Naslednji podatki: shranjevanje in prenos. Genetski kod. Veriga DNA

Po odkritju načela molekularne organizacije takšne snovi kot DNK leta 1953 se je začela razvijati molekularna biologija. Nadalje v procesu raziskav znanstveniki

Vsak dan na molekularni ravni se pojavijo najbolj zapleteni procesi. Kako je sestavljena DNA molekula, iz česa? In kakšno vlogo imajo molekule DNA v celici? Podrobno bomo podrobno opisali vse procese, ki se pojavljajo znotraj dvojne verige.

Kaj so dedne informacije?

Torej, kje se je vse začelo? Ev leta 1868 so našli nukleinske kisline v jedrih bakterij. In leta 1928 N. Koltsov je predstavil teorijo, da je v DNK, da so genetske informacije o živem organizmu šifrirane. Potem sta J. Watson in F. Crick našla model za zdaj znano vijačnico DNA leta 1953, za katero si zasluži priznanje in nagrado - Nobelovo nagrado.

Kaj je DNA na splošno? Ta snov je sestavljena iz 2 združeni niti, natančneje spirale. Odsek takšne verige z nekateri informacije imenujemo geni.

DNK shranjuje vse informacije o tem, kateri proteini se bodo oblikovali in v kakšnem vrstnem redu. Makromolekula DNK je materialni nosilec neverjetno tridimenzionalno informacije, ki jih zabeleži strogo zaporedje posameznih opek - nukleotidov. Skupaj 4 nukleotidi se kemično in geometrično dopolnjujeta. To načelo dopolnjevanja ali dopolnjevanja v znanosti bo opisano kasneje. To pravilo igra ključno vlogo pri kodiranju in dekodiranju genskih informacij.

Ker je veriga DNA neverjetno dolga, v tem zaporedju ni ponovitev. Vsako živo bitje ima svojo edinstveno DNA verigo.

Funkcije DNA

Za funkcije deoksiribonukleinska kislina shranjevanje dednih informacij in njo prenesti na potomce. Brez te funkcije genoma vrste ni bilo mogoče ohraniti in razviti tisoče let. Organizmi, ki so bili podvrženi resno mutacije genov, pogosteje ne preživijo ali izgubijo sposobnosti za proizvodnjo potomcev. Tako se pojavi naravna zaščita pred degeneracijo vrste.

Več ena bistvena funkcija je izvajanje shranjenih informacij. Celica ne more ustvariti nobenega vitalnega proteina brez navodil, shranjenih v dvojni verigi.

Sestava nukleinskih kislin

Zdaj že vemo, kaj sestavljajo nukleotidi - DNK opeke. Sestavljen je iz treh snovi:

• Ortofosforjeva kislina.
• Dušikova baza. Pirimidinske baze - ki imajo samo en obroč. Vključujejo timin in citozin. Pirine baze, v katerih je 2 obroča. To je gvanin in adenin.
• Saharoza. V DNA - deoksiriboza, v RNA - ribozi.

Število nukleotidov je vedno enako številu dušikovih baz. V posebnih laboratorijih se odcepi nukleotid in iz nje se pridobiva dušikova baza. Zato preučite posamezne lastnosti teh nukleotidov in možne mutacije v njih.

Ravni organizacije dednih informacij

Ločite 3 ravni organizacije: gene, kromosomske in genomske. Vsi podatki, potrebni za sintetizacijo novega proteina, so vsebovani v majhnem delu genske verige. To pomeni, da je gena najmanjša in najpreprostejša raven informacij o kodiranju.

Geni se nato združijo v kromosome. Zaradi takšne organizacije nosilca dednega materiala skupine značilnosti do nekateri zakoni izmenično in se prenesejo iz ene generacije v drugo. Treba je opozoriti, da so geni v telesu neverjetni, vendar podatki niso izgubljeni, tudi če so večkrat rekombinirani.

Ločite več tipov genov:

• za funkcionalne namene obstajajo dve vrsti: strukturna in regulativna zaporedja;
• na vpliv na procese, ki se odvijajo v celici, razlikujemo: nadnaravne, smrtonosne, pogojno smrtonosne gene, kot tudi geni mutatorji in antimutatorji.

