Генетический код
Понятие, свойства и этапы реализации генетического кода. Последовательность кодирования аминокислот в ядре клетки. Функции триплетов и кодона. Анализ достижений и проблем современной генетики. Создание трансгенных растений и животных, клонирование.
| Рубрика | Биология и естествознание |
| Вид | реферат |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 06.01.2015 |
| Размер файла | 12,8 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://allbest.ru
1. Понятие генетического кода
Генетический код - свойственная живым организмам единая система записи наследственной информации в молекулах нуклеиновых кислот в виде последовательности нуклеотидов.
Каждый нуклеотид обозначается заглавной буквой, с которой начинается название азотистого основания, входящего в его состав:
- А (A) аденин;
- Г (G) гуанин;
- Ц (C) цитозин;
- Т (T) тимин (в ДНК) или
У (U) урацил (в мРНК).
Реализация генетического кода в клетке происходит в два этапа: транскрипцию и трансляцию.
Первый из них протекает в ядре; он заключается в синтезе молекул и-РНК на соответствующих участках ДНК. При этом последовательность нуклеотидов ДНК "переписывается" в нуклеотидную последовательность РНК. Второй этап протекает в цитоплазме, на рибосомах; при этом последовательность нуклеотидов и-РНК переводится в последовательность аминокислот в белке: этот этап протекает при участии транспортной РНК (т-РНК) и соответствующих ферментов.
2. Свойства генетического кода
2.1 Триплетность
Каждая аминокислота кодируется последовательностью из 3-х нуклеотидов.
Триплет или кодон - последовательность из трех нуклеотидов, кодирующая одну аминокислоту.
Код не может быть моноплетным, поскольку 4 (число разных нуклеотидов в ДНК) меньше 20. Код не может быть дуплетным, т.к. 16 (число сочетаний и перестановок из 4-х нуклеотидов по 2) меньше 20. Код может быть триплетным, т.к. 64 (число сочетаний и перестановок из 4-х по 3) больше 20.
2.2 Вырожденность
Все аминокислоты, за исключением метионина и триптофана, кодируются более чем одним триплетом:
2 аминокислоты по 1 триплету = 2
9 аминокислот по 2 триплета = 18
1 аминокислота 3 триплета = 3
5 аминокислот по 4 триплета = 20
3 аминокислоты по 6 триплетов = 18
Всего 61 триплет кодирует 20 аминокислот.
2.3 Наличие межгенных знаков препинания
Ген- это участок ДНК, кодирующий одну полипептидную цепь или одну молекулу tРНК, rРНК или sРНК.
Гены tРНК, rРНК, sРНК белки не кодируют.
В конце каждого гена, кодирующего полипептид, находится, по меньшей мере, один из 3-х терминирующих кодонов, или стоп-сигналов: UAA, UAG, UGA. Они терминируют трансляцию.
Условно к знакам препинания относится и кодон AUG - первый после лидерной последовательности. Он выполняет функцию заглавной буквы. В этой позиции он кодирует формилметионин (у прокариот).
2.4 Однозначность
Каждый триплет кодирует лишь одну аминокислоту или является терминатором трансляции.
Исключение составляет кодон AUG. У прокариот в первой позиции (заглавная буква) он кодирует формилметионин, а в любой другой - метионин.
2.5 Компактность, или отсутствие внутригенных знаков препинания
Внутри гена каждый нуклеотид входит в состав значащего кодона.
В 1961г. Сеймур Бензер и Френсис Крик экспериментально доказали триплетность кода и его компактость.
генетический аминокислота клонирование
3. Достижения и проблемы современной генетики
На основе генетических исследований возникли новые области знания, соответствующие биотехнологии и методы, позволяющие выделять и синтезировать нуклеотидные последовательности, встраивать их в геном, получать гибридные ДНК со свойствами, не существовавшими в природе.
Получены многие препараты, без которых уже немыслима медицина.
Разработаны принципы выведения трансгенных растений и животных, обладающих признаками разных видов. Стало возможным характеризовать особей по многим полиморфным ДНК-маркерам: микросателлитам, нуклеотидным последовательностям и др.
Большинство молекулярно-биологических методов не требуют гибридологического анализа. Однако при исследовании признаков, анализе маркеров и картировании генов этот классический метод генетики все еще необходим.
Как и любая другая наука, генетика была и остается оружием недобросовестных ученых и политиков.
Такая ее ветвь, как евгеника, согласно которой развитие человека полностью определяется его генотипом, послужила основой для создания в 1930-1960-е годы расовых теорий и программ стерилизации.
Напротив, отрицание роли генов и принятие идеи о доминирующей роли среды привело к прекращению генетических исследований в СССР с конца 1940-х до середины 1960-х годов.
Сейчас возникают экологические и этические проблемы в связи с работами по созданию «химер» - трансгенных растений и животных, «копированию» животных путем пересадки клеточного ядра в оплодотворенную яйцеклетку, генетической «паспортизации» людей и т.п. В ведущих державах мира принимаются законы, ставящие целью предотвратить нежелательные последствия таких работ.
Современная генетика обеспечила новые возможности для исследования деятельности организма: с помощью индуцированных мутаций можно выключать и включать почти любые физиологические процессы, прерывать биосинтез белков в клетке, изменять морфогенез, останавливать развитие на определенной стадии.
Мы теперь можем глубже исследовать популяционные и эволюционные процессы, изучать наследственные болезни, проблему раковых заболеваний и многое другое.
В последние годы бурное развитие молекулярно-биологических подходов и методов позволило генетикам не только расшифровать геномы многих организмов, но и конструировать живые существа с заданными свойствами.
