Современная генетика
pentru activitatea vital? a оntregii celule. Dac?, оns?, оn urma muta?iei
se va forma un codon-sinonim, atunci totul va r?mвne f?r? schimb?ri.
Ceva asem?n?tor ne putem imagina ?i оn cazurile cвnd оntr-o ?coal? sau
institu?ie de оnv???mвnt superior pentru predarea unui obiect oarecare
exist? numai un singur cadru didactic. Dac?, de exemplu, acesta se
оmboln?ve?te ?i nu are cine s?-l оnlocuiasc? pentru un timp predarea
disciplinei respective se оntrerupe. Probabil, c? ar fi fost mai chibzuit
dac? ar fi existat un оnv???tor (lector) care, intervenind la timp, s?
continue predarea acestei discipline. Cel pu?in pentru ca elevii s? nu
dovedeasc? s? uite materialul studiat sau pentru ca predarea obiectului dat
s? nu fie reprogramat? pentru alt trimestru.
Cum s-a remarcat deja, moleculele acizilor nucleici sunt catene
polinucleotidice, alc?tuite din ?iruri lungi de triplete. De-a lungul
moleculelor de ADN numeroase triplete – codonii - formeaz? sectoare aparte,
numite cistrone sau gene. Fiecare gen? con?ine informa?ia necesar? pentru
realizarea sintezei unei anumite proteine. Dar deoarece genele sunt am-
plasate оn moleculele de ADN оn ordine liniar?, una dup? alta, se оntreab?:
unde оncepe ?i unde se termin? citirea ?i transmiterea informa?iei genetice
privind fiecare protein? оn parte ?i ce semne conven?ionale sunt folosite
оn acest scop? Doar codul genetic este, dup? cum ?tim, compact, f?r? nici
un fel de virgule оn «textul» s?u.
S-a dovedit c? оntre cei 64 de codoni exist? astfel de triplete a c?ror
func?ie const? оn marcarea оnceputului ?i sfвr?itului citirii
(transcrip?iei) ?i transmiterii (transla?iei) informa?iei genetice,
con?inut? оn gene. Оnceputul transl?rii genelor (sau, aceea ce e acela?i
lucru, оnceputul sintezei proteinei date) se marcheaz? prin tripleta AUG.
denumit? respectiv de ini?iere. Tripletele UAG ?i UAA marcheaz? sfвr?itul
transl?rii genelor (оncheierea procesului de sintez? a proteinelor) ?i sunt
corespunz?tor denumite finale.
Оn ce const? esen?a procesului de descifrare a codului genetic ?i a
biosintezei proteinelor?
Toate caracterele ?i оnsu?irile organismelor sunt determinate de
proteine. Prin urmare, transmiterea informa?iei genetice оn procesul
sintezei proteice se desf??oar? strict conform unui anumit plan (program),
schi?at din timp.
Rolul de baz? оn biosinteza proteinelor оl joac? acizii nucleici: ADN ?i
cвteva tipuri diferite de ARN, care se deosebesc dup? structur?, mas?
molecular? ?i func?ii biologice. Dintre ace?tia face parte a?a-numitul ARN
informa?ional sau de informa?ie (ARN-i), ARN de transport sau de transfer
(ARN-t) ?i ARN ribozomal (ARN-r). Ei sunt sintetiza?i de pe matri?ele de
ADN ale celulelor, cu participarea fermen?ilor corespunz?tori - ARN-
polimeraze, iar apoi оncep s? оndeplineasc? func?iile ce le au оn procesul
biosintezei proteinelor. Astfel ARN-r, unindu-se оn complexe cu proteine
speciale, formeaz? ribozomii, оn care are loc sinteza tuturor tipurilor de
protein? (proteinosinteza).
Ribozomii constau din dou? subunit??i. Оn celul? num?rul de ribozomi se
ridic? la circa 100 mii ?i de aceea cantitatea general? de ARN-r din ei
constituie circa 80% din totalul de ARN al celulei.
Care sunt, deci, func?iile biologice ale ADN-ului, ARN-i ?i ARN-t? Care
este contribu?ia lor nemijlocit? оn procesul de biosintez? a proteinelor?
Vom remarca de la bun оnceput c? ADN nu particip? nemijlocit la sinteza
proteinelor. Func?ia lui se limiteaz? la p?strarea informa?iei genetice ?i
la replicarea nemijlocit? a moleculei, adic? la formarea de copii necesare
pentru transmiterea informa?iei urma?ilor.
Prima etap? a biosintezei proteinelor o constituie recep?ionarea
informa?iei genetice de la ADN ?i оnscrierea ei pe o molecul? ARN-i, proces
care se realizeaz? оn felul urm?tor: pe unul din firele moleculei de ADN cu
ajutorul fermentului ARN-polimeraz? din nucleotidele libere se sintetizeaz?
firul ARN-i, оn care locul timinei (T), con?inute оn ADN, оl ia uracilul
(U). Molecula ARN-i sintetizat?, care a preluat informa?ia con?inut? оn
ADN, se instaleaz? apoi оn ribozomi, unde va servi оn calitate de matri??
pentru sintetizarea proteinelor. Aceasta оnseamn? c? succesiunea
aminoacizilor din molecula de protein? este determinat? de succesiunea
nucleotidelor оn ARN-i. Schematic acest proces poate fi exprimat astfel:
ADN(ARN-i(protein?.
