На каком уровне происходит процесс транскрипции наследственной информации
Процесс «трансляции» наследственной информации происходит на уровне организации жизни
События на клеточном уровне обеспечивают биоинформационное и вещественно-энергетическое сопровождение феномена жизни на всех уровнях ее организации. Сегодня наукой достоверно установлено, что наименьшей самостоятельной единицей строения, функционирования и развития живого организма является клетка, которая представляет собой элементарную биологическую систему, способную к самообновлению, самовоспроизведению и развитию. В клетке сохраняется и воплощается в процессы жизнедеятельности биологическая (генетическая, наследственная) информация — ДНК, матричный механизм репликации ДНК и синтеза белков.
Процесс трансляции — процесс синтеза белка из аминокислот на матрице иРНК (мРНК), осуществляемый рибосомой. Участвуют несколько компонентов клетки, поэтому ответ — на клеточном уровне организации.
Здравствуйте. Разве процесс трансляции наследственной информации происходит на клеточном уровне? Мне кажется на молекулярном. Несколько выше был подобный вопрос и там указан молекулярный уровень организации.
На молекулярно-генетическом уровне протекают важнейшие процессы жизнедеятельности — кодирование, передача и реализация наследственной информации. На этом же уровне организации жизни осуществляется процесс изменения наследственной информации.
На клеточном уровне происходит процессы такие как: клеточный метаболизм, жизненные циклы и деление, которые регулируются белками-ферментам.
Клеточный уровень. Клетка является минимальной единицей жизни. Все живое состоит из клеток. Основные механизмы воспроизводства жизни работают именно на клеточном уровне.
На клеточном уровне происходит два основных процесса, необходимых для самовоспроизведения жизни — митоз — деление клетки с сохранением числа хромосом и генов, и мейоз — редукционное деление, необходимое для производства половых клеток — гамет.
И именно этот ответ «заложен» в базе ФИПИ.
Молекулярный уровень — это редупликация ДНК
На каком уровне происходит процесс транскрипции наследственной информации
На каком уровне происходит процесс «транскрипции» наследственной информации?
2) на тканево-органном
4) на популяционно-видовом
Транскрипция – синтез РНК на матрице ДНК, протекающий в соответствии с принципом комплементарности.
В процессе транскрипции происходит «переписывание» генетической информации с молекулы ДНК на РНК. Идет этот процесс на молекулярном уровне, т.к. его можно воспроизвести in vitro (в пробирке)
Все перечисленные ниже признаки, кроме двух, можно использовать для описания молекул транспортных РНК. Определите два признака, «выпадающих» из общего списка, и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.
1) переносят аминокислоты к рибосомам
2) участвуют в синтезе белков
3) не имеют двуцепочечных фрагментов
4) синтезируются в ходе транскрипции
5) содержат кодон в центральной петле
1) всего известно 61 тРНК;
2) одноцепочечные нуклеиновые кислоты, состоящие в среднем из 80 нуклеотидов;
3) вторичная структура в виде «клеверного листа» с тремя петлями;
4) в центральной петле содержат антикодон (три нуклеотида, определяющие аминокислоту, которую транспортирует данная тРНК;
5) за счет образования вторичной структуры отдельные участки сближаются и соединяются водородными связями (в этих местах наблюдаются двуцепочечные фрагменты).
Функция тРНК: переносят аминокислоты к месту синтеза белка (к рибосомам).
(1) переносят аминокислоты к месту синтеза белка – функция тРНК;
(2) участвуют в синтезе белка – функция тРНК (перенося аминокислоты к месту синтеза белка);
(3) не имеют двуцепочных фрагментов – признак выпадает (тРНК имеют двуцепочечные фрагменты);
(4) синтезируются в ходе транскрипции – признак РНК, в том числе и тРНК (синтез всех РНК называется транскрипция, осуществляется на ДНК-матрице);
(5) содержат кодон в центральной петле – признак выпадает (тРНК содержат антикодон в центральной петле, из кодонов состоит иРНК).
