Что такое генетическая информация и какое значение она имеет
Генетическая информация
Генети́ческая информа́ция — информация о строении белков, закодированная с помощью последовательности нуклеотидов — генетического кода — в генах (особых функциональных участках молекул ДНК или РНК).
Генетическая информация определяет морфологическое строение, рост, развитие, обмен веществ, психический склад, предрасположенность к заболеваниям и генетические пороки организма. Реализация генетической информации происходит в процессе синтеза белковых молекул с помощью трех типов РНК: информационной (иРНК) (ее также называют матричной РНК, мРНК), транспортной (тРНК) и рибосомальной (рРНК). При этом генетическая информация копируется с матрицы ДНК на мРНК в ходе транскрипции, а затем мРНК используется как матрица для синтеза белков в ходе трансляции.
Процесс передачи информации может идти:
Передача генетической информации в направлении от белка к нуклеиновым кислотам, по-видимому, невозможна, в частности, из-за свойства вырожденности генетического кода.
См. также
Полезное
Смотреть что такое «Генетическая информация» в других словарях:
ГЕНЕТИЧЕСКАЯ ИНФОРМАЦИЯ — информация о свойствах организма, к рая передаётся по наследству. Г. и. записана последовательностью нуклеотидов молекул нуклеиновых к т (ДНК, у нек рых вирусов также РНК). Содержит сведения о строении всех (ок. 10 000) ферментов, структурных… … Биологический энциклопедический словарь
ГЕНЕТИЧЕСКАЯ ИНФОРМАЦИЯ — ГЕНЕТИЧЕСКАЯ ИНФОРМАЦИЯ, получаемая от предков и заложенная в наследственных структурах (генах) программа развития организма. Смотри также Генетический код … Современная энциклопедия
ГЕНЕТИЧЕСКАЯ ИНФОРМАЦИЯ — получаемые от предков и заложенные в наследственных структурах организмов в виде совокупности генов программы о составе, строении и характере обмена составляющих организм веществ … Большой Энциклопедический словарь
Генетическая информация — ГЕНЕТИЧЕСКАЯ ИНФОРМАЦИЯ, получаемая от предков и заложенная в наследственных структурах (генах) программа развития организма. Смотри также Генетический код. … Иллюстрированный энциклопедический словарь
генетическая информация — получаемые от предков и заложенные в наследственных структурах организмов в виде совокупности генов программы о составе, строении и характере обмена составляющих организм веществ. * * * ГЕНЕТИЧЕСКАЯ ИНФОРМАЦИЯ ГЕНЕТИЧЕСКАЯ ИНФОРМАЦИЯ, получаемые… … Энциклопедический словарь
генетическая информация — genetinė informacija statusas T sritis Kūno kultūra ir sportas apibrėžtis Informacija, reguliuojanti visas organizmo ir ląstelės savybes, funkcijas. atitikmenys: angl. genetic information vok. genetische Information, f rus. генетическая… … Sporto terminų žodynas
ГЕНЕТИЧЕСКАЯ ИНФОРМАЦИЯ — информация о строении и функциях организма, заложенная в совокупности его генов (см. Генетический код) … Психомоторика: cловарь-справочник
генетическая информация — (син. наследственная информация) информация о строении и функциях организма, заложенная в совокупности генов … Большой медицинский словарь
Генетическая информация — заложенная в наследственных структурах организмов (в хромосомах, цитоплазме, клеточных органеллах), получаемая от предков в виде совокупности Генов информация о составе, строении и характере обмена составляющих организм веществ (прежде… … Большая советская энциклопедия
ГЕНЕТИЧЕСКАЯ ИНФОРМАЦИЯ — см. наследственная информация … Словарь ботанических терминов
Что такое генетическая информация и какое значение она имеет
Подробное решение параграф § 5 по биологии для учащихся 10 класса, авторов Пасечник В.В., Каменский А.А., Рубцов A.M. Углубленный уровень 2019
Вопрос 1. Что означают понятия «вещество» и «физическое тело»?
