في هذا الدرس ، سوف نتعلم عن أهمية التخليق الحيوي للبروتين للكائنات الحية ، وحول مرحلتين من التخليق الحيوي للبروتين في الخلية ، والنسخ والترجمة ، ونوضح كيف أن تسلسل النوكليوتيدات في الحمض النووي يشفر تسلسل الأحماض الأمينية في بولي ببتيد. سنقوم أيضًا بتمييز الشفرة الوراثية وخصائصها الرئيسية من وجهة نظر وحدة أصل جميع الكائنات الحية على الأرض ، والنظر في ميزات النسخ في حقيقيات النوى.

النسخ- الآلية التي يتم بواسطتها "إعادة كتابة" تسلسل القواعد في إحدى سلاسل جزيء الحمض النووي في التسلسل التكميلي لقواعد الرنا المرسال.

يتطلب النسخ وجود إنزيم بوليميراز الحمض النووي الريبي. نظرًا لأن العديد من الجينات يمكن أن توجد في جزيء DNA واحد ، فمن المهم جدًا أن يبدأ RNA polymerase تخليق RNA messenger من مكان محدد بدقة في DNA ، وإلا فإن المعلومات حول بروتين غير موجود في الطبيعة (لا تحتاجه الخلية) سيتم تسجيله في هيكل مرنا. لذلك ، في بداية كل جين هناك تسلسل محدد خاص من النيوكليوتيدات يسمى المروجين(انظر الشكل 7). إن بوليميراز الحمض النووي الريبي "يتعرف" على المحفز ، ويتفاعل معه ، وبالتالي ، يبدأ تكوين سلسلة الرنا المرسال من المكان الصحيح. يواصل الإنزيم تصنيع الحمض النووي الريبي ، مضيفًا نيوكليوتيدات جديدة إليه ، حتى يصل إلى "علامة الترقيم" التالية في جزيء الحمض النووي - فاصل. هذا هو تسلسل نيوكليوتيدات يشير إلى أنه يجب إيقاف تخليق الرنا المرسال.

أرز. 7. توليف مرنا

في بدائيات النوى ، يمكن لجزيئات الرنا المرسال المركبة أن تتفاعل على الفور مع الريبوسومات وتشارك في تخليق البروتين. في حقيقيات النوى ، يتفاعل الرنا المرسال أولاً مع البروتينات النووية ويدخل السيتوبلازم من خلال المسام النووية ، حيث يتفاعل مع الريبوسومات ، ويحدث التخليق الحيوي للبروتين.

تختلف الريبوسومات البكتيرية عن الريبوسومات حقيقية النواة. فهي أصغر وتحتوي على مجموعة أبسط من البروتينات. يستخدم هذا على نطاق واسع في الممارسة السريرية ، حيث توجد مضادات حيوية تتفاعل بشكل انتقائي مع بروتينات الريبوسوم بدائية النواة ، ولكن ليس لها تأثير على البروتينات حقيقية النواة. في هذه الحالة ، تموت البكتيريا أو يتوقف نموها وتطورها.

هناك مضادات حيوية تؤثر بشكل انتقائي على إحدى خطوات تخليق البروتين ، مثل النسخ. وتشمل هذه ريفاميسين ، التي تنتجها الفطريات الشعاعية من جنس Streptomyces. ريفامبيسين هو أفضل مضاد حيوي في هذه الفئة.

فهرس

1. Kamensky A.A.، Kriksunov E.A.، Pasechnik V.V. علم الأحياء العام 10-11 فئة بوستارد ، 2005.
2. مادة الاحياء. الصف 10. علم الأحياء العام. المستوى الأساسي / P.V. إيجيفسكي ، أو.أ. كورنيلوفا ، تي. Loshchilin وآخرون - الطبعة الثانية ، المنقحة. - فينتانا جراف ، 2010. - 224 صفحة.
3. بيلييف د. فئة الأحياء 10-11. علم الأحياء العام. مستوى أساسي من. - الطبعة الحادية عشرة ، الصورة النمطية. - م: التربية والتعليم 2012. - 304 ص.
4. أجافونوفا آي بي ، زاخاروفا إي تي ، سيفوجلازوف ف. فئة الأحياء 10-11. علم الأحياء العام. مستوى أساسي من. - الطبعة السادسة ، إضافة. - بوستارد ، 2010. - 384 ص.

1. Bio-faq.ru ().
2. Biouroki.ru ().
3. Youtube.com ().
4. sbio.info ().

الواجب المنزلي

1. الأسئلة 1 ، 2 في نهاية الفقرة 26 (ص 101) Kamensky A.A.، Kriksunov E.A.، Pasechnik V.V. "علم الأحياء العام" الصف 10-11 ()
2. ما هو دور إنزيم RNA polymerase في عملية تخليق mRNA؟
3. ما هو المروج وما هو دوره في تخليق الرنا المرسال؟
4. ما هو المنهي وما هو دوره في تخليق الرنا المرسال؟
5. ما هو المصير الإضافي للرنا المرسال المركب في خلية بدائيات النوى وحقيقيات النوى؟

خطة الدرس

في علم الأحياء

تشكيل i-RNA على قالب DNA.

الكود الجيني.

أعدت وأجريت

مدرس أحياء

GBOU SO SPO "كلية الزراعة Perelyubsky"

الانضباط: علم الأحياء

التخصص: "الهندسة الزراعية"

الدورة: 1

المجموعة: 10

التاريخ: 28.11.2013

الموضوع: تشكيل i-RNA على قالب DNA. الكود الجيني. (شريحة 1)

أهداف الدرس

وعظي:

- لإعطاء فكرة عن تكوين i-RNA وفقًا لمصفوفة DNA ، لتعليم كيفية استخدام جدول الكود الجيني.

