Молекулярная генетика

Нуклеиновые кислоты открыты Ф. Мишером в 1868 г.

1928 г. Опыты Ф. Гриффита:

1) Живые гладкие с капсулой (вирулентные) бактерии -> (заражение мыши) -> мышь умирает

2) Убитые теплом гладкие бактерии -> мышь живет

3) Живые шероховатые без капсулы (авирулентные) бактерии -> мышь живет

4) Смесь убитых теплом гладких бактерий и живых шероховатых бактерий -> мышь умирает -> из погибших мышей выделяют живые инкапсулированные гладкие бактерии.

Результат: какой-то фактор из клеток, убитых нагреванием превращает авирулентные в вирулентные.

Явление переноса генетической информации от одного штамма в другой Гриффит назвал трансформацией.

Механизм трансформации и природа трансформируемого фактора была неизвестна до 1944 г.

В 1929 году Н.К. Кольцов вывел теорию, что ген – это белок, и гены могут самокопироваться.
В 40-х годах стали накапливаться косвенные факты, что ген – это не белок, а ДНК.

1944 г. Опыты О. Эвери (совместно с Мак-Карти и Мак-Леодом):
О. Эвери разделил штаммы пневмококков на отдельные компоненты (углеводы, липиды, белки и ДНК) и добавлял к штаммам гладких вирулентных.
Добавление фермента, разрушающего ДНК, препятствовало трансформации.
Показано, что трансформирующим агентом является ДНК, т.е. ДНК – носитель генетической информации.

Нуклеотид –

структурная единица НК.

1) Сахар – пентоза

2) Остаток фосфорной кислоты

3) Азотистое основание: А (аденин), Г (гуанин), Т (тимин), Ц (цитозин), У (урацил).

Пурины: аденин, гуанин
Пиримидины: цитозин, урацил (РНК), тимин (ДНК).

Эрвин Чаргафф (1905-2002)
1951 г. Правило Чаргаффа: А+Г = Т+Ц
1953 г. Модель ДНК: Дж. Уотсон и Ф. Крик
Розалинда Франклин (1920 – 1958) и Морис Уилкинс. Спиральность, двуцепочечность.
1962 г. Нобелевская премия Дж.Уотсон и Фр.Крик.

Между нуклеотидами образуется фосфодиэфирная связь.
Типы связей в молекуле ДНК: - водородные – между азотистыми основаниями
- фосфодиэфирные – между нуклеотидами.

Структура ДНК

· Двуцепочеченость

· Антипараллельность: 3’ – конец одной расположен напротив 5’ конца другой.

· Комплементарность А=Т и Ц≡Г

· Правозакрученность (β-форма)

· Между нуклеотидами 0,34 нм

· Один виток – 3,4 нм (в одном витке 10 нуклеотидов)

· Диаметр молекулы – 2 нм.

Формы ДНК: β – ДНК в водных растворах низкой ионной силы, основная конформация, α – ДНК в растворах с высокой ионной силой или в сухой ДНК, Z – ДНК левозакрученная, содержит только Ц и Г пары.

Функции ДНК

· Носитель генетической информации

· Воспроизведение генетической информации – репликация.

· Реализация генетической информации – транскрипция и трансляция

· Вариабельность генетической информации.