Вещество — это то, из чего состоят все физические тела в мире. Простые вещества состоят из атомов: соединений электронов, протонов и нейтронов. Атомами, в свою очередь, представлены элементы. Одни вещества имеют лишь один протон в ядре (водород), а другие сотню и больше. На сегодняшний день известно более 20 млн. веществ. Многие из них представлены в природе. В сотни раз больше веществ применяют и извлекают ученые.
Физическое тело — материальный объект, имеющий постоянные: массу, форму (причём, как правило, простую), а также соответствующий ей объём; и отделенный от других тел внешней границей раздела.
Вопрос 2. Что такое система? Чем открытые системы отличаются от закрытых?
Система — совокупность функционально связанных элементов или процессов, объединенных в целое для достижения результата и обособленная от окружающей среды.
Закрытая система не зависит от окружающей среды, отделена от нее и не взаимодействует с ней — это самодостаточное целое.
Открытая система находится в постоянном взаимодействии и обмене с внешней средой, от которой зависит ее функционирование. Она способна приспосабливаться к изменившимся внешним условиям своего существования, изменяя свою структуру.
Вопрос 3. О чём говорят законы сохранения массы вещества и превращения энергии, открытые в результате естественнонаучных исследований?
Из закона сохранения массы вещества следует, что вещества не могут возникать из ниоткуда и из ничего или превращаться в ничто. Масса веществ, вступивших в реакцию, равна массе продуктов реакции.
Закон сохранения и превращения энергии — это общий закон природы, согласно которому энергия любой замкнутой системы, при всех процессах, происходящих в системе, остаётся постоянной. Энергия может только превращаться из одной формы в другую и перераспределяться между частями системы. Для незамкнутой системы увеличение /уменьшение её энергии равно убыли /возрастанию энергии взаимодействующих с ней тел и физических полей.
Вопрос 4. Какие уровни организации живого выделяют в биологии?
Учёные выделяют несколько уровней организации биологических систем, в частности: молекулярный, клеточный, организменный, популяционно — видовой, экосистемный и биосферный. Однако следует заметить, что часто выделяют и другие уровни организации, такие, как уровень сообщества (консорции), органов и тканей (его вы подробно изучали в 8 классе), клеточных органоидов и т. п., — это переходные уровни между шестью основными.
Вопрос 5. Что является материальной основой существования биологических систем?
Фундаментальной характеристикой биологических систем является их материальная природа, а также использование энергии для осуществления своей жизнедеятельности.
Вопрос 6. Что такое генетическая информация и какое значение она имеет для биологической системы любого уровня организации? Приведите примеры.
Генетическая информация — это такая наследственная информация, которая состоит из набора генов, каждый из которых отвечает за определенные особенности строения и функционирования организма, носителем которой является ДНК (у некоторых вирусов — РНК).
Генетическая информация обусловливает особенности строения биологической системы, а точнее, её элементарного структурного и функционального компонента, т. е. клетки.
Генетическая информация определяет морфологическое строение, рост, развитие, обмен веществ, психический склад, предрасположенность к заболеваниям и генетические пороки организма.
Вопрос 7. Что позволяет компонентам биологической системы взаимодействовать как единое целое? Какие механизмы лежат в основе этих процессов?
Взаимодействие между компонентами системы позволяет компонентам биологической системы взаимодействовать как единое целое.
В основе взаимодействия лежат различные процессы саморегуляции, основанные на механизме обратной связи.
Вопрос 8. Какая фундаментальная идея лежит в основе научного объяснения единства и многообразия жизни?
Фундаментальная идея, которая лежит в основе научного объяснения единства и многообразия жизни, заключается в том, что все организмы, жившие и живущие в настоящее время на Земле, являются модифицированными потомками их общих предков.
Вопрос 9. Используя рисунок 9, опишите последовательность, изображающую восходящую иерархию биологических систем, начиная с молекулярного уровня. Например, «молекула состоит из атомов, соединённых друг с другом».
Я думаю, что имеется ввиду рис.10.
1. Из атомов, соединённых друг с другом состоит молекула.
1.1. Из молекул состоят биополимеры, из которых состоят органоиды клеток.
2. Из определенного набора органоидов, состоит клетка.
