ДНХ-ийн бүтэц, зохион байгуулалтын түвшин. ДНХ ба генүүд Удамшлын материалын ДНХ-ийн бүтцийн химийн зохион байгуулалт

Баруун талд 2016 оны 4-р сарын 23-нд Гиннесийн амжилтын номонд орсон Варна (Болгар) хотын далайн эрэг дээрх хүмүүсээс бүтээсэн хүний ​​хамгийн том ДНХ-ийн спираль байдаг.

Дезоксирибонуклеины хүчил. Ерөнхий мэдээлэл

ДНХ (дезоксирибонуклеины хүчил) нь удамшлын мэдээллийг агуулсан амьдралын нэг төрлийн зураг төсөл юм. Энэхүү цогц макромолекул нь удамшлын удамшлын мэдээллийг хадгалж, үеэс үед дамжуулах чадвартай. ДНХ нь аливаа амьд организмын удамшил, хувьсах чадвар зэрэг шинж чанарыг тодорхойлдог. Үүнд кодлогдсон мэдээлэл нь аливаа амьд организмын хөгжлийн хөтөлбөрийг бүхэлд нь тодорхойлдог. Генетикийн хувьд суулгагдсан хүчин зүйлүүд нь хүний ​​болон бусад организмын амьдралын бүх замыг урьдчилан тодорхойлдог. Гадаад орчны зохиомол эсвэл байгалийн нөлөөлөл нь хувь хүний ​​генетикийн шинж чанарын ерөнхий ноцтой байдалд бага зэрэг нөлөөлж эсвэл програмчлагдсан үйл явцын хөгжилд нөлөөлдөг.

Дезоксирибонуклеины хүчил(ДНХ) нь амьд организмын хөгжил, үйл ажиллагааг хадгалах, үеэс үед дамжуулах, генетикийн хөтөлбөрийг хэрэгжүүлэх боломжийг олгодог макромолекул (гол гурван зүйлийн нэг, нөгөө хоёр нь РНХ ба уураг) юм. ДНХ нь янз бүрийн төрлийн РНХ, уургийн бүтцийн талаархи мэдээллийг агуулдаг.

Эукариот эсүүдэд (амьтан, ургамал, мөөгөнцөр) ДНХ нь эсийн цөмд хромосомын нэг хэсэг болохоос гадна зарим эсийн органеллд (митохондри ба пластид) байдаг. Прокариот организмын эсүүдэд (бактери ба археа) дугуй эсвэл шугаман ДНХ молекулыг нуклеоид гэж нэрлэдэг бөгөөд дотроос эсийн мембранд наалддаг. Тэд болон доод эукариотууд (жишээлбэл, мөөгөнцөр) мөн плазмид гэж нэрлэгддэг жижиг бие даасан, ихэвчлэн дугуй хэлбэртэй ДНХ молекулуудтай байдаг.

Химийн үүднээс авч үзвэл ДНХ нь давтагдах блокууд - нуклеотидуудаас бүрдэх урт полимер молекул юм. Нуклеотид бүр нь азотын суурь, элсэн чихэр (дезоксирибоз), фосфатын бүлгээс бүрдэнэ. Гинжин дэх нуклеотидын хоорондох холбоо нь дезоксирибозоор үүсдэг. FROM) ба фосфат ( Ф) бүлгүүд (фосфодиэфирийн холбоо).


Цагаан будаа. 2. Нуклертид нь азотын суурь, сахар (дезоксирибоз) ба фосфатын бүлгээс бүрдэнэ.

Ихэнх тохиолдолд (нэг судалтай ДНХ агуулсан зарим вирүсээс бусад) ДНХ-ийн макромолекул нь азотын суурьтай бие биендээ чиглэсэн хоёр гинжээс бүрддэг. Энэхүү хоёр судалтай молекул нь мушгиа хэлбэрээр эргэлддэг.

ДНХ-д дөрвөн төрлийн азотын суурь (аденин, гуанин, тимин, цитозин) байдаг. Нэг гинжний азотын суурь нь нэмэлт байх зарчмын дагуу нөгөө гинжний азотын суурьтай устөрөгчийн холбоогоор холбогддог: аденин нь зөвхөн тиминтэй нийлдэг ( А-Т), гуанин - зөвхөн цитозинтэй ( Г-С). Эдгээр хосууд нь ДНХ-ийн мушгиа хэлбэрийн "шат"-ын "шат"-ыг бүрдүүлдэг (2, 3, 4-р зургийг үз).


Цагаан будаа. 2. Азотын суурь

Нуклеотидын дараалал нь янз бүрийн төрлийн РНХ-ийн талаарх мэдээллийг "кодлох" боломжийг олгодог бөгөөд тэдгээрийн хамгийн чухал нь мэдээллийн буюу загвар (мРНХ), рибосом (rRNA) болон тээвэрлэлт (tRNA) юм. Эдгээр бүх төрлийн РНХ нь ДНХ-ийн загвар дээр ДНХ-ийн дарааллыг транскрипцийн явцад нийлэгжсэн РНХ-ийн дараалалд хуулж, уургийн биосинтезд (орчуулах процесс) оролцдог. Кодлох дарааллаас гадна эсийн ДНХ нь зохицуулалтын болон бүтцийн функцийг гүйцэтгэдэг дарааллыг агуулдаг.


Цагаан будаа. 3. ДНХ-ийн хуулбар

ДНХ-ийн химийн нэгдлүүдийн үндсэн нэгдлүүдийн байршил ба эдгээр хослолуудын тоон харьцаа нь удамшлын мэдээллийг кодлох боломжийг олгодог.

Боловсрол шинэ ДНХ (хуулбарлах)

  1. Хуулбарлах үйл явц: ДНХ-ийн давхар мушгиа задрах - ДНХ полимеразын нэмэлт хэлхээний нийлэгжилт - нэгээс хоёр ДНХ молекул үүсэх.
  2. Ферментүүд химийн нэгдлүүдийн үндсэн хосуудын хоорондын холбоог таслахад давхар мушгиа хоёр салаа болж "тайлагддаг".
  3. Салбар бүр нь ДНХ-ийн шинэ элемент юм. Шинэ үндсэн хосууд нь эх салбартай ижил дарааллаар холбогддог.

Давхардаж дууссаны дараа эцэг эхийн ДНХ-ийн химийн нэгдлүүдээс үүссэн, түүнтэй ижил генетик кодтой хоёр бие даасан спираль үүсдэг. Ийм байдлаар ДНХ нь мэдээллийг эсээс эс рүү дамжуулж чаддаг.

Илүү дэлгэрэнгүй мэдээлэл:

НУКЛЕИН ХҮЧЛИЙН БҮТЭЦ


Цагаан будаа. дөрөв. Азотын суурь: аденин, гуанин, цитозин, тимин

Дезоксирибонуклеины хүчил(ДНХ) нь нуклейн хүчлийг хэлдэг. Нуклейн хүчилнь мономерууд нь нуклеотид болох жигд бус биополимеруудын ангилал юм.

НУКЛЕОТИДбүрдэнэ азотын суурь, таван нүүрстөрөгчийн нүүрс устай (пентоз) холбогдсон - дезоксирибоз(ДНХ-ийн хувьд) эсвэл рибоз(РНХ-ийн хувьд) нь фосфорын хүчлийн үлдэгдэлтэй (H 2 PO 3 -) нийлдэг.

Азотын суурьХоёр төрөл байдаг: пиримидины суурь - урацил (зөвхөн РНХ-д байдаг), цитозин ба тимин, пурины суурь - аденин ба гуанин.


Цагаан будаа. Зураг 5. Нуклеотидын бүтэц (зүүн талд), ДНХ дахь нуклеотидын байршил (доод талд), азотын суурийн төрлүүд (баруун талд): пиримидин ба пурин.


Пентозын молекул дахь нүүрстөрөгчийн атомууд 1-ээс 5 хүртэл дугаарлагдсан байдаг. Фосфат нь гурав, тав дахь нүүрстөрөгчийн атомуудтай нэгддэг. Ингэж нуклейн хүчлүүд хоорондоо холбогдож нуклейн хүчлүүдийн гинж үүсгэдэг. Тиймээс бид ДНХ-ийн хэлхээний 3' ба 5' төгсгөлийг тусгаарлаж болно.


Цагаан будаа. 6. ДНХ-ийн хэлхээний 3' ба 5' төгсгөлийг тусгаарлах

ДНХ-ийн хоёр хэлхээ үүсдэг давхар мушгиа. Спираль хэлбэртэй эдгээр гинж нь эсрэг чиглэлд чиглэгддэг. ДНХ-ийн өөр өөр хэлхээнд азотын суурь нь хоорондоо холбогддог устөрөгчийн холбоо. Аденин нь үргэлж тиминтэй, цитозин нь гуанинтай нийлдэг. гэж нэрлэдэг нэмэлт дүрэм.

Нэмэлт дүрэм:

A-T G-C

Жишээлбэл, хэрэв бидэнд дараалал бүхий ДНХ-ийн хэлхээ өгөгдвөл

3'-ATGTCCTAGCTGCTCG - 5',

Дараа нь хоёр дахь гинж нь түүнд нэмэлт бөгөөд эсрэг чиглэлд - 5' төгсгөлөөс 3' төгсгөл хүртэл чиглэнэ.

5'- TACAGGATCGACGAGC- 3'.


