Arvelighetslovene har tiltrukket seg menneskelig oppmerksomhet siden den gang det først ble klart at genetikk er noe mer materielt enn noen høyere makter. Det moderne mennesket vet at organismer har evnen til å reprodusere seg selv, mens avkommet får spesifikke egenskaper og egenskaper som er iboende i foreldrene. Reproduksjon realiseres på grunn av evnen til å overføre genetisk informasjon mellom generasjoner.
Teori: Du kan aldri få for mye
Arvelighetslovene begynte å bli aktivt undersøkt først relativt nylig. Et imponerende skritt fremover i denne saken ble tatt i forrige århundre, da Sutton og Boveri brakte en ny hypotese til offentligheten. Det var da de foreslo at kromosomer sannsynligvis bærer genetiske data. Noe senere tillot teknologien kjemisk studie av kromosomsammensetningen. Det avslørtetilstedeværelsen av spesifikke nukleinforbindelser av proteiner. Proteiner viste seg å være iboende i et stort utvalg av strukturer og spesifikasjonene til den kjemiske sammensetningen. I lang tid trodde forskerne at det var proteiner som var hovedaspektet som sørget for overføring av genetiske data mellom generasjoner.
Tiår med forskning på dette emnet har gitt ny innsikt i viktigheten av celle-DNA. Som forskere har avslørt, er bare slike molekyler en vesentlig bærer av nyttig informasjon. Molekyler er et element i kromosomet. I dag er nesten alle våre landsmenn som har mottatt en generell utdanning, så vel som innbyggere i mange andre land, godt klar over hvor viktige DNA-molekyler er for en person, den normale utviklingen av menneskekroppen. Mange forestiller seg betydningen av disse molekylene når det gjelder arv.
Genetikk som vitenskap
Molekylær genetikk, som omhandler studiet av celle-DNA, har et alternativt navn - biokjemisk. Dette vitenskapsområdet ble dannet i skjæringspunktet mellom biokjemi og genetikk. Den kombinerte vitenskapelige retningen er et produktivt område for menneskelig forskning, som har gitt det vitenskapelige samfunnet en stor mengde nyttig informasjon som ikke er tilgjengelig for personer som bare er involvert i biokjemi eller genetikk. Eksperimenter utført av fagfolk på dette feltet involverer arbeid med en rekke livsformer og organismer av ulike typer og kategorier. De viktigste resultatene oppnådd av det vitenskapelige samfunnet er resultatet av studiet av menneskelige gener, så vel som forskjelligemikroorganismer. Blant de sistnevnte er blant de viktigste Eisheria coli, lambda-fager av disse mikrobene, neurospore crassa-sopp og Saccharomyces cerevisia.
Genetiske baser
Forskere har lenge ikke vært i tvil om kromosomets betydning for overføring av arvelig informasjon mellom generasjoner. Som spesialiserte tester har vist, dannes kromosomer av syrer, proteiner. Hvis du utfører et fargeeksperiment, vil proteinet frigjøres fra molekylet, men NA vil forbli på plass. Forskere har en større mengde bevis som gjør at vi kan snakke om akkumulering av genetisk informasjon i NK. Det er gjennom dem data overføres mellom generasjoner. Organismer dannet av celler, virus som har DNA, mottar informasjon fra forrige generasjon gjennom DNA. Noen virus inneholder RNA. Det er denne syren som er ansvarlig for overføringen av informasjon. RNA, DNA er NK, som er preget av visse strukturelle likheter, men det er også forskjeller.
Ved å studere rollen til DNA i arvelighet har forskere funnet ut at molekylene til en slik syre inneholder fire typer nitrogenforbindelser og deoksyribose. På grunn av disse elementene overføres genetisk informasjon. Molekylet inneholder purinstoffer adenin, guanin, pyrimidinkombinasjoner tymin, cytosin. Den kjemiske molekylære ryggraden er sukkerrester som veksler med fosforsyrerester. Hver rest har en kobling til karbonformelen gjennom sukker. Nitrogenholdige baser er festet på sidene til sukkerrester.
