КАТЕГОРИИ: Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748) |
Открытие нуклеиновых кислот. Доказательства роли ДНКНуклеиновые кислоты. Генетический код. Программирование синтеза белка в клетке. В 1869г. швейцарский биохимик Ф. Мишер впервые описал вещество, содержащееся в ядрах клеток, и назвал его нуклеином, а позже оно было переименовано в нуклеиновые кислоты (от лат. nucleus - ядро). К ним относятся дезоксирибонуклеиновая кислота — ДНК (в ее состав входит сахар дезоксирибоза) и рибонуклеиновая кислота — РНК (входит сахар рибоза). В 1928г. бактериолог Ф. Гриффитс изучал бескапсульные невирулентные пневмококки (не вызывающие заболевания) и вирулентные в полисахаридной капсуле (вызывающие воспаление легких) для получения вакцины против пневмококка. Он показал, что при инъекции мышам живых бескапсульных пневмококков мыши выживали, а при введении живых капсульных — погибали. При введении смеси убитых при нагревании капсульных и живых
Рис.1 Схема опыта, демонстрирующего явление трансформации
бескапсульных пневмококков мыши погибали, из них удалось выделить живых капсульных пневмококков. Таким образом, способность образовывать капсулу перешла от убитого капсульного пневмококка к живому бескапсульному (рис.1). В 1944г. О. Эвери с сотрудниками выяснили природу этого загадочного явления. Фактором, превращающим непатогенные (бескапсульные) в патогенные (капсульные) пневмококки, является ДНК, а само явление назвали трансформацией (от лат. transformatio — преобразование, превращение). Следовательно, трансформация — это преобразование признака у одного штамма бактерии в результате проникновения в нее ДНК другого штамма. Явление трансформации стало одним из основных доказательств того, что ДНК является носителем генетической (наследственной) информации. Позже, в 1952г. Дж. Ледербергом и Н. Циндером была выявлена передача генетического материала от одного штамма бактерий другому с помощью бактериофага, это было названо трансдукцией (от лат. transductio -перемещение, передача) (рис.2). U-образная трубка в нижней части разделена бактериальным фильтром. В одну половину были помещены штаммы сальмонеллы (S. typhi murium), нe синтезирующие аминокислоту триптофан (Т-), а в другую — сальмонеллы, синтезирующие триптофан (Т+) и бактериофаги. После инкубации среди сальмонелл, не синтезирующих триптофан, были выделены бактерии Т+. Это объясняется тем, что бактериофаги проходили через бактериальный фильтр и переносили части ДНК от бактерии Т+ к бактериям Т-.
Рис. 2. Схема опыта, демонстрирующего явление трансдукции: 1 — бактериальные клетки; 2 — ген Т+;3- i — бактериофаг; 4 — фильтр
2.2.Строение нуклеиновых кислот. Исследование структуры молекулы ДНК проводилось многими учеными. И только в 1953г., используя все накопленные биологические и физико-химические знания, Д. Уотсон и Ф. Крик открыли двухцепочечную спиральную (пространственную) структуру молекулы ДНК. Каждая цепь — это полимер, мономерами которого являются нуклеотиды. Каждый нуклеотид состоит из сахара дезоксирибозы, остатка фосфорной кислоты и одного из четырех азотистых оснований (аденин, гуанин, тимин, цитозин). Две цепи ДНК соединяются слабыми водородными связями между азотистыми основаниями по принципу комплементарности: аденин дополняется тимином, гуанин — цитозином (рис. 3).
Рис.3 Схема строения ДНК
Перед делением клетки ДНК способна удваиваться (реплицироваться) Сначала с помощью фермента ДНК-полимеразы разрываются слабые водородные связи между двумя цепями ДНК, а затем к каждой уже отдельной цепочке достраиваются по принципу комплементарности нуклеотиды (А—Т; Г—Ц), образуются уже две двухцепочечные молекулы ДНК. Репликация ДНК обеспечивает высочайшую точность воспроизведения генетической ин формации в поколениях клеток и организмов в целом. Кроме ДНК, в клетке имеются РНК. Молекула РНК — полимер, ее мономерами являются нуклеотиды. В отличие от ДНК рибонуклеиновая кислота — это: · одноцепочечная молекула; · вместо сахара дезоксирибозы в РНК входит сахар рибоза; · в состав нуклеотидов входит азотистое основание не тимин, а урацил · состоит из меньшего количества нуклеотидов, чем ДНК. В зависимости от выполняемых функций выделяют несколько видов РНК; и-РНК (информационная), или м-РНК (матричная), — переносит информацию о структуре белка от ДНК к рибосомам. На долю и-РНК приходите примерно 0,5—1,0 % от общего содержания РНК клетки; т-РНК (транспортная) — переносит аминокислоты в рибосомы. Из общего количества РНК клетки на долю т-РНК приходится около 10 %; р-РНК (рибосомальная) — составляет существенную часть структуры рибосомы. На долю р-РНК приходится около 90 % от общего количества РНК клетки. ДНК выполняет разнообразные функции: 1) хранит генетическую (наследственную) информацию, записанную в виде последовательности нуклеотидов; 2) передает наследственную информацию из ядра в цитоплазму. Для этого с гена снимается копия в виде и-РНК и переносится к рибосомам — месту синтеза белка; 3) передает наследственную информацию от материнской клетки к дочерним клеткам, для чего перед делением клетки ДНК реплицируется. Далее рассмотрим подробнее каждое из трех указанных положений. ДНК — носитель генетической информации. Впервые понятие ген было сформулировано в 1941г. Д. Бидлом и Э. Татумом: ген - это участок молекулы ДНК, несущий информацию об одном белке-ферменте. В настоящее время геном называют участок молекулы ДНК, кодирующий первичную структуру полипептида, и понятие о гене расширилось. Известны гены, кодирующие: а) белки-ферменты; б) структурные белки; в) т-РНК (много копий); г) р-РНК (много копий); д) регуляторные (или функциональные) — включают и выключают другие гены; е) гены-модуляторы - усиливают или подавляют проявление других генов.
Дата добавления: 2015-04-24; Просмотров: 3342; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |