Codarea și punerea în aplicare a informației genetice în celulă

Informatiile genetice sunt codificate in ADN-ul. Codul genetic a fost clarificat M. Nirenberg și HG Coran, pentru care au fost acordate Premiul Nobel în 1968.

Codul genetic - nucleotide sistem de localizare din moleculele de acid nucleic, care controlează secvența de aminoacizi dintr-o moleculă de polipeptidă.

Principalele teze ale codului:

1) Codul genetic este un triplet. Triplet ARNm numit codoni. Codon codifică un singur aminoacid.

2) Codul genetic este degenerat. Un aminoacid este codificat de mai mult de un codon (2 până la 6). Excepțiile sunt metionină și triptofan (AUG GUG). Codonii pentru un aminoacid din primele două nucleotide de multe ori la fel, iar a treia variabilă.

3) Codonii nu se suprapun. Secvența nucleotidică este citită într-o direcție rând, triplet de tripleți.

4) codul lipsit de ambiguitate. Codon codifică un aminoacid particular.

5) este codonul de start AUG.

6) nu există semne de punctuație în gena - codoni stop: UAG, UAA, UGA.

7) Codul genetic este universal, este aceeași pentru toate organismele și viruși.

Dezvăluirea structurii ADN-ului, purtătorul materialului eredității contribuie la soluționarea multor probleme: genele joaca, in mod natural mutatii, biosinteza proteinelor, etc.

genetic mecanism de transfer de cod au contribuit la dezvoltarea biologiei moleculare, precum ingineria genetică, terapia genică.

ADN-ul în nucleu și este o parte a cromatinei și mitocondrii, centrozomilor, plastide și ARN - în nucleoli, matrice citoplasmatică, ribozomi.

Carrier informației genetice în celulă este ADN și ARN - este utilizat pentru transmiterea informației genetice și în pro- și eucariotele. Folosind procesul de translație a ARNm are loc secvență de nucleotide de ADN într-o polipeptidă.

In unele organisme, în afară de ADN, purtătorul informației genetice poate fi ARN, de exemplu, virusul mozaicului tutunului, poliomielita, SIDA.

monomeri de acid nucleic sunt nucleotide. Sa stabilit că în cromozomi de eucariotelor gigant molecula de ADN dublu catenar formată de patru tipuri de nucleotide: adenilic, guanil, timidilic, tsitozilovy. Fiecare nucleotidă constă dintr-o bază azotată (A + T purinică sau pirimidinică C + T), reziduu de dezoxiriboză și acid fosforic.

Prin analiza ADN-ul de origine diferită, Chargaff formulat legile proporției de baze azotate - reguli Chargaff lui.

a) număr egal cu numărul de timină adenină (A = T);

b) valoarea guaninei este egal cu suma de citozină (G = C);

c) numărul egal cu numărul de purine pirimidinelor (G + C = A + T);

g) numărul de baze de 6-amino este egal cu numărul de baze de grupări 6-ceto (C = A + T + T).

În același timp, raportul dintre bazele raportul A + TG + C este strict specifice speciei (pentru om - 0,66; șoarece - 0,81; bacterii - 0,41).

In 1953, modelul molecular spațială a ADN-ului a fost propus de biolog si fizician Dzh.Uotsonom F.Krikom.

Postulatele de bază ale modelului sunt următoarele:

1. Fiecare moleculă de ADN este format din două lanțuri lungi polinucleotidice antiparalele, care formează o spirală dublă, răsucite în jurul axei centrale (pravozakruchennaya - B-formă stângaci - Z-forma, A. Bogat descoperit la sfârșitul anilor '70).

2. Fiecare nucleozidic (pentoză + bază azotată) este situat într-un plan perpendicular pe axa elicei.

3. Cele două catene polinucleotidice sunt legați prin legături de hidrogen formate între baze de azot.

4. Contraflanșele baze azotate strict specifice, bazele purinice sunt conectate numai cu pirimidinele: A-T, G-C.

5. Secvența de bază a unui lanț poate varia considerabil, dar bazele azotate ale unui alt lanț trebuie să fie strict complementară acestora.

Circuit de polinucleotide formate prin legături covalente între nucleotide adiacente printr-un rest de acid fosforic, care leagă carbonul din poziția a cincea la nucleotidul adiacent treilea carbon zahăr. Lanțuri au orientare: start circuitul 3 „OH - în poziția a treia, carbon deoxiriboz se alătură grupării hidroxil OH, capătul lanțului - 5“ F ', la reziduu carbon cincime din dezoxiriboză se alătură acid fosforic.