التعليمية:

- التوجيه المهني ؛

- تربية الوعي.

- تكوين القيم العالمية ؛

النامية:

- تطوير النشاط المعرفي.

- تنمية الانتباه والذاكرة والخيال والإرادة ؛

- تنمية التفكير المنطقي.

نوع الدرس: درس

نوع الدرس: مشترك

طرق الفصل: - إعلامي - تطوير (شرح ، إيضاح ، قصة ، محادثة

- مرئي

- تمارين عملية)

المعدات والدعم المنهجي للدرس: (استخدام الموارد الإلكترونية ، موارد الإنترنت ، برامج الكمبيوتر التعليمية ، إلخ)

يجب على الطالب:

تعرف على: كيف يتم تشكيل mRNA من قالب الحمض النووي

كن قادرًا على: استخدام جدول الشفرة الجينية

الأدب: علم الأحياء: كتاب مدرسي بداية للمؤسسات التعليمية. ومتوسط الأستاذ. التعليم / ،: ed. - م: دار النشر "الأكاديمية" ، 2012.

تقدم الدرس

منظمة. اللحظة: التحقق من الواجبات المنزلية: (الشريحة 2)

1. ما يسمى المعلومات الوراثية؟

1. ما هي المادة الحاملة للمعلومات الوراثية؟

3. ما يسمى الجينوم؟

4. ما يسمى المعلومات الجينية؟

5. كيف تفهم العبارة: "جزيئات الحمض النووي هي قوالب لتخليق البروتين؟"

6. ما هو المبدأ الذي يقوم عليه مضاعفة جزيء الحمض النووي؟

3. رسالة الموضوع ، الغرض من مهام الدرس.

4. شرح المادة الجديدة:

النسخ. تتلقى الريبوسومات ، وهي مواقع تخليق البروتين ، ناقل معلومات من النواة يمكن أن يمر عبر مسام الغلاف النووي. يعتبر Messenger RNA (mRNA) وسيطًا. (الشريحة 3) هذا جزيء أحادي السلسلة مكمل لشريط واحد من جزيء DNA. إنزيم خاص - RNA polymerase ، يتحرك على طول DNA ، ويختار النيوكليوتيدات وفقًا لمبدأ التكامل ويجمعها في سلسلة واحدة. إذا كان هناك ثايمين في حبلا الحمض النووي ، فإن البوليميراز يشتمل على الأدينين في سلسلة الرنا المرسال ؛ وإذا كان هناك غوانين ، فإنه يشمل السيتوزين ؛ إذا كان هناك أدينين في الحمض النووي ، فإنه يشمل اليوراسيل (الثايمين غير مدرج في الحمض النووي الريبي). (الشريحة 4) تسمى عملية تكوين الرنا المرسال النسخ (من "النسخ" اللاتينية - إعادة الكتابة).

في الطول ، يكون كل جزيء من جزيئات الرنا المرسال أقصر بمئات المرات من الحمض النووي. لا يعد Messenger RNA نسخة من جزيء الحمض النووي بأكمله ، ولكنه جزء منه فقط ، أو جين واحد أو مجموعة من الجينات المجاورة التي تحمل معلومات حول بنية البروتينات اللازمة لأداء وظيفة واحدة.

(الشريحة 5) في بداية كل مجموعة من الجينات يوجد نوع من مواقع الهبوط لبوليميراز الحمض النووي الريبي - وهو محفز. هذا هو تسلسل محدد من نيوكليوتيدات الحمض النووي التي "يتعرف عليها" الإنزيم بسبب التقارب الكيميائي. فقط من خلال الارتباط بالمُحفز ، يكون بوليميريز الحمض النووي الريبي قادرًا على بدء تخليق الرنا المرسال. في نهاية مجموعة الجينات ، يواجه الإنزيم إشارة (سلسلة معينة من النيوكليوتيدات) ، مما يعني نهاية إعادة الكتابة. ينطلق mRNA النهائي من الحمض النووي ، ويترك النواة ويذهب إلى موقع تخليق البروتين - الريبوسوم ، الموجود في سيتوبلازم الخلية.

(الشريحة 6) في الخلية ، تنتقل المعلومات الجينية من خلال النسخ من الحمض النووي إلى البروتين:

DNA → mRNA → بروتين

الكود الجيني وخصائصه. المعلومات الوراثية الموجودة في DNA و mRNA موجودة في تسلسل النيوكليوتيدات في الجزيئات. كيف تقوم mRNA بتشفير (ترميز) البنية الأساسية للبروتينات ، أي الترتيب الذي يتم فيه ترتيب الأحماض الأمينية فيها؟ جوهر الكود هو أن تسلسل النيوكليوتيدات في الرنا المرسال يحدد تسلسل الأحماض الأمينية في البروتينات. يسمى هذا الرمز الجيني ، وفك تشفيره هو أحد الإنجازات العظيمة للعلم. (الشريحة 7) الناقل للمعلومات الجينية هو DNA ، ولكن نظرًا لأن mRNA ، وهو نسخة من أحد خيوط الحمض النووي ، متورط بشكل مباشر في تخليق البروتين ، تتم كتابة الشفرة الجينية بـ "لغة" RNA.

رمز ثلاثي. يتكون الحمض النووي الريبي من 4 نيوكليوتيدات: A ، G ، C ، U. إذا تم تحديد حمض أميني واحد بواسطة نيوكليوتيد واحد ، فيمكن تشفير 4 أحماض أمينية فقط ، بينما يوجد 20 منها وكلها تستخدم في تخليق البروتين. يقوم الكود المكون من حرفين بترميز 16 من الأحماض الأمينية (من أصل 4 نيوكليوتيدات ، يمكن عمل 16 توليفة مختلفة ، كل منها يحتوي على 2 نيوكليوتيدات).

(الشريحة 8) يوجد في الطبيعة رمز مكون من ثلاثة أحرف أو ثلاثة توائم. هذا يعني أن كل من الأحماض الأمينية العشرين مشفرة بسلسلة من 3 نيوكليوتيدات ، أي ثلاثي ، وهو ما يسمى كودون. من 4 نيوكليوتيدات ، يمكن إنشاء 64 مجموعة مختلفة ، 3 نيوكليوتيدات لكل منها (43 = 64). هذا أكثر من كافٍ لترميز 20 من الأحماض الأمينية ، ويبدو أن 44 ثلاثة توائم غير ضرورية. ومع ذلك ، فهي ليست كذلك. يتم ترميز كل حمض أميني تقريبًا بأكثر من كودون واحد (من 2 إلى 6). يمكن ملاحظة ذلك من جدول الشفرة الجينية.

الرمز لا لبس فيه. كل ثلاثة رموز لحمض أميني واحد فقط. في جميع الأشخاص الأصحاء ، في الجين الذي يحمل معلومات حول إحدى سلاسل الهيموغلوبين ، يقوم GAA أو GAG الثلاثي ، الذي يحتل المركز السادس ، بترميز حمض الجلوتاميك. في مرضى الخلايا المنجلية ، يتم استبدال النيوكليوتيد الثاني في هذا الثلاثي بـ U. كما يمكن رؤيته من جدول الشفرة الوراثية ، فإن ثلاثة توائم GUA أو GUG التي يتم تشكيلها في هذه الحالة ترميز حمض أميني فالين. ما يؤدي إليه هذا الاستبدال ، كما تعلم من الفقرة السابقة.

هناك علامات ترقيم بين الجينات. يرمز كل جين لسلسلة بولي ببتيد واحدة. نظرًا لأن mRNA في بعض الحالات عبارة عن نسخة من عدة جينات ، يجب فصلها عن بعضها البعض. لذلك ، يوجد في الشفرة الوراثية ثلاثة توائم خاصة (UAA ، UAG ، UGA) ، يشير كل منها إلى توقف تخليق سلسلة بولي ببتيد واحدة. وبالتالي ، تعمل هذه الثلاثيات كعلامات ترقيم. هم في نهاية كل جين.

لا توجد علامات ترقيم داخل الجين. نظرًا لأن الشفرة الجينية تشبه اللغة ، فلنحلل هذه الخاصية الخاصة بها باستخدام مثال مثل هذه العبارة المكونة من ثلاثة توائم:

(الشريحة 9) ذات مرة كانت القطة هادئة ، وكانت تلك القطة لطيفة معي

المعنى المكتوب واضح رغم عدم وجود علامات الترقيم. إذا أزلنا حرفًا واحدًا من الكلمة الأولى (نوكليوتيد واحد في الجين) ، لكننا قرأنا أيضًا في ثلاثة توائم من الأحرف ، فسنحصل على هراء:

(الشريحة 10)

يحدث هذا الهراء أيضًا عندما يتم إسقاط واحد أو اثنين من النيوكليوتيدات من الجين. إن البروتين الذي يُقرأ من مثل هذا الجين "الفاسد" لن يكون له علاقة بالبروتين الذي تم ترميزه بواسطة الجين الطبيعي. لذلك ، فإن الجين الموجود في سلسلة الحمض النووي له بداية ثابتة للقراءة.

الرمز عالمي. الرمز هو نفسه لجميع الكائنات التي تعيش على الأرض. في البكتيريا والفطريات والأعشاب والطحالب والنمل والضفادع والجثم والبجع والسلاحف والخيول والبشر ، يرمز نفس الثلاثة توائم لنفس الأحماض الأمينية.

توحيد وتكرار المعرفة المكتسبة:

المهمة 1. باستخدام جدول الحمض النووي الجيني ، حدد الأحماض الأمينية المشفرة بثلاثة توائم: CAT ، TTT ، GAT. (الشريحة 11)

تسات ، تي تي ، جات

ابحث عن الأحماض الأمينية المقابلة.

أ) وفقًا لمبدأ التكامل ، نقوم بعملية النسخ - إعادة كتابة بنية معينة من سلسلة DNA إلى mRNA.

الحمض النووي: C-A-T-T-T-T-G-A-T

مرنا: G-U-A-A-A-A-C-U-A

ب) نقوم بتقسيم سلسلة i-RNA إلى أكواد ثلاثية ، وباستخدام جدول الشفرة الجينية ، نجد الأحماض الأمينية المشفرة بواسطة هذه الثلاثة توائم: فالين ، ليسين ، ليسين.

