Codul genetic și proprietățile sale
Compoziția chimică și organizarea structurală a moleculei de ADN.
Moleculele de acid nucleic sunt catene foarte lungi compuse din mai multe sute sau chiar milioane de nucleotide. Orice acid nucleic cuprinde un total de patru tipuri de nucleotide. Funcțiile moleculelor de acid nucleic depind de structura lor, nucleotidele lor constitutive, numărul lor în lanț și un compus de secvențe din moleculă.
Fiecare nucleotidă este compus din trei componente: o bază azotată, carbohidrați și acid fosforic. Structura fiecărei nucleotidice ADN constă dintr-unul din cele patru tipuri de baze azotate (adenina - A, timina - T, guanina - sau citozina T - C), precum și reziduuri de carbon și deoxiriboză apă acid fosforic.
Astfel, nucleotidele ADN diferă numai în tipul de bază azotată.
Molecula de ADN constă dintr-o multitudine mare de nucleotide legate într-un lanț în secvență. Fiecare tip de molecula de ADN are număr caracteristic s și secvența de nucleotide.
În 1953, a fost creat biolog american George. Watson și fizicianul britanic modelul Crick a structurii ADN-ului. Oamenii de știință au descoperit că fiecare moleculă de ADN este format din două lanțuri legate împreună și răsucite în spirală. Ea are forma de dublu helix. În fiecare lanț sunt de patru tipuri de nucleotide sunt alternate în secvență.
Compoziția nucleotidică a ADN-ului variază în diferite specii de bacterii, fungi, plante, animale. Dar nu se schimbă odată cu vârsta, puțin afectată de schimbările de mediu. Nucleotidele sunt asociate, adică numărul de nucleotide adenină în orice moleculă de ADN egal cu numărul de nucleotide timidina (A-T), și nucleotide citozina număr egal cu numărul de nucleotide guanina (C-F). Acest lucru se datorează faptului că legătura dintre cele două lanțuri împreună în molecula de ADN se supune unei reguli oarecare, și anume circuitul audio adenina este întotdeauna conectat prin două legături de hidrogen numai cu timină alt lanț și guanina - trei legături de hidrogen cu citozină, adică lanț de nucleotide a unei molecule ADN-ul complementar pentru a se completează reciproc.
ADN-ul conține toate bacteriile, marea majoritate a virusurilor. Sa constatat în nucleele celulelor animale, fungi și plante, precum și mitocondriile și cloroplastele. Nucleul fiecărei celule umane conținea 6,6 x 10 -12 g de ADN și celule germinale în miez - jumătate - 3,3 x 10 -12 g
Moleculele de acid nucleic - ADN si ARN constau din nucleotide. Structura de nucleotide de ADN inclus bază azotată (A, T, G, C), molecula dezoxiriboză carbohidrați și reziduul de acid fosforic. Molecula de ADN este un dublu helix constând din două lanțuri legate prin legături de hidrogen, pe baza complementarității. Funcția ADN - stocarea informației genetice.
Proprietățile și funcția de a ADN-ului.
ADN-ul este purtătorul informației genetice înregistrate sub formă de secvențe de nucleotide utilizând codul genetic. Deoarece moleculele de ADN sunt legate două proprietăți fundamentale ale organismelor vii - ereditate și variație. Intr-un proces numit replicarea ADN-ului, a produs două copii ale lanțului inițial, moștenit de celule fiice la diviziunea celulelor astfel formate sunt genetic identice cu originalul.
informatia genetica este implementat cu expresia genelor în procesele de transcripție (sinteza moleculelor de ARN per matriță de ADN) și translație (sinteza proteinelor pe un șablon ARN).
O secvență de nucleotide „codifică“ informația despre diferitele tipuri de ARN: informaționale sau matrice (ARNm), ribozomal (ARNr) și transport (ARNt). Toate aceste tipuri de ARN sunt sintetizate pe baza ADN-ului în timpul transcripției. Rolul lor în biosinteza proteinelor (proces de translație) este diferit. ARN-ul mesager conține informații despre secvența de aminoacizi din proteine, ARN ribozomal oferă baza pentru ribozomii (complexele complexe nucleoproteinici a căror funcție principală - ansamblul de proteine din aminoacizi individuali, pe baza ARNm), ARN de transfer furniza aminoacizi la un ansamblu de proteine - în situsul activ al ribozomului " crawling „pe ARNm.
Codul genetic și proprietățile sale.
Codul genetic - comune tuturor organismelor vii, o metodă de codificare a secvenței de aminoacizi a proteinei folosind secvența de nucleotide. CARACTERISTICI:
- Triplet - unitate de cod semnificativ este o combinație de trei nucleotide (un triplet sau codonilor).