Sinteza ADN se realizează pe baza complementarității. spiralele ADN între legăturile nucleotidelor fosfodiesterice formate datorită compușilor din „gruparea OH ultimei nucleotida de la 5“ 3 fosfați din următoarea nucleotidă, care este de a se alătura lanțului.

Există trei tipuri principale de replicare a ADN-ului: conservatoare, semi-conservatoare, dispersate.

Conservator - integritatea siguranței originale moleculei și sinteza dvutsepochnoy dublu spiralat filială. molecule fiice Jumătate complet construit din noul material, iar cealaltă jumătate - de la mamă vechi.

Semiconservative - sinteza ADN începe cu punctul de atașare la originea replicării helicase enzima care unwinds segmente ADN. Fiecare dintre catene este atașată proteina de legare a ADN-ului (RDC), prevenind conexiunea lor. Unitatea este o replicare replicon - o porțiune între cele două puncte de începerea circuitelor de sinteză subsidiare. Interacțiunea dintre enzime numite originea inițierii replicare. Acest punct se deplasează de-a lungul lanțului (3 „OH> 5“ F) Formele replicative și furca.

Se dispersează - dezintegrarea fragmentelor ADN de nucleotide, noul ADN dublu catenar este format din recrutate spontan părinți noi și fragmente.

Structura ADN eucariot este similar cu ADN-ul procariotelor. Diferențele se referă la: cantitatea de ADN pentru gene, lungimea moleculei de ADN, secvențele de nucleotide de ordine alternanta, forma de stivuire (în eucariotelor - liniar, procariote - inel).

Pentru redundanță ADN eucariot caracteristică: Cantitatea ADN-ul implicat în codificarea este de numai 2%. O parte ADN redundant reprezentat de nucleotide seturi identice, repetate de mai multe ori (se repetă). Distinge în mod repetat și moderat secvențe repetitive. Ele formează un heterocromatină constitutivă (structural). Este construit între secvențele unice. Genele au copii redundante din 10 aprilie.

Metafaza cromozomului (cromatinei spiralized) este compusă din două cromatide. Forma este determinată de prezența îngustării primare - centromere. Se împarte cromozomul 2 umăr.

Localizare centromeres de cromozomi determină forma de bază:

Gradul de spirală nu este același cromozom. regiuni cromozomale cu o elice slab numit eucromatină. Această zonă de activitate metabolică ridicată, în care ADN-ul este format din secvențe unice. Zona cu Helix puternic - porțiune heterochromatic capabil de a fi transcris. Distinge constitutivă inert genetic heterochromatin, nu conține gene nu intra in eucromatină, precum și opțional, care poate trece într-un eucromatină activ. Sfârșitul secțiunea din părțile distale ale cromozomi sunt numite telomere.

Cromozomii sunt împărțite în autozomi (celule somatice) si cromozom accesoriu (celule germinale).

La sugestia Levitsky (1924) diploidă somatice cariotip cromozomul celulei a fost numit. Acesta este caracterizat prin numărul, forma și mărimea cromozomilor. Pentru a descrie cariotip cromozom, la propunerea SG Navashin acestea sunt aranjate în formă de ideograme - cariotip sistematică. În 1960 el a fost oferit Denver Clasificarea Internațională de cromozomi, în cazul în care cromozomi sunt clasificate în funcție de mărimea și localizarea centromere. In cariotipului celulelor somatice umane se disting 22 de perechi de autozomi si o pereche de cromozomi sexuali. Set de cromozomi în celulele somatice sunt numite diploid, iar în celulele germinale - haploid (este egală cu jumătate din setul de autozomi). Cariotipului ideogramelor cromozomiale umane sunt împărțite în 7 grupe în funcție de mărimea și forma lor.

1 - 1-3 metacentric mare.

2 - 4-5 submetacentric mare.

3 - 6-12 și X înseamnă cromozom metacentric.

4 - 13-15 mediu acrocentric.

5 - 16-18 relativ mici meta-submetacentric.

6 - 19-20 metacentric mici.

7 - 21-22 cromozomului Y este cel mai mic acrocentric.

Conform Paris cromozomi de clasificare sunt separate în grupe în funcție de mărimea și forma lor, precum și diferențierea liniară.

Cromozomii au următoarele proprietăți (reguli de cromozomi)

1. Personalitate - diferente de cromozomi non-omoloage.

3. constanței - caracteristic pentru fiecare specie.

4. Continuitate - capacitatea de a se reproduce.