Цагаан будаа. 7. ДНХ молекулын гинжин хэлхээний чиглэл, устөрөгчийн холбоо ашиглан азотын суурийн холболт

ДНХ-ийн ХУУРЛАЛТ

ДНХ-ийн хуулбарЭнэ нь ДНХ молекулыг загвар синтезээр хоёр дахин нэмэгдүүлэх үйл явц юм. Ихэнх тохиолдолд байгалийн ДНХ-ийн хуулбарпраймерДНХ-ийн синтезийн хувьд богино хэсэг (дахин үүсгэсэн). Ийм рибонуклеотидын праймерыг примазын фермент (прокариотуудад ДНХ-ийн примаза, эукариотуудад ДНХ-полимераза) үүсгэсэн ба дараа нь дезоксирибонуклеотид полимеразаар солигддог бөгөөд энэ нь ихэвчлэн засварын функцийг гүйцэтгэдэг (ДНХ молекул дахь химийн гэмтэл, эвдрэлийг засдаг).

Хуулбарлах нь хагас консерватив хэлбэрээр явагддаг. Энэ нь ДНХ-ийн давхар мушгиа задарч, нэмэлт байх зарчмын дагуу түүний гинж бүр дээр шинэ гинж үүснэ гэсэн үг юм. Тиймээс охин ДНХ молекул нь эх молекулын нэг хэлхээ, шинээр нийлэгжсэн нэг хэлхээг агуулдаг. Репликаци нь эх хэлхээний 3'-аас 5' чиглэлд явагддаг.

Цагаан будаа. 8. ДНХ молекулын репликаци (хоёр дахин нэмэгдэх).

ДНХ-ийн синтез- Энэ бол анх харахад тийм ч төвөгтэй үйл явц биш юм. Хэрэв та энэ талаар бодож байгаа бол эхлээд синтез гэж юу болохыг олж мэдэх хэрэгтэй. Энэ бол ямар нэг зүйлийг нэгтгэх үйл явц юм. Шинэ ДНХ молекул үүсэх нь хэд хэдэн үе шаттайгаар явагддаг.

1) ДНХ-ийн топоизомераза нь репликацын салааны урд байрладаг бөгөөд ДНХ-ийг задлах, задлахад хялбар болгохын тулд таслав.
2) ДНХ-ийн геликаз нь топоизомеразагийн дараа ДНХ-ийн мушгиа "тайлах" үйл явцад нөлөөлдөг.
3) ДНХ холбогч уураг нь ДНХ-ийн хэлхээг холбож, тогтворжуулах ажлыг гүйцэтгэдэг бөгөөд энэ нь бие биендээ наалдахаас сэргийлдэг.
4) ДНХ полимераз δ(дельта) , хуулбарлах сэрээний хөдөлгөөний хурдтай зохицуулж, синтезийг гүйцэтгэдэгтэргүүлэхгинжохин компани Матриц дээрх 5" → 3" чиглэлд ДНХэхийн ДНХ-ийн хэлхээ нь 3" төгсгөлөөс 5" төгсгөл хүртэлх чиглэлд (хурд нь секундэд 100 суурь хос хүртэл). Энэ талаар эдгээр үйл явдлууд эхийнДНХ-ийн хэлхээ хязгаарлагдмал.



Цагаан будаа. 9. ДНХ-ийн хуулбарлах үйл явцын бүдүүвч дүрслэл: (1) хоцрогдсон хэлхээ (хоцрогдсон хэлхээ), (2) тэргүүлэх хэлхээ (тэргүүлэх хэлхээ), (3) ДНХ полимераза α (Полα), (4) ДНХ лигаза, (5) РНХ -праймер, (6) Примаза, (7) Оказаки фрагмент, (8) ДНХ полимераз δ (Полδ), (9) Хеликаза, (10) Нэг хэлхээтэй ДНХ холбогч уураг, (11) Топоизомераза.

Хоцрогдсон охины ДНХ-ийн хэлхээний синтезийг доор тайлбарлав (доороос үзнэ үү). схемхуулбарлах сэрээ ба хуулбарлах ферментийн үүрэг)

ДНХ-ийн хуулбарлах талаар дэлгэрэнгүй мэдээллийг үзнэ үү

5) Эх молекулын өөр хэлхээ задарч, тогтворжсоны дараа тэр даруй нийлдэг.ДНХ полимераз α(альфа)ба 5-р чиглэлд "→3" праймер (РНХ праймер) - 10-аас 200 нуклеотидын урттай ДНХ-ийн загвар дээрх РНХ-ийн дарааллыг нэгтгэдэг. Үүний дараа ферментДНХ-ийн хэлхээнээс хасагдсан.

Оронд нь ДНХ полимеразα праймерын 3" төгсгөлд хавсаргасанДНХ полимеразε .

6) ДНХ полимеразε (эпсилон) праймерыг үргэлжлүүлэн уртасгах мэт боловч субстрат шигтгэдэгдезоксирибонуклеотидууд(150-200 нуклеотидын хэмжээгээр). Үүний үр дүнд хоёр хэсгээс цул утас үүсдэг -РНХ(жишээ нь праймер) ба ДНХ. ДНХ полимераз εөмнөх праймертай тулгарах хүртэл ажилланаОказакигийн хэсэг(бага зэрэг эрт нийлэгжүүлсэн). Дараа нь энэ ферментийг гинжнээс салгана.

7) ДНХ полимераз β(бета) оронд нь зогсож байнаДНХ полимеразууд ε,ижил чиглэлд (5" → 3") хөдөлж, праймер рибонуклеотидуудыг зайлуулж, оронд нь дезоксирибонуклеотидуудыг оруулдаг. Фермент нь праймерыг бүрэн арилгах хүртэл ажилладаг, i.e. дезоксирибонуклеотид хүртэл (өмнө нь нийлэгжсэн).ДНХ полимераз ε). Фермент нь түүний ажлын үр дүн болон урд талын ДНХ-ийг холбох боломжгүй тул гинжийг орхидог.

Үүний үр дүнд охины ДНХ-ийн хэлтэрхий эх утасны матриц дээр "оршдог". гэж нэрлэдэгОказакигийн хэсэг.

8) ДНХ-ийн ligase хоёр зэргэлдээх холбоосууд Оказакигийн хэсгүүд , өөрөөр хэлбэл 5 "-сегментийн төгсгөл, нэгтгэсэнДНХ полимераз ε,ба 3" гинжний төгсгөлийг суурилуулсанДНХ полимеразβ .

РНХ-ИЙН БҮТЭЦ

Рибонуклейн хүчил(РНХ) нь бүх амьд организмын эсэд байдаг гурван үндсэн макромолекулын нэг (нөгөө хоёр нь ДНХ ба уураг) юм.

ДНХ-ийн нэгэн адил РНХ нь холбоос бүрийг нэрлэдэг урт гинжээс бүрддэг нуклеотид. Нуклеотид бүр нь азотын суурь, рибозын сахар, фосфатын бүлгээс бүрдэнэ. Гэсэн хэдий ч ДНХ-ээс ялгаатай нь РНХ нь ихэвчлэн хоёр биш харин нэг хэлхээтэй байдаг. РНХ дахь пентозыг дезоксирибоз биш харин рибозоор төлөөлдөг (рибоз нь нүүрс усны хоёр дахь атом дээр нэмэлт гидроксил бүлэгтэй байдаг). Эцэст нь, ДНХ нь РНХ-ээс азотын суурийн найрлагаар ялгаатай: тимины оронд ( Т) урацил нь РНХ-д байдаг ( У) , энэ нь мөн адениныг нөхдөг.

Нуклеотидын дараалал нь РНХ-д генетикийн мэдээллийг кодлох боломжийг олгодог. Бүх эсийн организмууд уургийн нийлэгжилтийг програмчлахын тулд РНХ (мРНХ) ашигладаг.

Эсийн РНХ нь процессоор үүсдэг транскрипци , өөрөөр хэлбэл ДНХ-ийн загвар дээрх РНХ-ийн синтезийг тусгай ферментээр гүйцэтгэдэг. РНХ полимеразууд.

Мессенжер РНХ (мРНХ) дараа нь гэж нэрлэгддэг процесст оролцдог нэвтрүүлэг, тэдгээр. рибосомын оролцоотойгоор мРНХ загварт уургийн нийлэгжилт. Бусад РНХ нь транскрипц хийсний дараа химийн өөрчлөлтөд ордог бөгөөд хоёрдогч болон гуравдагч бүтэц үүссэний дараа РНХ-ийн төрлөөс хамаарах функцүүдийг гүйцэтгэдэг.

Цагаан будаа. 10. Азотын суурийн хувьд ДНХ ба РНХ-ийн ялгаа: тимин (Т)-ын оронд РНХ-д адениныг нөхдөг урацил (U) агуулагддаг.

ТРАНСКРИПЦИЯ

Энэ бол ДНХ загвар дээрх РНХ-ийн нийлэгжилтийн үйл явц юм. ДНХ нь сайтуудын аль нэгэнд тайвширдаг. Гинжний нэг нь РНХ молекул руу хуулбарлах шаардлагатай мэдээллийг агуулдаг - энэ гинжийг кодчилол гэж нэрлэдэг. ДНХ-ийн хоёр дахь хэлхээ нь кодлогч хэлхээнд нэмэлт, загварлаг хэлхээ гэж нэрлэгддэг. Загварын гинжин хэлхээнд 3'-5' чиглэлд (ДНХ-ийн гинжин хэлхээний дагуу) транскрипц хийх явцад түүнд нэмэлт РНХ гинж нийлэгждэг. Тиймээс кодлох хэлхээний РНХ хуулбар үүсдэг.

Цагаан будаа. 11. Транскрипцийн бүдүүвч дүрслэл

Жишээлбэл, хэрэв бидэнд кодлох хэлхээний дарааллыг өгсөн бол

3'-ATGTCCTAGCTGCTCG - 5',

Дараа нь нэмэлт байдлын дүрмийн дагуу матрицын гинж нь дарааллыг авч явах болно

5'- TACAGGATCGACGAGC- 3',

ба түүнээс нийлэгжсэн РНХ нь дараалал юм

НЭВТРҮҮЛЭГ

Механизмыг анхаарч үзээрэй уургийн нийлэгжилтРНХ матриц, түүнчлэн генетикийн код, түүний шинж чанарууд дээр. Мөн тодорхой болгохын тулд доорх линкээр амьд эсэд тохиолддог транскрипц, орчуулгын үйл явцын тухай богино хэмжээний видеог үзэхийг зөвлөж байна.