- Continuitatea - între tripleții nu sunt semne de punctuație, adică, informația este citită în mod continuu.
- Disjuncția - una și nu pot avea loc simultan în două sau mai multe triplete aceeași nucleotidelor (nu au fost observate pentru unele gene suprapuse de virusuri, bacterii și mitocondrii, care codifică mai multe proteine citește din frame-shift).
- Unicitatea (specificitatea) - anumite codon corespunde unui singur aminoacid (cu toate acestea, UGA codon la Euplotes crassus codifică doi aminoacizi - cisteina și selenocisteină) [1]
- Degenerării (redundanța) - același aminoacid poate avea mai multe codoni.
- Versatilitate - codul genetic funcționează la fel în organisme de diferite nivele de complexitate - de la virusuri la om (pe baza acestor tehnici de inginerie genetică, există unele excepții, așa cum se arată în secțiunea „Variațiile în codul genetic standard de“ tabelul de mai jos).
- Imunitatea de zgomot - mutația substituțiilor nucleotidice care nu conduc la o schimbare de clasă codificate aminoacizi sunt numite conservatoare; mutații ale substituțiilor nucleotidice care conduc la o schimbare a clasei de aminoacizi codificați se numesc radical.
5. replicarea ADN-ului. Replicon și funcționarea acestuia.
Procesul de auto-replicare a moleculelor de acid nucleic este însoțită de transferul moștenit (de la o celulă la alta) replici informației genetice; R. efectuat cu un set de enzime specifice (helicases
6. Nivelurile de organizare a genomului eucariote.
În mecanism de reglare a transcripționaleeucariote este mult mai complexă. Ca rezultat al clonarea și secvențierea genelor eucariote identificate secvențe specifice implicate în transcripție și translație.
Pentru celulele eucariote se caracterizează prin:
1. Prezența introni și exoni în molecula de ADN.
2. Maturarea și ARN - tăierea intronilor și exoni de reticulare.
3. Prezența elementelor de reglementare care reglează transcripția, cum ar fi: a) promotori - 3 tipuri, fiecare dintre care stabilește polimerază specifică. Pol I replicate gene ribozomale, Pol II - gene ale proteinelor structurale, Pol III - gene care codează pentru ARN mici. Promotor pol I și pol II sunt în fața situsul de inițiere a transcripției, promotorul Pol III - ca parte a genei structurale; b) modulatori - o secvență ADN care crește nivelul de transcriere; in) amplificatoare - secvențe care măresc nivelul de transcriere și care acționează în mod independent pe poziția sa în raport cu partea de codificare a genei și starea punctului inițial al sintezei ARN-ului; d) terminatori - secvențe specifice de oprire și de traducere și transcriere.
Aceste secvențe de la structura și poziția primară în raport cu codonul de inițiere diferit de ARN-polimerazei procariote și bacteriene, ei nu „cunosc“. Astfel, pentru exprimarea genelor eucariote în celule procariote nevoie pentru gene sub controlul elementelor de reglementare procariote. Acest lucru trebuie luat în considerare în construcția vectorilor de expresie.
7. Compoziția structurală a cromozomilor chimică și.
cromozomi Himicheskiysostav - 40% proteine ADN-histonice - 40%. Non-histone - 20% ușor ARN. Lipide, polizaharide, ioni metalici.
Compoziția chimică a acestui cromozom - un set de acizi nucleici la proteine, carbohidrați, lipide și metale. In cromozom există reglarea activității genei și recuperare prin degradare chimică sau radiații.
Cromozomii - elemente nucleoproteinici structurale ale nucleului celulei, conținând ADN, în care informația genetică este conținută organism capabil de auto-replicare, au individualitate structurală și funcțională și păstrați-l într-un număr de generații.
în ciclul mitotic există următoarele caracteristici ale organizării structurale de cromozomi:
Distinge mitotic și forma interfaza de organizare structurală de cromozomi, vzaimoperehodyaschie reciproc în ciclul mitotic - o transformare funcțională și fiziologice
8. Nivelurile de ambalare a materialului ereditar eucariotelor.
nivelurile structurale și funcționale ale organizării materialului ereditar al eucariotelor
Ereditatea și variabilitatea prevede:
1) moștenire individuale (discrete) și schimba anumite atribute;
2) Boc-produs în indivizii din fiecare generație a întregului complex de caracteristici morfologice și funcționale ale unei anumite organisme biologice th specii;
3) rearanjarea speciilor cu procesul de reproducere sexuală în reproducerea trăsăturilor ereditare, prin descendentul are combinația de caracteristici diferite de combinația acestora în părinți. Modele de moștenire și de variație a caracterelor și a populațiilor lor sunt derivate din principiile de organizare structurală și funcțională a materialului genetic.