Все перечисленные ниже понятия, кроме двух, используют для описания пластического обмена веществ в клетке. Определите два понятия, «выпадающие» из общего списка, и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны
МЕТАБОЛИЗМ – совокупность всех (расщепления и синтеза) биохимических реакций клетки.
Энергетический обмен – совокупность процессов, сопровождающихся расщеплением органических веществ с выделением энергии, запасаемой в молекулах АТФ (расщепление, диссимиляция, катаболизм, гидролиз, гликолиз, окисление, клеточное дыхание, окислительное фосфорилирование, синтез АТФ).
Пластический обмен – совокупность биохимических реакций, связанных с синтезом органических веществ (кроме АТФ), происходит с затратой энергии АТФ (ассимиляция, анаболизм, синтез белков (трансляция), углеводов, липидов, нуклеиновых кислот (синтез ДНК – репликация, синтез РНК – транскрипция), фотосинтез, хемосинтез, расщепление АТФ).
(1) гликолиз — признак выпадает (расщепление глюкоза, происходит на бескислородном этапе энергетического обмена);
(2) транскрипция — пластический обмен (синтез РНК);
(3) трансляция — пластический обмен (синтез белка);
(4) репликация — пластический обмен (синтез ДНК);
(5) диссимиляция — признак выпадает (термин означает расщепление, происходящее в энергетическом обмене).
Найдите три ошибки в приведённом тексте «Биосинтез белка». Укажите номера предложений, в которых допущены ошибки, исправьте их.
(1)Биосинтез белка — это процесс синтеза белков из аминокислот. (2)Данный процесс происходит в два этапа: транскрипция и репликация. (3)Транскрипция — это синтез РНК на матрице ДНК. (4)После синтеза информационная РНК выходит в цитоплазму, где связывается с рибосомой. (5)Транспортная и рибосомальная РНК остаются в ядре и участвуют в сборке рибосом. (6)В цитоплазме рибосома движется по иРНК и синтезирует полипептидную цепь. (7)После синтеза большинство белков транспортируется в гладкую эндоплазматическую сеть, где происходит их окончательная досборка.
Ошибки допущены в предложениях:
1. 2 — два этапа — это транскрипция и трансляция.
2. 5 — транспортная РНК приносит аминокислоты на рибосому, а не участвует в её сборке.
3. 7 — окончательная досборка происходит в аппарате Гольджи (после синтеза большинство белков транспортируется в шероховатую эндоплазматическую сеть).
Все перечисленные ниже признаки, кроме трёх, используются для описания молекулы информационной РНК. Определите три признака, «выпадающих» из общего списка, и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.
1) содержит нуклеотиды с рибозой
2) образуется при транскрипции
3) служит матрицей для синтеза белка
4) способна к репликации
5) образует комплекс с рибосомой при трансляции
6) имеет четвертичную структуру
2) образуется при транскрипции
4) способна к репликации — молекула ДНК.
6) имеет четвертичную структуру — характеристика белков.
В демонстрационном варианте опечатка. Второй пункт «образуется при транскрипции» подходит под признак РНК и не может быть верным ответом.
Первичная структура молекулы белка, заданная последовательностью нуклеотидов иРНК, формируется в процессе
Первичная структура молекулы белка, заданная последовательностью нуклеотидов иРНК, формируется в процессе трансляции.
2 — Транскрипция —перепись информации с ДНК на иРНК;
3 — Редупликация — удвоение молекулы ДНК;
4 — Денатурация – разрушение структуры белка.
Установите соответствие между признаком организма и группой, для которой он характерен.
ПРИЗНАК
ГРУППА ОРГАНИЗМОВ
A) клеточное строение тела
Б) наличие собственного обмена веществ
B) встраивание собственной ДНК в ДНК клетки хозяина
Г) состоит из нуклеиновой кислоты и белковой оболочки
Д) размножение делением надвое
Е) способность к обратной транскрипции
Запишите в ответ цифры, расположив их в порядке, соответствующем буквам:
Прокариоты: клеточное строение тела, наличие собственного обмена веществ, размножение делением надвое. Вирусы: встраивание собственной ДНК в ДНК клетки хозяина, состоит из нуклеиновой кислоты и белковой оболочки, способность к обратной транскрипции.