Navn og datoer
Forskere,ved å undersøke det biokjemiske og molekylære grunnlaget for arv, var de i stand til å identifisere de strukturelle egenskapene til DNA først i den 53. Forfatteren av vitenskapelig informasjon er tildelt Crick, Watson. De beviste at ethvert DNA tar hensyn til de biologiske spesifikke egenskapene til arv. Når du bygger en modell, må du huske på doblingen av deler og evnen til å akkumulere, overføre arvelig informasjon. Potensielt er molekylet i stand til å mutere. Kjemiske komponenter, deres kombinasjon, kombinert med tilnærmingene til røntgendiffraksjonsstudier, gjorde det mulig å bestemme den molekylære strukturen til DNA som en dobbel helix. Den er dannet av halvdeler av antiparallelle spiraler. Sukker-fosfat-ryggraden er forsterket med hydrogenbindinger.
I studiet av det molekylære grunnlaget for arv og variabilitet er verkene til Chargaff av spesiell betydning. Forskeren viet seg til studiet av nukleotidene som er tilstede i strukturen til nukleinsyren. Som det var mulig å avsløre, er hvert slikt element dannet av nitrogenbaser, fosforrester, sukker. Overensstemmelse mellom molart innhold av tymin, adenin ble avslørt, likheten mellom denne parameteren for cytosin og guanin ble etablert. Det ble antatt at hver tyminrester har et paret adenin, og for guanin er det et cytosin.
Samme, men så annerledes
Forskere studerte nukleinsyrer som grunnlag for arv, og bestemte at DNA tilhører kategorien polynukleotider dannet av mange nukleotider. De mest uforutsigbare sekvensene av elementer i en kjede er mulig. Teoretisk sett har seriell mangfold ingenbegrensninger. DNA har spesifikke kvaliteter assosiert med de sammenkoblede sekvensene til komponentene, men baseparing skjer i henhold til biologiske og kjemiske lover. Dette lar deg forhåndsdefinere sekvenser av forskjellige kjeder. Denne egenskapen kalles komplementaritet. Den forklarer evnen til et molekyl til perfekt å reprodusere sin egen struktur.
Når de studerte arv og variabilitet gjennom DNA, oppdaget forskerne at trådene som danner DNA er malene for dannelsen av komplementære blokker. For at en reaksjon skal oppstå, vikler molekylet seg av. Prosessen er ledsaget av ødeleggelse av hydrogenbindinger. Baser samhandler med komplementære komponenter, noe som fører til generering av spesifikke bindinger. Etter at nukleotidene er fikset, skjer tverrbindingen av molekylet, noe som fører til utseendet til en ny polynukleotiddannelse, hvis sekvens av deler er forhåndsbestemt av utgangsmaterialet. Slik fremstår to identiske molekyler, mettet med identisk informasjon.
Replika: en garantist for varighet og endring
Beskrevet ovenfor gir en idé om implementeringen av arv og variabilitet gjennom DNA. Replikasjonsmekanismen forklarer hvorfor DNA er tilstede i hver organisk celle, mens kromosomet er en unik organoid som reproduserer kvantitativt og kvalitativt med eksepsjonell nøyaktighet. Denne metoden for reell distribusjon var ikke gjennomførbar før faktumet med den doble spiralformede komplementære strukturen til molekylet ble etablert. Crick, Watson, som tidligere hadde antatt hva den molekylære strukturen var, viste seg å være helt riktig, selv om forskere over tid begynte å tvile på riktigheten av deres visjon om replikasjonsprosessen. Først ble det antatt at spiraler fra en kjede vises samtidig. Enzymer som katalyserer molekylær syntese i laboratoriet er kjent for å virke bare i én retning, det vil si at først en kjede vises, så den andre.
Moderne metoder for å studere menneskelig arvelighet har gjort det mulig å simulere diskontinuerlig DNA-generering. Modellen dukket opp på 68. Grunnlaget for forslaget hennes var eksperimentelt arbeid med Eisheria coli. Forfatterskapet til vitenskapelig arbeid er tildelt Orzaki. Moderne spesialister har nøyaktige data om nyansene av syntese i forhold til eukaryoter, prokaryoter. Fra den genetiske molekylgaffelen skjer utvikling ved å generere fragmenter holdt sammen av DNA-ligase.
