Genetică moleculară

Funcția heterocatalitică: transcripția, translația, codul genetic

Cum dirijează ADN-ul sinteza proteinelor: gena, transcripția (ADN → ARNm), maturarea, codul genetic și codonii, translația pe ribozomi (ARNm + ARNt + ARNr) și calculele cu codoni cerute la BAC.

  • 25 min
  • La BAC: II.A a) · II.A b) · II.A c) · I.A–D
  • Verificat pe bareme
Ilustrație: Funcția heterocatalitică: transcripția, translația, codul genetic
Ilustrație generată pentru ZECE (artistică, nu o planșă științifică: pentru detalii exacte vezi schemele din lecție).

ții minte doar fișa asta și ești acoperit

Fișa de aur

  1. 01

    Funcția heterocatalitică = ADN-ul dirijează sinteza altor molecule: ADN → (transcripție) → ARNm → (translație) → proteină.

  2. 02

    Transcripția: în nucleu, cu ARN-polimeraza; se copiază o catenă a genei; ARNm e complementar cu ea și are U în loc de T.

  3. 03

    La eucariote urmează maturarea: se elimină intronii, se unesc exonii → ARNm matur.

  4. 04

    Translația: în citoplasmă, pe ribozomi; participă ARNm (codoni), ARNt (aminoacizi, anticodon), ARNr (ribozomi), enzime și ATP.

  5. 05

    Codul genetic: triplet (codon = 3 nucleotide din ARNm), 64 de codoni (61 cu sens + 3 stop: UAA, UAG, UGA), AUG = start (metionină).

    Truc: Codul e ca un alfabet de cuvinte din 3 litere; AUG e „Start”, UAA/UAG/UGA sunt punctul.

  6. 06

    Codul e degenerat (un aminoacid → mai mulți codoni), univoc, nesuprapus, fără virgule, universal.

  7. 07

    Calcul: ADN bicatenar cu N nucleotide → ARNm cu N/2 nucleotide → N/6 codoni.

1 din 11

Pe scurt

3 minesențialul, de recitit oricând

Culorile din lecție:termencifră, datăidee-cheieexemplu

  • Funcția heterocatalitică = ADN-ul dirijează sinteza altor molecule: ARN și, prin ARN, proteine. Fluxul informației: ADN→(transcripție)→ARNm→(translație)→proteină.
  • Transcripția: în nucleu; enzima ARN-polimeraza; se copiază o catenă a genei (catena-matriță); ARNm este complementar cu ea și are U în loc de T. La eucariote urmează maturarea (eliminarea intronilor).
  • Translația: în citoplasmă, pe ribozomi; participă ARNm (matrița, codonii), ARNt (aduce aminoacizii, anticodonul), ARNr (ribozomii), aminoacizi, enzime, energie (ATP).
  • Codul genetic: triplet (codon = 3 nucleotide din ARNm); 64 de codoni: 61 codifică aminoacizi, 3 stop (UAA, UAG, UGA); AUG = start (metionină); degenerat, universal, nesuprapus, fără virgule.
  • Calcule: ADN bicatenar cu N nucleotide → ARNm cu N/2 nucleotide → N/6 codoni (barem august 2024: 96 → 48 → 16 codoni).

Schemă interactivă

1 min

Genetică moleculară · pas cu pas

Sinteza proteinelor: transcripție și translație

Pasul 1/6

Transcripția · inițiere

nucleucitoplasmă5′3′ATGCCTAAGTAA3′5′TACGGATTCATTAUGCCUAAGUAA
Ce se întâmplă

În nucleu, ARN-polimeraza se fixează pe promotorul genei și desface local cele două catene ale ADN (se rup legăturile de hidrogen dintre baze).

  • ADN, catena-matriță: 3′ TAC GGA TTC ATT 5′
  • ARNm: 5′ AUG CCU AAG UAA 3′
  • Anticodoni ARNt: UAC · GGA · UUC
  • Catena polipeptidică: Met – Pro – Lys (UAA = stop)

Met = metionină, Pro = prolină, Lys = lizină. 4 codoni în ARNm → 3 aminoacizi, pentru că al patrulea este codon stop.

