Биосинтез белка
Тема урока: Биосинтез белка 📚
Цели урока 🎯
Понять, что такое ген и генетический код и какими свойствами он обладает 🧬
Разобрать этапы биосинтеза: транскрипцию и трансляцию 🏭
Научиться решать задачи на цепочку ДНК → иРНК → белок и расчёты по гену ✅
Основная часть урока 📝
1. Ген и генетический код 🤔
Ген — участок ДНК, в котором записана информация об одном белке. Запись ведётся «языком» из четырёх букв-нуклеотидов, а белок — «языком» из 20 аминокислот. Правило перевода называется генетическим кодом: одну аминокислоту кодируют три нуклеотида — триплет (в иРНК — кодон).
Свойства кода:
Триплетность — 1 аминокислота = 3 нуклеотида; всего 4³ = 64 триплета 🔢
Однозначность — один триплет кодирует только одну аминокислоту 🎯
Вырожденность (избыточность) — одну аминокислоту могут кодировать несколько триплетов (61 триплет на 20 аминокислот) 🔁
Универсальность — код одинаков у бактерий, растений и человека; стартовый кодон — АУГ, стоп-кодоны — УАА, УАГ, УГА 🌍
2. Транскрипция — переписывание 📝
Транскрипция — синтез иРНК на матрице ДНК в ядре. Фермент РНК-полимераза раскручивает участок ДНК и по матричной цепи строит иРНК по принципу комплементарности: напротив Т — А, напротив А — У, напротив Г — Ц. Готовая иРНК — копия гена — выходит через поры ядра в цитоплазму.
3. Трансляция — перевод 🏭
Трансляция — синтез белка на рибосоме по иРНК. Участники:
Рибосома — «станок», в котором помещаются два кодона иРНК одновременно 🏭
тРНК — молекула в форме клеверного листа: на одном конце антикодон (триплет, комплементарный кодону), на другом — «своя» аминокислота; энергию даёт АТФ 🚚
Порядок: рибосома садится на стартовый кодон АУГ (метионин); тРНК с подходящим антикодоном приносит аминокислоту; между аминокислотами образуется пептидная связь; рибосома сдвигается на один кодон; на стоп-кодоне синтез заканчивается. По одной иРНК могут двигаться несколько рибосом — полисома.
4. Решаем задачи ✅
Ключи для расчётов: 1 аминокислота = 3 нуклеотида иРНК = 3 пары нуклеотидов ДНК (6 в двух цепях); длина нуклеотида — 0,34 нм; число тРНК равно числу аминокислот.
Задача 1. Фрагмент матричной цепи ДНК: ТАЦ-ГГА-ЦТТ-АЦЦ. Определи иРНК, антикодоны тРНК и последовательность аминокислот.
иРНК строим комплементарно (Т→А, А→У, Г→Ц, Ц→Г): АУГ-ЦЦУ-ГАА-УГГ.
Антикодоны тРНК комплементарны кодонам: УАЦ, ГГА, ЦУУ, АЦЦ.
По таблице генетического кода: АУГ — метионин, ЦЦУ — пролин, ГАА — глутаминовая кислота, УГГ — триптофан.
Ответ: Мет — Про — Глу — Три. Проверка: 4 кодона → 4 аминокислоты.
Задача 2. Белок состоит из 300 аминокислот. Сколько нуклеотидов в иРНК и в гене, какова длина гена?
иРНК: 300 × 3 = 900 нуклеотидов.
Ген (две цепи ДНК): 900 × 2 = 1800 нуклеотидов, то есть 900 пар.
Длина гена: 900 × 0,34 = 306 нм.
Ответ: 900 нуклеотидов в иРНК, 1800 в гене, длина 306 нм.
Задача 3. Фрагмент ДНК содержит 1200 нуклеотидов в двух цепях. Сколько аминокислот кодирует этот фрагмент и сколько тРНК участвует в синтезе?
В одной (матричной) цепи: 1200 / 2 = 600 нуклеотидов.
Аминокислот: 600 / 3 = 200. тРНК столько же — 200.
Ответ: 200 аминокислот, 200 тРНК. Проверка: 200 × 3 × 2 = 1200 — верно.
Типичные ошибки ⚠️
❌ Ставить в иРНК тимин. ✅ В РНК вместо тимина урацил: напротив А в ДНК пишем У.
❌ Делить число нуклеотидов двух цепей ДНК сразу на 3. ✅ Сначала дели на 2 (одна цепь), потом на 3 (триплеты).
❌ Считать антикодон тРНК равным кодону иРНК. ✅ Антикодон комплементарен кодону: кодон АУГ — антикодон УАЦ.
Нужен прочный фундамент по предмету? 🎓
Транскрипция, трансляция, расчёты по гену — здесь достаточно один раз понять логику. В онлайн-школе «Моя школа LS» (1–11 класс) учитель на живом уроке в малой группе проходит с тобой цепочку ДНК → иРНК → белок столько раз, сколько нужно.
Мини-конспект 📋
Ген — участок ДНК с информацией об одном белке; код триплетный, однозначный, вырожденный, универсальный; старт — АУГ, стоп — УАА, УАГ, УГА.
Транскрипция: ядро, РНК-полимераза, ДНК → иРНК (А→У, Т→А, Г→Ц).
Трансляция: цитоплазма, рибосома + иРНК + тРНК (антикодон + аминокислота) + АТФ → белок.
1 аминокислота = 3 нуклеотида иРНК = 6 нуклеотидов ДНК; нуклеотид — 0,34 нм.
Зачем это нужно? 🚀
Многие антибиотики останавливают трансляцию на бактериальных рибосомах, не трогая наши 💊
мРНК-вакцины — это иРНК, по которой наши клетки сами синтезируют белок вируса и учат иммунитет 💉
Транскрипция — переписывание информации с ДНК на иРНК в ядре по принципу комплементарности. Трансляция — перевод этой информации в последовательность аминокислот на рибосоме: тРНК приносят аминокислоты, антикодоны которых комплементарны кодонам иРНК. Так генетическая запись превращается в белок.
- По комплементарности (Т→А, А→У, Ц→Г, Г→Ц): иРНК АУГ-УУУ-ГЦА.
- Три кодона — три аминокислоты: АУГ — метионин, УУУ — фенилаланин, ГЦА — аланин.
- Ответ: иРНК АУГ-УУУ-ГЦА, три аминокислоты.
Выпиши пары столбиком перед решением: Т→А, А→У, Г→Ц, Ц→Г. Главная ловушка — буква А в ДНК: напротив неё в иРНК всегда У, а не Т. После записи проверь: в иРНК не должно быть ни одной буквы Т. Затем разбей цепочку на тройки с первого нуклеотида и только потом обращайся к таблице кода.
Оцените урок:
