Bio do MaturyDziały

Transkrypcja, translacja, kod genetyczny – zadania maturalne z biologii

Od genu do białka

Ekspresja genu to transkrypcja i translacja. W transkrypcji polimeraza RNA syntetyzuje mRNA komplementarne do nici matrycowej DNA (A–U, T–A, C–G). U eukariontów pre-mRNA dojrzewa w jądrze: usuwane są introny (splicing), a dołączane czapeczka i ogon poli(A). Translacja zachodzi na rybosomach: kodony mRNA (trójki nukleotydów) są odczytywane przez tRNA z komplementarnymi antykodonami, które dostarczają aminokwasy. Kod genetyczny jest trójkowy, jednoznaczny, zdegenerowany (kilka kodonów dla jednego aminokwasu), niezachodzący i prawie uniwersalny. Kodon AUG rozpoczyna translację, a UAA, UAG i UGA ją kończą. Ekspresja genów jest regulowana, np. operon laktozowy u bakterii włącza się w obecności laktozy.

Zapamiętaj

  • mRNA ma sekwencję jak nić kodująca DNA, ale z U zamiast T.
  • Degeneracja kodu = jedna mutacja punktowa może nie zmienić aminokwasu.
  • Splicing usuwa introny – zachodzi tylko u eukariontów.
  • AUG = start (metionina); UAA, UAG, UGA = stop.
  • Komórki organizmu mają te same geny, ale różnią się tym, które są aktywne.

Typowe błędy

  • Mylenie kodonu z antykodonem.
  • Pisanie, że translacja zachodzi w jądrze komórkowym.
  • Odczytywanie sekwencji aminokwasów z nici matrycowej bez przepisania na mRNA.

Wymagania podstawy programowej

  • XIII.1 struktura genu prokariotycznego i eukariotycznego
  • XIII.2 transkrypcja i rola polimerazy RNA
  • XIII.3 obróbka potranskrypcyjna u eukariontów
  • XIII.4 cechy kodu genetycznego
  • XIII.5 translacja i modyfikacje potranslacyjne
  • XIII.6 ekspresja genów u prokariontów i eukariontów – porównanie
  • XIII.7 regulacja ekspresji genów u eukariontów

Przykładowe zadania

Zadanie 1

  1. 1.1 Kodon to: (1 pkt)

    • A. sekwencja trzech nukleotydów w mRNA, kodująca aminokwas lub sygnał zakończenia translacji
    • B. sekwencja trzech aminokwasów w białku
    • C. para nukleotydów w DNA
    • D. fragment białka wiążący się z DNA
    Pokaż odpowiedź

    Odpowiedź: A. sekwencja trzech nukleotydów w mRNA, kodująca aminokwas lub sygnał zakończenia translacji

    Kodon to trójka nukleotydów w mRNA. Antykodon to komplementarna trójka w tRNA.

Zadanie 2

Fragment nici matrycowej DNA ma sekwencję: 3′-TAC GGA TTT-5′.

  1. 2.1 Sekwencja mRNA powstałego na tej matrycy to: (1 pkt)

    • A. 5′-AUG CCU AAA-3′
    • B. 5′-ATG CCT AAA-3′
    • C. 5′-UAC GGA UUU-3′
    • D. 3′-AUG CCU AAA-5′
    Pokaż odpowiedź

    Odpowiedź: A. 5′-AUG CCU AAA-3′

    mRNA jest komplementarny i antyrównoległy do nici matrycowej: naprzeciw T staje A, naprzeciw A – U, naprzeciw G – C. W RNA zamiast tyminy występuje uracyl, a nić mRNA zapisuje się od końca 5′.

  2. 2.2 Kod genetyczny jest zdegenerowany, co oznacza, że: (1 pkt)

    • A. jeden kodon koduje kilka różnych aminokwasów
    • B. jeden aminokwas może być kodowany przez kilka różnych kodonów
    • C. sąsiednie kodony nakładają się na siebie
    • D. u różnych organizmów te same kodony oznaczają inne aminokwasy
    Pokaż odpowiedź

    Odpowiedź: B. jeden aminokwas może być kodowany przez kilka różnych kodonów

    64 kodony kodują tylko 20 aminokwasów (3 to kodony STOP), więc większość aminokwasów ma kilka kodonów synonimicznych. Kod jest jednoznaczny – kodon nie oznacza kilku aminokwasów – i niemal uniwersalny.

  3. 2.3 Oceń, czy podane informacje o kodzie genetycznym są prawdziwe. (1 pkt)

    • . Kodon AUG koduje metioninę i zwykle jest kodonem start.
    • . Wszystkie 64 kodony kodują aminokwasy.
    • . Kod genetyczny jest trójkowy.
    Pokaż odpowiedź

    Odpowiedź: true, false, true

    AUG rozpoczyna translację i koduje metioninę. Z 64 kodonów 61 koduje aminokwasy, a 3 (UAA, UAG, UGA) to kodony STOP. Jeden aminokwas kodują trzy kolejne nukleotydy.

Zadanie 3

  1. 3.1 U eukariontów transkrypcja genów jądrowych zachodzi w: (1 pkt)

    • A. rybosomach
    • B. cytozolu
    • C. aparacie Golgiego
    • D. jądrze komórkowym
    Pokaż odpowiedź

    Odpowiedź: D. jądrze komórkowym

    Geny jądrowe są przepisywane na RNA w jądrze, a dojrzały mRNA przechodzi do cytoplazmy, gdzie zachodzi translacja. Własną transkrypcję mają też mitochondria i chloroplasty.

  2. 3.2 Oceń, czy podane informacje o translacji są prawdziwe. (1 pkt)

    • . Rybosom przesuwa się po mRNA w kierunku 5′→3′.
    • . Aminokwasy są dostarczane do rybosomu przez cząsteczki tRNA.
    • . Translacja kończy się po napotkaniu kodonu AUG.
    Pokaż odpowiedź

    Odpowiedź: true, true, false

    AUG to kodon start, kodujący metioninę. Translacja kończy się na jednym z kodonów STOP: UAA, UAG lub UGA.

  3. 3.3 Wyjaśnij, jakie znaczenie dla komórki ma tworzenie polisomów (wiele rybosomów tłumaczących jednocześnie tę samą cząsteczkę mRNA). (1 pkt)

    Pokaż odpowiedź

    Odpowiedź: Wiele rybosomów jednocześnie odczytuje tę samą cząsteczkę mRNA, więc w krótkim czasie powstaje wiele cząsteczek tego samego białka.

    Polisom to kilka lub kilkanaście rybosomów przesuwających się kolejno po jednej cząsteczce mRNA.

Ćwicz ten dział z oceną odpowiedziSprawdź swój poziom za darmo