Synteseprosessene antas å være kontinuerlige. Den replikative reaksjonen involverer mange proteiner. Avviklingen av molekylet skjer på grunn av enzymet, bevaringen av denne tilstanden er garantert av det destabiliserende proteinet, og syntesen fortsetter gjennom polymerasen.
Nye data, nye teorier
Ved bruk av moderne metoder for å studere menneskelig arv, har eksperter identifisert hvor replikeringsfeil kommer fra. Forklaringen ble mulig da presis informasjon om mekanismene for å kopiere molekyler og de spesifikke egenskapene til molekylstrukturen ble tilgjengelig. Replikeringsskjemaet forutsetterdivergens av overordnede molekyler, hvor hver halvdel fungerer som en matrise for en ny kjede. Syntese realiseres på grunn av hydrogenbindinger av baser, så vel som mononukleotidelementer i bestanden av metabolske prosesser. For å generere bindinger av tiamin, adenin eller cytosin, guanin, er overgangen av stoffer til den tautomere formen nødvendig. I vannmiljøet er hver av disse forbindelsene til stede i flere former; de er alle tautomere.
Det er mer sannsynlige og mindre vanlige alternativer. Et særtrekk er plasseringen av hydrogenatomet i molekylstrukturen. Hvis reaksjonen fortsetter med en sjelden variant av den tautomere formen, resulterer det i dannelse av bindinger med feil base. DNA-strengen mottar et feil nukleotid, sekvensen av elementer endres stabilt, en mutasjon oppstår. Mutasjonsmekanismen ble først forklart av Crick, Watson. Konklusjonene deres danner grunnlaget for den moderne ideen om mutasjonsprosessen.
RNA-funksjoner
Ved å studere det molekylære grunnlaget for arv, kunne forskerne ikke ignorere noe mindre viktig enn DNA-nukleinsyre - RNA. Den tilhører gruppen av polynukleotider og har strukturelle likheter med de som er beskrevet tidligere. Hovedforskjellen er bruken av ribose som restene som fungerer som grunnlaget for karbonryggraden. I DNA, husker vi, spilles denne rollen av deoksyribose. Den andre forskjellen er at tymin erstattes av uracil. Dette stoffet tilhører også klassen pyrimidiner.
Forskere studerte den genetiske rollen til DNA og RNA, og bestemte først den relativtubetydelige forskjeller i grunnstoffenes kjemiske strukturer, men videre studier av emnet viste at de spiller en kolossal rolle. Disse forskjellene korrigerer den biologiske betydningen av hvert av molekylene, så de nevnte polynukleotidene erstatter ikke hverandre for levende organismer.
Stort sett er RNA dannet av én tråd, skiller seg fra hverandre i størrelse, men de fleste av dem er mindre enn DNA. Virus som inneholder RNA har i sin struktur slike molekyler skapt av to tråder - deres struktur er så nær DNA som mulig. I RNA akkumuleres genetiske data og overføres mellom generasjoner. Andre RNA er delt inn i funksjonelle typer. De er generert på DNA-maler. Prosessen katalyseres av RNA-polymeraser.
Informasjon og arv
Moderne vitenskap, som studerer det molekylære og cytologiske grunnlaget for arv, har identifisert nukleinsyrer som hovedobjektet for akkumulering av genetisk informasjon - dette gjelder like mye for alle levende organismer. I de fleste livsformer spiller DNA en nøkkelrolle. Dataene akkumulert av molekylet stabiliseres av nukleotidsekvenser som reproduseres under celledeling i henhold til en uendret mekanisme. Molekylær syntese fortsetter med deltakelse av enzymkomponenter, mens matrisen alltid er den forrige nukleotidkjeden, som overføres materiell mellom cellene.
Noen ganger får studenter innenfor rammen av biologi og mikrobiologi løsning på problemer i genetikk for en visuell demonstrasjon av avhengigheter. De molekylære basene for arv i slike problemer anses å være i forhold til DNA,samt RNA. Det må huskes at når det gjelder et molekyl hvis genetikk er registrert av RNA fra en helix, fortsetter reproduksjonsprosesser i henhold til en metode som ligner den som er beskrevet tidligere. Malen er RNA i en form som kan replikeres. Dette vises i cellestrukturen på grunn av smittsom invasjon. Å forstå denne prosessen gjorde det mulig for forskere å avgrense fenomenet genet og utvide kunnskapsbasen om det. Klassisk vitenskap forstår genet som en enhet av informasjon som overføres mellom generasjoner og avsløres i eksperimentelt arbeid. Genet er i stand til mutasjoner, kombinert med andre enheter på samme nivå. Fenotypen som en organisme besitter, forklares nøyaktig av genet - dette er hovedfunksjonen.