3. Ткани состоят из совокупности клеток и межклеточного вещества, объединённых общим происхождением, строением и выполняемыми функциями.
4. Орган состоит из обособленной совокупности различных типов клеток и тканей, выполняющих определённую функцию в живом организме.
5. Из органов и систем органов образуется организм (особь) определенного вида, который представляет собой целостную и самовоспроизводящуюся систему. У микроорганизмов организменный уровень совпадает с клеточным.
6. Популяция состоит из особей одного вида, относительно изолированных от групп этого же вида.
7. Популяции объединяются в совокупности — сообщества (биоценозы).
8. Экосистемы состоят из сообщества живых организмов (биоценоз), среды их обитания (биотоп), системы связей, осуществляющей обмен веществом и энергией между ними.
9. Биосферный уровень охватывает все явления жизни на Земле, которые объединяет биотический обмен веществ и энергии.
Вопрос 10. Какое значение имеет изучение свойств биологических систем на различных уровнях организации?
Различные уровни организации формируют сложное иерархическое строение, когда нижележащие более простые уровни определяют свойства вышележащих. Но каждый из уровней организации имеет особенности, которые лишь частично можно объяснить, исходя из особенностей низшего уровня. Другими словами, свойства целого не равны сумме свойств его частей. Эта закономерность известна как принцип эмерджентности систем: при объединении компонентов в более крупные функциональные единицы, возникают качественно новые (эмерджентные) свойства, которые невозможно предсказать, исходя из свойств компонентов. Итак, свойства системы определенного уровня организации является суммой совокупных свойств ее компонентов и эмерджентных свойств, возникающих в результате взаимодействия этих компонентов.
Проще говоря, на каждом уровне возникают новые свойства живого, отсутствующие на нижележащем уровне, выделяются свои элементарные явления и элементарные единицы, поэтому стоит изучать свойства биологических систем на различных уровнях организации.
Вопрос 11. Почему владение фундаментальными положениями (понятиями) биологической науки, как правило, позволяет оценить достоверность биологической информации, получаемой из различных информационных источников?
Владение Вами фундаментальными положениями (понятиями) биологической науки позволят Вам в любых источниках информации заметить искажённые или ложные данные, факты, ошибочное употребление единиц информации (цифры, буквы, символа). Владение понятиями позволит также выявить недостоверность информации, её неадекватность; рассмотреть некомпетентность источника. Поэтому владение понятиями биологической науки очень важно для получения качественной информации.
Вопрос 12. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1 «Механизмы саморегуляции».
Цель: провести исследование функций своего организма и объяснить полученные результаты с позиции понимания сущности механизмов саморегуляции.
1. Измерьте собственный пульс, находясь в состоянии покоя. Запишите результат в тетрадь.
2. Сделайте десять интенсивных и глубоких приседаний. Повторно измерьте пульс. Запишите полученные данные в тетрадь.
3. Сравните полученные результаты и сделайте вывод.
Например, мой пульс в покое — 55 ударов в минуту. После нагрузки — 95 уд. в мин. При сравнении двух показателей, мы видим, что после нагрузки пульс участился.
Вывод: здесь срабатывает один из механизмов саморегуляции, который позволяет сохранять доставку достаточного количества кислорода к органам, тканям и клеткам при любых физических нагрузках.
Кислород переносит эритроциты по кровеносным сосудам. Когда человек испытывает нагрузки, количество кислорода требуется в организм больше, значит, и количество эритроцитов будет увеличиваться, вместе с током крови. Отсюда усиливается частота сердцебиения, увеличивается пульс.
Биология
Лучшие условия по продуктам Тинькофф по этой ссылке
Дарим 500 ₽ на баланс сим-карты и 1000 ₽ при сохранении номера
. 500 руб. на счет при заказе сим-карты по этой ссылке
Лучшие условия по продуктам
ТИНЬКОФФ по данной ссылке
План урока:
Генетическая информация
Население Земли составляет более 7,6 млрд.человек, но найти одинаковых людей просто невозможно. Каждый человек обладает уникальными особенностями, которые сформировались в процессе его развития. У любого организма есть свой генотип, состоящий из определенного набора генов, которые определяют свойства организма или признаки.Все эти факторы являются решающими при формировании и развитии живых существ.
