Презентация на тему "Метаболизм"

Содержание

• 
  Слайд 1

  Метаболизм

  Пластический обмен Ассимиляция Анаболизм Примеры: Фотосинтез, синтез белка, Хемосинтез – синтез органический веществ с поглощением энергии Энергетический обмен Диссимиляция Катаболизм Примеры: Распад углеводов, белков, липидов с выделением энергии в виде АТФ

• 
  Слайд 2

  Биосинтез белка.Генетический код. Транскрипция.

• 
  Слайд 3
  

  Этапы биосинтеза Словарь. И-РНК Транскрипция— «считывание» процесс синтеза РНК с использованием ДНК в качестве матрицы (перенос генетической информации с ДНК на РНК). ДНК Белок Транскрипция Трансляция Трансляция—(передача)-механизм, с помощью которого последовательность РНК переводится в последовательность аминокислот белка

• 
  Слайд 4
  
• 
  Слайд 5
  
• 
  Слайд 6
  

  В каждой клетке синтезируется несколько тысяч различных белковых молекул. Белки недолговечны, время их существования ограничено, после чего они разрушаются. Код ДНК.

• 
  Слайд 7
  

  Информация о последовательности аминокислот в белковой молекуле закодирована в виде последовательности нуклеотидов в ДНК. Кроме белков, нуклеотидная последовательность ДНК кодирует информацию о рибосомальных РНК и транспортных РНК. Код ДНК.

• 
  Слайд 8
  

  Итак, последовательность нуклеотидов каким-то образом кодирует последовательность аминокислот. Все многообразие белков образовано из 20 различных аминокислот, а нуклеотидов в составе ДНК - 4 вида. Код ДНК.

• 
  Слайд 9
  

  Если предположить, что один нуклеотид кодирует одну аминокислоту, то 4 нуклеотидами можно закодировать…. Если 2 нуклеотида кодируют одну аминокислоту, то количество кодируемых кислот возрастает до …. Код ДНК.

• 
  Слайд 10
  

  Значит, код ДНК должен быть триплетным. Было доказано, что именно три нуклеотида кодируют одну аминокислоту, в этом случае можно будет закодировать 43 - 64 аминокислоты. А так как аминокислот всего 20, то некоторые аминокислоты должны кодироваться несколькими триплетами. Код ДНК.

• 
  Слайд 11
  

  Код ДНК. Транскрипция

• 
  Слайд 12
  
• 
  Слайд 13
  
• 
  Слайд 14
  

  Код ДНК. Транскрипция Триплетность. Каждая аминокислота кодируется триплетом нуклеотидов – кодоном. Однозначность. Кодовый триплет, кодон, соответствует только одной аминокислоте. Вырожденность (избыточность). Одну аминокислоту могут кодировать несколько (до шести) кодонов. Универсальность. Генетический код одинаков, одинаковые аминокислоты кодируются одними и теми же триплетами нуклеотидов у всех организмов Земли.

• 
  Слайд 15
  

  5. Неперекрываемость. Последовательность нуклеотидов имеет рамку считывания по 3 нуклеотида, один и тот же нуклеотид не может быть в составе двух триплетов. (Жил был кот тих был сер мил мне тот кот); Наличие кодона- инициатора и кодонов-терминаторов. Из 64 кодовых триплетов 61 кодон - кодирующие, кодируют аминокислоты, а 3 - бессмысленные, не кодируют аминокислоты, терминирующие синтез полипептида при работе рибосомы (УАА, УГА, УАГ). Кроме того, есть кодон - инициатор (АУГ) - метиониновый, с которого начинается синтез любого полипептида. Код ДНК. Транскрипция

• 
  Слайд 16
  

  ГЕНЕТИЧЕСКИЙ КОД 1 У А У Г Ц У У Г У А У Г А Ц Г А Г А У А 2 3 ТРИПЛЕТ (КОДОН) 1.ТРИПЛЕТЕН 2.НЕ ПЕРЕК-РЫВАЕТСЯ АК ЛЕЙ 3.ОДНОЗНАЧЕН ГЕН 5.НЕПРЕРЫВЕН 6.УНИВЕРСАЛЕН Б=Г=Р=Ж 1. ОДНА АК КОДИРУЕТСЯ ТРЕМЯ НУКЛЕОТИДАМИ (ТРИПЛЕТОМ) 2. НУКЛЕОТИД НЕ МОЖЕТ ВХОДИТЬ В СОСТАВ ДВУХ ТРИПЛЕТОВ 3. ТРИПЛЕТ КОДИРУЕТ ТОЛЬКО ОДНУ АК 4. КАЖДАЯ АК ШИФРУЕТСЯ БОЛЕЕ ЧЕМ ОДНИМ КОДОНОМ 5. ВНУТРИ ГЕНА НЕТ ЗНАКОВ ПРЕПИНАНИЯ (СТОП-КОДОНОВ) 6.УНИВЕРСАЛЕН c к 4.ИЗБЫТОЧЕН (ВЫРОЖДЕН)

• 
  Слайд 17

  Николай КонстантиновичКольцов (1872-1940)

  Отечественный зоолог, цитолог, генетик. Выдвинул идею о том, что синтез белка идет по матричному принципу. 15.10.2019

• 
  Слайд 18
  

  Реакции матричного синтеза– особая категория химических реакций, происходящих в клетках живых организмов. Во время этих реакций происходит синтез полимерных молекул по плану, заложенному в структуре других полимерных молекул-матриц. На одной матрице может быть синтезировано неограниченное количество молекул-копий. Реакции матричного синтеза

• 
  Слайд 19
  

  К этой категории реакций относятся: репликация, транскрипция, трансляция, обратная транскрипция. Репликация - процесс самоудвоения молекулы ДНК . Реакции матричного синтеза

• 
  Слайд 20
  

  К этой категории реакций относятся: репликация, транскрипция, трансляция, обратная транскрипция. Транскрипция - процесс синтеза молекулы информационной (матричной)РНК на матрице ДНК . Реакции матричного синтеза

• 
  Слайд 21
  

  К этой категории реакций относятся: репликация, транскрипция, трансляция, обратная транскрипция. Трансляция - процесс синтеза белка на матрице и-РНК . Реакции матричного синтеза

• 
  Слайд 22
  

  К этой категории реакций относятся: репликация, транскрипция, трансляция, обратная транскрипция. Обратная транскрипция – процесс синтеза ДНК на матрице вирусной РНК . Реакции матричного синтеза

• 
  Слайд 23
  

  Центральная догма молекулярной биологии: ДНК  РНК  белок. Реакции матричного синтеза

• 
  Слайд 24

  Строение гена

  Кодирующая часть АТГ STOP ДНК РНК-транскрипт Промотор Терминатор Точка начала транскрипции Окончание транскрипции 5' 3' Регуляторная часть

• 
  Слайд 25
  

  Строение гена эукариот. Транскрипция гена начинается с 5' конца первого экзона,где расположен сайт инициации транскрипциии. Экзоны составляют непрерывную кодирующую последовательность. Транскрипция генов осуществляется с помощью фермента РНК-полимеразы.

• 
  Слайд 26

  Гены – транскрибируемые участки ДНК

  Транскрибируется не вся ДНК, а лишь отдельные ее участки – гены. ДНК одной хромосомы РНК Некодирующая ДНК между генами

• 
  Слайд 27

  Знаки начала и окончания матричных синтезов

  ДНК РНК белок транскрипция трансляция Знак начала Знак окончания Промотор Терминатор СТАРТ- кодон СТОП - кодон Промотор и терминатор – не кодоны, а более длинные последовательности (до 100 н.п.)

