|
|
Свойства генетического кода триплетность, вырожденность, универсальность, неперекрываемость
Краткосрочный план
Школа
Фамилия, имя, отчество учителя
|
СШ №112 имени Н.А.Ахмадеевой
Дуйсенова Акбота Бахытовна
|
Наименование раздела, подраздела
|
Молекулярная биология и биохимия
|
Тема урока
|
Свойства генетического кода: триплетность, вырожденность, универсальность, неперекрываемость
|
Цель обучения
|
11.4.1.5 - объяснять свойства генетического кода
|
Время
|
Этапы урока
|
Задание
|
Цель
|
Оценивание
|
Ресурсы
|
1 минута
|
Организационный момент
|
Приветствие.
Тема нашего урока: Свойства генетического кода: триплетность, вырожденность, универсальность, неперекрываемость
Цель нашего урока:
Изучить свойства генетического кода
|
Ознакомление с целью урока
|
|
Слайд 1-2
|
2-10 минут
|
Новая тема
|
Для начала вспомним такие понятия как ДНК, генотип и ген.
Когда Уотсон и Крик в 1953 году заявили о спиральной структуре ДНК они высказали также предположение, что генетическая информация, которая передается из поколения в поколение и контролирует жизнедеятельность клетки, заключена в ДНК в форме последовательности оснований.
|
Усвоение новой темы
|
|
Слайд 3
|
|
|
Молекула ДНК построена из оснований 4 типов: А –аденин, Г-гуанин, Т-тимин и Ц-цитозин. Каждое основание составляет часть нуклеотида, а нуклеотиды соединяются в полинуклеотидную цепь ДНК. Нуклеотиды распологаются в спиральной молекуле ДНК комплементарно.
|
|
|
Слайд 4
|
|
|
Все мы знаем, что наша внешность, некоторые привычки и, даже, заболевания передаются по наследству. Вся эта информация закодирована в генах.
Ген – это участок ДНК, состоящий из определенного количества нуклеотидов, расположенных в строго определенной комбинации.
У человека 25-30 тыс.генов. это количество огласили В 2004 году исследователи из Международного Консорциума по Секвенированию Человеческого Генома , проекта «Геном человека»
Проект Человеческий Геном международный научно-исследовательский проект, главной целью которого было определить последовательность нуклеотидов, которые составляют ДНК, иденцифировать количество генов в человеческом геноме[1]. Этот проект называют крупнейшим международным сотрудничеством, когда-либо проводившимся в биологии[2].
Проект начался в 1990 году,а в 2003 году был выпущен полный геном, однако и сегодня дополнительный анализ некоторых участков ещё не закончен.
Работа над интерпретацией данных генома находится всё ещё в своей начальной стадии. Ожидается, что детальное знание человеческого генома откроет новые пути к успехам в медицине и биотехнологии.
Более того, глубокое понимание процесса заболевания на уровне молекулярной биологии может предложить новые методы в лечении различных заболевании.
А анализ сходства в последовательностях ДНК различных организмов также открывает новые пути в исследовании теории эволюции.
Генотип – это набор генов, присущий определённому организму. Гены передаются по наследству от родителей и влияют друг на друга, формируя индивидуальный генотип организма.
|
|
|
Слайд 5
|
|
|
После того как было доказано что ДНК кодирует синтез белковых молекул, стало ясно что последовательность оснований в ДНК должна кодировать последовательность аминокислот в белковых молекулах. Эта связь между основаниями ДНК и аминокислотами белка называется –генетический код.
Генетический код — это система записи генетической информации о последовательности расположения аминокислот в белках в виде последовательности нуклеотидов в ДНК или РНК.
|
|
|
Слайд 6
|
|
|
Свойства генетического кода:Триплетность
В живых организмах существуют 20 видов аминокислот, из которых строятся белки. И которые кодируются основаниями входящими в состав ДНК.
Допустим если бы каждая аминокислота кодировалась бы двумя основаниями,то с помощью такого кода можно было бы определить 16 аминокислот. 42=16
Включение в белковые молекулы всех 20 аминокислот может обеспечить код,состоящий из трех оснований. 43=64. Такие данные были представлены Фрэнсисом Криком в 1961 году.
Он получил у фага Т4 мутации с добавлением или выпадением оснований. Добавление или выпадание(делеция) какого –либо основания изменяет прочтение кода после точки в которой произошло изменение. Возникшую в результате такого изменения мутацию называют мутацией со «сдвигом рамки считывания».
Для начала разберем что такое «рамка считывания»
Рамка считывания – это последовательность триплетов внутри гена.
Это последовательность считывания триплетов можно объяснить так. К примеру мы имеем предложение. ЖИЛ БЫЛ КОТ ТИХ БЫЛ СЕР МИЛ МНЕ ТОТ КОТ. И если мы сдвинем рамку на одну или две буквы у нас получится не читаемый текст. Или же добавим или уберем буквы, то текст также становится не читаемым.
|
|
|
Слайд 7
|
|
|
Такая мутация не позволяет возникнуть таким последовательностям триплетов оснований, которые могли бы обеспечить синтез белковых молекул с преждней последовательностью аминокислот.
К восстановлению первоначальной последовательности оснований могло бы привести только добавление одного основания или удаление одного основания в определенных точках. Это означает ,что код считывается сразу тремя основаниями –триплетами.
|
|
|
Слайд 8
Слайд 9
|
|
|
Эти эксперементы показали также,что триплеты не перекрываются, то есть каждое основание принадлежит только одному триплету.Ни одно основание входящее в данный триплет не является частью соседнего триплета.
Так первый нуклеотид следующего триплета всегда стоит после третьего нуклеотида предшествующего триплета. Кодон не может начаться со второго или третьего нуклеотида предшествующего кодона. Другими словами, код не перекрывается.
|
|
|
Слайд 10
|
|
|
После того как была установлена триплетность кода, оставалось выяснить, какие триплеты кодируют каждую данную аминокислоту, иными словами расшифровать код. Первый кодон был расшифрован Ниренбергом в 1961 году. Ему удалось синтезировать матричную РНК, состоящую из многократно-повторяющихся триплетов УУУ. В каждую из 20 пробирок помещали бесклеточный экстракт E.coli, содержавший рибосомы, транспортные РНК, ферменты и поли(УУУ) и оставляли на некоторое время. В результате полипептид образовался в той пробирке, которая содержала аминокислоту фенилаланин. Ниренберг показал, что входящий в мРНК триплет оснований или кодон УУУ определяет фенилаланин. Это было первым шагом в расшифровке генетического кода.
К 1964 году были расшифрованы коды для всех 20 аминокислот.
|
|
|
Слайд 11
|
|
|
Как было сказано генетический код это триплетный код, три основания в молекуле ДНК кодируют одну аминокислоту в молекуле белка. ДНК код сначала переписывается в матричную РНК, комплементарную ДНК. Комплементарные триплеты матричной РНК называют –кодонами. Каждый кодон равен в длину трем основаниям и кодирует одну аминокислоту.
Кодон-это комплементарные (ДНК) триплеты матричной РНК.( в слайде)
ДНК→иРНК→тРНК→белок
Триплет→кодон→антикодон→аминокислота
|
|
|
Слайд 12
|
|
|
ДНК код для каждой аминокислоты или аминокислоту соответствующую данному коду, можно получить используя таблицу генетического кода.
Первый нуклеотид в триплете берется из левого вертикального
ряда, второй из верхнего горизонтального ряда и третий из правого вертикального. Там где пересекутся линии, идущие от всех трех нуклеотидов будет название соответствующей аминокислоты.Среди триплетов имеются так называемые инициирующие кодоны с них начинается биосинтез белка-кодон АУГ, который выполняет функцию как бы заглавной буквы и кодирует метионин у прокариот и формилметионин у прокариот.
Стоп-кодон или кодон терминации-это три кодона РНК кодирующие прекращение синтеза полипептидной цепи.Стоп-кодоны –УАА УАГ и УГА.
|
|
|
Слайд 13
|
|
|
Вырожденность или избыточность
Свойство генетического кода заключающееся в том что одну аминокислоту могут кодировать несколько кодонов.
Правило выражденности кода :если два кодона имеют два одинаковых первых нуклеотида а их третьи нуклеотиды принадлежат к одному классу(например пуриновые или пиримидиновые, то они кодируют одну и туже аминокислоту. Из этого правила есть исключения это первый кодон АУГ и стоп кодоны.
Биологическое значение избыточности в том что если один триплет выподает, то туже аминокислоту может кодировать другой триплет и белок не измениться.
|
|
|
Слайд 14
|
|
|
Колинеарность- Соответствие между последовательностью кодирующих кодонов в м РНК и последовательностью аминокислот в белке.
Специфичность-каждой аминокислоте соответствуют только определенные кодоны.
Однонаправленность-кодоны считываются в одном направлении от первого нуклеотида к последующему
|
|
|
Слайд 15
|
1 минута
|
Учебное задание
|
Прочитать: параграф 5.
Ответить на вопросы 1-2.
|
|
|
| |
|
|
Скачать 33.87 Kb.