Există trei nivele de material ereditar genei organizatorico-TION organisme eucariote, cromozomiale si genomice (nivel genotip).
Structura elementară a genei este un nivel de gene. este necesară pentru transferul de gene de la parinti la urmasi pentru dezvoltarea simptomelor sale specifice. Deși există mai multe forme de variabilitate biologică, violare structura genei modifica numai semnificația informațiilor genetice, în conformitate cu care sunt formate caracteristicile și proprietățile specifice. Datorită nivelului posibil de gene individuale, separat (discrete) și moștenirea independentă și edita caractere individuale.
Genele celulelor eucariote sunt distribuite în grupuri de chro-MOS. Aceasta este structura nucleului celulei, care proprietățile Venn-personalitatea și capacitatea de a reproduce persistența unui număr de generații a trăsături anatomice individuale. Prezența cromozomi determină alocarea organizației la nivel cromozomial de material ereditar. Genele de cazare în cromozom-accident vascular cerebral afecteaza caracteristicile de mostenire corelative, face posibilă influența asupra funcției genei de la cel mai apropiat mediul său genetic - gene vecine. organizarea cromozomială a materialului ereditar este o condiție necesară redistribuire fisiune trăsăturilor ereditare părinților urmași în timpul reproducerii sexuale.
În ciuda distribuției diferitelor cromozomi, toate genele co-vokupnost se comportă funcțional ca un întreg, formează un sistem unic, care reprezinta genomul (genotip) nivelul de organizare a materialului ereditar. La acest nivel există o interacțiune largă și interferența trăsăturilor ereditare localizate in una sau in cromozomi diferite. Rezultatul este vzaimosootvetstviya informației genetice ale diferitelor trasaturi ereditare și, în consecință, TION, echilibrate în timp, locul și intensitatea de dezvoltare a semnelor în cursul ontogenezei. Activitatea funcțională a genelor, replicarea si modificari mutatie Ala- materne modul moștenire este, de asemenea, depinde de caracteristicile genotipului unui organism sau celulă ca întreg. Acest lucru este demonstrat, de exemplu, în ceea ce privește proprietățile de poziție dominantă.
.eu - și heterochromatin.
Nekoto cromozomi secară în timpul diviziunii celulare condensează uita-Rowan și intens colorate. Astfel de diferențe au fost denumite geteropiknozom. Termenul „heterocromatină“, a fost propus pentru a desemna zone de cromozomi, care arata pozitiv geteropik-NHA în toate etapele ciclului mitotic. Distinge eucromatină - vrac de cromozomi mitotice care suferă ciclul obișnuit în timpul compactării dekompaktizatsii E Toza si heterochromatin - portiuni de cromozomi, reședința într-un compact format-SRI.
In cele mai multe specii de cromozomi eucariote, avem atât UE - și heterochromatin-tiile zone, acestea din urmă constituie o mare parte a genomului. Heterocromatina situate în zone Centromeric, uneori pritelomernyh. S-au găsit în regiunile heterocromatinei eucromatină de cromozomi umeri. Ei arata ca blotches (intercalare) de heterocromatină la eucromatină. O astfel de hetero-cromatinei numit intercalata. Compactarea cromatinei. Eucromatină și heterochromatin variază în cicluri de compactare. Euhr. Se extinde ciclul complet al compactării-dekompaktizatsii de la interfază la interfază, hetero. Acesta menține o stare de relativ compact. Vopsirea diferențială. Diferite părți ale pictate Heterocromatina vayutsya diferiți coloranți, unele cer-altele - unele simple, altele - mai multe. Folosind vopsele diferite si folosind rearanjamente cromozomiale, regiunile heterochromatic-gap vayuschie au Droz-philes caracteriza multe zone Neboli-Shih unde afinitate pentru pete diferit față de zonele învecinate.
10. Caracteristici morfologice ale cromozomilor metafază.
Metafază cromozom este format din două fire longitudinale deoxyribonucleoproteins - cromatidelor conectate unul la celălalt în constricția primară - centromere. Centromerilor - organizat special cromozom comun ambelor cromatide surori. Centromer împarte cromozomul în două umăr corp. În funcție de locația îngustării primare Următoarele tipuri de cromozomi: unghi egal (metacentric) când centromere se află în mijloc, iar umerii de lungime aproximativ egală; neravnoplechie (submetacentric) când deplasate din mijlocul centromere cromozomului, iar umerii de lungime inegală; În formă de tijă (acrocentric), unde centromere este deplasată la un capăt al cromozomului și un braț este foarte scurt. Există, de asemenea, litera (telotsentricheskie) cromozom, ele au un braț lipsă, dar în cariotip (set de cromozomi), ele nu sunt umane. In unele cromozomi pot fi îngustări secundare separă de porțiunea de corp a cromozomului, numit satelit.