المهمة 2. باستخدام جدول الكود الجيني ، قم ببناء مقطع DNA الذي يشفر المعلومات حول التسلسل التالي للأحماض الأمينية في البروتين: - ألانين - أرجينين - فالين - جلايسين - ليسين. (الشريحة 12)

علاء أرج فال غلي ليز-

قم ببناء القسم المقابل من الحمض النووي

أ) باستخدام الشفرة الجينية ، سنبني سلسلة من mRNA:

G-C-U-C-G-U-G-U-U-G-U-U-A-A-A

ب) وفقًا لمبدأ التكامل ، سنقوم ببناء قسم DNA المقابل:

i-RNA: G-C-U-C-G-U-G-U-U-G-U-U-A-A-A

الحمض النووي: C-G-A-G-C-A-C-A-A-C-A-A-T-T-T

الجواب: C-G-A-G-C-A-C-A-A-C-A-A-T-T-T

التلخيص: الواجب المنزلي: مجردة ، حل المشكلة (الشريحة 13)

المهمة: باستخدام جدول الشفرة الوراثية ، ارسم مقطعًا من الحمض النووي يشفر المعلومات حول التسلسل التالي للأحماض الأمينية في البروتين: - أرجينين - تريبتوفان - تيروزين - هيستيدين - فينيل ألانين -.

نوع الدرس -مجموع

طُرق:عرض استكشافي جزئي وإشكالي وتوضيحي وتوضيحي.

استهداف:

تكوين الطلاب لنظام شامل للمعرفة حول الحياة البرية وتنظيمها وتطورها النظامي ؛

القدرة على إعطاء تقييم منطقي للمعلومات الجديدة حول القضايا البيولوجية ؛

التربية على المسؤولية المدنية والاستقلالية والمبادرة

مهام:

تعليمي: حول الأنظمة البيولوجية (الخلية ، الكائن الحي ، الأنواع ، النظام البيئي) ؛ تاريخ تطور الأفكار الحديثة حول الحياة البرية ؛ الاكتشافات البارزة في علم الأحياء ؛ دور علم الأحياء في تشكيل الصورة الحديثة للعلم الطبيعي للعالم ؛ طرق المعرفة العلمية.

تطويرالقدرات الإبداعية في عملية دراسة الإنجازات البارزة لعلم الأحياء ، المدرجة في الثقافة العالمية ؛ طرق معقدة ومتناقضة لتطوير الآراء والأفكار والنظريات والمفاهيم العلمية الحديثة والفرضيات المختلفة (حول جوهر وأصل الحياة ، الإنسان) في سياق العمل مع مصادر المعلومات المختلفة ؛

تربيةالاقتناع بإمكانية معرفة الحياة البرية ، والحاجة إلى موقف حذر تجاه البيئة الطبيعية ، وصحة الفرد ؛ احترام رأي الخصم عند مناقشة المشاكل البيولوجية

النتائج الشخصية لعلم الأحياء:

1. تعليم الهوية المدنية الروسية: حب الوطن ، والحب واحترام الوطن ، والشعور بالفخر بوطنهم ؛ الوعي العرقي؛ استيعاب القيم الإنسانية والتقليدية للمجتمع الروسي متعدد الجنسيات ؛ تعزيز الشعور بالمسؤولية والواجب تجاه الوطن الأم ؛

2. تشكيل موقف مسؤول تجاه التعلم والاستعداد وقدرة الطلاب على تطوير الذات والتعليم الذاتي على أساس الدافع للتعلم والإدراك والاختيار الواعي وبناء مسار فردي آخر للتعليم على أساس التوجه في عالم المهن و التفضيلات المهنية ، مع مراعاة الاهتمامات المعرفية المستدامة ؛

نتائج التعلم فوق الموضوع في علم الأحياء:

1. القدرة على تحديد أهداف التعلم بشكل مستقل ، وتحديد وصياغة مهام جديدة لنفسه في الدراسة والنشاط المعرفي ، وتطوير دوافع واهتمامات النشاط المعرفي للفرد ؛

2. إتقان مكونات أنشطة البحث والمشاريع ، بما في ذلك القدرة على رؤية المشكلة ، وطرح الأسئلة ، وطرح الفرضيات.

3. القدرة على العمل مع مصادر مختلفة للمعلومات البيولوجية: العثور على معلومات بيولوجية في مصادر مختلفة (نص كتابي ، مؤلفات علمية مشهورة ، قواميس بيولوجية وكتب مرجعية) ، تحليل و

تقييم المعلومات ؛

الإدراكي: اختيار السمات الأساسية للأشياء والعمليات البيولوجية ؛ تقديم أدلة (حجة) على صلة القرابة البشرية بالثدييات ؛ العلاقة بين الإنسان والبيئة ؛ اعتماد صحة الإنسان على حالة البيئة ؛ الحاجة إلى حماية البيئة ؛ إتقان طرق العلوم البيولوجية: مراقبة ووصف الأشياء والعمليات البيولوجية ؛ إجراء التجارب البيولوجية وشرح نتائجها.

تنظيمية:القدرة على التخطيط المستقل لطرق تحقيق الأهداف ، بما في ذلك الأهداف البديلة ، لاختيار أكثر الطرق فعالية لحل المشكلات التعليمية والمعرفية بوعي ؛ القدرة على تنظيم التعاون التربوي والأنشطة المشتركة مع المعلم والأقران. العمل بشكل فردي وجماعي: إيجاد حل مشترك وحل النزاعات على أساس تنسيق المواقف ومراعاة المصالح ؛ تكوين وتطوير الكفاءة في مجال استخدام تكنولوجيا المعلومات والاتصالات (المشار إليها فيما يلي باسم كفاءات تكنولوجيا المعلومات والاتصالات).