Цагаан будаа. 12. Уургийн нийлэгжилтийн үйл явц: РНХ-ийн ДНХ код, уургийн РНХ код

ГЕНЕТИК КОД

Генетик код- нуклеотидын дарааллыг ашиглан уургийн амин хүчлийн дарааллыг кодлох арга. Амин хүчил бүр нь кодон эсвэл триплет гэсэн гурван нуклеотидын дарааллаар кодлогдсон байдаг.

Ихэнх про ба эукариотуудад нийтлэг байдаг генетик код. Хүснэгтэнд бүх 64 кодоныг жагсааж, холбогдох амин хүчлүүдийг жагсаав. Үндсэн дараалал нь мРНХ-ийн 5"-аас 3" төгсгөл хүртэл байна.

Хүснэгт 1. Стандарт генетикийн код

1-р
сан

тиймээ

2-р суурь

3 дахь
сан

тиймээ

У

C

А

Г

У

У У У

(Phe/F)

U C U

(Ser/S)

У А У

(Тир/Ү)

У Г У

(Cys/C)

У

У У Ц

U C C

U A C

U G C

C

У У А

(Leu/L)

У Ц А

У А

Кодоныг зогсоох**

У Г А

Кодоныг зогсоох**

А

У У Г

У Ц Г

У А Г

Кодоныг зогсоох**

У Г Г

(Trp/W)

Г

C

C U U

C C U

(Pro/P)

C A U

(Түүний/H)

C G U

(Arg/R)

У

C U C

C C C

C A C

C G C

C

Ц У А

C C A

C A A

(Gln/Q)

CGA

А

Ц У Г

C C G

C A G

C G G

Г

А

А У У

(Ile/I)

А С У

(Thr/T)

A A U

(Asn/N)

А Г У

(Ser/S)

У

A U C

A C C

A A C

A G C

C

А У А

А С А

А А А

(Lys/K)

А Г А

А

А У Г

(Уулзсан/М)

A C G

А Г

A G G

Г

Г

Г У У

(Val/V)

Г С У

(Ала/А)

Г А У

(Asp/D)

Г Г У

(Гли/Г)

У

Г У Ц

G C C

Г А

G G C

C

Г У А

Г С А

Г А А

(Цавуу)

Г Г А

А

Г У Г

Г С Г

Г А Г

Г Г Г

Г

Гурвалсан хүүхдүүдийн дунд "цэг таслал"-ын үүрэг гүйцэтгэдэг 4 тусгай дараалал байдаг.

  • *Гурвалсан 8 САР, мөн кодлогч метионин гэж нэрлэдэг кодон эхлэх. Энэ кодон нь уургийн молекулын нийлэгжилтийг эхлүүлдэг. Тиймээс уургийн нийлэгжилтийн үед дарааллын эхний амин хүчил нь үргэлж метионин байх болно.
  • ** Гурван ихэр UAA, UAGболон UGAдуудсан кодонуудыг зогсоохмөн ямар ч амин хүчлийг кодлох хэрэггүй. Эдгээр дараалалд уургийн нийлэгжилт зогсдог.

Генетик кодын шинж чанарууд

1. Гурвалсан байдал. Амин хүчил бүр нь гурван нуклеотидын дарааллаар кодлогддог - триплет эсвэл кодон.

2. Тасралтгүй байдал. Гурвалсан хүүхдийн хооронд нэмэлт нуклеотид байхгүй, мэдээллийг тасралтгүй уншдаг.

3. Давхарддаггүй. Нэг нуклеотид нь нэгэн зэрэг хоёр гурвалсан нэг хэсэг байж болохгүй.

4. Өвөрмөц байдал. Нэг кодон нь зөвхөн нэг амин хүчлийг кодлох боломжтой.

5. доройтол. Нэг амин хүчлийг хэд хэдэн өөр кодоноор кодлож болно.

6. Олон талт байдал. Бүх амьд организмын генетикийн код ижил байдаг.

Жишээ. Бидэнд кодлох хэлхээний дарааллыг өгсөн болно:

3’- CCGATTGCACGTCGATCGTATA- 5’.

Матрицын гинж нь дараах дараалалтай байна.

5’- GGCTAACGTGCAGCTAGCATAT- 3’.

Одоо бид энэ хэлхээнээс мэдээллийн РНХ-г "нийлэгжүүлдэг":

3’- CCGAUUGCACGUCGAUCGUAUA- 5’.

Уургийн синтез нь 5' → 3' чиглэлд явагддаг тул генетикийн кодыг "унших" тулд бид дарааллыг эргүүлэх хэрэгтэй.

5’- AUAUGCUAGCUGCACGUUAGCC- 3’.

Одоо AUG эхлэх кодоныг олоорой:

5’- AU AUG CUAGCUGCACGUUAGCC- 3’.

Дарааллыг гурвалсан болгон хуваа:

иймэрхүү сонсогдож байна: ДНХ-ээс мэдээлэл нь РНХ руу (транскрипт), РНХ-ээс уураг руу (орчуулга) шилждэг. ДНХ-ийг хуулбарлах замаар хуулбарлах боломжтой бөгөөд ДНХ-ийг РНХ-ийн загвараас нийлэгжүүлэх үед урвуу транскрипцийн процесс бас боломжтой боловч ийм үйл явц нь голчлон вирусын шинж чанартай байдаг.


Цагаан будаа. 13. Молекул биологийн төв догма

ГЕНОМ: ГЕН, ХРОМОСОМ

(ерөнхий ойлголт)

Геном - организмын бүх генийн нийлбэр; түүний бүрэн хромосомын багц.

"Геном" гэсэн нэр томъёог 1920 онд Г.Винклер нэг биологийн төрлийн организмын хромосомын гаплоид багцад агуулагдах генийн нийлбэрийг тодорхойлох зорилгоор санал болгосон. Энэ нэр томъёоны анхны утга нь геномын тухай ойлголт нь генотипээс ялгаатай нь хувь хүний ​​биш харин бүх зүйлийн удамшлын шинж чанар гэдгийг харуулж байна. Молекул генетик хөгжихийн хэрээр энэ нэр томъёоны утга өөрчлөгдсөн. Ихэнх организмын генетикийн мэдээллийн тээвэрлэгч бөгөөд иймээс геномын үндэс болдог ДНХ нь орчин үеийн утгаараа зөвхөн генийг агуулдаггүй нь мэдэгдэж байна. Эукариот эсийн ихэнх ДНХ нь уураг, нуклейн хүчлүүдийн тухай мэдээлэл агуулаагүй кодчилдоггүй ("илүүдэл") нуклеотидын дарааллаар төлөөлдөг. Тиймээс аливаа организмын геномын гол хэсэг нь түүний гаплоид хромосомын бүхэл бүтэн ДНХ юм.

Ген нь полипептид ба РНХ молекулуудыг кодлодог ДНХ молекулын сегмент юм.

Өнгөрсөн зуунд бидний генийн талаарх ойлголт эрс өөрчлөгдсөн. Өмнө нь геном нь нэг шинж чанарыг кодлодог, тодорхойлдог хромосомын хэсэг байв. фенотипнүдний өнгө зэрэг (харагдахуйц) өмч.

1940 онд Жорж Бидл, Эдвард Татам нар генийн молекулын тодорхойлолтыг санал болгов. Эрдэмтэд мөөгөнцрийн спорыг боловсруулсан Neurospora crassaДНХ-ийн дарааллыг өөрчлөхөд хүргэдэг рентген туяа болон бусад бодисууд ( мутаци), мөн зарим тодорхой ферментийг алдсан мөөгөнцрийн мутант омгийг олсон бөгөөд энэ нь зарим тохиолдолд бодисын солилцооны бүх замыг тасалдуулахад хүргэсэн. Бидл, Татам нар ген нь нэг ферментийг тодорхойлдог эсвэл кодлодог генетикийн материалын хэсэг юм гэсэн дүгнэлтэд хүрсэн. Таамаглал ийм байна "Нэг ген, нэг фермент". Энэ ойлголтыг хожим нь тодорхойлолт болгон өргөжүүлсэн "Нэг ген - нэг полипептид", учир нь олон ген нь фермент биш уургийг кодлодог бөгөөд полипептид нь нарийн төвөгтэй уургийн цогцолборын дэд нэгж байж болно.

Зураг дээр. 14-т ДНХ-ийн гурвалсанууд мРНХ-ээр дамждаг уургийн амин хүчлийн дараалал болох полипептидийг хэрхэн тодорхойлдог диаграммыг үзүүлэв. ДНХ-ийн хэлхээний нэг нь нуклеотидын гурвалсан (кодонууд) нь ДНХ-ийн гурвалсан хэсгүүдийг нөхдөг мРНХ-ийн нийлэгжилтийн загвар үүрэг гүйцэтгэдэг. Зарим бактери болон олон эукариотуудад кодлох дараалал нь кодлогдоогүй бүсүүдээр тасалддаг (гэж нэрлэдэг) интрон).

Генийн орчин үеийн биохимийн тодорхойлолт бүр илүү тодорхой. Генүүд нь бүтцийн эсвэл каталитик функцтэй полипептид эсвэл РНХ зэрэг эцсийн бүтээгдэхүүний үндсэн дарааллыг кодлодог ДНХ-ийн бүх хэсгүүд юм.

Генүүдээс гадна ДНХ нь зөвхөн зохицуулах функцийг гүйцэтгэдэг бусад дарааллыг агуулдаг. Зохицуулалтын дараалалгенийн эхлэл эсвэл төгсгөлийг тэмдэглэж, транскрипцид нөлөөлж, репликаци эсвэл рекомбинацын эхлэлийг зааж өгч болно. Зарим генийг өөр өөр аргаар илэрхийлж болох бөгөөд ДНХ-ийн нэг хэсэг нь өөр өөр бүтээгдэхүүн үүсэх загвар болж өгдөг.

