Тукум куучулук жөнүндө маалымат жана генетикалык код

ЖАЛПЫ БИОЛОГИЯ

9 – КЛАСС

Даярдаган: Нурманова Батма Арзыкуловна

Тукум куучулук жөнүндө маалымат жана генетикалык код

Сабактын жүрүшүндө:

• Ген жөнүндө түшүнүк
• Тукум куучу маалымат жана анын этаптары
• Генетикалык код жөнүндө маалымат
• Генетикалык коддун касиеиттери
• Бышыктоо үчүн суроолор
• Жыйынтыктоо

Акылга чабуул

• Тукум куучулук деген эмне?
• Ген деген эмне?
• ДНК менен РНКтын түзүлүшү кандай?
• Маалыматтык (же информациялык) РНКнын ролу кандай?
• Ташуучу РНКнын ролу структурасы

Үй тапшырмасы боюнча суроолор

• Тукум куучулук деген эмне?
• Жандуу организмдердин кайсы өзгөчөлүктөрү жаңы касиеттердин жана белгилердин пайда болушуна мүмкүнчүлүк түзөт?
• Тукум куучулуктун материалдык негизи эмне болуп саналат?
• Өзгөргүчтүк деген эмне?
• Өзгөргүчтүктүн түрлөрүнө мүнөздөмө бергиле, аларды салыштыргыла.
• Тукум кууган жана тукум куубаган өзгөргүчтүктөр мнеси менен айырмаланышат?
• Модификациялык өзгөргүчтүккө мисал келтиргиле?
• Реакциялык норма деген эмне? Мисалдар менен түшүндүрүп бергиле.
• Өзгөргүчтүктүн түрлөрүн салыштыргыла
• Мутациялык өзгөргүчтүктүн пайдалуу жана зыяндуу жактарын айтып бергиле?

Жер үстүндө 6 млярддан ашык адам жашайт. Эгерде 25-30 млн бир жумурткалуу жуп эгиздерди эсепке албасак, адамдар генетиканын негизи боюнча ар түрдүү болушат. Бул ар бирөөнүн уникалдуулугун билдирет, кайталанбас тукум куучулугу өзгөчөлүккө, кыялдын касиетине, жөндөмдүүлүгүнө, темпераментке ж.б. сапатка ээ болот.

Ошондой адамдардын айырмалары эмне менен аныкталат? Албетте алардын генотиптеги айырмалары менен б.а. белгилүү организмдин гендердик жыйындысы менен. Ар бир адам уникалдуу, ошондой эле айрым жаныбардын жана өсүмдүктүн генотиби уникалдуу. Белоктун биринчилик структурасы жөнүндө маалыматы генде - ДНК молекуласынын бөлүгүндө нуклеотиддик ырааттуулук түрүндө коддолгон.

Ген – бул организмдин тукум куучуулук маалыматтын бирдиги. ДНКнын ар бир молекуласы көп гендерди камтыйт. Организмдин бардык гендеринин жыйындысы анын генотибин уюштурат. Адамда 26000 ген бар.

Генетикалык коддун жардамы менен тукум куучулук маалыматтын коддолушу өтөт. 1968 ж. америкалык окумуштуулар Р.Холи, Х.Коран, М.Ниренберг генетикалык коддун расшифровкасын аныкташкан.

Тукум куума маалымат генетикалык код аркылуу ишке ашырылат.

Генетикалык кодду чечмелөө 1961-1965 жж. ишке ашырылган жана молекулалык биологиянын эң ири жетишкендиктери болуп саналат. Эксперименттердин негизинде ар түрдүү аминокислоталарды канча жана кайсы нуклеотиддер аныктай тургандыгы такталган. Жыйынтыгында генетикалык коддун таблицасы түзүлгөн.

Генетикалык код төрт тамга менен негизделген. Алар азоттук негиздер менен айырмаланат.

А (аденин)

Т (тимин)

Г(гуанин)

Ц (цитозин)

Тукум куучу маалымат ДНКдан РНКга өтөт. Өзгөчө учурларда маалымат РНКдан ДНКга (вирустар) берилиши мүмкүн, бирок эч качан белоктордон гендерге берилбейт.

Тукум куучу маалымат эки этапта ишке ашырылат:

• Клеткалык ядродо матрица катары ДНКда мРНК синтезделет. Бул процесс транскрипциялоо – көчүрүү деп аталат. Мында ДНКдагы нуклеотиддердин ырааттуулугу мРНКдагы нуклеотиддик ырааттуулугуна так көчүрүлөт же коддолот.

