Введение в биологию (IXb)
Тема IXb
ГЕНЕТИЧЕСКАЯ ИНФОРМАЦИЯ (продолжение)
Процесс переноса информации с ДНК на РНК называется транскрипцией. Давайте посмотрим на схему транскрипции внимательно, благо всеми понятиями, которые нужны, чтобы в ней разобраться, мы теперь уже владеем. Итак, двойная спираль ДНК частично раскручивается, и фермент ДНК-зависимая РНК-полимераза ползет по одной из ее цепей от 3’-конца к 5’-концу, синтезируя комплементарную этой цепи РНК. Отметим, что синтезируемая РНК, точно так же как и вторая цепочка ДНК, антипараллельна той цепи, которой она комплементарна. Это означает, что 5’-конец и 3’-конец у нее направлены в другую сторону.
Цепь ДНК, с которой идет транскрипция, называется кодирующей, противоположная - некодирующей. Тут возникает вопрос: откуда РНК-полимераза "знает", какая из цепей - кодирующая? Ответ: РНК-полимераза распознает кодирующую цепь по наличию в ней особой нуклеотидной последовательности - промотора. В некодирующей цепи промотора нет, а есть комплементарная ему последовательность, которая распознана РНК-полимеразой не будет. Пока мы еще не запутались, обратим внимание, что получающаяся в итоге иРНК будет повторять нуклеотидную последовательность именно некодирующей цепи, только, конечно, с повсеместной заменой тимина на урацил. Мономерами, из которых строится новая молекула нуклеиновой кислоты, в клетке всегда служат нуклеозидтрифосфаты - в данном случае АТФ, ГТФ, ЦТФ и УТФ.
Вот теперь перед нами общая схема транскрипции и трансляции. Именно так устроен поток генетической информации - от ДНК к белкам - который постоянно бурлит в любой живой клетке (за очень немногими исключениями вроде, например, половых клеток, транскрипция в которых временно приостанавливается). На этой картинке мы видим, что РНКовая последовательность АУГААГУУУУАГ кодирует аминокислоты метионин, лизин и фенилаланин. Четвертый кодон - УАГ - является стоп-кодоном.
Переведем дух и поздравим себя. Отныне мы знакомы с великой формулой ДНК→РНК→белок, которая с легкой руки Фрэнсиса Крика получила название центральной догмы молекулярной биологии. К этой формуле, конечно, есть много дополнений, но самое главное о потоке генетической информации мы теперь знаем. Информация передается с ДНК на белок через посредство РНК.
Теперь мы видим, что в таблице генетического кода не только можно, но и нужно заменить Т на У: во-первых, потому что трансляция всегда идет именно с РНК, а во-вторых, потому, что в ДНК нам придется постоянно разбираться в том, какая цепь кодирующая, а какая некодирующая (причем аминокислотной последовательности белка будет соответствовать последовательность некодирующей цепи, которая не транскрибируется). По всем этим причинам таблицу генетического кода чаще всего дают сразу в "РНКовом" варианте:
По содержанию эта таблица ничем не отличается от предыдущей, кроме, собственно, замены Т на У. Еще тут для удобства выделены цветами аминокислоты, кодирование которых не является избыточным, то есть подчиняющиеся правилу "одна аминокислота - один кодон". Таких аминокислот всего две: метионин и триптофан.
ГЕНЕТИЧЕСКАЯ ИНФОРМАЦИЯ (продолжение)
Процесс переноса информации с ДНК на РНК называется транскрипцией. Давайте посмотрим на схему транскрипции внимательно, благо всеми понятиями, которые нужны, чтобы в ней разобраться, мы теперь уже владеем. Итак, двойная спираль ДНК частично раскручивается, и фермент ДНК-зависимая РНК-полимераза ползет по одной из ее цепей от 3’-конца к 5’-концу, синтезируя комплементарную этой цепи РНК. Отметим, что синтезируемая РНК, точно так же как и вторая цепочка ДНК, антипараллельна той цепи, которой она комплементарна. Это означает, что 5’-конец и 3’-конец у нее направлены в другую сторону.
Цепь ДНК, с которой идет транскрипция, называется кодирующей, противоположная - некодирующей. Тут возникает вопрос: откуда РНК-полимераза "знает", какая из цепей - кодирующая? Ответ: РНК-полимераза распознает кодирующую цепь по наличию в ней особой нуклеотидной последовательности - промотора. В некодирующей цепи промотора нет, а есть комплементарная ему последовательность, которая распознана РНК-полимеразой не будет. Пока мы еще не запутались, обратим внимание, что получающаяся в итоге иРНК будет повторять нуклеотидную последовательность именно некодирующей цепи, только, конечно, с повсеместной заменой тимина на урацил. Мономерами, из которых строится новая молекула нуклеиновой кислоты, в клетке всегда служат нуклеозидтрифосфаты - в данном случае АТФ, ГТФ, ЦТФ и УТФ.
Вот теперь перед нами общая схема транскрипции и трансляции. Именно так устроен поток генетической информации - от ДНК к белкам - который постоянно бурлит в любой живой клетке (за очень немногими исключениями вроде, например, половых клеток, транскрипция в которых временно приостанавливается). На этой картинке мы видим, что РНКовая последовательность АУГААГУУУУАГ кодирует аминокислоты метионин, лизин и фенилаланин. Четвертый кодон - УАГ - является стоп-кодоном.
Переведем дух и поздравим себя. Отныне мы знакомы с великой формулой ДНК→РНК→белок, которая с легкой руки Фрэнсиса Крика получила название центральной догмы молекулярной биологии. К этой формуле, конечно, есть много дополнений, но самое главное о потоке генетической информации мы теперь знаем. Информация передается с ДНК на белок через посредство РНК.
Теперь мы видим, что в таблице генетического кода не только можно, но и нужно заменить Т на У: во-первых, потому что трансляция всегда идет именно с РНК, а во-вторых, потому, что в ДНК нам придется постоянно разбираться в том, какая цепь кодирующая, а какая некодирующая (причем аминокислотной последовательности белка будет соответствовать последовательность некодирующей цепи, которая не транскрибируется). По всем этим причинам таблицу генетического кода чаще всего дают сразу в "РНКовом" варианте:
По содержанию эта таблица ничем не отличается от предыдущей, кроме, собственно, замены Т на У. Еще тут для удобства выделены цветами аминокислоты, кодирование которых не является избыточным, то есть подчиняющиеся правилу "одна аминокислота - один кодон". Таких аминокислот всего две: метионин и триптофан.