Кодоны и синтез белка

Сочетание УАА и УАГ не соответствует какой-либо определенной аминокислоте. Это так называемые бессмысленные кодоны . Однако они не вполне лишены смысла. Синтез белка останавливается, когда работа рибосомного аппарата доходит до бессмысленного кодона. Следовательно, они в какой-то степени могут регулировать длину образующихся полипептидных цепей, хотя не вполне ясно, играют ли они эту роль в ходе нормального синтеза белка. Вопрос о прекращении роста цепи РНК важен, так как от механизма, прекращающего синтез на определенном звене, зависит и функция синтезируемого белка. Имеющиеся данные говорят как будто в пользу предположения, что на молекуле м-РНК все же имеются сочетания нуклеотидов, сигнализирующие о начале и конце синтеза цепи. Процесс считывания нормального кода, т.е. синтез нормального белка, может претерпеть нарушения в результате, например, действия некоторых лекарственных веществ (стрептомицин) или под влиянием мутаций. Лекарственные вещества изменяют состояние самой рибосомы, что нарушает ход синтеза. Мутации выражаются в замене правильного триплета каким-либо иным, что приводит к росту числа ошибок при считывании генетического кода. [c.394]

ЭТОМ образуются специфич. пары комплементарных оснований, имеющие почти одинаковые размеры. Поэтому двойная спираль имеет очень однородную регулярную структуру, мало зависящую от конкретной последовательности оснований-св-во очень важное для обеспечения универсальности механизмов репликации (самовоспроизведение ДНК или РНК), транскрипции (синтез РНК на ДНК-матрице) и трансляции (синтез белков на РНК-матрице). В каждом из этих т. н. матричных процессов К. играет определяющую роль. Напр., при трансляции важное значение имеет К. между тройкой оснований матричной РНК (т. и. кодоном, см. Генетический код] и тройкой оснований транспортной РНК (поставляют во время трансляции аминокислоты). К. определяет также вторичную структуру нуклеиновых к-т. Одноцепочечные РНК благодаря К. оснований, навиваясь Сами на себя, образуют относительно короткие двухспиральные области ( шпильки и петли ), соединенные одноцепочечными участками, К. в отдельных парах оснований ДНК может нарушаться из-за появления отклонений в их строении, к-рые могут возникать спонтанно или в результате действия разл. факторов (химических и физических). Следствием этих изменений м. б. мутации. [c.443]

Из приведенных данных М. Ниренберга становится очевидным, что поли-У, т.е. РНК, гипотетически содержащая остатки только одного уридилового мононуклеотида, способствует синтезу белка, построенного из остатков одной аминокислоты—фенилаланина. На этом основании был сделан вывод, что кодоном для включения фенилаланина в белковую молекулу может служить триплет, состоящий из трех уридиловых нуклео- [c.520]

Так как синтез белка оборвался после Ala, то это, очевидно, вызвано тем, что в мутантной ДНК вслед за кодоном Ala вместо кодона Тгр (UGG) возник кодон-терминатор (UAG). Вероятно, при репликации напротив профлавина, которой не комплементарен ни одному из нуклеотидов, полимераза случайным образом встроила аденозин между Т и G и возник кодон-терминатор. [c.443]

В ДНК в форме специфической последовательности Т, А, С и G закодирована аминокислотная последовательность всех клеточных белков. Кодирование осуществляется триплетами из тимина, аденина, цитозина и гуанина. Три основания (кодон) кодируют одну аминокислоту. Тем самым ДНК действует как матрица для синтеза белков в клетке. Определенные участки ДНК (гены) ответственны за то или иное действие в клетке. Каждая клетка содержит полный набор информации для строительства своих белков, ферментов. [c.719]

Как же в самых общих чертах происходит синтез белка в клетке Предположим, что на молекуле ДНК синтезирована молекула комплементарной информационной РНК, т. е. ее кодоны точно соответствуют [c.560]

Биологический синтез белка представляет собой сложный, многофазный или многоступенчатый процесс. Помимо РНК в синтезе белков принимают участие многочисленные ферменты. На первой ступени активируются аминокислоты, соединяющиеся потом в пептидные цепочки. Вторая ступень — транспорт активированных аминокислот к рибосомам. Третья ступень представляет собой упорядочение и сочетание инициированных аминокислот и расположение их в необходимой последовательности на матричной РНК с последующим замыканием пептидных связей. Четвертая ступень — формирование из линейной молекулы объемной структуры, свойственной данному белку. Повышение реакционной способности, активация аминокислот увеличивает возможности взаимодействия их друг с другом осуществляется этот процесс при взаимодействии аминокислот с аденозинтрифосфорной кислотой (АТФ). При этом происходит передача энергии одной макроэргической связи АТФ на аминокислоту, переходящую на более высокий энергетический уровень. Реакция активации аминокислот протекает с участием фермента аминоацил-РНК-синтетазы. Для активации различных аминокислот необходимы разные ферменты — синтетазы. Аминокислотная последовательность при синтезе осуществляется кодонами (фрагментами цепи ДНК). [c.105]

Как уже отмечалось, функцией РНК является реализация матричного синтеза белка. Выше мы рассмотрели принципы кодирования белковой цепи. Разберем теперь механизм реализации этого принципа. Информация о, структуре белка содержится в матричной РНК, к-рая является копией одной из цепей ДНК (с заменой дезоксирибозы на рибозу и тимина на урацил, что не отражается на спаривании оснований). Матричную РНК можно себе представить разбитой на триплеты (кодоны). Нужная последовательность аминокислот на матрице набирается с помощью транспортной рибонуклеиновой к-ты. [c.195]

Другим довольно неожиданным фактом оказался наблюдаемый в клетках, зараженных фХ174, синтез дополнительного белка А. Функция этого белка неизвестна, однако известно, что его аминокислотная последовательность совпадает с С-концевой половиной последовательности белка, кодируемого геном А. Белок А считывается с мРНК-тран-скрипта гена А, который содержит дополнительный внутренний сайт связывания с рибосомой, расположенный (как показано на рис. 12.6) на подходящем расстоянии от триплета AUG, который таким образом может выступать в роли дополнительного инициаторного кодона. Синтез белка А происходит с использованием в качестве матрицы той же мРНК в той же рамке считывания, что и для белка А. [c.90]

Каким образом клеткам удается достичь столь высокой степени точности в выборе нуж ного основания в процессах репликации и транскрипции, а также при спаривании кодона с антикодоном в процессе синтеза белка В ранних работах исследователи часто высказывали мнение, что специфичность спаривания оснований определяется исключительно образованием двух (или соответственно трех) водородных связей и стабилизацией за счет взаимодействия соседних участков спирали. Оказалось, однако, что свободная энергия образования пар оснований мала (гл. 2, разд. Г, 6), а дополнительная свободная энергия, обусловленная связыванием основания с концом уже существующей цепи, не в состоянии обеспечить специфичность спаривания. Исходя из современных энзимологических данных, можно предположить, что важную роль в обеспечении правильности спаривания играет сам фермент. РНК- и ДНК-полимеразы — достаточно крупные молекулы. Следовательно, связывающее место фермента может полностью окружить двойную спираль. Если это так, то нетрудно представить себе, что лроцесс выбора основания может протекать так, как это показано на рис. 15-5. На приведенном рисунке изображено гуаниновое основание матричной цепи молекулы ДНК, расположенное в месте наращивания комплементарной цепи (ДНК или РНК) с З -конца. Для образования правильной пары оснований соответствующий нуклеозидтрифосфат должен быть пристроен до того, как произойдет реакция замещения, в результате которой нуклеотид присоединится к растущей цепи. Предположим, что у фермента есть связывающие места для дезоксирибозного компонента матричного нуклеотида и для сахарного компонента включающегося нуклеозидтрифосфата, причем эти места расположены на строго оцределенном расстоянии друг от друга. Как показано на рис. 15-5, в каждом связывающем [c.212]

Образование полипептидных связей на рибосомах обычно подразделяют на три процесса инициацию, элонгацию и терминацию [98]. Синтез белка начинается с инициирующего кодоиа чаще всего им является кодон метионина AUG. Кодон GUG, расположенный надлежащим образом в цепи мРНК, также может служить инициирующим кодоном. В этом случае он детерминирует метионин, а не валин. Для распознавания стартового сигнала важную роль может играть также последовательность оснований, предшествующая инициирующему кодону. На это указывает тот факт, что кодоны AUG и GUG встречаются не только в точках инициации. [c.231]

Список антибиотиков, действующих на уровне рибосом, весьма велик [115, 116]. Он включает, в частности, соединения, сыгравшие важную роль при выяснении механизма синтеза белка. Хотя аминоглико-зидный антибиотик стрептомицин (дополнение 12-А), неомицины и ка-намицин содержат в своем составе одну общую структурную группу, тем не менее все они связываются с рибосомами по-разному. В результате своеобразного действия стрептомицина рибосомы начинают неправильно считывать код. При этом неправильно считывается главным образом первое основание кодона. Так, например, если использовать в качестве информационной РНК поли(и), то вместо обычного полифенилаланина образуется продукт, содержащий 40% изолейцина. [c.240]

Один из видов РНК, так называемая РНК-посредник, или информащон-ная РНК переносит информацию на рибосому, где собственно и происходит синтез белка. В рибосому к информационной РНК поступает набор транспортных РНК, каждая из которых связана с определенной аминокислотой (о последовательности оснований в одной из этих 20 транспортных РНК, а именно об РНК, переносящей аланин, и шла речь на стр. 1062). Порядок поступления молекул транспортной РНК в рибосому, а следовательно, и последовательность включения аминокислотных остатков в белковую цепь зависит от последовательности оснований в цепи информационной РНК- Так, ГУА является кодовым словом для аспарагиновой кислоты, УУУ — для фенилаланина, УГУ — для валина. Существует 64 трехбуквенных слова (64 кодона) и лишь двадцать аминокислот, и поэтому одной и той же аминокислоте могут соответствовать несколько кодонов для аспарагина — АЦА и АУА, для глутаминовой кислоты — ГАА и АГУ. [c.1065]

РНК бактериофага MS2 содержит три цистрона, разделенных нетранслируемыми последовательностями, и один цистрон, перекрывающийся с двумя другими (см. раздел А. II. 4 и рис. 6). Ближе всего к 5 -концу этой лолицистронной мРНК расположен А-цистрон (1182 нуклеотидных остатка, включая терминирующий кодон), кодирующий А-белок, или белок созревания (393 аминокислотных остатка). Далее по направлению к З -концу следует С-цистрон (393 нуклеотидных остатка, включая терминирующий кодон UAA), кодирующий белок оболочки фага (129 аминокислотных остатков). Ближе всего к З -концу располагается S-цистрон (1638 нуклеотидных остатков, включая терминирующий кодон UAG), кодирующий субъединицу РНК-репликазы (544 аминокислотных остатка). L-цистрон (228 нуклеотидных остатков вместе с терминирующим кодоном UAA), кодирующий маленький белок лизиса (75 аминокислотных остатков), перекрывает не в фазе конец С-цистрона, нетранслируемую последовательность и начало S-цистрона. (Следует заметить, что при синтезе белка оболочки и субъединицы РНК-репликазы N-концевой метионин отщепляется, и поэтому количество аминокислотных остатков в готовом белке на один меньше, чем количество значащих кодонов матрицы.) [c.234]

