Нуклеиновые кислоты. Тема: Генетический материал

РАЗДЕЛ III НАСЛЕДСТВЕННОСТЬ И ИЗМЕНЧИВОСТЬ ОРГАНИЗМОВ.

Тема: Генетический материал. Репликация, транскрипция, трансляция.

Генетика - наука о закономерностях наследственности и изменчивости живых организмов. Термин «генетика» ввел в 1906 г. У. Бэтсон.

Наследственность - это свойство живых организмов передавать из поколения в поколение особенности морфологии, биохимии, физиологии и индивидуального развития в определенных условиях среды.

Наследование - это способ передачи генетической информации.

Изменчивость - это свойство дочерних организмов приобретать в процессе онтогенеза признаки, отличающие их от родительских форм.

Наследуемость - это степень соотношения наследственности и изменчивости.

Нуклеиновые кислоты

В начале 50-х годов ХХ века было доказано, что единицей наследственности и изменчивости является ген, материальной основой которого является ДНК.

Структура молекулы ДНК была расшифрована Дж. Уотсоном, Ф. Криком и М. Уилкинсом в 1953 г. Она представляет собой (смотри схему строения ДНК) две спирально закрученные антипараллельные (напротив конца 3' одной цепи располагается 5' конец другой) полинуклеотидные цепи. Мономерами ДНК являются нуклеотиды, в состав каждого из них входят:

· пятиуглеродный сахар - дезоксирибоза;

· остаток фосфорной кислоты;

· одно из четырех азотистых оснований (аденин, тимин, гуанин, цитозин).

Нуклеотиды соединяются в цепочку путем образования ковалентных (фосфодиэфирных) связей между дезоксирибозой одного и остатком фосфорной кислоты другого нуклеотида. Азотистые основания присоединяются к дезоксирибозе и образуют боковые радикалы. Между азотистыми основаниями цепочек ДНК устанавливаются водородные связи: две - между аденином и тимином, три - между гуанином и цитозином. Строгое соответствие (взаимодополнение) нуклеотидов друг другу в парных цепочках ДНК (А-Т, Г-Ц) называется комплементарностью.

ДНК является хранителем генетической информации во всех клетках про- и эукариот. У вирусов эту функцию может выполнять и молекула РНК.

РНК, как и ДНК, представляет собой полинуклеотид. Структура нуклеотидов РНК сходна с таковой ДНК, но имеются следующие отличия:

· вместо дезоксирибозы в состав нуклеотидов РНК входит пятиуглеродный сахар - рибоза;

· вместо азотистого основания тимина - урацил;

· молекула РНК обычно представлена одной цепочкой (у некоторых вирусов - двумя).

В клетках существуют три типа РНК: информационная, транспортная и рибосомальная.

Информационная РНК (иРНК) представляет собой копию определенного участка ДНК и выполняет роль переносчика генетической информации от ДНК к месту синтеза белка (рибосомы) и непосредственно участвует в сборке его молекул.

Транспортные РНК (тРНК) транспортируют аминокислоты из цитоплазмы в рибосомы.

Рибосомальная РНК (рРНК) входит в состав рибосом. Считают, что рРНК обеспечивает определенное пространственное взаиморасположение иРНК и тРНК.