Кодиране и изпълнение на генетичната информация в клетката
Генетична информация е кодирана в ДНК. Генетичният код е изяснено М. Nirenberg и HG Коран, за които са били удостоен с Нобелова награда през 1968 г..
Генетичният код - място система нуклеотидите в молекули на нуклеинови киселини, който контролира последователността на аминокиселини в полипептида молекула.
Основните принципи на кода:
1) генетичен код е триплет. Триплет иРНК наречен кодони. Кодон кодира единична аминокиселина.
2) Генетичният код е дегенерат. Една аминокиселина е кодирана от повече от един кодон (2 до 6). Изключение правят метионин и триптофан (август, GUG). Кодоните за една аминокиселина първите два нуклеотида често същото, а третата променлива.
3) кодони не се припокриват. Нуклеотидната последователност се чете в посока ред, триплет от триплет.
4) недвусмислен код. Кодон кодира дадена аминокиселина.
5) е началото на кодона август
6) няма препинателни знаци в гена - стоп кодони: UAG, UAA, UGA.
7) Генетичният код е универсална, тя е една и съща за всички микроорганизми и вируси.
Описание на структурата на ДНК, носителят на материала на наследственост допринесе за решаването на много проблеми: гените играят, естествено срещащи се мутации, протеин биосинтеза и т.н.
генетичен трансфер механизъм код допринесе за развитието на молекулярната биология, както и генното инженерство, генна терапия.
ДНК в ядрото и е част от хроматина и митохондрии центрозомите, пластиди, и РНК - в нуклеоли, цитоплазмен матрица, рибозоми.
Носител на генетична информация в клетката е ДНК и РНК - се използва за предаване на генетична информация и в про- и еукариоти. Използване на процес транслация на иРНК се провежда ДНК нуклеотидна последователност в полипептид.
В някои организми, освен ДНК, носителят на генетична информация може да бъде РНК, например, мозаечен вирус по тютюна, полиомиелит, СПИН.
мономери нуклеинови киселини са нуклеотиди. Установено е, че в хромозомите на еукариоти гигантски двойноверижна ДНК молекула, образувана от четири типа нуклеотиди: adenylic, гуанил, тимидилова, tsitozilovy. Всеки нуклеотид се състои от азотна база (А + Т пуринова или пиримидинова C + T) остатък с деоксирибоза и фосфорна киселина.
Чрез анализ на ДНК от различен произход, Chargaff формулира законите на пропорцията на азотни основи - правила Chargaff му.
а) брой е равен на броя на аденин тимин (А = T);
б) сумата на гуанин е равен на размера на цитозин (G = С);
в) брой е равен на броя на пурини пиримидини (G + C = А + Т);
ж) броя на основи на 6-амино равен на броя на основи на 6-кето групи (С = A + T + T).
В същото време, съотношението на бази съотношение + TG + C е строго видове специфични (за човека - 0.66; мишка - 0.81; бактерии - 0.41).
През 1953 г., молекулното модел на ДНК пространствен бе предложен от биолог и физика Dzh.Uotsonom F.Krikom.
Основните постулати на модела са както следва:
1. Всяка ДНК молекула се състои от две дълги антипаралелни полинуклеотидни вериги, които образуват двойна спирала, усукани около централната ос (pravozakruchennaya - B-форма ляво подаде - Z-форма, A. Rich открити в края на 70-те години).
2. Всяка нуклеозид (пентоза + азотна база) се намира в равнина, перпендикулярна на оста на спиралата.
3. две полинуклеотидни вериги са свързани чрез водородни връзки, образувани между азотни бази.
4. чифтосване строго специфични азотни основи, пуринови бази са свързани само с пиримидина: А-Т, G-C.
5. базовата последователност на една верига може да варира значително, но азотни основи на друга верига трябва да бъдат строго комплементарни на тях.
Полинуклеотид верига, образувана от ковалентни връзки между съседни нуклеотиди чрез остатък на фосфорна киселина, която свързва въглеродния атом в пета позиция на съседни нуклеотида трета захар въглерод. Вериги имат ориентация: начало схема 3 'ОН - в третото положение, деоксирибоза въглероден присъединява хидроксилна група ОН, на края на веригата - 5' F, на петия въглероден остатък на деоксирибоза присъединява фосфорна киселина.