Можно, пожалуйста, поподробнее про обратную транскрипцию у вирусов?
можно прочитать здесь
Что из перечисленного не относят к реакциям матричного синтеза?
К реакциям матричного синтеза относят три типа реакций: 1) синтез иРНК (транскрипция); 2) синтез белка (трансляция); 3) синтез ДНК (репликация). Во всех реакциях матричного синтеза органическая молекула синтезируется на основе другой органической молекулы (матрицы). 1, 3, 4 — реакции матричные. Транспирация — это испарение воды растением.
Выберите три процесса, происходящие на молекулярно-генетическом уровне жизни.
Молекулярный уровень представлен разнообразными молекулами, находящимися в живой клетке. Компоненты — молекулы неорганических и органических соединений.
Основные процессы: объединение молекул в особые комплексы; осуществление, кодирование и передача генетической информации; кроссинговер; гликолиз.
(1) репликация ДНК – молекулярный уровень;
(2) трансляция – клеточный уровень (участвуют рибосомы);
(3) митоз – клеточный уровень (делится клетка);
(4) мейоз – клеточный уровень (делится клетка);
(5) транскрипция – молекулярный уровень;
(6) кроссинговер – молекулярный уровень.
Процесс транскрипции наследственной информации осуществляется на уровне
Процесс транскрипции наследственной информации осуществляется на молекулярном уровне.
Вставьте в текст «Биосинтез белка» пропущенные термины из предложенного перечня, используя для этого цифровые обозначения. Запишите в текст цифры выбранных ответов, а затем получившуюся последовательность цифр (по тексту) впишите в приведённую ниже таблицу.
В результате пластического обмена в клетках синтезируются специфические для организма белки. Участок ДНК, в котором закодирована информация о структуре одного белка, называется ______(А). Биосинтез белков начинается
с синтеза ______(Б), а сама сборка происходит в цитоплазме при участии ______(В). Первый этап биосинтеза белка получил название _________(Г), а второй — трансляция.
7) комплекс Гольджи
Запишите в ответ цифры, расположив их в порядке, соответствующем буквам:
В результате пластического обмена в клетках синтезируются специфические для организма белки. Участок ДНК, в котором закодирована информация о структуре одного белка, называется ген. Биосинтез белков начинается с синтеза иРНК, а сама сборка происходит в цитоплазме при участии рибосом. Первый этап биосинтеза белка получил название транскрипция, а второй — трансляция.
Какие процессы протекают во время мейоза?
2) редукционное деление
Мейоз – процесс деления клеток, в результате которого происходит уменьшение (редукция) числа хромосом. Мейоз состоит из двух последовательных делений – редукционного деления (профаза I, метафаза I, анафаза I, телофаза I), приводящего к уменьшению хромосомного набора в два раза, и равного эквационного равного (профаза II, метафаза II, анафаза II, телофаза II). В результате мейоза из диплоидной материнской клетки образуется четыре гаплоидных дочерних клетки.
Первое деление мейоза (редукционное):
− профаза I: спирализация хромосом, растворение ядерной оболочки, исчезновение ядрышек, расхождение центриолей к полючам клетки и формирование веретена деления, конъюгация (соединение) гомологичных хромосом с образованием бивалентов, кроссинговер (обмен генами между гомологичными хромосома), в клетке – диплоидный набор двухроматидных хромосом (2n4c);
− метафаза I: гомологичные хромосомы попарно выстраиваются над и под экваториальной плоскостью клетки, нити веретена деления соединяются с центромерами хромосом, в клетке – диплоидный набор двухроматидных хромосом (2n4c);
− анафаза I: разделение и расхождение гомологичных хромосом к противоположным полюсам, в клетке – диплоидный набор двухроматидных хромосом (2n4c);
− телофаза I: образование ядер (ядерных оболочек), деспирализация хромосом, разрушение веретена деления, деление цитоплазмы, в каждой дочерней клетке – одинарный набор двухроматидных хромосом (n2c);
Второе деление мейоза (эквационное):
− профаза II: спирализация хромосом, разрушение ядерной оболочки, расхождение центриолей к полюсам клетки и образование веретена деления, в клетке – одинарный набор двухроматидных хромосом (n2c);
− метафаза II: хромосомы располагаются в экваториальной плоскости клетки, нити веретена деления соединяются с центромерами хромосом, в клетке – одинарный набор двухроматидных хромосом (n2c);
− анафаза II: деление хромосом в местах центромеры на две хроматиды, расхождение сестринских хроматид к противоположным полюсам клетки, в клетке – диплоидный набор однохроматидных хромосом (2n2c);
− телофаза II: образование ядер (ядерных оболочек), деспирализация хромосом, исчезновение веретена деления, деление цитоплазмы, в каждой дочерней клетке – одинарный набор однохроматидных хромосом (nc).
(1) транскрипция — синтез РНК — происходит в интерфазе;
(2) редукционное деление — происходит во время мейоза;
(3) денатурация — разрушение структуры белка — в норме не происходит в клетке;
(4) кроссинговер — происходит во время мейоза;
(5) конъюгация — происходит во время мейоза;
(6) трансляция — биосинтез белка — происходит в интерфазе.
Удвоение ДНК происходит в синтетическом периоде интерфазы. При этом общее число хромосом не меняется, однако каждая из них содержит к началу деления две молекулы ДНК: это необходимо для равномерного распределения генетического материала между дочерними клетками.
Транскрпиция (лат. transcriptio — переписывание)
Образуется несколько начальных кодонов иРНК.
Нити ДНК последовательно расплетаются, освобождая место для передвигающейся РНК-полимеразы. Молекула иРНК быстро растет.
Трансляция (от лат. translatio — перенос, перемещение)
Рибосома делает шаг, и иРНК продвигается на один кодон: такое в фазу элонгации происходит десятки тысяч раз. Молекулы тРНК приносят новые аминокислоты, соответствующие кодонам иРНК. Аминокислоты соединяются друг с другом: между ними образуются пептидные связи, молекула белка растет.
Примеры решения задачи №1
Без практики теория мертва, так что скорее решим задачи! В первых двух задачах будем пользоваться таблицей генетического кода (по иРНК), приведенной вверху.
«Фрагмент цепи ДНК имеет следующую последовательность нуклеотидов: ЦГА-ТГГ-ТЦЦ-ГАЦ. Определите последовательность нуклеотидов во второй цепочке ДНК, последовательность нуклеотидов на иРНК, антикодоны соответствующих тРНК и аминокислотную последовательность соответствующего фрагмента молекулы белка, используя таблицу генетического кода»
По принципу комплементарности мы нашли вторую цепочку ДНК: ГЦТ-АЦЦ-АГГ-ЦТГ. Мы использовали следующие правила при нахождении второй нити ДНК: А-Т, Т-А, Г-Ц, Ц-Г.
Вернемся к первой цепочке, и именно от нее пойдем к иРНК: ГЦУ-АЦЦ-АГГ-ЦУГ. Мы использовали следующие правила при переводе ДНК в иРНК: А-У, Т-А, Г-Ц, Ц-Г.
Зная последовательность нуклеотидов иРНК, легко найдем тРНК: ЦГА, УГГ, УЦЦ, ГАЦ. Мы использовали следующие правила перевода иРНК в тРНК: А-У, У-А, Г-Ц, Ц-Г. Обратите внимание, что антикодоны тРНК мы разделяем запятыми, в отличие кодонов иРНК. Это связано с тем, что тРНК представляют собой отдельные молекулы (в виде клеверного листа), а не линейную структуру (как ДНК, иРНК).
Пример решения задачи №2
«Известно, что все виды РНК синтезируются на ДНК-матрице. Фрагмент цепи ДНК, на которой синтезируется участок центральной петли тРНК, имеет следующую последовательность нуклеотидов: ТАГ-ЦАА-АЦГ-ГЦТ-АЦЦ. Установите нуклеотидную последовательность участка тРНК, который синтезируется на данном фрагменте, и аминокислоту, которую будет переносить эта тРНК в процессе биосинтеза белка, если третий триплет соответствует антикодону тРНК»
Пример решения задачи №3
Длина фрагмента молекулы ДНК составляет 150 нуклеотидов. Найдите число триплетов ДНК, кодонов иРНК, антикодонов тРНК и аминокислот, соответствующих данному фрагменту. Известно, что аденин составляет 20% в данном фрагменте (двухцепочечной молекуле ДНК), найдите содержание в процентах остальных нуклеотидов.