Вырожденность кода является статистической необходимостью. Триплетов больще (4 = 64), чем аминокислот. Эта вырожденность распределена неоднородно (см. табл. 22.5.1). Аргинин, лейцин и серии обладают каждый шестью кодонами, в то время как триптофан обходится одним. Как мы уже видели, кодон AUG имеет двойное назначение, для инициации синтеза белка с использованием тРНК г и для включения метионина во внутренние положения цепи с использованием тРНК т- [c.210]

Вещества, загрязняющие окружающую среду, азотистая кислота и SOs могут способствовать дезаминированию цитозина в урацил схема (7) . Такая модификация, как видно из рассмотрения генетического кода (см. табл. 22.5.1) может иметь три вида последствий на синтез белка. Во-первых, замены С на U в третьей позиции кодового слова не будут оказывать влияния на включение аминокислот во всех 16 случаях. Во-вторых, замена С на U в первой позиции кода может заменить кодон САА (глутамин) на кодон UAA (Стоп) и, таким образом, привести к преждевремен ному окончанию синтеза отдельного белка. В равной мере, замена AU (гистидин) на UAU (тирозин) может заменить каталитически активный остаток аминокислоты на неактивный. Для белка, играющего в клетке жизненноважную роль, обе такие замены будут летальными нет потомков, которые могли бы пережить репликацию модифицированной таким образом цепи ДНК. В-третьих, некоторые из таких замен могут вводить аминокислоту с функцио [c.212]

Информационные рибонуклеиновые кислоты (иРНК) при био синтезе белков кодируют 20 различных аминокислот. Однако некоторые аминокислоты, такие как Тгр, Met и His, встречаются гораздо реже остальных. Это объясняют тем, что в генетическом коде имеется только один кодон для Тгр и щесть для Ser. Говорят, что кодирование Ser вырождено. Подобно тому, как языки имеют различное письмо и алфавиты, белки можно рассматривать как биологические -послания, записанные с помощью алфавита, состоящего из 20 аминокислот. Эта аналогия может быть продолжена несколько дальще языки письма, за исключением низкоразвитых языков вычислительных мащин, содержат чрезмерное коли- [c.280]

Синтез белков из аминокислот идет на рибосомах, в состав которых входит рибосомальная РНК (р-РНК). Функция рибосом состоит, надо полагать, в удержании и-РНК в развернутом состоянии, чтобы все ее кодоны были легко доступны и и-РНК могла бы осуществить свои функции, как матрица. Цепь и-РНК одновременно связывается с несколькими рибосомами, образуя активный структ> рный элемент для синтеза белка,— полисому. [c.45]

Основные физические проблемы, связанные с синтезом белка на полисоме, состоят в определении механизмов точного узнавания кодоном антикодона, образования пептидной связи и пере мещения рибосомы вдоль мРНК. [c.595]

Новые полипептидные цепи синтезируются на особых надмолекулярных структурах — рибосомах. Каждая рибосама содержит несколько молекул РНК — рибо-сомных РНК (рРНК) — и значительное число различных белков. На рибосомах информация, заложенная в молекуле мРНК в форме последовательности кодирующих тринуклеотидных звеньев кодонов), переводится на язык аминокислотной последовательности. Синтез белков на рибосомах называют трансляцией. Основные процессы хранения, умножения и реализации наследственной информации — репликация, транскрипция и трансляция — будут описаны в гл. 5. [c.19]

Мутации, приводящие к изменению смысла кодона (т188еп8е-мутации). Это может произойти при замене пар оснований, ответственных за включение определенной аминокислоты в синтез белка, например замена Г — Ц на А — Т. В результате происходит подстановка другой аминокислоты в полипептидную цепь. При этом новая аминокислота может исказить свойства белка и сделать его функционально незначимым. [c.455]