Бид ойролцоогоор тооцоолж болно генийн хамгийн бага хэмжээзавсрын уургийн кодчилол. Полипептидийн гинжин хэлхээнд байгаа амин хүчил бүрийг гурван нуклеотидын дарааллаар кодлодог; эдгээр гурвалсан (кодон) -ын дараалал нь өгөгдсөн генээр кодлогдсон полипептидийн амин хүчлүүдийн гинжин хэлхээтэй тохирч байна. 350 амин хүчлийн үлдэгдэл бүхий полипептидийн гинж (дунд урт гинж) нь 1050 bp дараалалтай тохирч байна. ( bp). Гэсэн хэдий ч олон эукариот генүүд болон зарим прокариот генүүд нь уургийн талаарх мэдээллийг агуулдаггүй ДНХ-ийн сегментүүдээр тасалддаг тул энгийн тооцоололоос хамаагүй урт байдаг.

Нэг хромосомд хэдэн ген байдаг вэ?


Цагаан будаа. 15. Прокариот (зүүн) ба эукариот эсийн хромосомын харагдах байдал. Гистонууд нь цөм дэх ДНХ-ийн хэлхээний баглаа боодол, транскрипц, репликаци, засвар зэрэг цөмийн үйл явцын эпигенетик зохицуулалтад оролцдог хоёр үндсэн үүргийг гүйцэтгэдэг цөмийн уургийн өргөн хүрээний ангилал юм.

Та бүхний мэдэж байгаагаар бактерийн эсүүд нь ДНХ-ийн хэлхээ хэлбэртэй хромосомтой бөгөөд нягт бүтэцтэй байдаг - нуклеоид. прокариот хромосом Escherichia савханцрынгеном нь бүрэн тайлагдсан 4,639,675 bp-ээс бүрдэх дугуй хэлбэртэй ДНХ молекул (үнэндээ энэ нь ердийн тойрог биш, харин эхлэл төгсгөлгүй гогцоо) юм. Энэ дараалал нь ойролцоогоор 4300 уургийн ген, тогтвортой РНХ молекулуудын өөр 157 генийг агуулдаг. AT хүний ​​геном 24 өөр хромосом дээр байрладаг бараг 29,000 гентэй харгалзах 3.1 тэрбум суурь хос.

Прокариотууд (бактери).

Бактери E. coliнэг давхар хэлхээтэй дугуй ДНХ молекултай. Энэ нь 4,639,675 b.p-ээс бүрдэнэ. мөн ойролцоогоор 1.7 мм урттай бөгөөд энэ нь эсийн уртаас давж гардаг E. coliойролцоогоор 850 удаа. Нуклеоидын нэг хэсэг болох том дугуй хромосомоос гадна олон бактери нь цитозолд чөлөөтэй байрладаг нэг буюу хэд хэдэн жижиг дугуй хэлбэртэй ДНХ молекулуудыг агуулдаг. Эдгээр хромосомын гаднах элементүүдийг нэрлэдэг плазмидууд(Зураг 16).

Ихэнх плазмидууд нь хэдхэн мянган суурь хосоос бүрддэг бол зарим нь 10,000 гаруй Bp агуулдаг. Тэд удамшлын мэдээллийг зөөвөрлөж, эх эсийг хуваах явцад охин эсүүдэд нэвтэрдэг охин плазмид үүсгэдэг. Плазмидууд нь зөвхөн нянгаас гадна мөөгөнцөр болон бусад мөөгөнцөрт байдаг. Ихэнх тохиолдолд плазмидууд нь эзэн эсэд ямар ч давуу тал олгодоггүй бөгөөд тэдний цорын ганц ажил нь бие даан үржих явдал юм. Гэсэн хэдий ч зарим плазмидууд нь эзэнд хэрэгтэй генийг агуулдаг. Жишээлбэл, плазмид агуулагдах генүүд нь бактерийн эсэд бактерийн эсрэг бодисыг эсэргүүцэх чадвартай байдаг. β-лактамазын генийг агуулсан плазмидууд нь пенициллин, амоксициллин зэрэг β-лактамын антибиотикт тэсвэртэй байдаг. Плазмидууд нь антибиотикт тэсвэртэй эсээс ижил буюу өөр төрлийн бактерийн бусад эсүүд рүү дамжиж, тэдгээр эсүүд мөн тэсвэртэй болдог. Антибиотикийг эрчимтэй хэрэглэх нь эмгэг төрүүлэгч бактерийн дунд антибиотик эсэргүүцлийг кодлодог плазмидын (түүнчлэн ижил төстэй генийг кодлодог транспозонууд) тархалтыг дэмжиж, хэд хэдэн антибиотикт тэсвэртэй бактерийн омог үүсэхэд хүргэдэг хүчирхэг сонгомол хүчин зүйл юм. Эмч нар антибиотикийг өргөнөөр хэрэглэхийн хор хөнөөлийг ойлгож, зайлшгүй шаардлагатай үед л эм бичиж өгдөг. Үүнтэй төстэй шалтгааны улмаас фермийн амьтдын эмчилгээнд антибиотикийн өргөн хэрэглээ хязгаарлагдмал байдаг.

Мөн үзнэ үү: Равин Н.В., Шестаков С.В. Прокариотуудын геном // Вавиловын генетик ба үржлийн сэтгүүл, 2013. V. 17. № 4/2. хуудас 972-984.

Эукариотууд.

Хүснэгт 2. Зарим организмын ДНХ, ген, хромосом

хуваалцсан ДНХ,

b.s.

Хромосомын тоо*

Ойролцоогоор генийн тоо

Escherichia савханцрын(нян)

4 639 675

4 435

Saccharomyces cerevisiae(мөөгөнцөр)

12 080 000

16**

5 860

Caenorhabditis elegans(нематод)

90 269 800

12***

23 000

Arabidopsis thaliana(ургамал)

119 186 200

33 000

Drosophila melanogaster(жимсний ялаа)

120 367 260

20 000

Ориза сатива(будаа)

480 000 000

57 000

Муу булчин(хулгана)

2 634 266 500

27 000

Хомо сапиенс(хүн)

3 070 128 600

29 000

Анхаарна уу.Мэдээлэл байнга шинэчлэгддэг; Дэлгэрэнгүй мэдээллийг геномын төслийн бие даасан вэбсайтаас авна уу.

* Мөөгөнцөрөөс бусад бүх эукариотуудын хувьд диплоид хромосомын багцыг өгдөг. диплоидиж бүрдэл хромосом (Грек хэлнээс diploos - давхар ба eidos - харах) - хромосомын давхар багц (2n), тус бүр нь гомологтой байдаг.
**Гаплоид багц. Мөөгөнцрийн зэрлэг омгууд нь эдгээр хромосомын найм (октаплоид) ба түүнээс дээш багцтай байдаг.
***Хоёр Х хромосомтой эмэгтэйд. Эрэгтэйчүүдэд X хромосом байдаг, гэхдээ Y байхгүй, өөрөөр хэлбэл зөвхөн 11 хромосомтой.

Хамгийн жижиг эукариотуудын нэг болох мөөгөнцрийн эс нь эсээс 2.6 дахин их ДНХ агуулдаг. E. coli(Хүснэгт 2). жимсний ялаа эсүүд Дрозофила, генетикийн судалгааны сонгодог объект нь 35 дахин их ДНХ, хүний ​​эс эсээс 700 дахин их ДНХ агуулдаг. E. coli.Олон ургамал, хоёр нутагтан амьтад үүнээс ч илүү ДНХ агуулдаг. Эукариот эсийн генетик материал нь хромосом хэлбэрээр зохион байгуулагдсан байдаг. Хромосомын диплоид багц (2 n) организмын төрлөөс хамаарна (Хүснэгт 2).

Жишээлбэл, хүний ​​соматик эсэд 46 хромосом байдаг ( будаа. 17). Эукариот эсийн хромосом бүрийг Зураг дээр үзүүлэв. 17, а, нэг маш том хоёр хэлхээтэй ДНХ молекулыг агуулдаг. Хүний 24 хромосом (хос хосолсон 22 хромосом, X ба У гэсэн хоёр бэлгийн хромосом) нь уртаараа 25 дахин их ялгаатай байдаг. Эукариот хромосом бүр нь тодорхой генийг агуулдаг.


Цагаан будаа. 17. эукариот хромосомууд.а- хүний ​​хромосомоос холбосон, нягтаршсан хос хроматидууд. Энэ хэлбэрээр эукариот хромосомууд репликацийн дараа, митозын үед метафазад үлддэг. б- номын зохиогчдын нэгний лейкоцитын хромосомын бүрэн багц. Хүний хэвийн соматик эс бүр 46 хромосом агуулдаг.

Хэрэв та хүний ​​геномын ДНХ-ийн молекулуудыг (22 хромосом ба X ба Y эсвэл X ба X хромосом) хооронд нь холбовол нэг метр орчим урт дараалал гарч ирнэ. Тайлбар: Бүх хөхтөн амьтад болон бусад гетерогаметик эр организмд эм нь хоёр Х хромосом (XX), эрэгтэй нь нэг Х хромосом, нэг У хромосом (XY) байдаг.

Хүний ихэнх эсүүд байдаг тул ийм эсийн ДНХ-ийн нийт урт нь 2м орчим байдаг. Насанд хүрсэн хүн ойролцоогоор 10 14 эстэй байдаг тул бүх ДНХ молекулуудын нийт урт нь 2・1011 км байдаг. Харьцуулбал дэлхийн тойрог 4・10 4 км, дэлхийгээс нар хүртэлх зай 1.5・10 8 км. Ийм л гайхалтай авсаархан савласан ДНХ бидний эсэд байдаг!