Geni vzdolž kromosoma so razporejeni v linearnem redu. Pri kromosomih informacije niso naključno usmerjene, obstaja določen red. Obstaja tudi zemljevid, v katerem so prikazane položaje ali loki genov. Na primer, znano je, da kromosom številka 18 kodira podatke o barvi oči otrok.

In kaj je genom? To je ime celote nukleotidnih zaporedij v telesni celici. Genom označuje celotno vrsto, ne posamezne vrste.

Kakšna je genetska koda osebe?

Dejstvo je, da je bil celoten ogromen potencial človeškega razvoja že določen v obdobju zasnove. Vse dedne informacije, ki so potrebne za razvoj zigote in rasti otrok že po rojstvu, je kodiran v genih. Dotacije DNK so najosnovnejši nosilci dednih informacij.

Oseba ima 46 kromosomov ali 22 somatskih parov in enega kromosoma, ki določa spol, od vsakega starša. Ta diploidni niz kromosomov kodira celoten fizični videz osebe, njegove duševne in telesne sposobnosti ter nagnjenost k boleznim. Somatski kromosomi so navznoter nerazpoznavni, vendar nosijo različne informacije, ker je eden od očeta, drugi pa je od matere.

Moški koda se razlikuje od ženske ene od zadnjega para kromosomov - HU. Ženski diploidni set je zadnji par, XX. Moški gre v en X kromosom iz biološke matere, nato pa ona posreduje hčere. Genitalni U-kromosom posreduje sinovi.

Človeški kromosomi se zelo razlikujejo po velikosti. Na primer, najmanjši par kromosomov je številka 17. In največji par je 1 in 3.

Premer dvojnega vijaka pri ljudeh je le 2 nm. DNK je tako močno zvita, da se prilega v majhno celično jedro, čeprav njo Dolžina bo 2 metra, če njo raztegni. Dolžina spirale je na stotine milijonov nukleotidov.

Kako je prenos genetskega koda?

Torej, kakšno vlogo igrajo molekule DNA v celici med delitvijo? Geni - nosilci dednih informacij - se nahajajo znotraj vsake celice telesa. Če želite svojo kodo prenesti v otroški organizem, se mnoga bitja ločijo njegov DNA na 2 identična spirala. To se imenuje replikacija. V procesu replikacije DNK vsaka veriga dopolnjuje posebne "stroje". Po genetskih spiralnih bifurkatih se jedro in vsi organeli začnejo deliti, nato pa celo celico.

Toda pri ljudeh je še en proces prenosa genov spolni. Znaki oče in mame so mešani, nova genetska koda vsebuje informacije obeh staršev.

Skladiščenje in prenos dednih informacij sta možna zaradi zapletene organizacije vijačnice DNA. Konec koncev, kot smo rekli, je struktura beljakovin šifrirana v genih. Ko bo ustvarjena med spočetjem, se ta koda skozi življenje kopira. Kariotip (osebni niz kromosomov) se med obnavljanjem celic organov ne spremeni. Prenos informacij se izvaja s pomočjo spolnih gamet - moških in žensk.

Le viruse, ki vsebujejo eno verigo RNA, ne morejo posredovati svojih podatkov potomstvu. Zato za reprodukcijo potrebujejo človeške ali živalske celice.

Realizacija dednih informacij

Pomembni procesi se nenehno pojavljajo v jedru celice. Vsi podatki, zabeleženi v kromosomih, se uporabljajo za izdelavo beljakovin iz aminokislin. Toda veriga DNA nikoli ne zapusti jedra, zato je potrebna pomoč druge pomembne spojine = RNA. Samo RNA lahko prodre skozi membrano jedra in sodeluje z verigo DNA.

Z interakcijo DNK in 3 vrst RNK se vse kodirane informacije uresničijo. Na kakšni ravni je izvajanje dednih informacij? Vse interakcije se pojavijo na ravni nukleotidov. Informacijska RNA kopira del verige DNA in prinaša to kopijo v ribosom. Tu prične sinteza nukleotidov nove molekule.