Fluxul informației: ADN → (transcripție, în nucleu) → ARNm → (translație, pe ribozomi) → proteină. Participă trei tipuri de ARN: ARNm (matrița, cu codoni), ARNt (aduce aminoacizii, are anticodon), ARNr (intră în structura ribozomilor).

Gena

1 min

  • Gena = un segment de ADN cu informația pentru o catenă polipeptidică (sau pentru un ARN).
  • Informația este dată de ordinea nucleotidelor (structura primară).
  • La eucariote, genele sunt discontinue: exoni (secvențe care rămân în ARNm matur și se traduc) alternează cu introni (secvențe necodificatoare, eliminate). La procariote genele sunt, de regulă, continue (fără introni).

Etapa 1 — Transcripția (transcrierea)

3 min o întrebare la final

Transcripția și translația ADN

Ambele etape în animație, de la genă la proteină.

Florin Constantinescu · 7:38 · Deschide pe YouTube

ElementCe trebuie să știi

Unde
nucleu (eucariote); citoplasmă/nucleoid (procariote)
Matrița
o singură catenă a genei (catena-matriță), citită în sens 3'→5'
Enzima
ARN-polimeraza
Materia primă
ribonucleotide libere cu A, G, C, U
Regula
complementaritate: A (ADN) → U (ARN), T → A, G → C, C → G
Sensul sintezei
ARN-ul crește în sens 5'→3' (antiparalel cu matrița)
Produsul
ARNm (și ARNt, ARNr, prin transcrierea genelor respective)

Etape: inițiere (ARN-polimeraza se fixează pe o secvență de la începutul genei — promotorul — și desface local dublul helix) → elongare (alungirea catenei de ARN) → terminare (la o secvență de terminare; ARN-ul se desprinde, iar ADN-ul se reface ca dublu helix).

Maturarea la eucariote: transcrierea dă un ARN precursor (transcript primar), care conține și exoni, și introni. În nucleu, intronii sunt eliminați și exonii sunt uniți (cu participarea ARN-ului nuclear mic). Rezultă ARNm matur, mai scurt, care iese prin porii nucleari în citoplasmă.

Exemplu de transcriere: catena-matriță ADN 3'-TACGGATTC-5' ARNm 5'-AUGCCUAAG-3' → codonii AUG | CCU | AAG

Ce enzimă realizează transcripția?

Codul genetic

3 min o întrebare la final

ProprietateSemnificație

Triplet
un aminoacid este codificat de un codon = 3 nucleotide consecutive din ARNm; 4 × 4 × 4 = 64 de codoni
Codoni cu sens / stop
61 codifică aminoacizi; 3 codoni stop (nonsens): UAA, UAG, UGA
Codon de inițiere
AUG — începe translația și codifică metionina
Degenerat (redundant)
un aminoacid poate fi codificat de mai mulți codoni (sunt 61 de codoni pentru 20 de aminoacizi)
Univoc (neambiguu)
un codon codifică un singur aminoacid
Nesuprapus și fără virgule
codonii se citesc unul după altul, continuu, fără nucleotide comune și fără „pauze”
Universal
același cod la (aproape) toate organismele, de la bacterii la om
Roata codului genetic: codoni și aminoacizi

Citește un codon din centru spre margine (ex.: A-U-G = metionină, codonul de start). Pătratele negre marchează codonii stop.

Autor: Mouagip · Domeniu public · Wikimedia Commons

Care e codonul de inițiere?

Etapa 2 — Translația (traducerea)

3 min

Participanți: ARNm (matrița, cu codoni), ARNt încărcat cu aminoacizi (cu anticodon), ribozomi (ARNr + proteine), aminoacizi, enzime, energie (ATP, GTP).

Desen în caiet: un ribozom pe o catenă de ARNm, cu molecule de ARNt care aduc aminoacizii și un lanț polipeptidic în creștere

Ribozomul se mișcă pe ARNm (banda roz), ARNt aduc aminoacizii pe rând, iar lanțul de bile colorate care iese deasupra este polipeptidul în creștere.

Ilustrație ZECE, generată cu AI pentru această lecție.