Эукариот эсүүдэд ДНХ агуулсан бусад органеллууд байдаг - эдгээр нь митохондри ба хлоропласт юм. Митохондрийн болон хлоропласт ДНХ-ийн гарал үүслийн талаар олон таамаглал дэвшүүлсэн. Өнөөдөр нийтээр хүлээн зөвшөөрөгдсөн үзэл бодол бол тэдгээр нь эзэн эсийн цитоплазм руу нэвтэрч, эдгээр органеллуудын урьдал нөхцөл болсон эртний бактерийн хромосомын үндсэн хэсэг юм. Митохондрийн ДНХ нь митохондрийн тРНХ ба рРНХ, мөн хэд хэдэн митохондрийн уургийг кодлодог. Митохондрийн уургийн 95 гаруй хувь нь цөмийн ДНХ-ээр кодлогдсон байдаг.

ГЕНИЙН БҮТЭЦ

Прокариот ба эукариотуудын генийн бүтэц, тэдгээрийн ижил төстэй байдал, ялгааг авч үзье. Ген нь зөвхөн нэг уураг эсвэл РНХ-ийг кодлодог ДНХ-ийн хэсэг боловч шууд кодлох хэсгээс гадна прокариот ба эукариотуудад өөр бүтэцтэй зохицуулалтын болон бусад бүтцийн элементүүдийг агуулдаг.

кодчиллын дараалал- генийн үндсэн бүтэц, үйл ажиллагааны нэгж нь нуклеотидын гурав дахин кодчилдог.амин хүчлийн дараалал. Энэ нь эхлэл кодоноор эхэлж зогсох кодоноор төгсдөг.

Кодлох дарааллын өмнө ба дараа байна орчуулагдаагүй 5' ба 3' дараалал. Тэд зохицуулалтын болон туслах функцийг гүйцэтгэдэг, жишээлбэл, рибосомыг мРНХ дээр буулгах боломжийг олгодог.

Орчуулагдаагүй ба кодчилсон дараалал нь транскрипцийн нэгжийг бүрдүүлдэг - транскрипц хийсэн ДНХ-ийн бүс, өөрөөр хэлбэл мРНХ нийлэгждэг ДНХ-ийн бүс.

ТерминаторРНХ нийлэгжилт зогссон генийн төгсгөлд байрлах ДНХ-ийн хуулбарлагдаагүй хэсэг.

Генийн эхэнд байдаг зохицуулалтын бүс, үүнд багтана сурталчлагчболон оператор.

сурталчлагч- транскрипцийг эхлүүлэх үед полимеразыг холбох дараалал. Оператор- энэ нь тусгай уургуудыг холбох боломжтой хэсэг юм - дарангуйлагч, энэ генээс РНХ-ийн синтезийн идэвхийг бууруулж чаддаг - өөрөөр хэлбэл үүнийг бууруулдаг илэрхийлэл.

Прокариотуудын генийн бүтэц

Прокариот ба эукариотуудын генийн бүтцийн ерөнхий төлөвлөгөө нь ялгаатай биш - хоёулаа дэмжигч ба оператор бүхий зохицуулалтын бүс, кодчилол, орчуулагдаагүй дараалал бүхий транскрипцийн нэгж, төгсгөлийн хэсгийг агуулдаг. Гэсэн хэдий ч прокариот ба эукариотуудын генийн зохион байгуулалт өөр өөр байдаг.

Цагаан будаа. 18. Прокариот (бактер) дахь генийн бүтцийн схем -зураг томорсон байна

Опероны эхэн ба төгсгөлд хэд хэдэн бүтцийн генийг зохицуулах нийтлэг бүсүүд байдаг. Опероны хуулбарласан хэсгээс нэг мРНХ молекулыг уншдаг бөгөөд энэ нь хэд хэдэн кодлох дарааллыг агуулдаг бөгөөд тэдгээр нь тус бүр өөрийн эхлэл ба зогсоох кодонтой байдаг. Эдгээр бүс бүрээснэг уураг нийлэгждэг. Энэ замаар, Нэг i-РНХ молекулаас хэд хэдэн уургийн молекулууд нийлэгждэг.

Прокариотууд нь хэд хэдэн генийг нэг функциональ нэгж болгон нэгтгэснээр тодорхойлогддог. оперон. Опероны ажлыг бусад генүүдээр зохицуулж болох бөгөөд үүнийг опероноос өөрөөс нь мэдэгдэхүйц салгаж болно. зохицуулагчид. Энэ генээс орчуулсан уураг гэж нэрлэдэг дарангуйлагч. Энэ нь опероны оператортой холбогдож, түүнд агуулагдах бүх генийн илэрхийлэлийг нэгэн зэрэг зохицуулдаг.

Прокариотууд нь мөн үзэгдлээр тодорхойлогддог транскрипц ба орчуулгын коньюгаци.


Цагаан будаа. 19 Прокариотуудад транскрипц ба орчуулгын нэгдэх үзэгдэл - зураг томорсон байна

Эукариотуудад транскрипц явагддаг удамшлын материалаас орчуулга хийх цитоплазмыг тусгаарладаг цөмийн мембран байдаг тул ийм хосолдоггүй. Прокариотуудад ДНХ-ийн загварт РНХ нийлэгжих явцад рибосом нь нийлэгжсэн РНХ молекултай шууд холбогдож чаддаг. Тиймээс транскрипц дуусахаас өмнө орчуулга эхэлдэг. Түүнээс гадна хэд хэдэн рибосом нь нэг РНХ молекултай нэгэн зэрэг холбогдож, нэг уургийн хэд хэдэн молекулыг нэг дор нэгтгэж чаддаг.

Эукариотуудын генийн бүтэц

Эукариотуудын ген ба хромосомууд нь маш нарийн зохион байгуулалттай байдаг.

Олон зүйлийн бактери нь зөвхөн нэг хромосомтой байдаг бөгөөд бараг бүх тохиолдолд хромосом бүрт ген бүрийн нэг хуулбар байдаг. рРНХ ген гэх мэт цөөн хэдэн генүүд олон хуулбарт агуулагддаг. Ген ба зохицуулалтын дараалал нь прокариотуудын бараг бүх геномыг бүрдүүлдэг. Түүнээс гадна бараг бүх ген нь кодлодог амин хүчлийн дараалал (эсвэл РНХ-ийн дараалал) -тай яг таарч тохирдог (Зураг 14).

Эукариот генийн бүтэц, үйл ажиллагааны зохион байгуулалт нь илүү төвөгтэй байдаг. Эукариот хромосомын судалгаа, дараа нь эукариот геномын бүрэн дарааллын дараалал нь олон гэнэтийн зүйлийг авчирсан. Ихэнх нь биш юмаа гэхэд олон эукариот генүүд нь сонирхолтой шинж чанартай байдаг: тэдгээрийн нуклеотидын дараалал нь полипептидийн бүтээгдэхүүний амин хүчлийн дарааллыг кодлодоггүй нэг буюу хэд хэдэн ДНХ-ийн бүс нутгийг агуулдаг. Ийм орчуулагдаагүй оруулга нь генийн нуклеотидын дараалал болон кодлогдсон полипептидийн амин хүчлийн дараалал хоорондын шууд харилцлыг тасалдуулж байна. Эдгээр генийн орчуулагдаагүй сегментүүдийг гэж нэрлэдэг интрон, эсвэл суурилуулсан дараалал, мөн кодлох сегментүүд нь экзон. Прокариотуудад хэдхэн ген нь интрон агуулдаг.

Тиймээс эукариотуудад генүүдийн оперонуудын нэгдэл бараг байдаггүй бөгөөд эукариот генийн кодлох дараалал нь ихэвчлэн орчуулагдсан бүс нутагт хуваагддаг. - экзонууд, болон орчуулагдаагүй хэсгүүд - интрон.

Ихэнх тохиолдолд интронуудын үйл ажиллагаа тогтоогдоогүй байна. Ерөнхийдөө хүний ​​ДНХ-ийн ердөө 1.5% нь л "кодлогддог" бөгөөд өөрөөр хэлбэл уураг эсвэл РНХ-ийн талаарх мэдээллийг агуулдаг. Гэсэн хэдий ч том интроныг харгалзан үзэхэд хүний ​​ДНХ-ийн 30% нь генээс бүрддэг. Ген нь хүний ​​геномын харьцангуй бага хувийг бүрдүүлдэг тул ихээхэн хэмжээний ДНХ нь тодорхойгүй хэвээр байна.

Цагаан будаа. 16. Эукариотуудын генийн бүтцийн схем - зураг томорсон байна

Ген бүрээс эхлээд төлөвшөөгүй буюу өмнөх РНХ нийлэгждэг бөгөөд энэ нь интрон ба экзоныг агуулдаг.

Үүний дараа залгах процесс явагддаг бөгөөд үүний үр дүнд интрон бүсүүдийг тайрч, уураг нийлэгжүүлж болох боловсорсон мРНХ үүсдэг.


Цагаан будаа. 20. Альтернатив залгах процесс - зураг томорсон байна

Генүүдийн ийм зохион байгуулалт нь жишээлбэл, нэг генээс уургийн янз бүрийн хэлбэрийг нэгтгэх боломжийг олгодог бөгөөд энэ нь залгах явцад экзонуудыг өөр өөр дарааллаар нэгтгэх боломжтой байдаг.

Цагаан будаа. 21. Прокариот ба эукариотуудын генийн бүтцийн ялгаа - зураг томорсон байна

МУТАЦ, МУТАГЕНез

мутацигенотипийн байнгын өөрчлөлт, өөрөөр хэлбэл нуклеотидын дарааллын өөрчлөлт гэж нэрлэдэг.

