Perinnöllisyystieteen perusteita III Perinnöllisyystieteen perusteita

10. Valkuaisaineiden valmistaminen solussa 1. Avainsanat 2. Perinnöllinen tieto on dna:n emäsjärjestyksessä 3. Proteiinit koostuvat aminohapoista 4. Proteiinisynteesin perusta 5. Proteiinisynteesin vaiheet 6. Geenimutaatiot voivat muuttaa dna:n rakennetta ja proteiinien tuotantoa 7. Tehtävät 8. Kuvat

Avainsanat: Perintötekijä eli geeni Alleeli Emäsjärjestys Aminohappo Kodoni Proteiinisynteesi Siirtäjä-rna Ribosomi-rna Lähetti-rna Antikodoni Peptidiketju Mutageenit Geenimutaatiot

Perinnöllinen tieto on dna:n emäsjärjestyksessä Geenit ovat tietynmittaisia jaksoja dna-ketjusta. Saman lajin yksilöillä on samat geenit. Lajin eri yksilöiden erot selittyvät geenimuotojen eli alleelien erilaisuudella. Eri alleeleissa on hieman erilainen emäsjärjestys → syntyy erilaisia proteiineja → yksilöiden erilaiset ilmiasut Kuva kirjan sivulta 72

Proteiinit koostuvat aminohapoista Dna-ketjun emäsjärjestys määrää proteiinien aminohappojärjestyksen Dna:n emäsjärjestystä tulkitaan kodoneina Kodoni: kolme peräkkäistä emästä (43=64). Kolme lopetuskodonia Proteiineja tarvitaan solussa mm.: entsyymeiksi hormoneiksi solukalvon rakenneosiksi (21B). Proteiineja valmistetaan proteiinisynteesissä Kuva kirjan sivulta 72

Proteiinisynteesin perusta Tarvittava tieto tumassa Synteesi tapahtuu soluliman ribosomeilla Rna-molekyylit siirtävät ja tulkitsevat tiedot Rna: yksijuosteinen sokeriosana riboosi Tymiinin (T) tilalla urasiili (U) Kuva kirjan sivulta 72

Proteiinisynteesin vaiheet Dna-ketju aukeaa tarvittavan geenin kohdalta. Lähetti-rna kopioi tiedot. Lähetti-rna siirtyy solulimaan ribosomeille. Siirtäjä-rna:t tuovat ribosomeille lähetti-rna:n kodoneja vastaavat aminohapot. Ribosomilla aminohapot liittyvät yhteen peptidisidoksella. Aminohapoista syntyy ketju. Valmis aminohappoketju laskostuu ja vaikuttaa solun toimintaan Kuva kirjan sivulta 72 Tiedosto ”proteiinisynteesi.swf” kannattaa avata nettiselaimessa, jossa on Flash Player.

Geenimutaatiot voivat muuttaa dna:n rakennetta ja proteiinien tuotantoa Mutageeni → mutaatio Sukusolujen mutaatiot voivat periytyä jälkeläisille Mutaatiot voivat olla: haitallisia, hyödyllisiä tai neutraaleja. Geenimutaatiot muuttavat dna:n emäsjärjestystä → muutokset proteiinisynteesissä Laajempia mutaatioita ovat kromosomi- ja kromosomistomutaatiot. Kuva kirjan sivulta 72

Tehtävät Yhdistä oikein TACAATGGCCGATCCATG TEM-kuva proteiinisynteesistä Proteiinisynteesi (YO-tehtävä S-01)

1. Yhdistä oikein emäs • proteiini • aminohappo • geeni • dna • rna • • tietynmittainen dna:n osa • dna:n vaihteleva osa • molekyylejä on kolmenlaisia, ja ne valmistetaan suoraan dna:n ohjeiden mukaan • solun toiminnallisia ja rakenteellisia molekyylejä • perinnöllisen informaation sisältävä molekyyli • proteiinien rakennusaine

2. TACAATGGCCGATCCATG Geeni dna:ssa alkaa emäksillä TACAATGGCCGATCCATG Mikä on lähetti-rna:n emäsjärjestys? Mitkä ovat vastaavat siirtäjä-rna-molekyylien tunnistusemäkset? Millainen aminohappoketju geenin ohjeiden mukaan rakentuu (73A)?

3. TEM-kuva proteiinisynteesistä Värjätty TEM-kuva esittää proteiinisynteesiä. Mikä rakenne on kuvassa väritetty siniseksi? Entä mitä kuvaa punainen nauha? Mitä ovat vihreät ketjut?

4. Proteiinisynteesi (YO-tehtävä S-01) Jäljennä tehtävässä oleva proteiinisynteesiä esittävä kaaviokuva vastauspaperiisi ja täydennä sitä alla olevien ohjeiden mukaan. Käytä hyväksesi sivulla 73 olevaa taulukkoa. Erään valkuaisaineen alussa ovat peräkkäin aminohapot metioniini, tryptofaani, asparagiini ja kysteiini. Merkitse kuvan lähetti-RNA:lle tarvittavat emäkset. Merkitse neljälle siirtäjä-RNA:lle oikeat vapaat (tunnistus)emäkset ja merkitse, mitä aminohappoa kukin kuljettaa (alkukirjain neliöön riittää). Miten kuvattu tilanne muuttuisi, jos kyseistä proteiinia vastaavan DNA-jakson kuudes emäs häviäisi mutaation seurauksena?

Kuvat Napsauta kuva suuremmaksi!

Kuvat kirjan sivulta 73

Kuva kirjan sivulta 74

Kuva kirjan sivulta 74

Kuva kirjan sivulta 75

Kuva kirjan sivulta 76

VASTAUS 1: Yhdistä oikein emäs • dna:n vaihteleva osa proteiini • solun toiminnallisia ja rakenteellisia molekyylejä aminohappo • proteiinien rakennusaine geeni • tietynmittainen dna:n osa dna • perinnöllisen informaation sisältävä molekyyli rna • molekyylejä on kolmenlaisia, ja ne valmistetaan suoraan dna:n ohjeiden mukaan 25

VASTAUS 2: TACAATGGCCGATCCATG Lähetti-rna:n emäsjärjestys on AUGUUACCGGCUAGGUAC Siirtäjä-rna-molekyylien tunnistusemäkset ovat UAC AAU GGC CGA UCC AUG Aminohappoketjussa ovat metioniini, leusiini, proliini, alaniini, arginiini ja tyrosiini. 26

VASTAUS 3: TEM-kuva proteiinisynteesistä Siniset pallot ovat ribosomeja. Punainen nauha on lähetti-rna. Vihreät ketjut ovat ribosomeilla lähetti-rna:n ohjeen mukaan syntyviä aminohappoketjuja. 27

VASTAUS 4: Proteiinisynteesi (YO-tehtävä S-01) Aminohapot (met) (try) (asp) (kys) Kyseistä kohtaa koodaava DNA TAC ACC TTA/G ACA/G Vastaava lähetti RNA AUG UGG AAU/C UGU/C b) Siirtäjä-RNA:iden vapaat emäkset: UAC ACC UUA/G ACA/G (met) (try) (asp) (kys) c) Tällöin toisen aminohapon (tryptofaanin) koodin sijaan tulisi lopetuskoodi ja proteiinin valmistuminen keskeytyisi. 28