I vitenskapen ble genet som et funksjonelt grunnlag for arv i utgangspunktet også betraktet som en enhet ansvarlig for rekombinasjon, mutasjon. For tiden er det pålitelig kjent at disse to egenskapene er ansvaret til nukleotidparet inkludert i DNA. Men funksjonen leveres av en nukleotidsekvens på hundrevis og til og med tusenvis av enheter som bestemmer aminosyreproteinkjedene.
Proteiner og deres genetiske rolle
I moderne vitenskap, ved å studere klassifiseringen av gener, blir de molekylære basene for arvelighet vurdert fra synspunktet om betydningen av proteinstrukturer. Alt levende materiale er delvis dannet av proteiner. De regnes som en av de viktigste komponentene. Protein er en unik aminosyresekvens som transformeres lok alt nårtilstedeværelse av faktorer. Ofte er det to dusin typer aminosyrer, andre genereres under påvirkning av enzymer fra de viktigste tjue.
Mangfoldet av proteinkvaliteter avhenger av den primære molekylstrukturen, aminosyrepolypeptidsekvensen som danner proteinet. Forsøkene som ble utført viste tydelig at aminosyren har en strengt definert lokalisering i DNA-nukleotidkjeden. Forskere k alte det parallellene til proteinelementer og nukleinsyrer. Fenomenet kalles kolinearitet.
DNA-funksjoner
Biokjemi og genetikk, som studerer det molekylære grunnlaget for arv, er vitenskaper hvor det rettes spesiell oppmerksomhet mot DNA. Dette molekylet er klassifisert som en lineær polymer. Studier har vist at den eneste transformasjonen som er tilgjengelig for strukturen, er nukleotidsekvensen. Den er ansvarlig for å kode sekvensen av aminosyrer i proteinet.
Hos eukaryoter er DNA lokalisert i cellekjernen, og proteingenerering skjer i cytoplasmaet. DNA spiller ikke rollen som en mal for prosessen med proteingenerering, noe som betyr at det trengs et mellomelement som er ansvarlig for transport av genetisk informasjon. Studier har vist at rollen er tildelt RNA-malen.
Som vist av det vitenskapelige arbeidet viet arvelighetens molekylære baser, overføres informasjon fra DNA til RNA. RNA kan overføre data til protein og DNA. Proteinet mottar data fra RNA og sender det til samme struktur. Det er ingen direkte koblinger mellom DNA og proteiner.
Genetiskinfo: dette er interessant
Som vitenskapelige arbeider viet til arvelighetens molekylære baser har vist, er genetiske data inert informasjon som bare realiseres i nærvær av en ekstern energikilde og byggemateriale. DNA er et molekyl som ikke har slike ressurser. Cellen mottar det den trenger fra utsiden gjennom proteiner, så starter transformasjonsreaksjoner. Det er tre informasjonsveier som gir livsstøtte. De er knyttet til hverandre, men uavhengige. Genetiske data overføres arvelig ved DNA-replikasjon. Dataene er kodet av genomet - denne strømmen regnes som den andre. Den tredje og siste er ernæringsforbindelser som hele tiden trenger inn i cellestrukturen fra utsiden, og gir den energi og byggeingredienser.
Jo mer strukturert organismen er, desto flere elementer i genomet. Et mangfoldig gensett implementerer informasjonen som er kryptert i den gjennom koordinerte mekanismer. Den datarike cellen bestemmer hvordan individuelle informasjonsblokker skal implementeres. På grunn av denne kvaliteten øker evnen til å tilpasse seg ytre forhold. Den mangfoldige genetiske informasjonen i DNA er grunnlaget for proteinsyntese. Genetisk kontroll av syntese er en teori formulert av Monod og Jacob i 1961. Samtidig dukket operonmodellen opp.