Мутацид хүргэдэг процессыг нэрлэдэг мутагенез, мөн организм бүгдэсүүд нь ижил мутацитай байдаг мутант.

мутацийн онолАнх 1903 онд Хью де Врис томъёолжээ. Түүний орчин үеийн хувилбарт дараахь заалтууд багтсан болно.

1. Мутаци гэнэт, гэнэт тохиолддог.

2. Мутаци нь үеэс үед дамждаг.

3. Мутаци нь ашигтай, хор хөнөөлтэй эсвэл төвийг сахисан, давамгайлсан эсвэл рецессив байж болно.

4. Мутацийг илрүүлэх магадлал нь судлагдсан хүмүүсийн тооноос хамаарна.

5. Үүнтэй төстэй мутаци дахин давтагдаж болно.

6. Мутаци нь чиглэгддэггүй.

Янз бүрийн хүчин зүйлийн нөлөөн дор мутаци үүсч болно. Үүссэн мутацийг ялгах мутаген нөлөөлөл: физик (жишээлбэл, хэт ягаан туяа эсвэл цацраг), химийн (жишээлбэл, колхицин эсвэл реактив хүчилтөрөгчийн төрөл) болон биологийн (жишээлбэл, вирус). Мөн мутаци үүсч болно хуулбарлах алдаа.

Мутаци үүсэх нөхцлөөс хамааран хуваагдана аяндаа- өөрөөр хэлбэл хэвийн нөхцөлд үүссэн мутаци, ба өдөөгдсөн- өөрөөр хэлбэл тусгай нөхцөлд үүссэн мутаци.

Мутаци нь зөвхөн цөмийн ДНХ-д төдийгүй, жишээлбэл, митохондри эсвэл пластидын ДНХ-д тохиолдож болно. Үүний дагуу бид ялгаж чадна цөмийнболон цитоплазммутаци.

Мутаци үүссэний үр дүнд шинэ аллель ихэвчлэн гарч ирдэг. Хэрэв мутант аллель нь ердийн аллелийг давж байвал мутацийг дуудна давамгайлсан. Хэрэв хэвийн аллель нь мутацыг дарангуйлдаг бол мутаци гэж нэрлэдэг рецессив. Шинэ аллель үүсгэдэг ихэнх мутаци нь рецессив шинж чанартай байдаг.

Мутаци нь нөлөөгөөр ялгагдана дасан зохицох чадвартайорганизмын хүрээлэн буй орчинд дасан зохицох чадварыг нэмэгдүүлэхэд хүргэдэг; төвийг сахисанЭнэ нь амьд үлдэхэд нөлөөлдөггүй хортойхүрээлэн буй орчны нөхцөлд организмын дасан зохицох чадварыг бууруулдаг үхлийн аюултайхөгжлийн эхний үе шатанд организмын үхэлд хүргэдэг.

Үр дагаврын дагуу мутацыг ялгаж, хүргэдэг уургийн үйл ажиллагааны алдагдал, мутацид хүргэдэг үүсэх уураг нь шинэ үүрэг гүйцэтгэдэг, түүнчлэн мутаци нь генийн тунг өөрчлөх, үүний дагуу үүнээс нийлэгжсэн уургийн тун.

Мутаци нь биеийн аль ч эсэд тохиолдож болно. Хэрэв үр хөврөлийн эсэд мутаци үүсвэл үүнийг нэрлэдэг үр хөврөл(үр хөврөл, эсвэл үүсгэгч). Ийм мутаци нь үүссэн организмд илэрдэггүй, харин үр удамд мутант гарч ирэхэд хүргэдэг бөгөөд удамшдаг тул генетик, хувьслын хувьд чухал ач холбогдолтой юм. Хэрэв мутаци нь бусад эсэд тохиолдвол үүнийг дуудна соматик. Ийм мутаци нь үүссэн организмд тодорхой хэмжээгээр илэрч болно, жишээлбэл, хорт хавдрын хавдар үүсэхэд хүргэдэг. Гэсэн хэдий ч ийм мутаци нь удамшдаггүй бөгөөд үр удамд нөлөөлдөггүй.

Мутаци нь геномын янз бүрийн хэмжээтэй хэсгүүдэд нөлөөлж болно. Хуваарилах генетик, хромосомынболон геноммутаци.

Генийн мутаци

Нэг генээс бага хэмжээгээр тохиолддог мутацийг нэрлэдэг генетик, эсвэл цэгтэй (цэгтэй). Ийм мутаци нь дарааллын нэг буюу хэд хэдэн нуклеотидын өөрчлөлтөд хүргэдэг. Генийн мутацид орноорлуулалтнэг нуклеотидыг нөгөө нуклеотидоор солиход хүргэдэг.устгахууднуклеотидын аль нэгийг алдахад хүргэдэг;оруулгууд, дараалалд нэмэлт нуклеотид нэмэгдэхэд хүргэдэг.


Цагаан будаа. 23. Генийн (цэг) мутаци

Уургийн үйл ажиллагааны механизмын дагуу генийн мутацийг дараахь байдлаар хуваана.ижил утгатай, (удамшлын кодын доройтлын үр дүнд) уургийн бүтээгдэхүүний амин хүчлийн найрлага өөрчлөгдөхөд хүргэдэггүй;буруу мутаци, энэ нь нэг амин хүчлийг нөгөөгөөр солиход хүргэдэг бөгөөд нийлэгжсэн уургийн бүтцэд нөлөөлдөг, гэхдээ тэдгээр нь ихэвчлэн ач холбогдолгүй байдаг;утгагүй мутаци, кодлогч кодоныг зогсоох кодоноор солиход хүргэдэг,хүргэдэг мутаци залгах эмгэг:


Цагаан будаа. 24. Мутацийн схемүүд

Мөн уургийн үйл ажиллагааны механизмын дагуу мутаци нь тусгаарлагдсан бөгөөд үүнд хүргэдэг хүрээний шилжилт уншилтуудоруулах, хасах гэх мэт. Утгагүй мутаци гэх мэт ийм мутаци нь генийн нэг цэгт тохиолддог боловч ихэнхдээ уургийн бүх бүтцэд нөлөөлдөг бөгөөд энэ нь түүний бүтцэд бүрэн өөрчлөлт ороход хүргэдэг.

Цагаан будаа. 29. Хромосомыг давхарлахын өмнөх ба дараа

Геномын мутаци

Эцэст нь, геномын мутацибүх геномд нөлөөлдөг, өөрөөр хэлбэл хромосомын тоо өөрчлөгддөг. Полиплоиди нь ялгагдана - эсийн плоиди ихсэх, анеуплоиди, өөрөөр хэлбэл хромосомын тоо өөрчлөгдөх, жишээлбэл, трисоми (хромосомын аль нэгэнд нэмэлт гомолог байгаа эсэх) ба моносоми (хромосом байхгүй байх) хромосом дахь гомолог).

ДНХ-тэй холбоотой видео

ДНХ-ИЙН ХУЙРАЛТ, РНХ-ИЙН КОДЧИЛГЭЭ, УУРАГИЙН НИЙЛҮҮЛЭЛТ

1869 онд Швейцарийн биохимич Фридрих Мишер эсийн цөмд хүчиллэг шинж чанартай, уурагаас ч илүү молекул жинтэй нэгдлүүдийг олж илрүүлжээ. Альтман тэднийг нуклейн хүчлүүд гэж нэрлэсэн бөгөөд "цөм" гэсэн Латин үгнээс гаралтай. Уургийн нэгэн адил нуклейн хүчил нь полимер юм. Тэдний мономерууд нь нуклеотидууд тул нуклейн хүчлүүдийг полинуклеотид гэж нэрлэж болно.

Нуклейн хүчлүүд нь хамгийн энгийнээс эхлээд бүх организмын эсүүдээс олддог. Хамгийн гайхалтай нь эдгээр бодисын химийн найрлага, бүтэц, үндсэн шинж чанар нь янз бүрийн амьд организмд ижил төстэй болсон явдал юм. Харин 20 орчим төрлийн амин хүчлүүд уураг үүсгэхэд оролцдог бол нуклейн хүчлийг бүрдүүлдэг дөрвөн өөр нуклеотид л байдаг.

Нуклейн хүчлүүд нь дезоксирибонуклеины хүчил (ДНХ) ба рибонуклеины хүчил (РНХ) гэсэн хоёр төрөлд хуваагддаг. ДНХ-ийн найрлагад азотын суурь (аденин (А), гуанин (G), тимин (Т), цитозин (С)), дезоксирибоз C 5 H 10 O 4, фосфорын хүчлийн үлдэгдэл орно. РНХ нь тимины оронд урацил (U), дезоксирибозын оронд рибоз (C5H10O5) агуулдаг. ДНХ ба РНХ-ийн мономерууд нь азот, пурин (аденин ба гуанин) ба пиримидин (урацил, тимин, цитозин) суурь, фосфорын хүчлийн үлдэгдэл, нүүрс ус (рибоза ба дезоксирибоз) зэргээс бүрддэг нуклеотидууд юм.

ДНХ-ийн молекулууд нь амьд организмын эсийн цөмийн хромосом, митохондри, хлоропласт, прокариот эсүүд болон олон вирусын ижил төстэй бүтцэд агуулагддаг. Бүтцийн хувьд ДНХ молекул нь давхар мушгиатай төстэй. ДНХ-ийн бүтцийн загвар
давхар мушгиа хэлбэртэй байхыг анх 1953 онд Америкийн биохимич Ж.Уотсон, Английн биофизикч, генетикч Ф. -ДНХ-ийн туяа.Нуклейн хүчлүүд нь макромолекулууд нь олон дахин давтагдах холбоос-нуклеотидуудаас тогтдог биополимерууд юм. Тиймээс тэдгээрийг полинуклеотид гэж нэрлэдэг. Нуклейн хүчлүүдийн хамгийн чухал шинж чанар нь нуклеотидын найрлага юм. Нуклейн хүчлүүдийн бүтцийн нэгж болох нуклеотидын найрлагад гурван бүрэлдэхүүн хэсэг орно.