ДНК синтеза се извършва въз основа на допълване. ДНК нишки между нуклеотиди фосфодиестерни връзки, образувани в резултат на съединения от 3 'ОН групата на последния нуклеотид на 5'-фосфати на следващата нуклеотид, който е да се присъедини към веригата.
Има три основни типа ДНК репликация: консервативната, полу-консервативни, диспергирани.
Консервативна - целостта на безопасността на оригиналната двойно-верижна молекула и синтез филиал dvutsepochnoy. Половин дъщерни молекули напълно изградени от новия материал, а другата половина - от старата майка.
Semiconservative - ДНК синтез започва с точка на свързване към източника на репликация ензим хеликаза, че развива ДНК сегменти. Всяка от веригите е прикрепен свързващ ДНК протеин (DRC), предотвратяване на тяхното свързване. Устройството е репликон репликация - част между двете точки на започва синтез спомагателни вериги. Взаимодействието на ензими, наречени произхода на иницииране на репликация. Тази точка се движи по веригата (3 'ОН> 5' F) репликативни форми и вилица.
Дисперсни - разпадането на ДНК нуклеотидни фрагменти, новата двойно-верижна ДНК, се състои от спонтанно назначени нови родители и фрагменти.
Еукариотни ДНК структура е подобна на ДНК на прокариоти. Разликите се отнасят до: количеството на ДНК за гените, дължината на ДНК молекулата, нуклеотидните последователности на редуване ред, оформят стифиране (в еукариоти - линейни, прокариоти - пръстен).
За съкращения характеристика еукариотен ДНК: Количество ДНК участва в кодиране е само 2%. Част излишна ДНК представено от нуклеотиди, идентични комплекта, повтаря много пъти (повтаря се). Разграничаване многократно и умерено повтарящи се последователности. Те образуват конститутивен хетерохроматин (структурна). Той е построен между уникални последователности. Гените имат излишни копия от 10 април.
Метафазни хромозома (spiralized хроматин) се състои от две хроматиди. Формата се определя от присъствието на първичен стеснението - центромер. Тя разделя хромозома 2 рамото.
Местоположение центромери хромозоми определя основната форма:
Степента на спирали, не е една и съща хромозома. Хромозомни региони със слаба спирала наречени euchromatin. Тази зона на висока метаболитна активност, където ДНК се състои от уникални последователности. Площ със силен спирала - heterochromatic част може да се транскрибира. Разграничаване конститутивен хетерохроматина генетичен инертен, не съдържа гени не са дадени euchromatin, както и по избор, които могат да преминат в активен euchromatin. Край раздел на дисталните части на хромозомите се наричат теломери.
Хромозоми са разделени в автозоми (соматични клетки) и аксесоар хромозома (зародишни клетки).
По предложение на Levitsky (1924) диплоидни соматични клетки хромозома кариотип е обявен. Тя се характеризира с броя, формата и големината на хромозомите. За да се опише хромозома кариотипа по предложение на ДВ Navashin те са подредени във формата на идеограми - систематичен кариотип. През 1960 г. той бе предложена Денвър Международната класификация на хромозоми, където хромозоми са класифицирани по размер и местоположение на центромера. В кариотипът на човешки соматични клетки се разграничават 22 двойки автозоми и чифт на полови хромозоми. Разположен на хромозомите в соматичните клетки се наричат диплоиден, а в половите клетки - хаплоиден (тя е равна на половината от снимачната площадка на автозоми). Кариотипът на човешка хромозома идеограми се разделят на 7 групи според техния размер и форма.
1 - 1-3 голям метацентрична.
2 - 4-5 голям submetacentric.
3 - 6-12 и X означава метацентрична хромозома.
4 - 13-15 acrocentric среда.
5 - 16-18 сравнително малка мета-submetacentric.
6 - 19-20 малък метацентрична.
7 - 21-22 и Y-хромозома е най-малък acrocentric.
Според Paris класификация хромозоми са разделени в групи според техния размер и форма, както и линеен диференциация.
Хромозомите имат следните свойства (правила хромозоми)
1. Личност - разликата в нехомологични хромозоми.
3. постоянството на - характерни за всеки вид.
4. непрекъснатост - способността да се размножават.