Материалы » Некоторые представления о биохимии живой клетки » ДНК — двунитевые полимеры (у человека)

ДНК — двунитевые полимеры (у человека)
Страница 1

Не менее значительные успехи были достигнуты и в понимании механизма наследственности. Еще в 40-х годах господствовало мнение, что ее обеспечивают специальные белки. Затем было убедительно показано, что за сохранение и передачу потомству всех признаков вида (а также индивидуальных особенностей родителей, если процесс размножения двуполый) отвечает особое вещество — дезоксирибонуклеиновая кислота («ДНК»). У бактерий это вещество содержится в цитоплазме, а иногда еще в особых образованиях — кольцевых «плазмидах». У более высоко организованных существ — в клеточном ядре и (немного) в мито-хондриях. ДНК тоже оказались удивительно близкого элементарного химического состава у всех живых организмов. Физические свойства очень вязких водных растворов ДНК показали, что это гигантские молекулы, масса которых у высших организмов достигает нескольких сотен миллиардов дальтон и даже у бактерий измеряется миллиардами дальтон.

Для сопоставления имеет смысл представить таблицу размеров (число пар оснований) и молекулярных масс (в дальтонах) ДНК из разных источников.

Организм

Пар оснований

Дальтон

Млекопитающие

3 • 109

1,9•1012

Дрозофила

1,2 • 108

7,7•1010

Дрожжи

1,6 • 107

1 • 1010

Е. coli («кишечная палочка»)

4 • 106

2,5• 109

Бактериофаг Tg

2 • 105

1,3• 108

Бактериофаг

4,8 • 104

3 • 107

Плазмилы

4363

2,8• 106

PBR 322

PUC18

2686

1,7- 106

Молекулы ДНК оказалось возможным даже «увидеть» с помощью электронного микроскопа. Они выглядят как очень длинные и тонкие «нити». Эти нити удалось расщепить на образующие их сравнительно низкомолекулярные составляющие — «нуклеотиды» (М= 320 дальтон). Таковых оказалось всего четыре типа. Структура нуклеотидов подсказывала, что они, подобно аминокислотам в белке, связываются между собой химически одинаковыми («фосфодиэфирными») связями в одномерные цепи. С учетом соотношения молекулярных весов ДНК и нуклеотидов эти цепи могут насчитывать более миллиона звеньев у бактерий и около 3-х миллиардов у человека. Вся наследственная информация должна содержаться («быть записанной») в такой цепи. Единственно возможный способ «записи» представляет собой определенное чередование четырех нуклеотидов. Этот способ не покажется недостаточным, если мы вспомним, что азбукой Морзе (чередование тире и точек) можно записать, к примеру, «Войну и мир».

Передача наследственной информации означает, в первую очередь, задание «первичной» структуры всех белков данного организма. То есть определение всей уникальной последовательности 20-ти аминокислот в цепи каждого из них. Отсюда вытекает необходимость «генетического кода». Четыре определенным образом чередующиеся нуклеотида должны однозначно определять положение каждой аминокислоты в цепи белка. Для этого необходимо использовать, как минимум, двадцать (по числу аминокислот) различных комбинаций из стоящих подряд нуклеотидов. Если предположить, что каждую аминокислоту будет определять последовательность четырех (любых) нуклеотидов, то таких возможных комбинаций окажется 256. Это — слишком много. Если бы «кодирующую» комбинацию образовывала последовательность двух нуклеотидов, то возможных комбинаций оказалось бы слишком мало — всего 16. Остается единственный вариант «кодирующей тройки» (триплета) нуклеотидов. Из четырех элементов можно образовать 64 различных комбинаций по три. Такие комбинации получили название «кодонов» в составе ДНК. Генетический код оказывается избыточным или, как говорят, «вырожденным». В среднем на каждую аминокислоту приходится по три возможных кодона (впрочем, распределение может и не быть равномерным). Такая избыточность еще не вносит столь катастрофической неопределенности, какую бы породили 256 комбинаций «кодирующих четверок». Однако в середине прошлого века концепция трехчленного генетического кода была не более, чем рабочей гипотезой.

Страницы: 1 2


Почему III этап энергетического обмена называется стадией полного окисления? Где он происходит? Каков его химизм?
Третий этап энергетического обмена включает в себя окисление промежуточных метаболитов, прежде всего, пировиноградной и молочной кислоты, до конечных продуктов окисления -углекислого газа и воды. Этот этап получил название аэробного или полного окисления. В клетках этот процесс протекает в митохондриях и кроме образования СО2 и Н2О аэр ...

Кайнозой – век млекопитающих и птиц
В начале палеоценовой эпохи фауна млекопитающих оставалась, по существу, той же, что и в позднемеловое время. В ней были представлены лишь группы, возникшие еще в мезозое: растительноядные многобугорчатые, внешне напоминавшие грызунов, но, возможно, родственные прототериям  однопроходным, а также архаические представители сумчат ...

Строение и функции органоидов клетки
Органоиды – специфические дифференцируемые структуры клетки, выполняющие определённые функции. Э.П.С.состоит из канальцев, узких щелевидных полостей, расширенных полостей, отдельных пузырьков и мешочков. 2 типа Э.П.С.: агранулярная, гранулярная. Агранулярная представлена только мембранным комплексом, она участвует в синтезе углеводов и ...