اتصالي:تكوين الكفاءة التواصلية في التواصل والتعاون مع الأقران ، وفهم خصائص التنشئة الاجتماعية بين الجنسين في مرحلة المراهقة ، والأنشطة المفيدة اجتماعيًا ، والتعليمية ، والبحثية ، والإبداعية وغيرها.

تكنولوجيا : إنقاذ الصحة ، إشكالية ، تعليم تنموي ، أنشطة جماعية

حفلات الاستقبال:التحليل ، التوليف ، الاستنتاج ، نقل المعلومات من نوع إلى آخر ، التعميم.

خلال الفصول

ما هو الكود الجيني: معلومات عامة

مهام

لمواصلة تكوين المعرفة حول الدور المعلوماتي للأحماض النووية في الخلية ، والكشف عن السمات الهيكلية لجزيئات الحمض النووي الريبي ؛

وصف أنواع الحمض النووي الريبي: النقل والمعلومات وبنية هذه الجزيئات والوظائف في الخلية.

لتحقيق "فهم واستيعاب الطلاب لجوهر الشفرة الجينية ، وخصائصها: الخصوصية / العالمية ؛ لتعميق المعرفة حول جزيئات الحمض النووي الريبي.

النقاط الرئيسية

أهم حدث في تطور ما قبل علم الأحياء هو ظهور رمز جيني في شكل سلسلة من أكواد الحمض النووي الريبي ، ثم الحمض النووي ، الذي اتضح أنه قادر على تخزين المعلومات حول أنجح مجموعات الأحماض الأمينية في جزيئات البروتين.

كان ظهور الأشكال الخلوية الأولى بمثابة بداية التطور البيولوجي ، والتي تميزت مراحلها الأولية بظهور الكائنات حقيقية النواة ، والعملية الجنسية وظهور الكائنات متعددة الخلايا الأولى.

الحمض النووي الريبي - تمامًا مثل الحمض النووي ، هو بوليمر ، ومونومراته عبارة عن نيوكليوتيدات ، فقط بدلاً من الثايمين في الحمض النووي الريبي يوجد اليوراسيل ، جنبًا إلى جنب مع ديوكسيريبوز - ريبوز.

يحمل RNA معلومات حول تسلسل الأحماض الأمينية في البروتينات ، أي حول بنية البروتينات ، من الكروموسومات إلى مكانها مع المشاركة في تخليق البروتين.هناك عدة أنواع من الحمض النووي الريبي أحادي السلسلة. يتم تحديد أسمائهم من خلال الأداء أو الموقع.

يتوافق كل حمض أميني في بولي ببتيد الكلى مع مزيج من ثلاثة نيوكليوتيدات - ثلاثي.

لفت انتباه الطلاب إلى السمات الهيكلية لجزيئات الحمض النووي الريبي للفيروسات ، والتأكيد على تقطعت بهم السبل المزدوجة ، على عكس الخلايا حقيقية النواة أحادية السلسلة.

1. ملامح هيكل الأحماض النووية الريبية

2- توطين الأحماض النووية في الخلية

3. مشاركة RNA في تنفيذ المعلومات الجينية

4- الكود الجيني

5. التكرار في التعليمات البرمجية

6- خصوصية الكود

في أي خلية وكائن حي ، يتم تحديد جميع سمات الطبيعة التشريحية والصرفية والوظيفية من خلال بنية البروتينات المتضمنة فيها. الخاصية الوراثية للكائن الحي هي القدرة على تصنيع بروتينات معينة. في جزيء الحمض النووي ، توجد الأحماض الأمينية في سلسلة متعددة الببتيد ، والتي تعتمد عليها الخصائص البيولوجية. كل خلية لها تسلسلها الخاص من النيوكليوتيدات في سلسلة DNA Polynucleotide. هذه هي الشفرة الجينية للحمض النووي. من خلاله ، يتم تسجيل معلومات حول تخليق بعض البروتينات.

القليل من التاريخ

فكرة وجود شفرة جينية صاغها ج. جامو وأ. داون في منتصف القرن العشرين. وصفوا أن تسلسل النوكليوتيدات المسؤول عن تخليق حمض أميني معين يحتوي على ثلاثة روابط على الأقل. في وقت لاحق أثبتوا العدد الدقيق لثلاثة نيوكليوتيدات (هذه وحدة من الشفرة الجينية) ، والتي كانت تسمى ثلاثية أو كودون. هناك 64 نيوكليوتيد في المجموع ، لأن جزيئات الحمض ، حيث يحدث تخليق البروتين أو الحمض النووي الريبي ، تتكون من بقايا أربعة نيوكليوتيدات مختلفة. -

ما هو الكود الجيني

إن طريقة ترميز تسلسل البروتين للأحماض الأمينية بسبب تسلسل النيوكليوتيدات هي خاصية مميزة لجميع الخلايا والكائنات الحية. هذا ما هو الكود الجيني. هناك أربعة نيوكليوتيدات في الحمض النووي: الأدينين - أ ؛ جوانين - G ؛ السيتوزين - C ؛ الثايمين - T. يشار إليها بأحرف كبيرة في اللاتينية أو (في الأدب الروسي) الروسية. يحتوي الحمض النووي الريبي أيضًا على أربعة نيوكليوتيدات ، لكن يختلف أحدها عن الحمض النووي: أدينين - أ ؛ جوانين - G ؛ السيتوزين - C ؛ uracil - U. تصطف جميع النيوكليوتيدات في سلاسل ، ويتم الحصول على حلزون مزدوج في DNA ، ولولب واحد في RNA. تُبنى البروتينات على عشرين نوعًا من الأحماض الأمينية ، حيث يتم تحديد خصائصها البيولوجية في تسلسل معين.

