3.3.Реализация генетической информации.

Установлено, что последовательность нуклеотидов в молекуле ДНК определяет последовательность аминокислот в молекуле белка. Перенос информации с языка нуклеотидов на язык аминокислот происходит с помощью генетического кода.

ДНК содержится в ядре клетки, она длинная и никуда не передвигается, а белок синтезируется в цитоплазме, поэтому для переноса информации необходима другая молекула. Этой молекулой является м-РНК, в переводе с английского шеззеп^ег - переносчик. Реализация генетической информации, содержащийся в молекуле ДНК, состоит из 4 этапов.

Первый этап. Транскрипция - это «переписывание» информации с молекулы ДНК на молекулу и-РНК. Этот перенос информации происходит благодаря синтезу и-РНК на одной из цепочек молекулы ДНК при участии фермента РНК - полимеразы, по принципу комплементарности, за исключением того, что в молекуле и-РНК вместо тимина урацил, который также комплементарен аденину. Участок молекулы ДНК, по которому происходит синтез и-РНК. называется транскрипционной единицей или ген. Начинается синтез с участка инициации и заканчивается на участке терминации. Прежде чем и-РНК попадёт в цитоплазму, она должна созреть.

Второй этап. Процессинг - это процесс созревания молекулы и-РНК, то есть превращение её в м-РНК. Процессинг проходит в клеточном ядре. Второй этап, в свою очередь состоит из двух процессов: 1) процесс сплайсинга, 2) процесс соединения экзонов. Сплайсинг — это удаление пустых участков или интронов, то есть триплетов, которые не кодируют аминокислоты. Затем происходит процесс соединения экзонов друг с другом при помощи специальных ферментов, то есть соединение триплетов, которые кодируют аминокислоты с образованием функционально зрелой м-РНК.

Интрон - это не кодирующий участок гена или транскрипционной единицы, то есть участок молекулы и-РНК не несущий информацию о последовательности аминокислот в молекуле белка

Экзон — это кодирующий участок гена или транскрипционной единицы, то есть участок молекулы и-РНК несущий информацию о последовательности аминокислот в молекуле белка

В результате процессинга и-РНК становится функционально зрелой и короче и с этого момента называется м-РНК. Затем молекула м-РБК перемещается в цитоплазму, прикрепляется к рибосоме, где генетическая информация транслируется (переводится) в последовательность аминокислот молекулы белка

Третий этап. Трансляция - это «перевод» или перенос информации с языка нуклеотидов на язык аминокислот. Трансляция проходит в цитоплазме клетки. Основная роль в этом процессе принадлежит рибосомам. В результате сложного процесса происходит образование пептидных связей между аминокислотами с образованием молекулы белка При этом последовательность аминокислот в этом белке совпадает с последовательностью нуклеотидов в м-РНК. Прежде, чем белковая молекула будет выполнять свою функцию она должна созреть.

Четвёртый этап. Модификация -это процесс образования зрелого, функционально активного белка при помощи ферментов. Модификация проходит в цитоплазме клетки в специфических её органоидах, например в ЭПС.

Таким образом, процесс реализации генетической информации осуществляется путём образования молекул белка с участием ДНК, всех видов РНК, ферментов и энергии АТФ.

Схема реализации генетической информации

Репликация - Транскрипция - Процессинг - Трансляция - Модификация