азотын суурь - пиримидин эсвэл пурин. Нуклейн хүчлүүд нь 4 төрлийн суурь агуулдаг: тэдгээрийн хоёр нь пурины ангилалд, хоёр нь пиримидины ангилалд багтдаг. Цагирагт агуулагдах азот нь молекулуудад үндсэн шинж чанарыг нь өгдөг.

моносахарид - рибоз эсвэл 2-дезоксирибоз. Нуклеотидын нэг хэсэг болох элсэн чихэр нь нүүрстөрөгчийн таван атом агуулдаг. пентоз юм. Нуклеотид дахь пентозын төрлөөс хамааран хоёр төрлийн нуклейн хүчлүүд байдаг - рибонуклеины хүчил (РНХ) ба рибонуклеины хүчил (ДНХ), дезоксирибоз агуулсан дезоксирибонуклеины хүчил (ДНХ).

фосфорын хүчлийн үлдэгдэл. Нуклейн хүчлүүд нь хүчил юм, учир нь тэдгээрийн молекулууд нь фосфорын хүчил агуулдаг.

PC-ийн найрлагыг тодорхойлох арга нь ферментийн болон химийн задралын явцад үүссэн гидролизатуудын шинжилгээнд суурилдаг. NC-ийг химийн аргаар задлах гурван аргыг ихэвчлэн ашигладаг. ДНХ болон РНХ-ийн шинжилгээнд ашигладаг (70% перхлорын хүчил, 100°С, 1 цаг эсвэл 100% шоргоолжны хүчил, 175°C, 2 цаг) хүчлийн гидролизийн үр дүнд бүх N-гликозидын холбоо болон пурин ба пиримидины суурийн холимог үүсэх.

Нуклеотидууд нь ковалент холбоогоор дамжуулан гинжин хэлхээнд холбогддог. Ийм байдлаар үүссэн нуклеотидын гинж нь устөрөгчийн холбоогоор бүхэл бүтэн уртын дагуу нэг ДНХ молекулд нэгддэг: нэг гинжин хэлхээний аденин нуклеотид нь нөгөө гинжин хэлхээний тимин нуклеотид, гуанин нуклеотид нь цитозины нэгтэй холбогддог. Энэ тохиолдолд аденин үргэлж зөвхөн тиминийг таньж, түүнтэй холбогддог ба эсрэгээр. Үүнтэй төстэй хосыг гуанин ба цитозин үүсгэдэг. Нуклеотидын нэгэн адил ийм суурь хосуудыг комплементар гэж нэрлэдэг бөгөөд хоёр хэлхээтэй ДНХ молекул үүсэх зарчмыг нөхөх зарчим гэж нэрлэдэг. Хүний биед байдаг хос нуклеотидын тоо 3-3.5 тэрбум байдаг.

ДНХ нь нуклеотидын дарааллаар кодлогдсон удамшлын мэдээллийн материаллаг тээвэрлэгч юм. ДНХ-ийн гинжин хэлхээнд дөрвөн төрлийн нуклеотидын зохион байгуулалт нь уургийн молекул дахь амин хүчлүүдийн дарааллыг тодорхойлдог. тэдгээрийн үндсэн бүтэц. Эсийн шинж чанар, организмын бие даасан шинж чанар нь уургийн багцаас хамаардаг. Уургийн бүтэц, тэдгээрийн ДНХ молекул дахь байршлын дарааллыг агуулсан нуклеотидын тодорхой нэгдэл нь генетикийн кодыг бүрдүүлдэг. Ген (Грек хэлнээс genos - төрөл, гарал үүсэл) - аливаа шинж чанарыг бүрдүүлэх үүрэгтэй удамшлын материалын нэгж. Энэ нь нэг уургийн молекулын бүтцийг тодорхойлдог ДНХ молекулын хэсгийг эзэлдэг. Тухайн организмын хромосомын нэг багцад агуулагдах генийн нийлбэрийг геном, организмын генетикийн бүтцийг (түүний бүх генийн нийлбэр) генотип гэж нэрлэдэг. ДНХ-ийн гинжин хэлхээний нуклеотидын дараалал, улмаар генотипийн зөрчил нь бие махбод дахь удамшлын өөрчлөлтөд хүргэдэг - мутаци.

ДНХ-ийн молекулууд нь хоёр дахин нэмэгдэх чухал шинж чанараараа тодорхойлогддог - хоёр ижил хос спираль үүсэх бөгөөд тэдгээр нь тус бүр нь анхны молекултай ижил байдаг. ДНХ-ийн молекулыг хуулбарлах энэ үйл явцыг хуулбарлах гэж нэрлэдэг. Репликаци нь нуклеотидын гинжийг нэгтгэдэг хуучин холбоог таслах, шинэ устөрөгчийн холбоо үүсгэх явдал юм. Хуулбарлах эхэн үед хоёр хуучин гинж суларч, бие биенээсээ салж эхэлдэг. Дараа нь нэмэлт зарчмын дагуу хуучин хоёр гинжин хэлхээнд шинээр нэмж оруулдаг. Энэ нь хоёр ижил хос мушгиа үүсгэдэг. Репликаци нь ДНХ-ийн молекулуудад агуулагдах удамшлын мэдээллийн яг хуулбарыг өгч, үеэс үед дамжуулдаг.

  1. ДНХ-ийн найрлага

ДНХ (дезоксирибонуклеины хүчил)- бие биетэйгээ холбогдсон хоёр полинуклеотидын гинжээс бүрдсэн биологийн полимер. ДНХ-ийн гинж бүрийг бүрдүүлдэг мономерууд нь нийлмэл органик нэгдлүүд бөгөөд үүнд аденин (А) эсвэл тимин (Т), цитозин (С) эсвэл гуанин (G) гэсэн дөрвөн азотын суурийн аль нэгийг агуулдаг; таван атомын сахар пентоз - дезоксирибоз, үүний дараа ДНХ өөрөө нэрлэгдсэн, мөн фосфорын хүчлийн үлдэгдэл. Эдгээр нэгдлүүдийг нуклеотид гэж нэрлэдэг. Нэг хэлхээний дезоксирибоз ба дараагийн нуклеотидын фосфорын хүчлийн үлдэгдэл хооронд ковалент холбоо үүсэх замаар нуклеотидууд нэгдэн нийлдэг. Хоёр гинжийг өөр өөр гинж үүсгэдэг нуклеотидын нэг хэсэг болох азотын суурийн хооронд үүссэн устөрөгчийн холбоог ашиглан нэг молекул болгон нэгтгэдэг.

Төрөл бүрийн гарал үүслийн ДНХ-ийн нуклеотидын найрлагыг судалж үзээд Чаргафф дараах зүй тогтлыг нээсэн.

1. Бүх ДНХ нь гарал үүслээс үл хамааран ижил тооны пурин ба пиримидины суурь агуулдаг. Тиймээс аливаа ДНХ-д пурин нуклеотид бүрт нэг пиримидин нуклеотид байдаг.

2. Аливаа ДНХ нь аденин ба тимин, гуанин, цитозин хоёр хосоороо үргэлж тэнцүү хэмжээгээр агуулагддаг бөгөөд үүнийг ихэвчлэн A=T, G=C гэж нэрлэдэг. Гурав дахь загвар нь эдгээр зүй тогтлоос үүдэлтэй.

3. Пиримидины цөмийн 4, пурины 6 (цитозин ба аденин) дахь амин бүлгүүдийг агуулсан суурийн тоо нь ижил байрлал дахь оксо бүлэг (гуанин ба тимин) агуулсан суурийн тоотой тэнцүү, өөрөөр хэлбэл A + C = G + T. Эдгээр хэв маягийг Чаргаффын дүрэм гэж нэрлэдэг. Үүний зэрэгцээ ДНХ-ийн төрөл бүрийн хувьд гуанин ба цитозины нийт агууламж нь аденин ба тимины нийт агууламжтай тэнцүү биш, тухайлбал (G + C) / (A + T) адилгүй болохыг тогтоожээ. дүрэм, нэгдмэл байдлаас ялгаатай (магадгүй их, бага аль аль нь). Үүний үндсэн дээр ДНХ-ийн хоёр үндсэн төрлийг ялгаж үздэг: аденин ба тимин давамгайлсан T-төрөл, гуанин ба цитозины зонхилох агууламжтай G С-төрөл.

Тухайн төрлийн ДНХ-ийн нуклеотидын найрлагыг тодорхойлдог гуанин ба цитозины нийлбэрийг аденин ба тимины агууламжийн нийлбэртэй харьцуулсан утгыг ихэвчлэн гэж нэрлэдэг. өвөрмөц байдлын коэффициент. ДНХ бүр нь 0.3-аас 2.8 хооронд хэлбэлзэж болох өвөрмөц байдлын коэффициенттэй байдаг. Өвөрмөц байдлын коэффициентийг тооцоолохдоо бага суурийн агууламж, түүнчлэн үндсэн суурийг тэдгээрийн деривативаар солих зэргийг харгалзан үздэг. Жишээлбэл, 6% 5-метилцитозин агуулсан улаан буудайн үр хөврөлийн EDNA-ийн өвөрмөц байдлын коэффициентийг тооцоолохдоо сүүлийнх нь гуанин (22.7%) ба цитозины (16.8%) агууламжийн нийлбэрт ордог. Чаргаффын ДНХ-ийн дүрмийн утга учир нь түүний орон зайн бүтцийг бий болгосны дараа тодорхой болсон.