خصائص الكود الجيني.

الثلاثية. تتكون وحدة الشفرة الجينية من ثلاثة أحرف ، وهي ثلاثية. هذا يعني أن الأحماض الأمينية العشرين الموجودة يتم ترميزها بواسطة ثلاثة نيوكليوتيدات محددة تسمى الكودونات أو trilpets. هناك أربعة وستون مجموعة يمكن تكوينها من أربعة نيوكليوتيدات. هذه الكمية أكثر من كافية لتشفير عشرين حمضًا أمينيًا. انحلال. يتوافق كل حمض أميني مع أكثر من كودون واحد ، باستثناء الميثيونين والتربتوفان. غموض. كودون واحد لحمض أميني واحد. على سبيل المثال ، في جين الشخص السليم الذي لديه معلومات حول هدف بيتا للهيموجلوبين ، يشفر ثلاثي GAG و GAA حمض الغلوتاميك. وكل من يعاني من فقر الدم المنجلي يتم استبداله بنكليوتيد واحد. علاقة خطية متداخلة. يتوافق تسلسل الأحماض الأمينية دائمًا مع تسلسل النوكليوتيدات الذي يحتويه الجين. الشفرة الجينية مستمرة ومضغوطة ، مما يعني أنها لا تحتوي على "علامات ترقيم". أي ، بدءًا من كودون معين ، هناك قراءة مستمرة. على سبيل المثال ، ستتم قراءة AUGGUGTSUUAAAUGUG على النحو التالي: AUG ، GUG ، CUU ، AAU ، GUG. ولكن ليس AUG و UGG وما إلى ذلك ، أو بأي طريقة أخرى. براعه. إنه نفس الشيء بالنسبة لجميع الكائنات الأرضية ، من البشر إلى الأسماك والفطريات والبكتيريا.

الطاولة

لا توجد جميع الأحماض الأمينية المتاحة في الجدول المعروض. هيدروكسي برولين ، هيدروكسي ليسين ، فوسفوسرين ، مشتقات اليود من التيروزين ، السيستين ، وبعض مشتقات أخرى غائبة ، لأنها مشتقات من الأحماض الأمينية الأخرى المشفرة بواسطة mRNA وتشكلت بعد تعديل البروتين نتيجة للترجمة. من خصائص الكود الجيني ، من المعروف أن كودون واحد قادر على ترميز حمض أميني واحد. الاستثناء هو الشفرة الجينية التي تؤدي وظائف ورموز إضافية للفالين والميثيونين. RNA ، كونه في البداية مع الكودون ، يربط t-RNA الذي يحمل فورميل ميثيون. عند الانتهاء من التوليف ، ينقسم نفسه ويأخذ معه بقايا الفورميل ، ويتحول إلى بقايا ميثيونين. وبالتالي ، فإن الكودونات المذكورة أعلاه هي البادئين في تخليق سلسلة من عديد الببتيدات. إذا لم يكونوا في البداية ، فلن يختلفوا عن الآخرين. -

المعلومات الجينية

هذا المفهوم يعني برنامج الخصائص الذي ينتقل من الأجداد. إنه جزء لا يتجزأ من الوراثة كرمز جيني. يتم تنفيذ الكود الجيني لـ RNA (الأحماض النووية الريبية) أثناء تخليق البروتين: المعلوماتية i-RNA ؛ نقل t-RNA ؛ الرنا الريباسي. تنتقل المعلومات عن طريق الاتصال المباشر (DNA-RNA-protein) والعكس (البيئة-البروتين-الحمض النووي). يمكن للكائنات استقبالها وتخزينها ونقلها واستخدامها بشكل أكثر فاعلية. كونها موروثة ، تحدد المعلومات تطور الكائن الحي. ولكن بسبب التفاعل مع البيئة ، فإن رد فعل الأخير مشوه ، بسبب التطور والتطور. وبالتالي ، يتم وضع معلومات جديدة في الجسم. -

أوضح حساب قوانين البيولوجيا الجزيئية واكتشاف الشفرة الجينية الحاجة إلى الجمع بين علم الوراثة ونظرية داروين ، والتي على أساسها ظهرت نظرية التطور التركيبية - علم الأحياء غير الكلاسيكي. الوراثة والتنوع والانتقاء الطبيعي لداروين يكمله الانتقاء المحدد جينيا. يتم تحقيق التطور على المستوى الجيني من خلال الطفرات العشوائية ووراثة الصفات الأكثر قيمة الأكثر تكيفًا مع البيئة.

فك الشفرة البشرية

في التسعينيات ، تم إطلاق مشروع الجينوم البشري ، ونتيجة لذلك ، في عام 2000 ، تم اكتشاف أجزاء من الجينوم تحتوي على 99.99٪ من الجينات البشرية. بقيت الأجزاء التي لم تشارك في تخليق البروتين وغير مشفرة غير معروفة. دورهم لا يزال غير معروف.

تم اكتشاف الكروموسوم 1 آخر مرة في عام 2006 ، وهو الأطول في الجينوم. أكثر من ثلاثمائة وخمسين مرضا ، بما في ذلك السرطان ، تظهر نتيجة الاضطرابات والطفرات فيه. لا يمكن المبالغة في تقدير دور مثل هذا البحث. عندما اكتشفوا ماهية الشفرة الجينية ، أصبح معروفًا ما هي أنماط التطور التي تحدث ، وكيف يتم تكوين البنية المورفولوجية ، والنفسية ، والاستعداد لأمراض معينة ، والتمثيل الغذائي والرذائل لدى الأفراد.

قضايا للمناقشة

ما هي المادة الوراثية في بعض الفيروسات التي لا تحتوي على DNA؟ كيف يتم تنفيذ المعلومات الوراثية فيها؟

ما هي خصائص الكود الجيني؟

ما هي طرق نقل المعلومات الوراثية في النظم البيولوجية؟

ما هو جوهر عملية نقل المعلومات الوراثية من جيل إلى جيل ومن النواة إلى السيتوبلازم ، إلى موقع تخليق البروتين؟

وراثيالرمز. النسخ

الجينات, الحمض النوويوالكروموسومات

ماذا او مامثلالجينات?

استضافة العروض التقديمية

الشريحة 2

كود الحمض النووي

• تقوم كل خلية بتجميع عدة آلاف من جزيئات البروتين المختلفة.
• البروتينات قصيرة العمر ، ووقت وجودها محدود ، وبعد ذلك يتم تدميرها.

الشريحة 3

• يتم ترميز المعلومات حول تسلسل الأحماض الأمينية في جزيء البروتين كسلسلة من النيوكليوتيدات في الحمض النووي.
• بالإضافة إلى البروتينات ، يقوم تسلسل نوكليوتيدات الحمض النووي بترميز المعلومات حول RNA الريبوسومي ونقل الحمض النووي الريبي.

الشريحة 4

لذا ، فإن تسلسل النيوكليوتيدات يرمز بطريقة أو بأخرى لتسلسل الأحماض الأمينية. تتكون المجموعة الكاملة من البروتينات من 20 نوعًا من الأحماض الأمينية المختلفة ، وتتكون النيوكليوتيدات في الحمض النووي من 4 أنواع.

الشريحة 5

• بافتراض وجود رموز نيوكليوتيدات واحدة لحمض أميني واحد ، يمكن عندئذٍ ترميز 4 نيوكليوتيدات.
• إذا رمز 2 نيوكليوتيدات لحمض أميني واحد ، فإن عدد الأحماض المشفرة يزيد إلى ...

الشريحة 6

• هذا يعني أن شفرة الحمض النووي يجب أن تكون ثلاثية. لقد ثبت أن ثلاثة نيوكليوتيدات بالضبط تقوم بتشفير حمض أميني واحد ، وفي هذه الحالة سيكون من الممكن ترميز 43-64 من الأحماض الأمينية.
• وبما أنه لا يوجد سوى 20 حمضًا أمينيًا ، يجب ترميز بعض الأحماض الأمينية بعدة توائم.

شريحة 7

كود الحمض النووي. النسخ

شريحة 8

جدول الكود الجيني

شريحة 9

شريحة 10

كود الحمض النووي. النسخ

• الثلاثية. يتم ترميز كل حمض أميني بواسطة ثلاثة توائم من النيوكليوتيدات تسمى كودون.
• غموض. الكود الثلاثي ، الكودون ، يتوافق مع حمض أميني واحد فقط.
• الانحطاط (التكرار). يمكن ترميز أحد الأحماض الأمينية بواسطة عدة أكواد (تصل إلى ستة).
• براعه. الشفرة الجينية هي نفسها ، نفس الأحماض الأمينية مشفرة بواسطة نفس ثلاثة توائم من النيوكليوتيدات في جميع الكائنات الحية على الأرض.

الشريحة 11

• غير التداخل. يحتوي تسلسل النيوكليوتيدات على إطار قراءة من 3 نيوكليوتيدات ، ولا يمكن أن يكون نفس النيوكليوتيدات في مجموعتين من ثلاثة توائم.
• وجود كودون بادئ وكودونات فاصلة.
• من أصل 64 رمزًا ثلاثيًا ، يوجد 61 كودونًا ترميزًا ، وترميز الأحماض الأمينية ، و 3 لا معنى لها ، ولا تقوم بتشفير الأحماض الأمينية التي تنهي تخليق بولي ببتيد أثناء تشغيل الريبوسوم (UAA ، UGA ، UAG). بالإضافة إلى ذلك ، هناك كودون بادئ (AUG) - ميثيونين ، والذي يبدأ منه تخليق أي بولي ببتيد.

الشريحة 12

تفاعلات تركيب المصفوفة

• تفاعلات تخليق المصفوفة هي فئة خاصة من التفاعلات الكيميائية التي تحدث في خلايا الكائنات الحية.
• خلال هذه التفاعلات ، يحدث تخليق جزيئات البوليمر وفقًا للخطة الموضوعة في بنية مصفوفات جزيئات البوليمر الأخرى.
• يمكن تصنيع عدد غير محدود من جزيئات النسخ في مصفوفة واحدة.

الشريحة 13

• تكرار،
• النسخ
• إذاعة،
• النسخ العكسي.

النسخ المتماثل هو عملية المضاعفة الذاتية لجزيء الحمض النووي.

شريحة 14

• تكرار،
• النسخ
• إذاعة،
• النسخ العكسي.

النسخ هو عملية تصنيع معلومات (مصفوفة) جزيء RNA على قالب DNA.

الشريحة 15

• تكرار،
• النسخ
• إذاعة،
• النسخ العكسي.

الترجمة هي عملية تخليق البروتين في قالب مرنا.

الشريحة 16

• تكرار،
• النسخ
• إذاعة،
• النسخ العكسي.

النسخ العكسي هو عملية تخليق الحمض النووي على قالب الحمض النووي الريبي الفيروسي.

شريحة 17

العقيدة المركزية للبيولوجيا الجزيئية

شريحة 18

هيكل الجين حقيقيات النوى

• في الحمض النووي ، يرمز خيط واحد لسلسلة من الأحماض الأمينية ، بينما الآخر ، مكمل له ، لا يرمز للأحماض الأمينية.
• عادة ما يتم تصوير بداية الجين في الشكل الموجود على اليسار ، في نهاية 3 بوصات من سلسلة الترميز. أمام الجين يوجد محفز - سلسلة من النيوكليوتيدات التي يتصل بها إنزيم بوليميراز الحمض النووي الريبي.

"خيط الحمض النووي هو حرف مكتوب باستخدام أبجدية من المركبات الكيميائية تسمى النيوكليوتيدات. حرف واحد هو 1 نيوكليوتيد. بسيط بشكل لا يصدق ، لا أستطيع حتى أن أصدق أن رمز الحياة مكتوب برموز يمكننا قراءتها بحرية. إنه لأمر مدهش كيف تمكن الناس من فهم أبجدية الحياة؟ "خيط الحمض النووي هو حرف مكتوب باستخدام أبجدية من المركبات الكيميائية تسمى النيوكليوتيدات. حرف واحد هو 1 نيوكليوتيد. بسيط بشكل لا يصدق ، لا أستطيع حتى أن أصدق أن رمز الحياة مكتوب برموز يمكننا قراءتها بحرية. إنه لأمر مدهش كيف تمكن الناس من فهم أبجدية الحياة؟ مات ريدلي مات ريدلي

كود الحمض النووي هذا يعني أن رمز الحمض النووي يجب أن يكون ثلاثيًا. لقد ثبت أن ثلاثة نيوكليوتيدات بالضبط تقوم بتشفير حمض أميني واحد ، وفي هذه الحالة سيكون من الممكن ترميز الأحماض الأمينية. وبما أنه لا يوجد سوى 20 حمضًا أمينيًا ، يجب ترميز بعض الأحماض الأمينية بعدة توائم.

خصائص التعليمات البرمجية 1. ثلاثية. يتم ترميز كل حمض أميني بواسطة ثلاثة توائم من النيوكليوتيدات تسمى كودون. 2. التفرد. الكود الثلاثي ، الكودون ، يتوافق مع حمض أميني واحد فقط. 3. الانحطاط (التكرار). يمكن ترميز أحد الأحماض الأمينية بواسطة عدة أكواد (تصل إلى ستة). 4. التفكك. الشفرة الجينية هي نفسها ، نفس الأحماض الأمينية مشفرة بواسطة نفس ثلاثة توائم من النيوكليوتيدات في جميع الكائنات الحية على الأرض.

خصائص التعليمات البرمجية 5. غير متداخلة. يحتوي تسلسل النيوكليوتيدات على إطار قراءة من 3 نيوكليوتيدات ، ولا يمكن أن يكون نفس النيوكليوتيدات في مجموعتين من ثلاثة توائم. (كان ياما كان هناك قطة ، كانت تلك القطة رحيمة بي) ؛ 6. وجود كود بادئ وكودونات فاصل. من أصل 64 رمزًا ثلاثيًا ، يوجد 61 كودونًا ترميزًا ، وترميز الأحماض الأمينية ، و 3 لا معنى لها ، ولا تقوم بتشفير الأحماض الأمينية التي تنهي تخليق بولي ببتيد أثناء تشغيل الريبوسوم (UAA ، UGA ، UAG). بالإضافة إلى ذلك ، هناك كودون بادئ (AUG) - ميثيونين ، والذي يبدأ منه تخليق أي بولي ببتيد.

التكرار مهمة مكتوبة (في دفتر ملاحظات): مقطع من جزيء DNA يشبه: - T - A - C - A - A - T - G - C - C - A - T - T - - T - A - C - A - A - T - G - C - C - A - T - T - || || ||| || || || ||| ||| ||| || || || || || ||| || || || ||| ||| ||| || || || - A - T - G - T - T - A - C - G - G - T - A - A - - A - T - G - T - T - A - C - G - G - T - A - A - 1. اكتب جزيء mRNA المتكون نتيجة النسخ (اعتبر الخيط العلوي لجزيء الحمض النووي مشفرًا). 2. تعيين كود البدء وإيقاف كودون.

الفحص 1.i-RNA له الشكل: - A - U - G - U - U - A - C - G - G - U - A - A - 2. - A - U - G - U - U - A - C - G - G - U - A - A - 3. بولي ببتيد: ميت - لاي - أرج (ميثيونين - ليسين - أرجينين) (ميثيونين - ليسين - أرجينين) كودون - كودون بادئ - فاصل

التكرار مهمة مكتوبة (في دفتر ملاحظات): يتكون البولي ببتيد من الأحماض الأمينية التالية: ميثيونين ، هيستيدين ، تريبتوفان 1. اكتب منطقة جزيء الحمض النووي الذي يشفر هذا الببتيد. الفحص: - T - A - C - G - T - A - A - C - C - A - T - T - - T - A - C - G - T - A - A - C - C - A - T - تي - || || ||| ||| || || || ||| ||| || || || || || ||| ||| || || || ||| ||| || || || - A - T - G - C - A - T - T - G - G - T - A - A - - A - T - G - C - A - T - T - G - G - T - A - A -