  1. Activarea aminoacizilor

    Fiecare aminoacid se leagă de ARNt-ul său specific (cu enzime specifice și energie din ATP) → aminoacil-ARNt.

  2. Inițierea

    Subunitatea mică a ribozomului se fixează pe ARNm, la codonul AUG; vine ARNt-ul inițiator, cu metionină, al cărui anticodon (UAC) se împerechează cu AUG; se atașează subunitatea mare.

  3. Elongarea (alungirea)

    Intră ARNt-ul al cărui anticodon este complementar cu următorul codon; între cei doi aminoacizi se formează o legătură peptidică; ribozomul avansează cu un codon, iar ARNt-ul liber pleacă. Procesul se repetă codon cu codon, în sens 5'→3' pe ARNm.

  4. Terminarea

    Când ribozomul ajunge la un codon stop (UAA, UAG, UGA), nu există ARNt corespunzător; catena polipeptidică se eliberează, iar subunitățile ribozomului se separă.

  • Pe aceeași moleculă de ARNm pot lucra simultan mai mulți ribozomi → poliribozom (polizom) → mai multe molecule identice de proteină, mai repede.
  • Ribozomii pot fi liberi în citoplasmă (proteine pentru celulă) sau atașați reticulului endoplasmatic rugos (proteine de export, de exemplu enzimele digestive pancreatice din problemele BAC).
  • După sinteză, catena polipeptidică se pliază și capătă forma tridimensională funcțională.

Transcripție vs translație

1 min

Transcripția
Translația
Localizare (eucariote)
nucleu
citoplasmă, ribozomi
Matrița
catena-matriță a ADN
ARNm
Acizi nucleici implicați
ADN (matrița), ARNm (produsul)
ARNm, ARNt, ARNr
Enzimă principală
ARN-polimeraza
enzime ale ribozomului / de activare a aminoacizilor
Unități adăugate
ribonucleotide (A, U, G, C)
aminoacizi
Legături formate
fosfodiesterice
peptidice
Produs
ARN (ARNm)
catenă polipeptidică (proteină)

Calcule cu codoni (BAC august 2024 și cerințe proprii)

3 min o întrebare la final

MărimeFormulă (fragment de ADN bicatenar cu N nucleotide)

nucleotide pe o catenă
N/2
nucleotide în ARNm transcris
N/2
codoni în ARNm
N/2 : 3 = N/6
aminoacizi codificați
= numărul de codoni (dacă enunțul spune că ultimul codon e stop: N/6 − 1)
Răspuns-model — BAC august 2024, var. 8, II.A b), a treia cerință

Fragmentul de ADN bicatenar are 96 de nucleotide, deci fiecare catenă are 96 : 2 = 48 de nucleotide. ARNm sintetizat prin transcripție are 48 de nucleotide. Un codon = 3 nucleotide ⇒ 48 : 3 = 16 codoni. (barem: 16 — 2 puncte)

Cerință proprie — pe datele din BAC Model 2024 (catena 3'-GGACTC-5')

Cerința: Scrieți secvența de nucleotide a ARNm sintetizat prin transcripția catenei 3'–5' și numărul de codoni pe care îi conține. Rezolvare: complementaritate A→U, T→A, G→C, C→G: ARNm 5'-CCUGAG-3'; 6 nucleotide : 3 = 2 codoni (CCU, GAG).

Alte idei rapide de cerință proprie: secvența anticodonilor ARNt corespunzători (pentru 5'-CCU GAG-3' → anticodonii 3'-GGA-5' și 3'-CUC-5'); numărul de aminoacizi din catena polipeptidică. Algoritmul general: Problema ADN.

Câți codoni are ARNm transcris de pe un ADN bicatenar cu 180 de nucleotide?