Информация, заложенная в ДНК и РНК, реализуется в процессе синтеза белка. Механизмы передачи информации от ДНК на РНК понятны и очевидны, так как цепь нуклеотидов характерна для обеих структур, а матричный синтез предусматривает полную идентичность их последовательностей. Но каким же образом передается информация от РНК, содержащей всего четыре нуклеотида, на белок, содержащий 20 различных аминоьсислот Если бы каждый нуклеотид передавал информацию на синтез одной аминокислоты, то всего кодировалось бы 4 аминокислоты. Не может код состоять из двух нуклеотидов, так как в этом случае можно было бы охватить не более 16 аминокислот (4 = 16). Работами М. Ниренберга и соавторов было установлено, что для кодирования одной аминокислоты требуется не менее трех последовательно расположенных нуклеотидов, называемых триплетами или кодонами. При этом между отдельными кодонами нет промежутков, и информация записана слитно, без знаков препинания. Число сочетаний 4 дает основание полагать, что 20 аминокислот кодируются 64 кодонами. Экспериментально установлено, что таких кодонов меньше, всего 61. Оставшиеся три кодона не несут в себе информации, однако два из них используются в качестве сигналов терминации. Выявлена также интересная особенность взаимодействия кодона с антикодоном. Оказалось, что первое и второе азотистые основания кодона образуют более прочные связи с комплементарными основаниями антикодона. Что же касается третьего основания, то эта связь менее прочная, более того, основание кодона может спариваться с другим, не комплементарным основанием антикодона. Этот феномен называют механизмом неоднозначного соответствия или качания. В соответствии с этим урацил антикодона может взаимодействовать не только с аденином, но и с гуанином кодона. Гуанин антикодона способен связываться не только с цитозином, но и с урацилом кодона. Это указывает на возможность нескольких кодонов кодировать одну и ту же аминокислоту. И действительно, было установлено, что ряд аминокислот кодируется двумя и более антикодонами (табл. 29.1). Из таблицы видно, что только две аминокислоты — метионин и триптофан — кодируются при помощи одного кодона. Число кодонов для остальных аминокислот варьирует от двух (для аргинина, цистеина и др.) до шести (для лейцина и серина). Тот факт, что одной и той же аминокислоте соответствует несколько кодонов, называется вырожденностью [c.462]

Кодоны УАА, УАГ и У ГА не приписаны ни одной аминокислоте и, казалось, они лишены смысла. Однако теперь доказано, что такие бессмысленные кодоны останавливают процесс сборки полинептидной цепи, т. е. выполняют роль естественной С-концевой пунктуации (пунктуация в данном случае означает конец синтеза белка). [c.92]

Кодон, термин, связанный с генетическим кодом. Означает тройку нуклеотидов, отвечающую одному аминокислотному остатку. Существует несколько бессмысленных (незначащих) кодонов, не отвечающих никакой аминокислоте. Оии играют роль стоп-сигналов при синтезе белка по мРНК на рибосоме. Их называют терминирующими кодонами. Инициирующие кодоны служат сигналами начала синтеза белка. [c.155]

Идентификация антикодона в тРНК проведена весьма убедительными экспериментами. Получены мутанты, содержаш,ие мутационную ошибку в самом антикодоне определенной тРНК. Затем путем полного химич. анализа цепи тРНК показано, какой именно нуклеотид оказался замененным. Здесь и находился антикодон. Связь кодон — антикодон осуществляется тремя нуклеотидами, а не длинной цепочкой. Поэтому возможность ошибок, или уровень шумов , в процессе трансляции (так называют синтез белка) выше, чем при редупликации ДНК или транскрипции РНК. Вероятность ошибки при наборе белковой цепи достигает 10 (вместо 10 при матричном синтезе дезоксирибонуклеиновой кислоты). [c.196]

Смотреть страницы где упоминается термин Кодоны и синтез белка: [c.194] [c.195] [c.231] [c.243] [c.484] [c.91] [c.154] [c.265] [c.396] [c.24] [c.278] [c.210] [c.45] [c.524] [c.527] [c.531] [c.264] [c.666] [c.48] [c.192] [c.468] [c.419] [c.172] [c.106] [c.198] [c.12]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология