Формирование информационных биомолекул единого генетического кода и матричного механизма биосинтеза белков и ферментов .

В первой четверти XX в. было показано, что элементарные наследуемые признаки обусловлены материальными единицами наследственности — генами, локализованными в хромосомах, где они располагаются последовательно друг за другом в линейном порядке. На этой основе Т. X. Морганом была разработана хромо¬сомная теория наследственности, за что он получил в 1933 г. Нобе¬левскую премию по физиологии и медицине «за открытия, свя¬занные с ролью хромосом в наследственности». Ученые пытались определить и «продукты» деятельности генов, т. е. те молекулы, которые синтезируются в клетках под их контролем. В работах Эфрусси, Билла и Татума накануне второй мировой войны была выдвинута идея о том, что гены продуцируют белки, но для этого ген должен хранить инфор¬мацию для синтеза определенного белка (фермента). Сложный механизм реализации информации, заключенной в ДНК, и ее перевода в форму белка был раскрыт лишь в 60-е годы прош¬лого века. Первоначальные представления, согласно которым синтез белка могут катализировать те же протеолитические ферменты, что и вызывающие его гидролиз, но путем обратимости химической реакции, не подтвердились. Оказалось, что синтетические и катаболические реакции протекают не только различными путями, но и в разных субклеточных фракциях. Не подтвердилась так же гипотеза о предварительном синтезе коротких пептидов с их последующим объединением в единую полипептидную цепь. Более правильным оказалось предположение, что для синтеза белка требуются источники энергии, наличие активированных свободных аминокислот и несколько видов нуклеиновых кислот. Значительно позже были получены доказательства, что в синтезе белка, протекающем в основном в цитоплазме, решающую роль играют нуклеиновые кислоты, в частности ДНК. После того как было установлено, что ДНК является носителем и хранителем наследственной информации, был поставлен вопрос о том, каким образом эта генетическая информация, записанная (зашифрованная) в химической структуре ДНК, трансформируется в фенотипические признаки и функциональные свойства живых организмов, передающиеся по наследству. В настоящее время можно дать однозначный ответ на этот вопрос: генетическая информация программирует синтез специфических белков, определяющих в свою очередь специфичность структуры и функции клеток, органов и целостного организма. Значительный вклад в современные представления о месте, факторах и механизме синтеза белка внесли исследования Т. Касперсона, П. Берга, П. Замечника, С. Очоа, А. А. Баева, А. С. Спирина и др. Цель работы состоит в анализе формирования информационных биомолекул единого генетического кода и матричного механизма биосинтеза белков и ферментов. Задачи работы: 1) дать характеристику генетического кода и его свойств; 2) рассмотреть компоненты белоксинтезирующей системы; 3) выяснить особенности матричного биосинтеза белка.

Введение 3 Раздел 1. Генетический код и его свойства 5 Раздел 2. Компоненты белоксинтезирующей системы 8 2.1. Транспортная РНК 8 2.2. Матричная РНК 9 2.3. Аминоацил –тРНК синтетазы 10 2.4. Рибосомы 12 Раздел 3. Матричный биосинтез, его особенности 13 3.1. Матричный синтез белка 13 3.2. Транскрипция ДНК 14 3.3. Трансляция мРНК 17 3.4. Специализированный перенос генетической информации. Репликация РНК 21 3.5. Регуляция синтеза белка 22 3.6. Механизмы специфического отбора аминокислот в биосинтезе белка 26 Выводы 33 Список используемых источников 34

1. Березов Т. Т., Коровкин Б. Ф. Биологическая химия//Учебная литература для студентов медицинского института, 1990. 2. Агол В.И. Молекулярная биология: Структура и биосинтез нуклеиновых кислот: Учеб. для биол. спец. вузов/ Высш.шк., 1990. 3. Бышевский А. Ш., Терсенов О. А. Биохимия для врача // Екатеринбург: Уральский рабочий, 1994, 384 с.; 4. Киселев Л.Л., Фаворова О.О., Лаврик О.И. Биосинтез белков от аминокислот до аминоацил-тРНК. М.: Наука, 1984. 407 с. 5. Кнорре Д. Г., Мызина С. Д. Биологическая химия. – М.: Высш. шк. 1998, 479 с.; 6. Кнорре Д.Г., Мызина С.Д Биологическая химия: Учебник/.-3-е, испр. изд.-М.: Высш.шк., 2000. 7. Лаврик О.И., Моор Н.А. Взаимодействие аминоацил-тРНК-синтетаз с аминокислотами // Молекулярная биология, 1984. Т. 18. С. 1208 - 1232. 8. Ленинджер А. Биохимия. Молекулярные основы структуры и функций клетки // М.: Мир, 1974, 956 с.; 9. Пустовалова Л.М. Практикум по биохимии // Ростов-на Дону: Феникс, 1999, 540 с. 10. Спирин А. С. Молекулярная биология: Структура рибосомы и биосинтез белка. М.: Высш. шк., 1986. 300 с. 11. Спирин А.С. Принципы структуры рибосом // Там же. 1998. № 11. С. 65-70. 12. Спирин А.С. Принципы функционирования рибосом // Соросовский Образовательный Журнал. 1999. № 4. С. 2-9. 13. Степанов В. М. Молекулярная биология. Структура и функции белков // М.: Высшая школа, 1996, 335 с. 14. Уотсон Дж. Молекулярная биология гена. М.: Мир, 1978. 700 с. 15. Фершт Э. Структура и механизм действия ферментов. М.: Мир, 1980. 432 с.