Ce se cere la BAC — II.A a) pe sinteza proteinelor

5 mincum apare la examen

Model 2025
Cerința
un ARN implicat în transcripție + rolul lui (1p + 2p)
Răspuns acceptat (exemple)
ARNm — copiază informația genetică dintr-o genă și o transportă la ribozomi, unde servește ca matriță pentru sinteza proteinei
August 2025, var. 4
Cerința
un acid nucleic din transcripție + unul din translație + câte o caracteristică structurală
Răspuns acceptat (exemple)
transcripție: ADN — bicatenar / conține dezoxiriboză; translație: ARNt — formă de frunză de trifoi / are anticodon
Specială 2025, var. 6
Cerința
două ARN din translație + o asemănare cu ADN
Răspuns acceptat (exemple)
ARNm și ARNt (sau ARNr); ARNm, ca și ADN-ul, conține A, G, C și radical fosfat
Iunie 2026, var. 3
Cerința
doi acizi nucleici din sinteza proteinelor + câte un rol
Răspuns acceptat (exemple)
ADN — păstrează informația genetică, matriță pentru transcripție; ARNm — transportă informația la ribozomi
August 2026, var. 1
Cerința
doi acizi nucleici din translație + câte o caracteristică funcțională
Răspuns acceptat (exemple)
ARNt — transportă aminoacizii la ribozomi; ARNr — alcătuiește ribozomii, sediul translației
1 / 5
Răspuns-model — BAC august 2026, var. 1, II.A a)

Acizi nucleici implicați în translație: ARN mesager și ARN de transfer. ARNm — conține codonii care stabilesc ordinea aminoacizilor în catena polipeptidică (matrița translației). ARNt — transportă aminoacizii la ribozomi și îi poziționează prin anticodon, complementar codonului din ARNm.

Greșeli care costă puncte

2 mincapcanele de evitat

  • Timină în ARNm. La transcripție, în dreptul lui A din ADN se pune U.
  • Inversarea secvenței ARNm. Ca la catena complementară de ADN: înlocuiești bazele, nu întorci ordinea (3'-GGACTC-5' → 5'-CCUGAG-3').
  • Translația în nucleu — greșit; translația are loc în citoplasmă, pe ribozomi.
  • Codon = 3 nucleotide de ADN — la BAC codonul se raportează la ARNm; numărul de codoni se calculează din nucleotidele ARNm (N/2), nu din N.
  • „Codul genetic este degenerat = un codon codifică mai mulți aminoacizi” — invers: un aminoacid are mai mulți codoni.
  • ADN „implicat în translație” — nu; ADN-ul intervine la transcripție.
  • „Ribozomii sunt alcătuiți din ADN și proteine” — greșit: din ARNr și proteine.

Schema de recapitulare

1 minpentru recapitularea rapidă

  • Funcția heterocatalitică = sinteza proteinelor
    • Transcripție (nucleu): ADN (matrița 3'→5') + ARN-polimerază → ARN precursor → maturare (fără introni) → ARNm
    • Codul genetic: codon = triplet; 64 (61 + 3 stop); AUG start; degenerat, universal, nesuprapus
    • Translație (ribozomi): activare→inițiere (AUG, Met)→elongare (legături peptidice)→terminare (codon stop)
    • Calcul: N (ADN)→N/2 (ARNm)→N/6 codoni

Exersează pe itemi oficiali

0/7
2026 · August · v01 · II.A

Translația/traducerea este una dintre etapele sintezei proteinelor la eucariote. a) Precizați două exemple de acizi nucleici implicați în această etapă a sintezei proteice și câte o caracteristică funcțională pentru fiecare dintre acești acizi nucleici. b) Sinteza unei enzime din compoziția sucului pancreatic se realizează pe baza informației unui fragment de ADN bicatenar, alcătuit din 288 nucleotide, dintre care 46 conțin guanină. Stabiliți următoarele: - numărul nucleotidelor cu timină conținute de fragmentul de ADN bicatenar (scrieți toate etapele necesare rezolvării acestei cerințe); - numărul legăturilor duble și al legăturilor triple din fragmentul macromoleculei de ADN bicatenar; - secvența de nucleotide din catena de ADN 5’-3’ complementară, știind că, pe catena 3’-5’, secvența de nucleotide este următoarea: TAAACG. c) Completați problema de la punctul b) cu o altă cerință pe care o formulați voi, folosind informații științifice specifice biologiei; rezolvați cerința pe care ați propus-o.

