Вопрос №14. Процесс реализации генетической информации. Его основные этапы

Информация для синтеза белка представлена в генах. Нет строгого определения понятия "ген", но мы понимаем под геном след.: участок молекулы ДНК, содержащий генетическую информацию о неком белке. Для того, чтобы инф-ция, содержащаяся в гене, определила аминокислотную последовательность опр-ого белка существует спец-ый процесс - реализация генетическойой информации. Он состоит из нескольких этапов.

I этап. Транскрипция. Здесь происходит считывание информации. Этот процесс возможен только в присутствии РНК-полимеразы, т.к. она разрывает водородные связи между комплементарными нуклеотидами. РНК-полимераза садится на особый участок в гене - промотор, который узнается РНК-полимеразой и служит "посадочной площадкой". Также промотор определяет направление перемещения РНК-полимеразы. Затем одна из цепочек ДНК используется как матрица для синтеза иРНК. Пройдя через кодирующую область гена, РНК-полимераза достигает терминатора - участок, на котором фермент прекращает синтез РНК. Таким образом, ген состоит из 3 участков: промотора, кодирующей области и терминатора. Однако сама РНК-полимераза не может определить какие гены ей нужно транскрибировать, эту проблему решают транскрипционные факторы (ТФ). ТФ либо усиливают, либо подавляют дифференциальную экспрессию генов - один из клеточных компонентов диф-ки клеток. Предположим, что диф-ую экспрессию гена Х обеспечивает ТФ_n, который подавляет активность РНК-полимеразы. Очевидно, что в клетках, которые должны содержать белок, кодированный данным геном, этого ТФ_n быть не должно, а ост-ые кл. должны его содержать. Т.е. фи-ая экспрессия гена Х обусловлена неравномерным распределением ТФ_n по кл. В свою очередь, экспрессия гена, кодирующего ТФ_n, тоже происходит под контролем какого-то ТФ_n-1, экспрессия которого в свою очередь, тоже происходит под контролем другого ТФ. Это так называемый каскадный процесс. Началом этого процесса явл-ся неравномерное распределение ТФ₁ по Z, споре.

II этап. Трансляция. Проходит на рибосомах, которые сканируют м-лу иРНК и соед-ют АК в цепочку, т.е. синтез белка. Здесь иРНК служит матрицей. Рибосома садится на м-лу иРНК и передвигается к противоположному концу, приступая к синтезу белка. Одна АК кодируется 3 соседними нуклеотидами, такие тройки наз-ют триплетами. Интересно то, что триплеты не способны к комплементарному взаимод. с АК, поэтому есть, так называемые, посредники (рРНК). Принцип: к двум первым триплетам подходят 2 посредника с соответствующими данному триплету АК, затем рибосома соед-ет две АК и переносит их на один из посредников (2), затем выбрасывается использованный посредник (1), рибосома передвигается дальше, подходит новый посредник (3) с новой соответствующей АК, рибосома форм-ет связь между АК, затем перемещает на один из посредников (3) АК, а тот (2) выбрасывает и снова передвигается и т.д. Т.е. достигается строгое соответствие между послед-тью триплетов в иРНК и АКой послед-тью синтез-ого белка. Когда рибосома достигает любой из 3 стоп-триплетов (UAA, UAG, UGA), то прекращается синтез белка.

М-ла иРНК явл-ся посредником, передающим ген-ую инф-цию от гена на рибосомы. Биосинтез по матричному принципу. АКая последовательность конкретного белка опр-ся нуклеотидной последовательностью соответствующего гена, поэтому все без искл. особенности Оз, в формирование которых вовлечены м-лы белков, неизбежно нах-ся под ген-им контролем.

Общая схема формирования признаков = процесс реализации генетической информации = схема репрессии генов

В разных частях одного и того же организма клетки имеют одинаковую генетическую информацию, но разные признаки – парадокс. Ответ: в разных участках работают разные гены. Центральная догма молекулярной биологии: ДНК→иРНК→белок