Нәруыз биосинтезі

Қош келдіңіздер!

Биология 10 - сынып

Сабақтың тақырыбы:

«Нәруыз биосинтезі. Транскрипция»

Сабақтың мақсаты:

РНҚ түрлерінің маңызын көрсете отырып, рибасомадағы полипептидтік тізбектің матрицалық синтезінің механизімін ашу.

Мәселелі сұрақ

НӘРУЫЗ

(аминқ-р)

цитоплазмада

ДНҚ

(А-Г-Ц-Т)

ядрода

?

Нәруыз биосинтезі

Қайтадан түзілген

ДНК

Тағамнан түскен

тРНК

Аминқышқылдары

аРНК

НӘРУЫЗ БИОСИНТЕЗІ

рРНК

Энергия (АТФ)

Ферменттер (нәруыз)

тағам

Сұрақ

Ақпаратты РНК қайда синтезделеді?

А) Жасуша ядросында;

В) Цитоплазмада;

С) Рибосомада;

Д) Митохондрияда.

Сұрақ

Белгілі бір аминқышқылына сәйкес келетін триплет құрамына кіретін нуклеотид саны:

А) 1

Б) 2

В) 3

Нәруыз

2

1

а-РНҚ

ДНҚ

Тірек сызбада 1 санымен қандай үрдіс бейнеленген:

А) Трансляция

В) Транспирация

С) Транскрипция

АТФ

ЯДРО

Нәруыз биосинтезі кезінде:

ДНҚ, РНҚ, АТФ және

аминқышқылдар, ферменттер қызметі бірігеді .

ДНҚ-да жазылған тұқымқуалау акпараты

РНҚ-ның ақпараттык (аРНҚ) молекулаларымен   цитоплазмаға  беріліп, арнайы органоидтар — рибосомалардың жәрдемімен нәруыз синтезделеді.

9

аРНК

Рибосома

Полипептид (нәруызды молекула )

ЭУКАРИОТТЫҢ

РИБОСОМАСЫ

ПРОКАРИОТТЫҢ

РИБОСОМАСЫ

28 S

5S

3 рРНК

5,8S

60S

40 нәруыз

мРНК

40S

1 рРНК

18S

33 нәруыз

РНК түрлері

• а-РНК = м-РНК,

ақпараттық = матрицалық – 5%

10 мыңға дейін нуклеотидтер

• 10 мыңға дейін нуклеотидтер
• 10 мыңға дейін нуклеотидтер
• 10 мыңға дейін нуклеотидтер
• 10 мыңға дейін нуклеотидтер

• т- РНК тасымалдаушы - 15%

100 –ге жуық нуклеотидтер

• 100 –ге жуық нуклеотидтер
• 100 –ге жуық нуклеотидтер
• 100 –ге жуық нуклеотидтер
• 100 –ге жуық нуклеотидтер

• р-РНК рибосомалық - 80%

2-4 мың нуклеотидтер

• 2-4 мың нуклеотидтер
• 2-4 мың нуклеотидтер
• 2-4 мың нуклеотидтер
• 2-4 мың нуклеотидтер

тізбекті

Нәруыз сияқты

3 өлшемді

А – У

Г – Ц

РНК үшін комплементарлық

принципі

Комплементарлық бөліктерімен

РНК молекуласының тірек сызбасының түзілуі

тРНК-ның екінші реттік құрылымы

ОН

ак

Акцептор АК

Т

D

~ 100 нуклеотидтер

антикодон

«Жоңышқа жапырағы»

аРНК

кодон

аРНК бұл үрдісте негізгі молекула болғандықтан, үш нуклеотидтің реттілігін кодон , ал аминқышқылдары бекінетін үлескіге қарсы комплементарлы тРНК–ның үш нуклеотидті үлескісін антикодон деп атайды .

Жасушада аминқышқылдарын анықтайтын қанша кодон болса сонша әртүрлі тРНК болады.

АТФ

Антикодонға сәйкес келетін АМИНҚЫШҚЫЛДАРЫ

.

ФЕРМЕНТ – КОДАЗА немесе аминоацил –т –РНК –синтетаза

Рибосомалық РНК

Ең ірі РНК түрі

2-3 мың нуклеотидтерден тұрады

16 S р-РНК

м атрица

3-D форма және әр түрлі қызметі

аРНК

Нәруыз

ДНК

Транскрипция ДНК →аРНК

• РНК-полимераза ферментінің көмегімен ДНК матрицадан аРНК синтезі

• Жасушадағы генетикалық ақпараттың алғашқы кезеңінің жүзеге асуы

Рибосоманың түзілуі

Pol 1

1-к іші суббірлік

2-үлкен суббірлік

3-ойыс

4-суббірліктерді қосатын канал

Суббірліктердің рибосомада бірігуі

(екі түрлі жағдайда кескінделуі)

Трансляция-нәруыз биосинтезінің екінші кезеңі

рибосома

м - РНК

Оқу бағыты

Аминқышқылдары

Синтезделудегі нәруыз молекуласы

(маржан тізбектері)

Трансляция үрдісінде түзілген полирибосома (полисома)

5-рибосома

6- Синтезделудегі нәруыз молекуласы

7-м-РНК

8-ажыра ғ ан рибосомалар

9-жетілген н ә руыз молекулалары

а-РНК → НӘРУЫЗ

• Матрицалық а-РНК арқылы нәруыз синтезі рибосомада жүзеге асады
• Матрицалық синтездің ең күрделісі

– тек көшірмелеу емес нуклеин қышқылдары тілінен нәруыздар тіліне аудару.