Носителем генетической информации считаются нуклеиновые кислоты. Подробно мы с ними знакомились в 5 уроке «Химический состав клетки».
На молекуле ДНК осуществляется хранение генетической информации, которая записана на ней в виде последовательности нуклеотидов.
Определенный участок ДНК, который выполняет функцию хранения генетической информации,получил название ген.
Информация о синтезе определенного вида белков записана на ДНК в виде сообщений, закодированных последовательностью нуклеотидов. Такие зашифрованные сообщения получили название генетического кода организма.
Генетический код разных организмов обладает рядом общих свойств. Остановимся подробнее на каждом из них.
1. Триплетность – каждая аминокислота кодируется сочетанием из трех расположенных нуклеотидов, получивших название кодон или триплет. Соответственно, единицей генетического кода будет триплет.
Мы уже знаем, что генетическая информация организма записана на молекуле ДНК посредством сочетания четырех нуклеотидов – аденин (А), гуанин (Г), цитозин (Ц), тимин (Т). Нетрудно посчитать, что число возможных комбинаций из четырех нуклеотидов по три составит 64, этого сочетания вполне достаточно для кодирования 20 аминокислот, входящих в состав белка. Вспомнить строение белка вам поможет урок 5 «Химический состав клетки». В настоящее время установлены кодоны для всех известных аминокислот и составлена таблица генетического кода. В следующем пункте остановимся подробнее на правилах пользования данной таблицы и решении задач по расшифровке генетического кода.
2. Код является множественным, или «вырожденным», в таком случае одна и та же аминокислота способна шифроваться несколькими триплетами. Избыточность генетического кода имеет значение для повышения надежности передачи генетической информации.
Специфичность генетического кода заключается в том, что каждый триплет шифрует только одну аминокислоту.
4. Код считается неперекрывающимся, при этом один и тот же нуклеотид не способен содержаться в составе двух рядом расположенных триплетов.
5. В генетическом коде отсутствуют запятые, то есть если произойдет выпадение одного нуклеотида, его место займет ближайший нуклеотид из соседнего кодона, благодаря чему изменится весь порядок считывания. Данный сбой приводит к появлению различных мутаций на генном уровне. Однако, молекула ДНК весьма длинная и складывается из миллионов нуклеотидных пар, поэтому генетическая информация о структуре белка должна быть разграничена. И действительно, существуют триплеты-инициаторы синтеза белковой молекулы и триплеты, которые прекращают синтез белка. Данные кодоны служат своеобразными знаками препинания генетического кода.
6. Нуклеотидный код является единым для всех живых организмов, в этом проявляется его универсальность. Это свойство кода считается убедительным доказательством общности происхождения живой природы.
Из всего вышесказанного можно сделать вывод о том, что такое генетической информации.
Генетической информации присущи определенные свойства:
Решение задач по расшифровке генетического кода
В молекулярной биологии широко используется таблица генетического кода. Ее применяют для определения последовательности аминокислот в белке.
Используя таблицу для расшифровки генетического кода, следует вспомнить сокращенные названия аминокислот, которые нам понадобятся при решении задач.
Рассмотри алгоритм действий при решении задач на определение генетического кода.
1. Разделим участок молекулы ДНК на отдельные триплеты: ААГ – ЦТТ – ТГЦ – ЦАГ.
2. Первый триплет начинается с аденина А ищем его в первом горизонтальном столбце. Учитываем, что нуклеотиды ДНК расположены в таблице генетического кода в скобках. Второе основание тоже аденинА расположен во втором горизонтальном столбце. Третье основание – гуанин Г, расположен в последнем столбце таблицы генетического кода. На пересечении столбцов мы находим необходимую аминокислоту – Фен, используя таблицу сокращений аминокислот, узнаем, что это фенилаланин.
3. Таким же способом определяем аминокислоты ещё для трех триплетов.