Таким образом, генетика открывает пути моделирования биологических процессов и способствует тому, что биология после длительного периода дробления на отдельные дисциплины вступает в эпоху объединения и синтеза знаний.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Понятие и структура генетического кода как способа записи информации о последовательности аминокислот белков через последовательность нуклеотидов ДНК и РНК. История и способы его расшифровки, главные свойства. Использование синонимичных кодонов.
презентация [2,2 M], добавлен 14.04.2014Трансляция клетки как процесс биосинтеза белка, определяемый матричной РНК. Понятие генетического кода, его свойства. Отклонения от универсального генетического кода. Строение рибосом, механизм элонгации и терминации. Белки в эволюции и онтогенезе.
презентация [2,2 M], добавлен 21.02.2014Основные методы введения рекомбинантных ДНК в клетки. Генетически модифицированные микроорганизмы и их использование. Получение трансгенных растений, устойчивых к неблагоприятным факторам внешней среды. Создание и применение трансгенных животных.
методичка [476,5 K], добавлен 13.09.2012Термин "клон", его происхождение. Тотипотентные свойства клетки - способности реализовывать всю генетическую информацию, заложенную в ядре. Отличия клеток растений от клеток животных. Первые попытки клонирования. Процесс клонирования эмбрионов амфибий.
статья [13,4 K], добавлен 04.05.2009Строение и функции оболочки клетки. Химический состав клетки. Содержание химических элементов. Биология опухолевой клетки. Клонирование клеток животных. А была ли Долли? Клонирование - ключ к вечной молодости? Культивирование клеток растений.
реферат [27,3 K], добавлен 16.01.2005Понятие генетического кода как единой системы записи наследственной информации в молекулах нуклеиновых кислот в виде последовательности нуклеотидов. Этапы реализации, свойства и расшифровка хромосомы в клетке. Работа по секвенсированию генома человека.
реферат [89,1 K], добавлен 18.01.2011Молекулярная организация генетического материала. Транскрипция и трансляция мРНК прокариот. Роль рибонуклеиновых кислот в белковом синтезе. Расположение функциональных центров на субчастицах рибосомы. Свойства генетического кода. Активация аминокислот.
курсовая работа [2,0 M], добавлен 19.11.2013История исследования возможности получения потомков с точной генетической копией организма. Описание методов трансплантации ядер, генетического перепрограммирования клеток кожи и SLIC (sequence and ligation-independent cloning) способа клонирования.
реферат [113,1 K], добавлен 15.06.2010Свойства генетического материала и уровни организации генетического аппарата. Химическая организация и свойства гена. Структура и функции дезоксирибонуклеиновой и рибонуклеиновая кислот. Уровни упаковки генетического материала. Биосинтез белка в клетке.
курсовая работа [41,7 K], добавлен 07.02.2015Использование трансгенных организмов: изучение роли определенных генов и белков; получение новых сортов растений и пород животных; в биотехнологическом производстве плазмид и белков. Выведение флуоресцентных свиней и генетический модифицированных кошек.
презентация [676,7 K], добавлен 25.12.2012Методы культивирования соматических клеток человека и животных на искусственных питательных средах как предпосылка к развитию клеточной инженерии. Этапы соматической гибридизации. Перенос генетического материала. Происхождение трансгенных растений.
реферат [15,8 K], добавлен 23.01.2010История развития генетического модифицирования. Определение преимуществ использования трансгенных технологий как усовершенствованного скрещивания с целью создания улучшенных сортов растений. Изучение вопроса безопасности модифицированных организмов.
статья [25,0 K], добавлен 12.06.2010Основы и техника клонирования ДНК. Этапы генной инженерии бактерий. Развитие генетической инженерии растений. Генетическая трансформация и улучшение растений с помощью агробактерий, источники генов. Безопасность генетически модифицированных растений.
реферат [26,3 K], добавлен 11.11.2010Этапы получения трансгенных организмов. Агробактериальная трансформация. Схема создания генетически модифицированного организма. Пример селективного маркера растений. Процесс подавления экспрессии генов (сайленсинг). Направления генной инженерии растений.
презентация [6,2 M], добавлен 24.06.2013Генетическое разнообразие форм растений и животных. Отбор и гибридизация как основные методы селекции растений. Пересадка генов и частей ДНК одного вида в клетки другого организма. Отбор генетически модифицированных организмов, их применение в медицине.
презентация [815,0 K], добавлен 30.01.2014Рассмотрение свойств (триплетность, непрерывность, неперекрываемость, универсальность) генетического кода. Изучение состава белоксинтезирующей системы. Описание процессов активирования аминокислот и их трансляции как этапов синтеза полипептидной цепи.
реферат [464,4 K], добавлен 02.05.2010Ген - участок ДНК, в котором содержится информация о первичной структуре одного белка. Последовательность из трех расположенных друг за другом нуклеотидов (триплет). Важные свойства генетического кода. Схема синтеза белка в рибосоме (трансляция).
презентация [354,6 K], добавлен 06.03.2014Производство продуктов микробного синтеза первой и второй фазы, аминокислот, органических кислот, витаминов. Крупномасштабное производство антибиотиков. Производство спиртов и полиолов. Основные типы биопроцессов. Метаболическая инженерия растений.
курсовая работа [233,2 K], добавлен 22.12.2013История возникновения генетики и ее основные функции. Исследование наследования и скрещивания. Изменчивость и проблема генных мутаций. Современные возможности науки: трансгенные организмы, клонирование, лечение и предупреждение наследственных болезней.
реферат [55,6 K], добавлен 20.11.2012Фундаментальные свойства живого: наследственность и изменчивость. История формирования представлений об организации материального субстрата наследственности и изменчивости. Свойства генетического материала и уровни организации генетического аппарата.
дипломная работа [2,8 M], добавлен 30.07.2009