• Андан соң мРНК цитоплазмага өтүп, рибосомага биригет. мРНКны рибосома матрица катары пайдаланып белоктун полипептиддик тизмеги синтезделинет. Бул процесс трансляциялоо (которуу) деп аталат, анткени мРНКдагы нуклеотиддердин ырааттуулугу аркылуу жаңы белоктун тизмегинде аминокислоталардын ирээти аныкталат. тРНК да бул процесске катышат, мРНКдагы маалыматы боюнча алар керектүү аминокислоталарды ташып келет.

Триплеттүүлүк - иРНКнын молекуласындагы үч нуклеотид биригип белоктун молекуласындагы бир молекуланы аныктайт же коддойт. Мына ушул үч нуклеотид триплет же кодон деп аталат. Ал эми ДНКнын молекуласындагы бардык ушул триплеттердин же кодондордун жыйындысы генетикалык код деп аталат. Генетикалык код – белоктун синтези жөнүндө маалымат жазылган нуклеотиддердин тизмеги. Ал нуклеин кислоталарынын молекуласындагы тукум куучулук маалыматты туюндурат.

Белоктогу ар бир амин кислотасында ДНК тизмегиндеги биринин артынан бири ирети менен жайгашкан 3 нуклеотиддер же триплет ар бири 4 нуклеотидден, жалпы 64 топту түзүп, бардык аминокислотаны коддойт.

Генетикалык коддун таблицасы

Биринчи

Экинчи нуклеотид

нуклеотид

У

У

Ц

Фен

Ц

А

Лей

Фен

Сер

А

Лей

Про

Үчүнчү

Тир

Лей

Сер

Г

Иле

Г

Лей

Тир

Цис

Гис

Сер

Про

Лец

нуклеотид

Иле

Тре

Вал

Лей

Про

У

Цис

Гис

Арг

...

Сер

Тре

Аси

Иле

Ала

Вал

У

...

Ц

Арг

...

Гли

Про

Аси

Вал

Мет

Ала

Тре

Сер

Асп

Ц

А

Гли

Арг

Три

Лиз

Тре

Сер

Ала

Асп

У

Вал

Гли

Арг

А

Г

Гли

Ц

Арг

Ала

Лиз

Глу

У

Г

Ц

Глу

Гли

А

Арг

Гли

А

Г

Г

Генетикалык коддун түшүндүрмө таблицасы

1

2

У

У

Ц

Ц

УУУ

УЦУ

ЦУУ

УУЦ

А

А

Г

УЦЦ

3

УАУ

ЦЦУ

ЦУЦ

УУА

АУУ

Г

УАЦ

ЦЦЦ

УГУ

УЦА

ЦУА

ЦАУ

УУГ

АУЦ

АЦУ

ГУУ

ЦГУ

ЦАЦ

УАА

ЦЦА

ЦУГ

УГЦ

У

УЦГ

ААУ

АЦЦ

ГУЦ

ГЦУ

АУА

УГА

У

Ц

ЦГЦ

УАГ

ЦАА

ЦЦГ

ГЦЦ

АГУ

ГУА

АУГ

АЦА

ГАУ

ААЦ

А

УГГ

Ц

ЦГА

ЦАГ

АГЦ

ГГУ

У

ААА

ГАЦ

АЦГ

ГУГ

ГЦА

А

Г

ЦГГ

ГГЦ

У

ГАА

ГЦГ

Ц

АГА

ААГ

Г

Ц

А

ГАГ

АГГ

ГГА

А

Г

ГГГ

Г

Цистеин

Тирозин

Фенилаланин

Серин

стоп-кодон

стоп-кодондор

Лейцин

Триптофан

Гистидин

Пролин

Лейцин

Аргинин

Глутамин

Аспарагин

Серин

Изолейцин

Треонин

Лизин

Аргинин

Метионин старт-кодон

Аспарагин

кислотасы

Аланин

Глицин

Валин

Глутамин

кислотасы

Тукум куучулук ДНК клеткада синтезделе турган белоктун структурасын маалымдап турат. Белок болсо белгини берет. Клетканын өзүнүн гана белокторун синтездөө жөндөмдүүлүгү тукум куучулук боюнча клеткадан клеткага өткөрүлүп берилип, бүт тиричилиги боюнча сакталат. Клетканын ар бир түрүндө өзүнө гана таандык белоктор бар.

Генетикалык коддун касиеттери

•   Генетикалык код  бардык организмдер үчүн универсалдуу жана конкреттүү. Организмдердин гендерди пайда кылган нуклеотиддердин жана коддолгон белоктордун кезектешүүсү менен айырмаланат.