Генетикалық код –аудармасы.

Кез-келген матрицалық синтезге керек:

1. Матрица

2. Молекулалық машина (ферменттер мен басқа нәруыздар)

3. Мономерлер

4. Энергия АТФ

Трансляция аумағы

1. Матрица – а-РНК

2. Молекулалық машина –

рибосома

3. Мономерлер – аминқышқылдары

Генетикалық кодты м атрицалық принципте трансляциялауға

Аударма молекулалар қажет

Тасымалдаушы РНК

• Адаптор-молекуласы.
• Бір жақ соңы м-РНК-дағы кодонды, ал екінші жағы тасымалдаушы аминқышқылын таниды.

Амин

қышқылы

3'

Антикодон

т-РНК

3'

5'

Г Ц У

Ц Г А

м-РНК

3'

5'

Антикодон

Кодон

Үшінші ретті құрылымды т-РНК

а.к.

а.к.

Бұл сайттары арқылы өзінің

т-РНК сын таниды

антикодон

т-РНК- ның 20 түрлі кеңістіктік формасы бар. (әрбір а.қ.)

Трансляция

кіші

суббірлік

Амин қ ышқылы

м-РНК

үлкен суббірлік

ИНИЦИАЦИЯ

ЭЛОНГАЦИЯ

ТЕРМИНАЦИЯ

ТРАНСЛЯЦИЯ КЕЗЕҢДЕРІ

Инициация (басталуы)

Терминация (аяқталуы)

Элонгация (ұзаруы)

Терминацмялайтын кодон

Матрицалық РНК

Трансляцияның инициация кезеңі

м-РНК + рибосоманың кіші суббірлігі

Инициация факторларының болуы:

• Шайна-Дальгарно кезектілігінде м-РНК комплементарлық үлескісіне р-РНК- ның кіші бірлігінің қосылуы;

Инициация

фенилаланин

валин

Метионин

Г

У

А

© О.В. Саблина

• Старт кадон АУГ
• тРНК метионин аминқышқылдарын тасушы
• Рибосоманың үлкен суббірлігі
• Mg2+ ионы көмегімен

Шайна-Дальгарно

кезектілігі

33

Элонгация

фенилаланин

Метионин

фМет

фМет

валин

У

Г

А

© О.В. Саблина

Алғашқы пептидтік байланыстардың түзілуі

34

Метионин

валин

фенилаланин

Г

У

А

© О.В. Саблина

• мРНК -ны стоп кадонға дейін оқу;
• Пептидтік байланыс түзетін рибосомадағы негізгі фермент- пептидилтрансфераза

35

Терминация

Метионин

валин

фенилаланин

ЛИЗИН

Г

У

А

стоп

© О.В. Саблина

• Синтездің аяқталуы;
• УАА, УГА, УАГ аялдау- кодтарын танумен аяқталады;
• тРНКдан аминқышқылдарын үзеді;
• Рибосомадан пептидтік тізбек босап шығады,
• Рибосома екі суббірлікке ыдырайды.

36

Трансляция өлшемі

• Матрицалық синтез кезіндегі максимальды жылдамдықтың ең баяуы – секундына 20 аминқышқылы.
• Қателік жиілігі –10 4 – не 1 ақ

Орташа нәруыз– 300 ақ →

30 нәруыздың біреуі трансляция кезінде бүлінеді

• Орташа нәруыз– 300 ақ → 30 нәруыздың біреуі трансляция кезінде бүлінеді

Полисома

Өсуші

полипетид

аРНК

© О.В. Саблина

басталуы

38

А РНК- дан ақпаратты оқитын бағыт

Место синтеза белка зависит от назначения

Цитоплазмада

ЭПТ-да

перокисомада

Ядрода

мембранада

экспортқа

Митохондрия мен пластидтерде

лизосомада

Полипептид (нәруызды

молекула)

Түйіршікті

Эндоплазмалық

тор

Полисома

Эндоплазмалық торда орналасатын рибосомаларда күрделі нәруыз молекулалары синтезделіп, ЭПТ –дың ішіне түседі де Гольджи аппаратына тасымалданады.

Нәруыз биосинтезінің үдерісі тұқым қуалау ақпаратын жүзеге асыру үдерісі деп те аталады. Оны мына сызбанұскамен белгілеуге болады:

ДНҚ РНҚ НӘРУЫЗ.

Көбінесе былай деп те айтады: «РНҚ ДНҚ-ға жазылған ақпаратты нәруызда нақтылы көрсетіп, іске асырады».

Гендік экспрессия (гендер жұмысының реттелуі)

• Лактоза оперонының моделі
• 1961 жылы француз ғалымдары Ф.Жакоб пен Ш. Моно

дисахарид лактозаны ыдырататын ферменттің биосинтезін зерттеді.

• Лактоза болмаған кезде оның қолданылуына ферменттер синтезделмейді;
• Лактоза қосқан кезде оған қажетті фермент синтезделеді;
• Лактоза қажетті нәруыз-репрессормен қосылады;
• Репрессор өз орнынан ДНК молекуласының орнына (операторға ) жылжиды;
• РНК-полимераза ферментінің жұмысына жол ашылады.
• Лактозаны ыдырататын М-РНК синтезделеді;
• Лактоза ыдырағаннан кейін нәруыз-репрессор босап, өз орнына ДНК-ға келіп транскрипцияның жүруін тоқтатады;
• Бактерияның бұл гендер жұмысы экспрессия деп аталады.

Индукция жолымен нәруыз биосинтезінің реттелуі

Құрылымдық гендер

нәруыз

ГР - ген-регулятор;

П –промотор ;

ГО - ген-оператор.

  Репрессия жолымен нәруыз биосинтезінің реттелуі

Құрылымдық гендер

Геннің құрылысы

Реттеуші бөлік

Кодталатын бөлік

Промотор

Терминатор

Транскриптон

STOP

АТГ

Рнқ синтезделуі ДНҚ промотор деп аталатын үлескісінен басталады.

ДНҚ

Транскрипция

соңы

транскрипция басталатын нүкте

5'

3'

РНК-транскрипт

А

У

Г

аРНК

Мәселелі сұрақ

НӘРУЫЗ

(аминқ-р)

цитоплазмада

ДНҚ

(А-Г-Ц-Т)

ядрода

аРНҚ

Есеп

Берілгені:

аРНК-да жазылған нуклеотидтер кезектілігі келесідей:

А-У- Г-Ц-Г-У-А-Ц-Г-У-А-Ц

Табу керек:

1) Осы молекуланың матрицалық нуклеотидтер ретін;

2) аРНК-ға комплементарлы антикадонды;

3) аРНК-мен кодталға аминқышқылдарының санын;

4) Рибасомаға аминқышқылдарын тасымалдайтын тРНК-ның санын анықта.

Жауабы:

1)

2)

3)

4)

Сұрақ.

Ақпаратты РНК нуклеотидтерін рибосомада аминқышқылдарына ауыстыру үрдісі қалай аталады:

А) комплементарлық;

Б) транскрипция;

В) трансляция.

дальше

Сұрақ

Нәруыз синтезін қандай органоид жүзеге асырады:

А) митохондрия

Б) рибосома

В) лизосома

дальше

Сұрақ

Нәруыз құрамына қанша аминқышқылы кіреді:

А) 20;

Б) 25;

В) 40.

дальше

Полипетид бөлігін кодтайтын ДНҚ тізбегіндегі нуклеотидтер реті берілген: ААЦГТГЦГТЦГТАЦЦ. Полипептидтегі кодқа сәйкес келетін аминқышқылдарының ретін анықта.

Берілгені: ДНҚ: ААЦГТГЦГТЦГТАЦЦ Табу керек: Полипептидтегі аминқышқылдарының ретін табу.

Жауабы:

ДНҚ: ААЦ-ГТГ-ЦГТ-ЦГТ-АЦЦ

Тақырып бойынша тапсырмалар:

• аРНК қайда синтезделеді? Жасуша ядросында.
• Цитоплазмаға аРНК қалай түседі? Кариолемма саңылаулары арқылы.
• Цитоплазмаға түскеннен кейін аРНК қайда барады? Рибосомаға.
• Генетикалық ақпарат нуклеотидтер «тілінен» аминқышқылдар «тіліне» қандай органоидта ауысады? Рибосомада.
• Трансляция түсінігіне анықтама бер? Рибосомада жүретін матрицалық аРНК негізінде нәруыздың полипептидтік тізбегінің синтезі.
• Аминқышқылдары рибосомаға ненің көмегімен жеткізіледі? Тасымалдаушы РНК көмегімен (тРНК).
• Бір уақытта рибосомада қанша аминқышқылы бола алады? Екі.
• Бір уақытта рибосомада қанша нуклеотидтер бола алады? Алты .
• аРНК дан ақпаратты оқу қай бағытта жүре алады? 5-тен 3-ке қарай.
• Антикодон дегеніміз не және ол қандай РНК-да болады.

Сабақты қорытындылау

Нәруыз биосинтезін жүзеге асыратын барлық кезеңдерін кірістіріп қорытынды тірек кесте сызыңыздар.

Нәруыз биосинтезінің

жалпы тірек сызбасы.

Үйге тапсырма

Д.Тейлор, Н.Грин, У. Стаут

Биология том 2 Изд. «Мир»2008.

Н.Г.Асанов 10 сынып Биология Алматы Атамура  2010 187-193 беттер §24,25

А.В.Теремов Биология Москва Мнемозина 2010