В итоге получаем для триплета ЦТТ – глутаминовая кислота, ТГЦ кодирует треонин, а ЦАГ – валин. Тогда у нас получилась следующая последовательность аминокислот: Фен – Глу – Тре – Вал. Соответственно, из данного отрезка молекулы ДНК образуется белок, состоящий из полученной последовательности аминокислот. Биосинтез белка сложный, многоступенчатый процесс, который рассмотрим в следующем пункте.
Биосинтез белка
Структура любого белка зашифрована в ДНК, которая не участвует в его биосинтезе. Данная молекула работает лишь матрицей для создания иРНК. Впервые в живых организмах мы сталкиваемся с реакциями матричного синтеза. Для неживой природы такие процессы не характерны. Такие реакции происходят очень быстро и точно. Рассмотрим их на примере сборки белковой молекулы.
Биосинтез белка происходит на рибосомах, пребывающих в большей степени в цитоплазме. Значит, с целью передачи генетической информации с ДНК к зоне формирования белка требуется проводник. В качестве его выступает иРНК.
1. Непосредственно образованию белка предшествует матричный синтез иРНК, который именуется транскрипция.
Установлено, что РНК синтезируется в ядре клетки на одной из цепочек ДНК согласно принципу комплиментарности. Подробно описан данный принцип в 5 уроке «Химический состав клетки».
Процесс транскрипции белка совершается никак не на целой молекуле ДНК, а только на небольшой ее зоне. Активная роль здесь отводится ферменту РНК-полимераза, которая способствует формированию РНК и распознает «знаки препинания». Транскрипция РНК, нужной с целью формирования белка, происходит в несколько последовательных этапов.
Сначала при содействии ферментов разрываются водородные связи в азотистых основаниях цепочки ДНК. В результате этого нити ДНК разъединяются. В этом месте начинается процесс транскрипции РНК – передача данных с ДНК, необходимых в синтезе определенного белка. Фермент перемещается по цепи ДНК и связывает между собой нуклеотиды в увеличивающуюся цепь иРНК. При биосинтезе белка транскрипция способна совершаться синхронно на некоторых генах одной хромосомы, а также на генах, размещенных на разных хромосомах. В следствие обмена генетической информацией формируется иРНК с последовательностью нуклеотидов, являющихся верной копией матрицы ДНК.
Синтезированная в ядре иРНК отделяется от своей матрицы и через поры ядерной оболочки поступает в цитоплазму, где прикрепляется к малой субъединице рибосом.
На специальных генах формируются и два других типа РНК – тРНК и рРНК. Начало и конец синтеза всех типов РНК строго зафиксирован специальными триплетами, выполняющими функцию «знаков препинания».
2. Вторым этапом синтеза белка считается трансляция. Проистекают данные реакции в рибосомах, куда доставляется информация о структуре белка на иРНК. Процесс трансляции заключается в переносе и реализации генетической информации в виде синтеза белка.
Зрелые молекулы иРНК, попав в цитоплазму, присоединяются к рибосомам и затем постепенно протягиваются через ее тело. В каждый момент биосинтеза белка в клетке внутри рибосомы находится незначительный участок иРНК.
Аминокислоты доставляются в рибосомы различными тРНК, которых в клетке несколько десятков.
Трансляция белка наступает со стартового кодона АУГ. Из этой зоны всякая рибосома прерывисто, триплет за триплетом, перемещается по иРНК, что сопровождается увеличением полипептидной цепочки. Количество аминокислот в белке соответствует числу триплетов иРНК.
Встраивание аминокислот исполняется при содействии тРНК – главных агентов биосинтеза белка в организме.
Цепь тРНК своей конфигурацией напоминает листик клевера. На вершине размещается особенный триплет – антикодон, который прикрепляется согласно принципу комплиментарности к конкретному кодону иРНК.
Рассмотрим последовательность ключевых процессов данного этапа биосинтеза белка.
Молекула тРНК, несущая первостепенную аминокислоту, подходит к рибосоме и примыкает антикодоном к комплиментарному ей триплету. Впоследствии к данной рибосоме присоединяется второй комплекс из тРНК и аминокислоты. В итоге между аминокислотами зарождается пептидная связь.
Первая тРНК, сбросив аминокислоту, оставляет рибосому. Затем к сформировавшейся цепочке прикрепляется третья аминокислота, доставленная в рибосому собственной тРНК, потом четвертая и так далее.