Pe lвng? ARN-i citoplasma celulelor mai con?ine nu mai pu?in de 20 de
tipuri de ARN-t - aceasta fiindc? fiec?rui aminoacid оi corespunde cel
pu?in o molecul? «a sa», specific?, de ARN-t. Func?ia lui ARN-t const? оn
transportarea aminoacizilor spre ribozomi ?i a?ezarea lor pe matri?a de ARN-
i оn cadrul lan?ului peptidic, оn conformitate cu codul sintezei proteice.
Pentru aceasta fiecare ARN-t trebuie «s? оnha?e» aminoacidul corespunz?tor
?i оmpreun? cu acesta s? treac? оn ribozom. La realizarea acestei opera?ii
ei sunt ajuta?i de omniprezen?ii fermen?i, care fac aminoacizii mai activi.
La propunerea academicanului V. A. Enghelgard ace?ti fermen?i, dat fiind
faptul c? ei particip? la descifrarea codului genetic, au fost numi?i
codaze. De remarcat c? fiec?rui aminoacid оi corespunde o codaz? specific?.
Оn acest fel, pentru to?i cei 20 de aminoacizi exist? tot atвtea tipuri de
ARN-t ?i respectiv de codaze.
La unul din capete moleculele de ARN-t au un sector acceptor cu ajutorul
c?ruia ele ata?? aminoacizii, оn timp ce la cel?lalt cap?t se afl? un
anticodon-triplet? cu func?ie complementar? fa?? de codonul corespunz?tor
din ARN-i. «Оnc?rcate» cu aminoacizi, moleculele de ARN-t se apropie de
ribozom ?i se unesc cu codonii corespunz?tori de ARN-i, pentru a-i
complini.
Procesul de translare a informa?iei genetice оnseamn? transferarea
succesiunii nucleotidelor ARN-i оn succesiunea aminoacizilor оn lan?ul
polipeptidic al proteinei. Sinteza proteinei оncepe оn momentul оn care оn
ribozomi p?trund dou? molecule de ARN-t; prima corespunde tripletei
ini?iale, iar a doua - unei alte triplete de ARN-i, care urmeaz? nemijlocit
dup? prima. Cвnd aceste molecule ajung s? se afle al?turi, aminoacidul de
pe prima molecul? de ARN-t trece pe cea de-a doua molecul? de ARN-t, unindu-
se cu aminoacidul acesteia. Оn acest fel prima molecul? de ARN-t se
pomene?te lipsit? de aminoacid ?i iese оn citoplasm?, оn timp ce cea de-a
doua molecul? de ARN-t con?ine doi aminoacizi, uni?i prin leg?tur?
peptidic?. Оn continuare, ribozomul se deplaseaz? cu o triplet? de-a lungul
moleculei de ARN-i ?i оn el оntr? o nou? molecul? de ARN-t, a c?rei
anticodon este complementar fa?? de cea de-a treia triplet? (codon) a ARN-i
din ribozom. Dipeptida (sau primii doi aminoacizi) se desprinde de cea de-a
doua molecul? de ARN-t ?i trece pe cea de-a treia molecul? de ARN-t numai
ce оntrat? оn ribozom. Оn acest fel se pomenesc unul lвng? altul trei
aminoacizi lega?i оntre ei ?i procesul se repet?, pвn? cвnd este translat
ultimul codon al ARN-i.
Оn mod obi?nuit fenomenul transmiterii informa?iei genetice este comparat
cu modul de func?ionare al unei ma?ini de scris, unde dup? fiecare ap?sare
a clapelor careta se deplaseaz? cu o liter?, f?cвnd loc pentru imprimarea
urm?toarelor, pвn? nu este dactilografiat tot textul.
Оncheind transmiterea informa?iei, ribozomul p?r?se?te firul de ARN-i ?i
se localizeaz? iar??i оn citoplasm?.
Moleculele de ARN-i pot avea, оn dependen?? de num?rul de gene
(cistroane) pe care le con?in, diferite m?rimi. Este limpede faptul c? dac?
ctirea de pe o molecul? lung? de ARN-i ar fi efectuat? de un singur
ribozom, sinteza proteinei
s-ar desf??ura оncet: iat? de ce la translarea unor astfel de molecule de
ARN-i ribozomii lucreaz? prin «Metoda de brigad?», cвteva zeci de ribozomi
unindu-se ?i formвnd a?a-numi?ii poliribozomi, sau, mai simplu, polizomi.
Dar cum, totu?i , afl? ribozomii din care cap?t al moleculei de ARN-i
trebuie s? оncap? translarea informa?iei genetice? S-a stabilit c? ambele
capete ale moleculei de ARN-i sunt marcate distinct de anumite grupe. La
unul din capete exist? grupuri fosfatice (оnsemnate conven?ional prin ppp-
uri latine?ti), iar la altul-grupa hidroxil? (ON). Prescurtat ele sunt
оnsemnate respectiv prin 5' ?i 3'. Ribozomii se deplaseaz? оntotdeauna de
la cap?tul 5' spre cap?tul 3', a?a cum e ar?tat pe schema ce urmeaz?:
5' PPP-uri AUG-GCU-UCU-AAC-UUU-CGA-AAC-CUG ON... 3'.
S-a mai constatat ?i faptul c? оn moleculele acizilor nucleici nu toate
tripletele sunt citite. Asemenea triplete ca UAG, UAA ?i UGA sunt
repartizate оn locuri diferite: la оnceputul, la sfвr?itul sau оn
sectoarele medii ale lan?ului оntre anumite gene. Datorit? faptului c? nu
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75