Da bi mRNA kopirala potrebni del verige, se spirala razvije, nato pa se po zaključku postopka konverzije ponovno vzpostavi. Poleg tega, ta proces se lahko pojavi hkrati na dveh straneh 1 kromosoma.

Načelo komplementarnosti

Spirale DNA sestavljajo 4 nukleotidi - adenin (A), guanin (G), citozin (C), timin (T). Povezane so z vodikovimi vezmi v skladu s pravilom komplementarnosti. Delo E. Chargaffa je pomagalo vzpostaviti to pravilo, saj znanstvenik opazili nekatere zakonitosti v vedenju teh snovi. E. Chargaff je ugotovil, da je molarno razmerje med adeninom in timinom eno. In ravno isto razmerje gvanina do citozina je vedno enako.

Na podlagi svojega dela je genetika oblikovala pravilo za interakcijo nukleotidov. Pravilo komplementarnosti je, da se adenin veže samo na timin in gvanin v citozin. Med dekodiranjem spirale in sintezo novega proteina v ribosomu to pravilo prepletanja pomaga hitro najti želeno aminokislino, ki je pritrjena na transportno RNA.

RNA in njegove vrste

Kaj so dedne informacije? To zaporedje nukleotidi v dvojni verigi DNA. In kaj je RNA? V Ljubljani kot je njo delo? RNA, ali ribonukleinska kislina, pomaga izločiti podatke iz DNK, dekodirati njo in na podlagi načela komplementarnosti ustvarijo celice, ki so potrebne za celice.

Dodelite 3 vrste RNA. Vsak od njih strogo izvaja svojo funkcijo.

1. Informacije (mRNA), ali še vednonjo imenovano matriko. Grede naravnost v sredino kletke, v jedro. V enem od kromosomov poišče potreben genski material za izdelavo beljakovin in kopira eno stran dvojne verige. Kopiranje spet temelji na načelu dopolnjevanja.
2. Prevoz Je majhna molekula, ki ima na eni strani dekoderje-nukleotide in amino kisline na drugi strani. Naloga tRNK je, da jo dostavi v "trgovino", to je na ribosom, kjer sintetizira potrebno aminokislino.
3. rRNA je ribosomalna. Nadzira količino beljakovin, ki se proizvajajo. Sestavljen je iz dveh delov - aminokislinskega in peptidnega dela.

Edina razlika v dekodiranju je, da RNA nima timina. Namesto timina je uracil. Toda, v procesu sinteze beljakovin s TRNK, še vedno pravilno namešča vse aminokisline. Če pride do okvare pri dekodiranju informacij, pride do mutacije.

Reparacija poškodovane molekule DNA

Postopek obnovitve poškodovan dvojna veriga se imenuje popravilo. V postopku popravila poškodovan geni se odstranijo.

Potem je potrebno ustrezno zaporedje elementov natanko reproducirati in se vrniti nazaj na isto mesto v verigi, iz katere je bila ekstrahirana. Vse to je posledica posebnih kemikalij - encimov.

Zakaj pride do mutacij?

Zakaj nekateri geni začnejo mutirati in prenehajo izpolnjevati svojo funkcijo - shranjevanje ključnih dednih informacij? To je posledica napake med dekodiranjem. Na primer, če je adenin naključen zamenjali na timinu.

Obstajajo tudi kromosomske in genomske mutacije. Kromosomske mutacije se pojavijo, če se pojavijo dedne informacije, se podvoji ali celo prenesejo in vključijo v drug kromosom.

Najbolj so genomske mutacije resno. Njihov razlog je sprememba števila kromosomov. To pomeni, da namesto para - diploidnega nabora - je v kariotipu triploiden.

Najbolj znan primer triploidne mutacije je Downov sindrom, v katerem je osebni komplet kromosomov 47. Ti otroci tvorijo 3 kromosome namesto 21. par.

Obstaja tudi mutacija, kot je poliploidija. Ampak poliploidija se pojavi samo v rastlinah.