Течение биосинтеза белка не прекращается вплоть до тех пор, пока рибосома не достигнет одного из трех стоп-кодонов – УАА, УАГ или УГА.
На этом образование данной белковой цепочки прекращается, а иРНК под действием ферментов распадаются на нуклеотиды.
Всякий этап биосинтеза белка ускоряется подходящим ферментом и снабжается энергией за счет расщепления АТФ.
Большую роль в транспорте белка после его биосинтеза играет эндоплазматическая сеть. Образовавшиеся белки поступают в ее каналы, по которым перемещаются к определенным участкам клетки.
Синтез белковых молекул протекает непрерывно и с большой скоростью: в одну минуту образуется примерно 50-60 тысяч пептидных связей. Синтез одной молекулы длится всего 3-4 секунды.
Для сравнения можно привести пример синтезированного искусственно белка инсулина. Эта молекула состоит из 51 аминокислотного остатка, а для его синтеза потребовалось провести около 5000 операций. В этой работе принимали участие 10 человек в течении трех лет. Как видите, в лабораторных условиях синтез белка требует огромных усилий, времени и средств.
В результате биосинтеза половина белков нашего тела обновляются за 80 дней. За всю свою жизнь человек обновляет весь свой белок около 200 раз.
Синтез белка характерен только для живых существ, значит, является основным отражением свойств живого.
ГЕНЕТИЧЕСКАЯ ИНФОРМАЦИЯ
Смотреть что такое «ГЕНЕТИЧЕСКАЯ ИНФОРМАЦИЯ» в других словарях:
ГЕНЕТИЧЕСКАЯ ИНФОРМАЦИЯ — ГЕНЕТИЧЕСКАЯ ИНФОРМАЦИЯ, получаемая от предков и заложенная в наследственных структурах (генах) программа развития организма. Смотри также Генетический код … Современная энциклопедия
ГЕНЕТИЧЕСКАЯ ИНФОРМАЦИЯ — получаемые от предков и заложенные в наследственных структурах организмов в виде совокупности генов программы о составе, строении и характере обмена составляющих организм веществ … Большой Энциклопедический словарь
Генетическая информация — ГЕНЕТИЧЕСКАЯ ИНФОРМАЦИЯ, получаемая от предков и заложенная в наследственных структурах (генах) программа развития организма. Смотри также Генетический код. … Иллюстрированный энциклопедический словарь
Генетическая информация — информация о строении белков, закодированная с помощью последовательности нуклеотидов генетического кода в генах (особых функциональных участках молекул ДНК или РНК). Генетическая информация определяет морфологическое строение, рост, развитие,… … Википедия
генетическая информация — получаемые от предков и заложенные в наследственных структурах организмов в виде совокупности генов программы о составе, строении и характере обмена составляющих организм веществ. * * * ГЕНЕТИЧЕСКАЯ ИНФОРМАЦИЯ ГЕНЕТИЧЕСКАЯ ИНФОРМАЦИЯ, получаемые… … Энциклопедический словарь
генетическая информация — genetinė informacija statusas T sritis Kūno kultūra ir sportas apibrėžtis Informacija, reguliuojanti visas organizmo ir ląstelės savybes, funkcijas. atitikmenys: angl. genetic information vok. genetische Information, f rus. генетическая… … Sporto terminų žodynas
ГЕНЕТИЧЕСКАЯ ИНФОРМАЦИЯ — информация о строении и функциях организма, заложенная в совокупности его генов (см. Генетический код) … Психомоторика: cловарь-справочник
генетическая информация — (син. наследственная информация) информация о строении и функциях организма, заложенная в совокупности генов … Большой медицинский словарь
Генетическая информация — заложенная в наследственных структурах организмов (в хромосомах, цитоплазме, клеточных органеллах), получаемая от предков в виде совокупности Генов информация о составе, строении и характере обмена составляющих организм веществ (прежде… … Большая советская энциклопедия
ГЕНЕТИЧЕСКАЯ ИНФОРМАЦИЯ — см. наследственная информация … Словарь ботанических терминов