|
|
ГЕНЕТИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С УЧАСТИЕМ НУКЛЕИНОВЫХ КИСЛОТ
Генетическая информация, носителем которой являются молекулы ДНК, организована в функциональные участки, называемые генами. В виде генов ДНК хранит запас генетической информации, необходимой для кодирования аминокислотной последовательности всех белков и первичной структуры всех разновидностей РНК (рибосомальных, р-РНК; матричных, м-РНК; транспортных, т-РНК), регулирует во времени и пространстве биосинтез компонентов клеток и тканей, определяет деятельность организма в течение его жизненного цикла и обеспечивает индивидуальность данного организма. Молекулы ДНК, эукариот (ядерных организмов) связанны с ядерными белками – гистонами и ядерной РНК в виде нуклеопротеидного комплекса, называемого хроматином (хроматиновая нить). В конденсированном виде (суперспиральном и уплотненном) хроматин находится в составе хромосом. В состав одной хромосомы входит одна двухцепочечная молекула ДНК. Общее количество ядерной ДНК и число хромосом, приходящееся на гаплоидный (n) геном половой клетки, очень сильно различается у разных видов организмов. · Сохранение ДНК в ряду поколений (репликация ДНК) Независимо от того, сожержит клетка только одну хромосому (как у прокариот) или много хромосом (как у эукариот) за период времени, соответствующий одному клеточному делению, весь геном должен быть реплицирован только один раз (геном – совокупность всех генов организма). Во время деления клеток генетическая информация должна перейти в дочерние клетки. Для достижения этого молекула ДНК клетки у прокариот (или молекулы ДНК у эукариот) копируется в процессе репликации, при этом каждая ее цепь служит матрицей для синтеза комплементарной дочерней цепи. В процессе репликации происходит удвоение молекулы ДНК, т.е. образуются две дочерние двухцепочечные молекулы ДНК, идентичные родительской молекулы. Каким образом процесс репликации ДНК связан с клеточным (митотическим) циклом? Репликация (удвоение ДНК) осуществляется на стадии интерфазы клеточного цикла. Завершение репликации служит сигналом для клеточного деления (в клеточном цикле интерфаза сменяется далее фазой митоза – клеточного деления). Упрощенную схему клеточного цикла эукаиот можно представить следующим образом (дана в расчете на удвоение ДНК одной хромосомы):
В процессе митоза у эукариот дочерние молекулы ДНК включаются по одной в каждую дочернюю клетку. У прокариот используется, как полагают, какой-то другой механизм. В обоих случаях единицей включения является хромосома. Синтез ДНК (репликация) начинается с расхождения цепей. Продуктами одно цикла репликации являются две дочерние двухцепочечные молекулы ДНК, каждая из которых состоит из одной родительской (исходной) и одной (вновь синтезированной) дочерней цепи (на схеме показана штриховой линией), т.е. от одного поколения к другому передается одна из двух цепей, составляющих родительскую молекулу ДНК. Такой способ репликации носит название полуконсервативного. Гипотеза полуконсервативного способа репликации ДНК была экспериментально подтверждена в 1957 г. М. Мессельсоном и Ф. Сталем при изучении репликации ДНК кишечной палочки (E. coli)(см. учебник).
Решение упражнений Участок родительской молекулы ДНК имеет следующий нуклеотидный состав:... ТААГГАЦААГТ... .... АТТЦЦТГТТЦА... Какой нуклеотидный состав будут иметь дочерние молекулы ДНК после одного цикла репликации, если она протекает по полуконсервативному механизму?
молекула ДНК (-) 3′... АТТЦЦТГТТЦА...р′5
дочерние молекулы ДНК после одного цикла репликации
Далее необходимо дать краткую информацию о сущности процесса репликации ДНК и его основных принципах, составляющих химическую основу биологических функций ДНК; объяснить сущность полуконсервативного способа репликации и привести его экспериментальные доказательства. Для объяснения задания необходимо проработать изложенный выше теоретический материал (раздел 3), а также материал учебника «Репликация ДНК, ее механизм и способы».
· Экспрессия генетической информации
транскрипция р-РНК трансляция
генов т-РНК
Первый этап реализации наследственной информации осуществляется в процессе транскрипции генов.
  ЧТО ПРОИСХОДИТ ВО ВЗРОСЛОЙ ЖИЗНИ? Если вы все еще «неправильно» связаны с матерью, вы избегаете отделения и независимого взрослого существования...  Что вызывает тренды на фондовых и товарных рынках Объяснение теории грузового поезда Первые 17 лет моих рыночных исследований сводились к попыткам вычислить, когда этот...  Что способствует осуществлению желаний? Стопроцентная, непоколебимая уверенность в своем...  Что будет с Землей, если ось ее сместится на 6666 км? Что будет с Землей? - задался я вопросом... Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:
|
Решение. Поскольку одним из двух основных принципов строения молекулы ДНК является принцип антипараллельности цепей, то необходимо, используя условные обозначения, указать полярность цепей родительской молекулы ДНК: Дочерние цепи
(+) 5′р... ТААГГАЦААГТ...3′
(-) 3′... АТТЦЦТГТТЦА...р′5
(+) 5′р..ТААГГАЦААГТ...3′
(-) 3′... АТТЦЦТГТТЦА....р′5
Под термином «экспрессия» понимают выражение генетической информации в фенотипе (фенотип – совокупность внешних признаков организма, которые формируются на основании генотипа (совокупности генов организма) и среды). Экспрессия генетической информации, содержащейся в генах (участках ДНК), реализуется с участием нуклеиновых кислот по схеме:
ДНК м-РНК Белок