Теперь мы украсили теорию практикой. Что может быть лучше при изучении новой темы? 🙂
Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.
Биосинтез белка и генетический код: транскрипция и трансляция белка
Биосинтез белка и генетический код
Биосинтез белка — это ферментативный процесс синтеза белков в клетке, в котором принимают участие три структурных элемента клетки: ядро, цитоплазма и рибосомы.
Молекулы ДНК в ядре клетки сохраняют информацию обо всех белках, синтезирующихся в этой клетке. Эта информация находится в зашифрованном виде — шифруется 4-буквенным кодом.
Генетический код представляет собой последовательность расположения нуклеотидов в молекуле ДНК, определяющей последовательность аминокислот в молекуле белка.
Генетический код обладает следующими свойствами:
К примеру, такая кислота как цистеин кодируется при помощи триплета А-Ц-А. В отношении валина — это Ц-А-А.
Если взять аминокислоту тирозин, то она кодируется при помощи двух триплетов.
УАГ, УАА, УГА — три несодержательных кодона, не кодирующие аминокислоты. Предполагается, что они выступают в качестве стоп-сигналов, благодаря которым происходит разделение генов в молекуле ДНК.
Ген — участок молекулы ДНК, для которого свойственна определенная последовательность нуклеотидов. Ген определяет синтез одной полипептидной цепи.
Этапы биосинтеза белка: транскрипция и трансляция
Транскрипция белка
Этапы биосинтеза белка основаны на двух процессах: транскрипции и трансляции.
Самый популярный вопрос в рамках этой темы — где происходит синтез белка. И только потом разбираются с этапами синтеза белка (и схемой биосинтеза белка).
Любая белковая молекула имеет структуру, закодированную в ДНК. В ее синтезе эта ДНК не принимает непосредственного участия. Роль белковой молекулы — роль матрицы для синтеза РНК.
Далее охарактеризуем функции различных видов РНК в биосинтезе белка.
Где и как происходит биосинтез белка? Синтез белка происходит в, а точнее, синтез белка происходит на рибосомах — в основном они размещаются в цитоплазме. Поэтому, чтобы генетическая информация из ДНК передалась к месту, где белок синтезируется, необходим посредник.
Роль такого посредника играет иРНК.
Первый этап биосинтеза белка — транскрипция.
Транскрипция (переписывание) — процесс синтеза молекулы иРНК на одной цепи молекулы ДНК, в основе которого лежит принцип комплементарности.
Биосинтез белка происходит в рибосомах — с этим мы разобрались.
Где происходит транскрипция? Этот процесс осуществляется в ядре клетки.
Транскрипция происходит в одно и то же время не на всей молекуле ДНК — для этого достаточно одного небольшого участка, отвечающего за определенный ген. Часть двойной спирали ДНК раскручивается, и короткий участок одной из цепей оголяется. Роль матрицы в синтезе молекул иРНК выполняет этот же участок.
Далее в дело вступает фермент РНК-полимераза, который движется вдоль этой цепи. Он соединяет нуклеотиды в цепь иРНК, тем самым удлиняя ее.
Процесс транскрипции осуществляется одновременно на нескольких генах одной хромосомы и на генах разных хромосом.
иРНК, образованная в результате, имеет последовательность нуклеотидов — точную копию последовательности нуклеотидов на матрице.
Если молекула ДНК содержит азотистое основание цитозин, то иРНК — гуанин и наоборот. Комплементарная пара ДНК — аденин-тимин, РНК — аденин-урацил.
тРНК и рРНК (другие типы РНК) синтезируются на специальных генах.
Специальные триплеты строго фиксируют начало и конец синтеза всех типов РНК на матрице ДНК. Они же осуществляют контроль запуска и остановку синтеза (инициирующие и терминальные). Между генами они играют роль «разделительных знаков».
Аминокислоты соединяются с тРНК в цитоплазме. По своей форме молекула тРНК — лист клевера. Вверху этого листа находится антикодон: триплет нуклеотидов, отвечающий за кодировку аминокислоты (ее эта тРНК и переносит).
Количество тРНК определяется количеством аминокислот.
Так как много аминокислот кодируется при помощи нескольких триплетов, то количество тРНК превышает 20. Сегодня известно примерно 60 тРНК.
Ферменты — связующее звено между аминокислотами и тРНК. С помощью молекул тРНК осуществляется транспортировка аминокислот к рибосомам.
Кратко о трансляции в биологии
Что такое трансляция в биологии и как связан с трансляцией биосинтез белка?
В биологии трансляция — это процесс реализации информации о структуре белка, представленной в иРНК последовательностью нуклеотидов, как последовательности аминокислот в синтезируемой молекуле белка.
Как и где происходит биосинтез белка в рамках трансляции и какова схема синтеза белка?
Первый этап трансляции белка — присоединение иРНК к рибосоме. Далее трансляция в биологии — это нанизывание первой рибосомы, синтезирующей белок, на иРНК. Далее трансляция синтеза белка основывается на нанизывании новой рибосомы — по мере того, как предыдущая рибосома продвигается на конец иРНК, который освобождается.
Одна иРНК может одновременно вмещать свыше 80 рибосом, синтезирующих один и тот же белок.
Полирибосома или полисома — группа рибосом, соединенных с одной иРНК,
Информация, записанная на иРНК (а не рибосома), определяет вид синтезируемого белка. Разные белки могут синтезироваться одной и той же рибосомой. Рибосома отделяется от иРНК после того, как синтез белка завершается. Заключительный этап трансляции — это синтез белка или его поступление в эндоплазматическую сеть.
Рибосома включает две субъединицы: малую и большую. Присоединение молекулы иРНК происходит к малой субъединице. Место, в котором рибосома и иРНК контактируют, содержит 6 нуклеотидов (2 триплета). Из цитоплазмы к одному из триплетов постоянно подходят тРНК с различными аминокислотами. Своим антикодоном они касаются кодона иРНК. В случае комплементарности кодона и антикодона, возникает пептидная связь: она образуется между аминокислотой уже синтезированной части белка и аминокислотой, доставляемой тРНК.
Фермент синтетазы участвует в соединении аминокислот в молекулу белка. После отдачи аминокислоты молекула тРНК переходит в цитоплазму, в результате чего рибосома перемещается на один триплет нуклеотидов. Таким образом, происходит последовательный синтез полипептидной цепи. Этот процесс длится до момента достижения рибосомой одного из трех терминирующих кодонов: УАА, УАГ или УГА. Как только это происходит, синтез белка останавливается.
Последовательность того, как аминокислоты включаются в цепь белка, определяется последовательностью кодонов иРНК. В каналы эндоплазматического ретикулюма поступают синтезированные белки. Синтез одной молекулы белка в клетке происходит в течение 1-2 минут.
Схема синтеза белка выглядит следующим образом:
Из схемы биосинтеза белка выше вы можете понять, на чем осуществляется синтез белков, как происходит биосинтез белка, и что кроется за трансляцией и транскрипцией.
Также предлагаем изучить таблицу биосинтеза белка. Здесь описано, как осуществляется синтез белков в клетке, описываются кратко транскрипция и трансляция (этапы синтеза белка).
Таблица биосинтеза белка:
Из таблицы становится ясно, как проходит синтез белка, какие основные этапы синтеза белка, какова роль транскрипции в биосинтезе белка, где происходит синтез белков (место), а также кратко описаны стадии биосинтеза белка.
Таким образом мы охарактеризовали функции различных видов РНК в биосинтезе белков. На примере трансляции и транскрипции мы рассмотрели основные этапы биосинтеза белка.
Это информация о синтезе (биосинтезе) белка кратко.