2026 · Iunie · v03 · II.A

Transcripția și translația/traducerea sunt etape ale sintezei proteice la eucariote. a) Precizați doi acizi nucleici implicați în sinteza proteinelor și câte un rol pentru fiecare dintre cei doi acizi nucleici. b) Sinteza unei enzime cu rol în digestia lipidelor se realizează pe baza informației unui fragment de ADN bicatenar, alcătuit din 484 nucleotide, dintre care 106 conțin citozină. Stabiliți următoarele: - numărul nucleotidelor cu timină conținute de fragmentul de ADN bicatenar (scrieți toate etapele necesare rezolvării acestei cerințe); - numărul legăturilor duble și al legăturilor triple din fragmentul macromoleculei de ADN bicatenar; - secvența de nucleotide din catena de ADN 5’-3’ complementară, știind că, pe catena 3’-5’, secvența de nucleotide este următoarea: GGGACT. c) Completați problema de la punctul b) cu o altă cerință pe care o formulați voi, folosind informații științifice specifice biologiei; rezolvați cerința pe care ați propus-o.

2025 · August · v04 · II.A

Sinteza proteinelor la eucariote se realizează în două etape: transcripția și translația/traducerea. a) Precizați un tip de acid nucleic implicat în transcripție, un tip de acid nucleic implicat în translație și câte o caracteristică structurală pentru fiecare dintre acești doi acizi nucleici. b) Sinteza unei enzime digestive se realizează pe baza informației unui fragment de ADN bicatenar, alcătuit din 364 nucleotide, dintre care 88 conțin adenină. Stabiliți următoarele: - numărul nucleotidelor cu guanină conținute de fragmentul de ADN bicatenar (scrieți toate etapele necesare rezolvării acestei cerințe); - numărul legăturilor duble și al legăturilor triple din fragmentul macromoleculei de ADN bicatenar; - secvența de nucleotide din catena de ADN 5’-3’ complementară, știind că, pe catena 3’-5’, secvența de nucleotide este următoarea: GGTCAA. c) Completați problema de la punctul b) cu o altă cerință pe care o formulați voi, folosind informații științifice specifice biologiei; rezolvați cerința pe care ați propus-o.

2025 · Sesiunea specială · v06 · II.A

Sinteza proteică la eucariote se realizează în două etape: transcripția și translația/traducerea. a) Precizați două tipuri de acizi ribonucleici care participă la realizarea translației și o asemănare între unul dintre tipurile de acizi ribonucleici precizați și acidul dezoxiribonucleic. b) Sinteza unei enzime se realizează pe baza informației unui fragment de ADN bicatenar, alcătuit din 246 nucleotide, dintre care 74 conțin guanină. Stabiliți următoarele: - numărul nucleotidelor cu adenină conținute de fragmentul de ADN bicatenar (scrieți toate etapele necesare rezolvării acestei cerințe); - numărul legăturilor duble și al legăturilor triple din fragmentul macromoleculei de ADN bicatenar; - secvența de nucleotide din catena de ADN 5’-3’ complementară, știind că, pe catena 3’-5’, secvența de nucleotide este următoarea: GGTATC. c) Completați problema de la punctul b) cu o altă cerință pe care o formulați voi, folosind informații științifice specifice biologiei; rezolvați cerința pe care ați propus-o.

2025 · Model · II.A

ADN-ul conține informația necesară sintezei diferitelor tipuri de proteine, la eucariote. Transcripția este una dintre etapele sintezei proteice la eucariote. a) Precizați pentoza/zahărul din compoziția unei nucleotide de tip ADN, un tip de ARN implicat în transcripție și rolul acestui tip de ARN. b) Sinteza unei enzime pancreatice se realizează pe baza informației unui fragment de ADN bicatenar, alcătuit din 558 nucleotide, dintre care 103 conțin guanină. Stabiliți următoarele: - numărul nucleotidelor cu timină conținute de fragmentul de ADN bicatenar (scrieți toate etapele necesare rezolvării acestei cerințe); - numărul legăturilor duble și al legăturilor triple din fragmentul de ADN bicatenar; - secvența de nucleotide din catena de ADN 5’-3’ complementară, știind că, pe catena 3’-5’, secvența de nucleotide este următoarea: CCCAGT. c) Completați problema de la punctul b) cu o altă cerință pe care o formulați voi, folosind informații științifice specifice biologiei; rezolvați cerința pe care ați propus-o.

2024 · August · v08 · II.A

Acizii nucleici reprezintă materialul genetic al virusurilor, procariotelor și eucariotelor. a) Precizați o asemănare și o deosebire între organizarea materialului genetic la procariote și organizarea materialului genetic la eucariote. b) Sinteza unei proteine din structura membranei celulare se realizează pe baza informației unui fragment de ADN bicatenar, alcătuit din 96 de nucleotide, dintre care 32 conțin timină. Stabiliți următoarele: - numărul nucleotidelor cu citozină conținute de fragmentul de ADN bicatenar (scrieți toate etapele necesare rezolvării acestei cerințe); - numărul legăturilor duble și al legăturilor triple din fragmentul de ADN bicatenar; - numărul codonilor din catena de ARN mesager sintetizat prin transcripție/transcriere. c) Completați problema de la punctul b) cu o altă cerință pe care o formulați voi, folosind informații științifice specifice biologiei; rezolvați cerința pe care ați propus-o.

2023 · August · v07 · II.A

Sinteza proteinelor la eucariote se realizează cu participarea mai multe tipuri de ARN. a) Precizați două tipuri de ARN implicate în acest proces și rolul fiecăruia. b) Sinteza unei proteine din plasma sângelui se realizează pe baza informației unui fragment de ADN bicatenar, alcătuit din 672 nucleotide, dintre care 192 conțin timină. Stabiliți următoarele: - numărul nucleotidelor cu citozină conținute de fragmentul de ADN bicatenar (scrieți toate etapele necesare rezolvării acestei cerințe); - numărul legăturilor duble și al legăturilor triple din fragmentul macromoleculei de ADN bicatenar; - secvența de nucleotide din catena de ADN 5’-3’ complementară, știind că, pe catena 3’-5’, secvența de nucleotide este următoarea: ACCCTG. c) Completați problema de la punctul b) cu o altă cerință pe care o formulați voi, folosind informații științifice specifice biologiei; rezolvați cerința pe care ați propus-o.

Termeni-cheie

Funcția heterocatalitică
Proprietatea ADN de a dirija sinteza altor molecule decât el însuși — ARN și, prin intermediul acestuia, proteine; se realizează prin transcripție și translație.
Gena
Segment de ADN care conține informația genetică pentru sinteza unei catene polipeptidice (sau a unei molecule de ARN).
Transcripția/transcrierea
Prima etapă a sintezei proteinelor: copierea informației unei gene într-o moleculă de ARNm, complementară cu catena-matriță a ADN, cu ajutorul ARN-polimerazei; la eucariote are loc în nucleu.
Maturarea ARN
Prelucrarea ARN-ului precursor la eucariote: eliminarea intronilor și unirea exonilor; rezultă ARNm matur, care trece în citoplasmă.
Exoni și introni
Exonii sunt secvențele unei gene eucariote care se regăsesc în ARNm matur (codificatoare); intronii sunt secvențe necodificatoare, eliminate la maturare.
Translația/traducerea
A doua etapă a sintezei proteinelor: „traducerea” succesiunii de codoni din ARNm în succesiunea de aminoacizi a catenei polipeptidice; are loc în citoplasmă, la nivelul ribozomilor.
Codul genetic
Sistemul de corespondență dintre codonii din ARNm (tripleți de nucleotide) și cei 20 de aminoacizi din proteine.
Codon
Triplet de nucleotide consecutive din ARNm care codifică un aminoacid sau semnalează oprirea sintezei.
Codon de inițiere (start)
AUG — codonul cu care începe translația; codifică metionina.
Codoni stop (nonsens)
UAA, UAG, UGA — nu codifică aminoacizi; marchează terminarea translației.
Anticodon
Triplet din ARNt complementar și antiparalel cu un codon din ARNm.
Legătura peptidică
Legătura care se formează între doi aminoacizi vecini în catena polipeptidică, la nivelul ribozomului.
Poliribozom (polizom)
Mai mulți ribozomi care traduc simultan aceeași moleculă de ARNm, sintetizând mai multe catene polipeptidice identice.

Notițele mele

Salvat local

Surse