрылысының айырмашылығы.
6. ДНҚ малекуласының уникальдылығы және қайталанатын бірізділігі
Ақпараттық блок:
Тіршіліктің барлық әралуандығын, клеткадағы әртүрлі биологиялық қызметтерді атқаратын түрлі ақуыз молекулалары қамтамасыз етеді.Ақуыздардың құрылысы пептидтік тізбектегі аминқышқылдарының жиынтығы және бір ізділікті орналасуымен анықталынады.Нақ осы аминқышқылдар бір ізділігі биологиялық немесе генетикалық кодтың көмегімен ДНҚ молекуласының тізбегінде шифрланған.
1954 жылы Г.Гамов, яғни ДНҚ молекуласындағы ақпараттың кодталуын бірнеше нуклеотидтер үйлесіп қамтамасыз етеді деп болжау айтты.
Өйткені, табиғатта әртүрлі 20 аминқышқылы бар, әралуандылықты ақуыздардан тұрады және оларды шифрлау үшін үш нуклеотид, немесе триплетті код қажет. Бұл жағдайда төрт нуклеотидтерден 43 = 64 триплет пайда болады. (Егер код екі нуклеотидтен тұратын болса, онда тек 16 аминқышқылын шифлаған болар еді, 42 = 16).
Генетикалық кодты толық шифрлау 20 ғасырдың 1960 жылдары іске асырылды. ДНҚ-ның 64 триплеті бар. Оның ішінде 61 триплет әртүрлі аминқыщқылдарын кодтайды, ал қалған үш триплет – мәнсіз немесе «нонсенс-триплеттер» деп аталады. Үшеуі аминқышқылдарын шифрламайды, олар ешбір аминқышқылына сәйкес келмейді (АТТ, АЦТ, АТЦ).
Генетикалық код
n Генетикалық код– ДНҚ немесе а-РНҚ молекуласындағы нуклеотидтер бірізділікті орналасып, ақуыздағы аминқышқылдар бірізділігін анықтайды.
n Генетикалық код –триплетті, бір аминқышқылы үш нуклеотидпен шифрланады, яғни генетикалық кодтың бірлігі триплет немесе кодон болып саналады.
n Генетикалық кодтың көптеген кодондары үшінші нуклеотид бойынша ажыратылады.
n Генетикалық код РНҚ тілінде жазылған, ақуыз синтезінде РНҚ аралық тасымалдаушы болып табылады.
РНҚ кодонындағы генетикалық код
| Ala/A | GCU, GCC, GCA, GCG | Leu/L | UUA, UUG, CUU, CUC, CUA, CUG |
| Arg/R | CGU, CGC, CGA, CGG, AGA, AGG | Lys/K | AAA, AAG |
| Asn/N | AAU, AAC | Met/M | AUG |
| Asp/D | GAU, GAC | Phe/F | UUU, UUC |
| Cys/C | UGU, UGC | Pro/P | CCU, CCC, CCA, CCG |
| Gln/Q | CAA, CAG | Ser/S | UCU, UCC, UCA, UCG, AGU, AGC |
| Glu/E | GAA, GAG | Thr/T | ACU, ACC, ACA, ACG |
| Gly/G | GGU, GGC, GGA, GGG | Trp/W | UGG |
| His/H | CAU, CAC | Tyr/Y | UAU, UAC |
| Ile/I | AUU, AUC, AUA | Val/V | GUU, GUC, GUA, GUG |
| START | AUG | STOP | UAG, UGA, UAA |
ГЕНЕТИКАЛЫҚ КОДТЫҢ ҚАСИЕТІ:
- Код триплетті- бір аминқышқылы үш нуклеотидпен шифрланады, яғни генетикалық кодтың бірлігі триплет немесе кодон болып табылады
- Кодтың көптігі– көптеген аминқышқылдары бірнеше триплеттермен шифланады.
- Кодтың ерекшелігі( специфичен)- әр триплет бір белгілі аминқышқылын кодтайды
- Кодтың универсальдығы - жер бетіндегі әртүрлі тірі ағза түрлерінің коды толық сәйкес.
- Кодтың үздіксіздігі- нуклеотидтердің бір ізділігін триплет соңында триплет санайды, кодта үтір болмайды,яғни бір кодонды екіншісімен бөлетін белгі жоқ.
- Код бірін-бірі жаппайды–көршілес триплеттер немесе кодондар бірін-бірі жаппайды, ал әрбір жеке нуклеотид берілген бағдарлама кезінде тек бір триплеттің құрамына кіреді.
Студенттің өзіндік жұмысы:
Жұмыс 1.
Полипептидті фрагментте (бөлігі) аминқышқылы қалдықтарының келесідей бірізділігі бар: Мет – Фен – Тир – Три. аРНҚ бөлігіндегі нуклеотидтер бірізділігінің барлық мүмкін болатын варианттарын жазыңыз. Осыдан бұл пептидтің трансляциясы жүріп өткен.
Жұмыс 2.