Физиология растений - Якушкина Н.И.
Скачать (прямая ссылка):
органического мира — это разнообразие белков. Исследования пока-
зали, что синтез белка иосит матричный характер. Сами по себе ами-
нокислоты соединиться в полипептидную цепочку не могут. Для
этого необходим шаблон — матрица. Матрица определяет возмож-
Первый
нуклеотид
кодона Второй нуклеотид кодона Третий
нуклеотид
кодона У УУУ1 А
ууц} *еы
УУА) -
УУГ| ЛЕИ УЦУ1
УЦЦ
УНА ГеР
УЦГ J УГУ)
угц} цис
УГГ три У
ц
А
Г Ц ЦУУ)
ЦУА МИ
ЦУГ J ЦЦУ)
ццц L00
ЦЦА ПР°
ЦЦГ J ЦАЦ/ гис
ЦАГ/ глу ЦГУ )
ЦГА аРг
ЦГГ J У
ц
А
Г А АУУ)
АУЦ> илей
АУА]
АУГ мет А НУ )
АЦЦ
АЦА [ТРЕ
АЦГ J ААУ> аспн
ААЦ/ асПН
ААА| г,„
ААГ| АГУ\ ^
АГЦ| сеР
АГА\
АГГ } аРг У
ц
А
Г Г ГУУ I
ГУА H
ГУГ J ГЦУ 1
ГЦА [ ала
ГЦГ ГАЦ}МП ГГУ)
ГГЦ
ГГА ГЛИ
ГГГ J У
ц
А
Г Рис. 13. Генетический код (А —адешш, Г — гуапии, У —урацил, Ц — цито-
зин).
иость создания полипептидной цепочки, а также ее специфичность
(последовательность аминокислот). Матрицей для синтеза белка слу-
жит нуклеиновая кислота. Последовательность аминокислот в белке (а
следовательно, его специфика) определяется последовательностью
азотистых оснований в нуклеиновой кислоте (матрице). Ииренберг
и Маттеи (1961) выделили из клеток фракцию рибосом и в бескле-
точной системе в присутствии ферментов, нуклеиновой кислоты и
набора аминокислот осуществили синтез белка. При этом была взятка
полиурациловая РНК, содержащая в качестве азотистого основания
только один урацил. Оказалось, что, несмотря на присутствие в среде
20 аминокислот, синтезированная полипептидная цепочка состояла
из повторяющихся остатков лишь одной из них, а именно феиилала-
нина. Таким образом, повторяющаяся последовательность азотистого
основания урацила кодирует аминокислоту фенилаланин. Отсюда бы-
ло сделано заключение, что порядок оснований в нуклеиновой кислоте
определяет порядок аминокислот в белке. Из поколения в поколение
передается план построения белковых молекул, который записан в
молекулах ДНК. Однако разнообразие ДНК определяется последова-
тельиостыо четырех азотистых оснований, тогда как разнообразие
белка — последовательностью 20 аминокислот. Следовательно, запись
информации о построении белковых молекул должна быть каким-то
образом закодирована в молекулах ДНК. Действительно, генетиче-
ская информация записана в химическом коде, составленном из четы-
рех букв. Роль этого кода в том, что он определяет особую структуру
белков, специфических для данного организма.
Исследования Крика показали, что наследственный код триплет-
ный. В опытах, проведенных на бактериофаге воздействием различ-
ных химических веществ вызывалось выпадение иуклеотидов в моле-
куле ДНК. Оказалось, что при выпадении одного или двух иуклеоти-
дов образуются белки с нарушенной последовательностью аминокис-
лот по всей длине полипептидной цепочки. При выпадении трех
иуклеотидов нарушения происходят только непосредственно в по-
врежденной зоне, а далее последовательность аминокислот сохраня-
ется. Следовательно, каждая аминокислота кодируется определенной
последовательностью из трех азотистых оснований. Генетический код
обладает еще рядом свойств: он не перекрывающийся — каждый три-
плет следует один за другим, между триплетами нет промежутков
(запятых), одна аминокислота может кодироваться несколькими три-
плетами (вырожденный). Последнее понятно, так как всего из четы-
рех азотистых оснований по три можно составить 64 комбинации, а
аминокислот, входящих в состав белков (протеииогенных), всего 20.
Вместе с тем один и тот же триплет не может кодировать две разные
аминокислоты. Было расшифровано большинство триплетов, или ко-
донов (рис. 13).
2. БИОСИНТЕЗ БЕЛКА
Белки — полимеры, мономерами которых служат аминокислоты.
Белки представляют собой цепочки остатков аминокислот, соединен-
ных между собой пептидными связями. Полипептидные цепочки со-
стоят из повторяющихся элементов—CH—СО—NH—CH—СО—NH—.
I I
Ri Ra
При этом к группировкам CH присоединяются радикалы. Получается
как бы цепочка с радикалами различной длины. Белки содержат от
100 до 300 тыс аминокислотных остатков. Молекулярная масса бел-
ков колеблется от 17 тыс. до 10 млн. Разнообразие белков определяет-
ся различной последовательностью аминокислотных остатков. Расче-
ты показывают, что из 20 аминокислот, входящих в состав белковой
молекулы, можно составить примерно 2•1O18 комбинаций.
Белки, так же как составляющие их аминокислоты, — амфотер-
ные соединения. Каждый белок имеет свою изоэлектрическую точ-
ку — зпачение pH, при которой молекулы белка заряда не имеют.
В зависимости от характера составляющих белок аминокислот изо-
электрическая точка белков различна. Молекула белка имеет пер-
вичную, вторичную, третичную и четвертичную структуру. Первич-
2—773
за
пая структура — это определенная последовательность аминокислот-
ных остатков в белковой молекуле.
Между аминокислотами, входящими в полипептидную цепочку,
возможны различные взаимодействия: водородные связи между груп-