• 
  Слайд 28

  Для транскрипции нужны

  1. Матрица – ДНК

• 
  Слайд 29
  

  Матрица – ДНК 2. Фермент – РНК-полимераза 4 субъединицы

• 
  Слайд 30
  

  3. Мономеры Активированные нуклеотиды трифосфаты Для транскрипции нужны А ф ф ф Г ф ф ф Ц ф ф ф У ф ф ф

• 
  Слайд 31

  Принципы транскрипции

  Комплементарность Антипараллельность Униполярность Асимметричность

• 
  Слайд 32

  Асимметричность

  А Ц А Г Т Т Г А А Т Г Т Ц А А Ц Т Т У Г У Ц А А Ц У У ДНК ДНК 3' 5' 3' 5' Матричная цепь Смысловая цепь

• 
  Слайд 33

  Этапы транскрипции

• 
  Слайд 34

  РНК-полимераза узнает промотор

  промотор 1. Инициация (начало)

• 
  Слайд 35
  

  Промоторы разных генов слегка отличаются. Есть сильные и слабые промоторы.

• 
  Слайд 36

  РНК-полимераза движется по гену

  2. Элонгация (рост цепочки РНК)

• 
  Слайд 37
  

  В области терминатора находится инвертированный повтор, который приводит к образованию петли на РНК 3. Терминация направление транскрипции Терминатор (знак конца транскрипции)

• 
  Слайд 38

  Общие параметры транскрипции

  Скорость – около 30 нуклеотидов / сек Частота ошибок – 1 на 104 нуклеотидов, т.е. на пять порядков выше, чем при репликации. Синтез РНК – гораздо менее точный процесс, чем синтез ДНК.

• 
  Слайд 39

  Единица транскрипции.Сколько генов считывается на одну и-РНК?

  У эукариот – 1 ген У прокариот – оперон: от 1 до 10 генов Оперон – несколько генов, считываемых на одну и-РНК у прокариот 73 % оперонов E.coli содержат 1 ген, Только 6 % - более 3 генов

• 
  Слайд 40

  Оперон прокариот

  ДНК Промотор Терминатор Точка начала транскрипции Окончание транскрипции РНК Несколько генов под одним промотором Ген 1 Ген 2 Ген 3 Ген 1 Ген 2 Ген 3 3' 5' АТГ АТГ STOP STOP

• 
  Слайд 41
  

  В опероне собраны не случайные гены, а гены ферментов одного метаболического пути А → Б → С → Д ГЕН 1 ГЕН 2 ГЕН 3 Ф 1 Ф 2 Ф 3 Метаболический путь – цепочка последовательных химических реакций

• 
  Слайд 42

  Транскрипция генов в хромосоме

  Одна хромосома – одна молекула ДНК – около тысячи генов Матричной может быть любая из цепей. Но в одном гене матричная цепь всегда одна и та же – та, на которой промотор. ДНК 3' 3' 5' 5' Р Р Р Ген 1 Ген 2 Ген 3

• 
  Слайд 43

  Основные понятия по теме «Транскрипция»

  Ген Промотор Терминатор Матричная цепь ДНК Смысловая цепь ДНК Единица транскрипции у эукариот (ген) и прокариот (оперон)

• 
  Слайд 44
  

  Этапы трансляции Инициация (начало) Элонгация (удлинение) Терминация (окончание)

• 
  Слайд 45
  

  Рибосома Малая субъединица Большая субъединица Уникальный «сборочный аппарат» Выстраивает определенные аминокислоты в длинную полимерную цепь белка в соответствии с принципом комплементарности http://bio-arts.narod.ru/base_bio-arts/base_bio-arts_0001/ba00012/ba00012_w400h438.jpg

• 
  Слайд 46
  

  А У Г фМет фМет Последовательность Шайна-Дальгарно Инициация Последовательность Шайна-Дальгарно (лидерная) в м-РНК комплементарна участку р-РНК в малой субъединице

• 
  Слайд 47
  

  Элонгация А У Г фМет фМет

• 
  Слайд 48
  

  А У Г фМет фМет

• 
  Слайд 49
  

  Терминация А У Г фМет стоп

• 
  Слайд 50
  

  А У Г стоп Мет

• 
  Слайд 51
  

  Полисома Полипептид (белковая молекула) Шероховатый эндоплазматический ретикулум

• 
  Слайд 52
  
• 
  Слайд 53

  Транспортные РНК

  www.themegallery.com Один ее конец узнает кодон в м-РНК, а другой – несет аминокислоту. 3' Амино-кислота Антикодон Ц Г А Антикодон 5' 3' Г Ц У 3' 5' Кодон м-РНК т-РНК

• 
  Слайд 54
  

  15.10.2019 Биосинтез белка

• 
  Слайд 55
  

  На одной и-РНК «работают» несколько рибосом. Такой комплекс называется полисома. После завершения синтеза иРНК распадается на нуклеотиды. Весь цикл процессов, связанных с синтезом одной белковой молекулы, занимает в среднем 1-3 с. Полисома из печени содержит 12 рибосом, которые выглядят темными пятнами. А цепочка иРНК на снимке не видна. 15.10.2019

• 
  Слайд 56

  Это интересно…

  Синтез одной молекулы белка длится 3-4 минуты За одну минуту образуется от 50 до 60 тыс. пептидных связей Половина белков нашего тела ( всего 17 кг белка) обновляется за 80 дней За свою жизнь человек обновляет весь свой белок около 200 раз назад

• 
  Слайд 57

  Задание 1

  В искусственных условиях ( вне клетки) удаётся синтезировать белок, используя для этого готовые, взятые из клеток организмов компоненты ( и-РНК, рибосомы, аминокислоты, АТФ, ферменты). Какой – овечий или кроличий – белок будет синтезироваться, если для искусственного синтеза взяты рибосомы кролика, а и- РНК – из клеток овцы? Почему? назад

• 
  Слайд 58

  Какой процесс описан?

  Процесс осуществляется в хромосомах на молекулах ДНК по принципу матричного синтеза. При участии ферментов РНК-полимеразы на соответствующих участках молекулы ДНК (генах) синтезируются все виды РНК (иРНК, тРНК, рРНК). В цитоплазму через ядерную оболочку перемещаются иРНК и тРНК, в субъединицы рибосом встраиваются рРНК. Рибосома вступает на один из концов иРНК (именно на тот, с которого начинается ее синтез в ядре) и начинает перемещаться прерывисто по иРНК, триплет за триплетом, соответственно наращивается полипептидная цепочка, одна за другой соединяются аминокислоты, поднесенные с соответствующим участкам иРНК транспортными РНК. Каждой аминокислоте соответствует свой фермент, присоединяющий её к т-РНК

• 
  Слайд 59

  Задание 2

  Одна макромолекула белка гемоглобина , состоит из 574 аминокислот, в молекулу белка за 1 секунду «сшивается» 20 аминокислот; Объясните: а) за сколько секунд она синтезируется назад

• 
  Слайд 60
  

  Повторение Письменное задание (в тетради): Участок молекулы ДНК имеет вид: – Т – А – Ц – А – А – Т – Г – Ц – Ц – А – Т – Т – || || ||| || || || ||| ||| ||| || || || – А – Т – Г – Т – Т – А – Ц – Г – Г – Т – А – А – Запишите молекулу и-РНК, образовавшуюся в результате транскрипции (кодогенной считать верхнюю цепочку молекулы ДНК). Обозначьте кодон-инициатор и стоп-кодон. Запишите название полипептида, закодированного в данном участке ДНК.

• 
  Слайд 61
  

  Проверка и-РНК имеет вид: – А – У – Г – У – У – А – Ц – Г – Г – У – А – А – 2. – А – У – Г – У – У – А – Ц – Г – Г – У – А – А – Полипептид: мет – лей – арг (метионин – лейцин – аргинин ) кодон -инициатор кодон -терминатор

• 
  Слайд 62
  

  Повторение Письменное задание (в тетради): Полипептид состоит из следующих аминокислот: метионин , гистидин, триптофан Запишите участок молекулы ДНК, кодирующий данный пептид. Проверка : – Т – А – Ц – Г – Т – А – А – Ц – Ц – А – Т – Т – || || ||| ||| || || || ||| ||| || || || – А – Т – Г – Ц – А – Т – Т – Г – Г – Т – А – А –

• 
  Слайд 63

  Домашнее задание

  Повторить свойства генетического кода. Выучить реакции матричного синтеза. Выучит механизм процесса транскрипции. 4. Составить 2 задачи на генетический код и транскрипцию, записать их в тетради с решениями и на двойном листке только условие (без решений).