•    Код триплетүү .  Башынан ал ар түрдүү ырааттулугу менен комбинацияланган. ДНКнын үч нуклеотиддерден (триплеттен) турат. Мисалы, ААТ, ГЦА, АЦГ, ТГЦ ж.б.

•   Код өзгөчөлөнгөн .  Нуклеотиддердин ар бир триплети полипептиддик чынжырга киргизилип белгилүү бир аминокислотаны аныктайт. Мисалы, ЦГТ триплет аланин деген аминокислотаны коддойт, ААГ триплет – фенилаланин аминокислотасын.

•   Код тубаса  . Белоктун курамына 20 аминокислота кирет, бир аминокислотаны үч нуклеотид аныктайт, нуклеин кислоталары төрт азоттук негизден турат, ошондуктан нуклеотиддердин триплеттери 64 болушу мүмкүн анткени 4³ = 64

Ошол үчүн бир аминокислота бир нече триплет менен коддолошу мүмкүн. мРНКнын молекуласындагы үч триплет: УАА, УАГ, УГА – терминациялоочу кодондор, б.а. белоктун полипептиддик тизмегинин синтезделишин токтотуучу стоп-кодондор деп аталат.

Метионин, триптофан аминокислоталары өзгөчө б.а. бир эле триплет менен коддолушат.

•   Код кайчыланбайт  .   Маалыматтык РНКага ДНКадагы маалыматтарды нуклеотид триплеттер менен окулат. Маалыматтык РНКдагы нуклеотиддик триплеттер кодон деп аталат .

•   Код бир багыттуу  . Маалыматтарды окуп чыгуусу бир багытта болот.

Чынында код бул мРНКнын молекуласынын нуклеотиддик ырааттулугу, анткени ал ДНКдан маалыматтарды алат (транскрипциянын процесси) жана синтезделген белоктордун молекулаларында аминокислоталуу ыраатулугуна которот (трансляциянын процесси). Так эле мРНКнын кодондору менен генетикалык код жазылат. Ошентип генетикалык код триплеттүү, Жер үстүндө бардык организмдерге универсалдуу, тубаса (ар бир аминокислота бир нече кодон менен коддолот).

Генетикалык коддун негизги касиеттери:

• Генетикалык код триплеттүү. Триплет (кодон) бир аминокислотаны коддогон үч нуклеотиддин ырааттуулугу.
• Бул код тубаса болот.
• Белоктун курамына 20 аминкислота кирет, бир аминокислотаны үч нуклеотид аныктайт, нуклеин кислоталары 4 азоттук негизден турат, ошондуктан триплеттери 64, анткени 4³ = 64
• Ар бир триплет бир гана аминокислотаны аныктайт.
• Код бир эле багытта окулат.
• Генетикалык код кайчыланбайт
• Генетикалык код универсалдуу

Бышыктоо үчүн суроолор

• Ген-деген эмне?
• Генетикалык код деген эмне?
• Генетикалык коддун касиеттерин атагыла.
• Стоп кодондун ролун аныктагыла.
• Генетикалык коддун универсалдуулугу кандай ойлорду жаратат?
• Генетикалык коддун бир багытта окулушунун негизи эмнеде?

Жыйынтыктоо

ДНК чынжырларындагы нуклеотиддердин жайгашуусу анын уникалдуулугун, ошондой эле ал коддогон белоктордун өзгөчөлүгүн аныктайт. Ар бир түр үчүн жана түрдүн ар бир индивидуалдуулугу үчүн ДНКнын жана белоктордун түзүлүшү жеке болот.

Терминдер

• Ген – бул организмдин тукум куучуулук маалыматтын бирдиги.
• Генетикалык код - бул ДНКдагы же РНКдагы нуклеотиддердин ырааттуулугу түрүндөгү белоктордогу аминокислоталардын тартиби жөнүндө генетикалык маалыматты жазуу системасы.
• Генетикалык коддун касиеттери:

1. Код үч эселенген. Ар бир аминокислота үч ырааттуу нуклеотид менен коддолгон.

• Код универсалдуу. Бардык тирүү организмдер (бактериялардан адамдарга чейин) бирдиктүү генетикалык кодду колдонушат.
• Код бузулган. Бир аминокислота бир эмес, бир нече триплет менен коддолот

• Код бир түшүнүктүү. Ар бир триплет бир гана аминокислотага туура келет.
• Код бири-бирине дал келбейт. Ар бир нуклеотид бир гана код триплеттин бөлүгү болуп саналат.

Үй тапшырма

• § 11. Тукум куучулук жөнүндө маалымат жана генетикалык код түшүнүк айтуу
• 4-таблица, терминдер
• Генетикалык коддун негизги касиеттери