Животная клетка: Органоиды, Синтез Белка и Генетический Код с Примерами

Для того чтобы лучше понять, как работают механизмы клетки, рассмотрим конкретные примеры процессов и свойств генетического кода. Примеры функционирования органоидов: 1. Митохондрии: Представьте мышцы спортсмена. Во время бега клеткам требуется огромное количество энергии. В этот момент митохондрии активно окисляют глюкозу, производя молекулы АТФ. Чем активнее работает орган, тем больше митохондрий в его клетках. 2. Лизосомы: Когда клетка захватывает бактерию (процесс фагоцитоза), лизосома сливается с пищеварительной вакуолью и впрыскивает туда ферменты, которые буквально "растворяют" чужеродный объект. Пример синтеза белка: Допустим, организму нужно создать белок инсулин. 1. В ядре на участке ДНК, где записан ген инсулина, строится молекула иРНК (транскрипция). 2. иРНК выходит в цитоплазму и садится на рибосому. 3. К рибосоме подплывают тРНК. Если на иРНК стоит код \( ГЦУ \), то к нему присоединится тРНК, несущая аминокислоту Аланин. 4. Аминокислоты соединяются в цепочку, и получается молекула белка. Примеры свойств генетического кода: 1. Триплетность: Если последовательность нуклеотидов в иРНК выглядит так: \[ АУГ - ГЦУ - УУУ \] То рибосома прочитает это как три отдельных слова (кодона). Каждый кодон соответствует своей аминокислоте. 2. Однозначность: Кодон \( УУУ \) всегда кодирует только аминокислоту Фенилаланин. Никакую другую аминокислоту этот код в нормальных условиях вызвать не может. 3. Избыточность (Вырожденность): Аминокислота Лейцин может быть закодирована шестью разными триплетами: \( УУА \), \( УУГ \), \( ЦУУ \), \( ЦУЦ \), \( ЦУА \), \( ЦУГ \). Это защищает клетку от ошибок: если в результате мутации один нуклеотид заменится на другой, есть шанс, что аминокислота останется прежней и белок не испортится. 4. Универсальность: Если мы возьмем ген человека, отвечающий за синтез инсулина, и внедрим его в клетку бактерии (кишечной палочки), то бактерия начнет производить именно человеческий инсулин. Это происходит потому, что "язык" ДНК у бактерии и человека одинаков. Данная технология активно используется в современной российской медицине и биотехнологиях для производства жизненно важных лекарств. 5. Наличие Стоп-кодонов: В конце каждой записи о белке стоят специальные триплеты, например \( УАА \), \( УАГ \) или \( УГА \). Они не кодируют аминокислот, а служат сигналом "точка", означающим, что синтез белка завершен и рибосоме пора отсоединиться.