Основы питания и кормления сельскохозяйственных животных

Итак, генетический код является триплетным, специфическим, непрерывным и универсальным (у всех видов организмов смысл любого триплета один и тот же).

Триплеты мРНК, соответствующие триплетам ДНК, называются кодонами , они определяют порядок включения аминокислот в пептидную цепь, синтезируемую в рибосоме .

По той же причине в таблице генетического кода (расшифрованного в ходе модельных экспериментов) всегда указывают не триплеты смысловой цепи ДНК, а кодоны мРНК.

Таблица 11.1 - Кодоны мРНК.

Из этой таблицы видно, что код, действительно, является вырожденным: для всех аминокислот, кроме метионина и триптофана, имеется по 2 кодона и более, в том числе, по 6 кодонов для трех аминокислот – аргинина, лейцина и серина.

11.3. Экспрессия генов

Экспрессия генов – это процесс, в ходе которого наследственная информация от гена преобразуется в функциональный продукт – РНК или белок. Экспрессия информации о структуре определенного белка включает 2 основных этапа (рис. 11.3):

а) Первый из них – транскрипция: образование в клеточном ядре на соответствующем гене (локализующемся в одной из хромосом) специального посредника – матричной РНК (мРНК).

Смысл этого процесса – переписывание информации о структуре белка с огромного неподвижного носителя ДНК (в составе хромосомы) на небольшой подвижный носитель мРНК. Таким образом, непосредственный продукт транскрипции гена является матричная РНК.

б) Второй из основных этапов экспрессии гена - трансляция: синтез белка в рибосомах по программе, диктуемой мРНК. Суть этой программы - определение очередности, в которой аминокислоты должны включаться в строящуюся пептидную цепь.В этом процессе участвуют не свободные, а активированные аминокислоты. Активация осуществляется при помощи специфических ферментов –аминоацил–тРНК синтетаз. В результате каждая аминокислота связывается с транспортной РНК (тРНК), т. е. находится в виде аминоацил-тРНК (аа-тРНК). Для каждой из 20 аминокислот имеется своя специфическая форма тРНК, а чаще - даже не одна, а несколько форм.

Рибосомы играют в трансляции роль молекулярных машин, обеспечивающих правильное взаимодействие участников. В состав рибосомы входят четыре вида молекул рибосомной РНК (рРНК). Объединяясь с рибосомными белками, они образуют две субъединицы рибосо-

мы 40S и 60S (по седиментационной характеристике при ультрацентрифугировании), выполняют в них структурную и каталитическую функции (рис. 11.6).

11.4. Строение РНК

Как и ДНК, РНК представляют собой линейные (т.е. неразветвленные) полинуклеотиды с тем же принципом организации.Но имеются и отличия от ДНК. Главное из них – то, что молекулы РНК являются не двух-, а одноцепочечными. Кроме того, пентоза в РНК – это не дезоксирибоза, а рибоза, которая содержит дополнительную гидроксигруппу.

мРНК содержит информацию о составе той или иной полипептидной цепи, количество разных мРНК в клетке очень велико, хотя онисоставляют лишь небольшую часть общей массы РНК в клетке – около 5 %.

5’-конец 3’-конец
АУАУАУАУАУn АААААААААААААААААААААААА
5’-нетранс- кодирующий
термини-
лируемый сегмент
рующий поли(А)-
сегмент 3’-нетран-
кодон фрагмент
слируемый
кэп иниции- (хвост)
АУ(n) сегмент
(колпачок) рующий
кодон

Рисунок 11.4.-Структура мРНК

При всем своем многообразии зрелые мРНК имеют сходный

план строения (рис. 11.4):

• на 5' – конце находится так называемый «колпачек» или кэп – участок из одного-четырех нуклеотидов, такая структура способствует защите на 5'– конце мРНК от экзонуклеаз (ферменты, катализирующие распад РНК);

• за колпачком идет 5' – нетранслируемый участок - последовательность из нескольких десятков нуклеотидов, он служит для первичного связывания мРНК с рибосомой, но сам не транслируется;

• трансляция мРНК начинается с инициирующего кодона, во всех мРНК он всегда один и тот же – АУГ – кодирует метионин;

• за инициирующим кодоном следует кодирующая часть, которая содержит информацию о последовательности аминокислот в белке;

• после кодирующего сигмента находится кодон терминации –

• один из трех «бессмысленных» кодонов: УАА, УАГ, УГА.

-за кодоном терменации следует 3'-нетранслируемый участок;