Слайд 1
Генетический код и его свойства
Презентация
Презентация на тему «Генетический код и его свойства»
10 слайдов · сгенерирована в Презентоше — бесплатном генераторе презентаций
Слайд 2
Понятие генетического кода
Генетический код — это система соответствия между последовательностью нуклеотидов в молекулах дезоксирибонуклеиновой и рибонуклеиновой кислот и последовательностью аминокислот в полипептидной цепи белка. Для записи используется четыре типа азотистых оснований, из комбинаций которых формируются кодоны, то есть минимальные единицы кода. Впервые саму идею кодирования белков последовательностями нуклеотидов предложили в середине двадцатого века, а к началу шестидесятых годов была расшифрована таблица соответствия всех кодонов аминокислотам. В результате стало ясно, что один и тот же набор правил чтения нуклеотидной последовательности действует у бактерий, растений, животных и человека.
Слайд 3
Структура кодона
Кодон представляет собой три подряд идущих нуклеотида в молекуле информационной рибонуклеиновой кислоты, и такая тройка задает включение в растущий полипептид одной определенной аминокислоты. Всего возможны шестьдесят четыре различных триплета, поскольку из четырех типов нуклеотидов можно составить четыре в кубе комбинаций. Двадцать стандартных аминокислот и сигналы завершения синтеза белка распределены по этим шестьдесяти четырем вариантам кодонов. Фактически большинство аминокислот имеют по два, три или даже шесть различных кодонов, что отражается в особом свойстве кода, называемом вырожденностью.
Слайд 4
Свойство триплетности
Свойство триплетности означает, что минимальной единицей считывания наследственной информации является именно три нуклеотида, а не один или два. Расчеты показывают, что при однонуклеотидном или двухнуклеотидном коде невозможно было бы закодировать двадцать аминокислот, так как четыре в первой степени и четыре в квадрате дают только четыре и шестнадцать вариантов соответственно. При трехнуклеотидном варианте получается шестьдесят четыре возможные комбинации, чего достаточно для кодирования всех аминокислот и специальных знаков остановки синтеза. Экспериментальное подтверждение триплетности было получено в шестидесятые годы двадцатого века в работах исследователей, изучавших синтез белков на изолированных рибосомах.
Слайд 5
Однозначность и вырожденность
Однозначность генетического кода заключается в том, что каждый конкретный кодон определяет только одну аминокислоту или сигнал остановки, и один и тот же триплет не меняет своего значения в пределах организма. В то же время код вырожден, что означает наличие избыточности: одна и та же аминокислота часто кодируется несколькими различными триплетами, например аминокислота лейцин задается шестью разными кодонами. Избыточность распределена неравномерно, так как такие аминокислоты, как метионин и триптофан, имеют по одному единственному кодону. Вырожденность снижает последствия некоторых мутаций, поскольку замена нуклеотида в третьей позиции триплета нередко не изменяет аминокислоту и, следовательно, структуру белка.
Слайд 6
Неперекрываемость и непрерывность
Свойство неперекрываемости означает, что каждый нуклеотид относится только к одному кодону и не входит одновременно в соседний триплет. При считывании информационной рибонуклеиновой кислоты рибосома движется последовательно, опознавая сначала первый триплет, затем второй, третий и так далее без наложения. Непрерывность кода проявляется в том, что между кодонами нет разделительных нуклеотидов, выполняющих роль запятых или пробелов, то есть все нуклеотиды в кодирующем участке образуют сплошную цепь триплетов. Нарушение рамки считывания, например при вставке или выпадении одного нуклеотида, полностью меняет группировку триплетов и ведет к резкому изменению последовательности аминокислот в белке.
Слайд 7
Универсальность и исключения
Универсальность генетического кода заключается в том, что у большинства исследованных организмов одни и те же кодоны соответствуют одним и тем же аминокислотам, будь то бактерии, грибы, растения или млекопитающие. Например, триплет, соответствующий метионину и выполняющий роль сигналa начала синтеза белка, одинаков как у кишечной палочки, так и у человека. Вместе с тем обнаружены частные исключения, в том числе в митохондриальном коде человека и других животных, где некоторые триплеты обозначают отличные аминокислоты или сигналы по сравнению с ядерным кодом. Эти отличия рассматривают как поздние эволюционные модификации исходно универсального кода.
Слайд 8
Полярность и коллинеарность
Полярность генетического кода означает, что считывание наследственной информации всегда идет в одном направлении по цепи информационной рибонуклеиновой кислоты, от условно пятого углеродного конца к третьему, что строго задает порядок группировки нуклеотидов в триплеты. Соответствующие аминокислоты встраиваются в растущий полипептид также последовательно от аминного конца к карбоксильному, и это обеспечивает точное воспроизведение структуры белка. Коллинеарность кода и белка проявляется в том, что линейная последовательность кодонов в гене соответствует линейной последовательности аминокислот в полипептиде, без перестановок участков. Этот принцип был подтвержден при сопоставлении карт мутаций в генах с изменениями аминокислотного состава в белках бактерий и вирусов.
Слайд 9
Биологическое значение кода
Генетический код обеспечивает перевод информации из языка нуклеиновых кислот в язык белков, которые выполняют структурные, ферментативные, регуляторные и защитные функции в клетке. Благодаря устойчивости и относительной универсальности кода потомки организмов разных поколений сохраняют сходные белковые структуры, обеспечивающие наследование признаков. Вырожденность и особенности распределения кодонов связаны с так называемым оптимальным использованием триплетов в генах и влияют на скорость и точность синтеза белков у разных видов. Изучение кода позволило разработать методы искусственного синтеза белков и направленного изменения наследственной информации, что легло в основу современной генной инженерии и биотехнологии.
Слайд 10
Заключение
Генетический код представляет собой универсальную для живых систем систему записи информации, основанную на чтении триплетов нуклеотидов и переводе их в аминокислотную последовательность белка. Его основные свойства, такие как триплетность, однозначность, вырожденность, неперекрываемость, непрерывность, полярность и универсальность с редкими исключениями, обеспечивают высокую точность и устойчивость передачи наследственной информации. Открытие и расшифровка генетического кода в середине двадцатого века стали ключевым шагом в развитии молекулярной биологии и сделали возможными точные манипуляции с генами. Понимание структуры и свойств кода важно не только для теории эволюции и генетики, но и для практики медицины, сельского хозяйства и биотехнологий, где на его основе создаются новые подходы к диагностике и лечению заболеваний, а также к получению организмов с заданными свойствами.
Нужна такая же презентация, но по своей теме?
Презентоша сгенерирует презентацию по любой теме за минуту — бесплатно.
Создать презентациюДругие готовые презентации
Литература первой половины 20 века: Александр БлокБурдье: габитус, капитал, поле как механизмы взаимодействияВозникновение первых экскурсионных клубовСкульптурное творчество Б.К. РастреллиТема, задачи и цели, продукт, заключениеАнализ зерновой продукции: базисные и ограничительные кондиции зернобобовых