Podziały i genetyka
Kod genetyczny i odczytywanie informacji
Replikacja i ekspresja informacji genetycznej
Replikacja DNA jest semikonserwatywna: każda nowa cząsteczka zawiera jedną nić starą i jedną nową. Helikaza rozplata DNA, prymaza syntetyzuje startery, a polimeraza wydłuża nową nić wyłącznie w kierunku 5′→3′.
W transkrypcji polimeraza RNA wykorzystuje jedną nić DNA jako matrycę. U eukariontów pre-mRNA jest modyfikowany: otrzymuje czapeczkę 5′, ogon poli(A), a introny są usuwane podczas splicingu.
Rybosom odczytuje kodony mRNA, a tRNA dopasowuje antykodon i dostarcza aminokwas. Kod jest trójkowy, zdegenerowany, jednoznaczny dla danego kodonu i niemal uniwersalny.
- Nić wiodąca powstaje ciągle, opóźniona — fragmentami Okazaki.
- Kodon START AUG koduje metioninę i ustala ramkę odczytu.
- Kodony STOP nie mają odpowiadającego tRNA.
- Alternatywny splicing pozwala wytwarzać różne warianty białka z jednego genu.
Schemat: Replikacja i ekspresja informacji genetycznej
Kolejne etapy procesu wraz z kierunkiem zmian.
Podstawa programowa: XIII.4
Najczęstsze błędy
„Polimeraza DNA wydłuża nić w obu kierunkach”
Poprawnie: Nukleotydy są dołączane do końca 3′, więc synteza zawsze biegnie 5′→3′.
„Jeden gen zawsze koduje jedno białko”
Poprawnie: Gen może kodować funkcjonalny RNA, a alternatywny splicing może prowadzić do kilku produktów białkowych.
Zadania z odpowiedziami
1. Od DNA do peptydu
Dla nici matrycowej DNA 3′-TAC CCG ATT-5′ zapisz mRNA i aminokwasy, zakładając standardowy kod.
- 1.Zapisz komplementarne mRNA w kierunku 5′→3′.
- 2.Podziel sekwencję na kodony.
- 3.Odczytaj kodony z tabeli kodu genetycznego.
Odpowiedź
mRNA: 5′-AUG GGC UAA-3′. Translacja rozpoczyna się od metioniny, następnie dołączana jest glicyna, a UAA kończy translację.
2. Zadanie: Replikacja i ekspresja informacji genetycznej
Wyjaśnij mechanizm lub zależność opisaną w części „Replikacja i ekspresja informacji genetycznej”.
- 1.Nazwij konkretny element lub czynnik.
- 2.Opisz bezpośrednią zmianę procesu.
- 3.Połącz zmianę z funkcją lub skutkiem.
Odpowiedź
Replikacja DNA jest semikonserwatywna: każda nowa cząsteczka zawiera jedną nić starą i jedną nową. Helikaza rozplata DNA, prymaza syntetyzuje startery, a polimeraza wydłuża nową nić wyłącznie w kierunku 5′→3′. W transkrypcji polimeraza RNA wykorzystuje jedną nić DNA jako matrycę. U eukariontów pre-mRNA jest modyfikowany: otrzymuje czapeczkę 5′, ogon poli(A), a introny są usuwane podczas splicingu. Nić wiodąca powstaje ciągle, opóźniona — fragmentami Okazaki. Kodon START AUG koduje metioninę i ustala ramkę odczytu.
Podsumowanie
- Nić wiodąca powstaje ciągle, opóźniona — fragmentami Okazaki.
- Kodon START AUG koduje metioninę i ustala ramkę odczytu.
- Replikacja DNA jest semikonserwatywna: każda nowa cząsteczka zawiera jedną nić starą i jedną nową. Helikaza rozplata DNA, prymaza syntetyzuje startery, a polimeraza wydłuża nową nić wyłącznie w kierunku 5′→3′.
Słownik pojęć
- Semikonserwatywność
- Każda potomna cząsteczka DNA zawiera jedną nić rodzicielską.
- Kodon
- Trójka nukleotydów mRNA określająca aminokwas lub sygnał STOP.
- Splicing
- Usuwanie intronów i łączenie eksonów z pre-mRNA.