  1. ДНХ-ийн макромолекулын бүтэц

1953 онд Ватсон, Крик нар нуклеозидын үлдэгдлүүдийн зохицол, ДНХ-ийн нуклеотид хоорондын бондын шинж чанар, ДНХ-ийн нуклеотидын найрлагын зүй тогтол (Чаргаффын дүрэм)-ийн талаархи мэдэгдэж буй өгөгдөлд тулгуурлан, рентген туяаны хэв маягийг тайлсан. ДНХ-ийн паракристалл хэлбэр [80%-иас дээш чийгшил, дээж дэх эсрэг ионуудын (Li+) өндөр агууламжтай үед үүссэн В хэлбэр гэж нэрлэгддэг]. Тэдний загвараар ДНХ-ийн молекул нь бие биенээсээ болон нийтлэг тэнхлэгийн эргэн тойронд мушгисан хоёр полидезоксирибонуклеотидын гинжин хэлхээнээс үүссэн ердийн спираль юм. Спираль диаметр нь бүхэл бүтэн уртын дагуу бараг тогтмол бөгөөд 1.8 нм (18 А) -тай тэнцүү байна.

ДНХ-ийн макромолекулын бүтэц.

(a) Ватсон-Крик загвар;

(6) - ДНХ-ийн В-, С- ба Т-хэлбэрийн мушгиауудын параметрүүд (спираль тэнхлэгт перпендикуляр проекцууд);

(в) В хэлбэрийн ДНХ-ийн мушгиа хөндлөн огтлол (зассан тэгш өнцөгтүүд нь үндсэн хосуудыг илэрхийлдэг);

(G)- А хэлбэрийн ДНХ-ийн спираль параметрүүд;

(д)- А хэлбэрийн ДНХ спираль хөндлөн огтлол.
Спираль эргэлтийн урт нь түүний таних хугацаатай тохирч байгаа нь 3.37 нм (33.7 А) юм. Спираль нэг эргэлтэнд нэг хэлхээнд 10 үндсэн үлдэгдэл байдаг. Суурийн хавтгай хоорондын зай нь ойролцоогоор 0.34 нм (3.4 А) байна. Суурийн үлдсэн хэсгүүдийн хавтгай нь мушгиа урт тэнхлэгт перпендикуляр байна. Нүүрс усны үлдэгдлийн хавтгай нь энэ тэнхлэгээс бага зэрэг хазайдаг (анхдаа Ватсон, Крик нар үүнтэй параллель байна гэж санал болгосон).

Молекулын нүүрс ус-фосфатын нуруу нь гадагш чиглэсэн байгааг зурагнаас харж болно. Спираль нь түүний гадаргуу дээр өөр өөр хэмжээтэй хоёр ховилыг ялгах боломжтой (тэдгээрийг ихэвчлэн ховил гэж нэрлэдэг) - том, ойролцоогоор 2.2 нм өргөн (22 А), жижиг нь 1.2 нм орчим мушгирсан байна. өргөн (12 A). Спираль нь декстроротатор юм. Түүний доторх полидеоксирибонуклеотидын гинж нь эсрэг параллель байдаг: хэрэв бид мушгиа урт тэнхлэгийн дагуу нэг төгсгөлөөс нөгөөд шилжих юм бол нэг гинжин хэлхээнд фосфодиэстерийн холбоог 3 "à 5" чиглэлд, нөгөө талдаа дамжуулна гэсэн үг юм. - 5 "à 3 чиглэлд". Өөрөөр хэлбэл шугаман ДНХ молекулын төгсгөл бүрт нэг хэлхээний 5' төгсгөл, нөгөө хэлхээний 3' төгсгөл байрладаг.

Спираль тогтмол байх нь нэг гинжин хэлхээнд пурины суурийн үлдэгдэлтэй харьцуулахад нөгөө гинжин хэлхээнд пиримидиний суурийн үлдэгдэл байхыг шаарддаг. Өмнө дурьдсанчлан, энэ шаардлага нь нэмэлт суурь хос үүсэх зарчмын хэлбэрээр хэрэгждэг, тухайлбал, нэг гинжин хэлхээнд аденин ба гуанины үлдэгдэл нь нөгөө гинжин хэлхээний тимин ба цитозины үлдэгдэлтэй тохирч байна (мөн эсрэгээр).

Тиймээс ДНХ молекулын нэг хэлхээ дэх нуклеотидын дараалал нь нөгөө хэлхээний нуклеотидын дарааллыг урьдчилан тодорхойлдог.

Энэхүү зарчим нь Уотсон, Крик нарын загварын гол үр дүн бөгөөд ДНХ-ийн удамшлын мэдээллийн агуулахын үндсэн үүргийг химийн энгийн хэллэгээр тайлбарладаг.

Ватсон ба Крикийн загварыг авч үзээд В хэлбэрийн ДНХ-ийн үндсэн үлдэгдлүүдийн зэргэлдээ хосууд бие биенээсээ харьцангуй 36 ° (хөрш зэргэлдээх C 1 " атомуудыг холбосон шулуун шугамын хоорондох өнцөг) эргэлддэг гэдгийг нэмж хэлэх хэрэгтэй. нэмэлт хосууд).
4.1 Дезоксирибонуклеины хүчлийг тусгаарлах
Сперматозойноос бусад амьд эсүүд нь дезоксирибонуклеины хүчлээс хамаагүй илүү рибонуклеины хүчил агуулдаг. Дезоксирибонуклеины хүчлийг тусгаарлах аргад рибонуклеопротейн ба рибонуклеины хүчил нь натрийн хлоридын шингэрүүлсэн (0.15 М) уусмалд уусдаг бол дезоксирибонуклеопротеины цогцолборууд үнэндээ уусдаггүй нь ихээхэн нөлөөлсөн. Тиймээс нэгэн төрлийн эрхтэн буюу организмыг давсны шингэрүүлсэн уусмалаар сайтар угааж, үлдэгдэлээс хүчтэй давсны уусмалаар дезоксирибонуклеины хүчлийг гаргаж аваад дараа нь этилийн спирт нэмж тунадасжуулна. Нөгөөтэйгүүр, ижил үлдэгдлийг усаар шингэлэх нь давс нэмэхэд дезоксирибонуклеопротейн тунадас үүсгэдэг уусмалыг өгдөг. Үндсэндээ олон үндэст ба поли хүчлийн электролитийн хоорондох давстай төстэй цогцолбор болох нуклеопротеины задралыг хүчтэй давсны уусмалд уусгах эсвэл калийн тиоцианатаар эмчлэх замаар амархан хүрдэг. Уургийн ихэнх хэсгийг этилийн спирт нэмэх эсвэл хлороформ ба амил спиртээр эмульсжүүлэх замаар арилгаж болно (уураг нь хлороформтой гель үүсгэдэг). Угаалгын нунтаг боловсруулалтыг мөн өргөн хэрэглэж байсан. Хожим нь дезоксирибонуклеины хүчлүүдийг усан n-аминосалицилат - фенолын уусмалаар олборлох замаар тусгаарласан. Энэ аргыг ашиглан дезоксирибонуклеины хүчлийн бэлдмэлүүдийг гаргаж авсан бөгөөд тэдгээрийн зарим нь үлдэгдэл уураг агуулсан байхад зарим нь уураггүй бараг л байсан нь уураг-нуклейн хүчлийн холбоо нь янз бүрийн эдэд өөр өөр байдгийг харуулж байна. Тохиромжтой өөрчлөлт нь амьтны эдийг 0.15 М фенолфталейн дифосфатын уусмалд нэгэн төрлийн болгож, дараа нь фенол нэмээд ДНХ-ийг (РНХгүй) тунадасжуулах явдал юм.

Дезоксирибонуклеины хүчлүүд нь хэрхэн тусгаарлагдсанаас үл хамааран зарим төрлийн бактериофагуудаас авсан дээжийг эс тооцвол янз бүрийн молекул жинтэй полимерүүдийн холимог юм.
4.2 Бутархай
Эрт ялгах арга нь дезоксирибонуклеопротеин (жишээ нь, нуклеохистон) гелийг ихэсгэх усан натрийн хлоридын уусмалаар ялган салгах явдал байв. Ийм байдлаар дезоксирибонуклеины хүчлийн бэлдмэлийг хэд хэдэн фракцад хувааж, аденины тиминтэй агуулагдах гуаниныг цитозинтэй харьцуулсан харьцаагаар ялгаатай бөгөөд гуанин ба цитозинээр баяжуулсан фракцуудыг илүү хялбар тусгаарлаж байв. Диатомт хөрсөнд шингэсэн гистоноос дезоксирибонуклеины хүчлийг натрийн хлоридын уусмалаар градиент уусмалаар хроматографийн аргаар салгахад ижил төстэй үр дүн гарсан. Энэ аргын сайжруулсан хувилбарт цэвэршүүлсэн гистоны фракцуудыг n-aminobenzylcellulose-тай нэгтгэж, уургийн тирозин ба гистидиний бүлгээс диазо гүүр үүсгэсэн. Метилжүүлсэн сийвэнгийн альбумин дээр нуклейн хүчлүүдийн хуваагдлыг (диатомт шороог зөөвөрлөгчөөр) мөн тайлбарласан болно. Өсөн нэмэгдэж буй концентрацитай давсны уусмалаар баганаас ялгарах хурд нь молекулын жин, найрлага (цитозин бүхий гуанин ихтэй нуклейн хүчлүүд илүү амархан ялгардаг) болон хоёрдогч бүтцээс (денатурат ДНХ баганад илүү бат бөх хадгалагддаг) хамаарна. уугуул). Ийнхүү далайн хавч Хавдар бореалисын ДНХ-ээс байгалийн бүрэлдэхүүн хэсэг болох полидеоксиаденил-тимидилийн хүчлийг ялгаж авчээ. Дезоксирибонуклеины хүчлүүдийн фракцийг мөн кальцийн фосфатаар дүүргэсэн баганаас градиент уусмалаар хийсэн.

  1. ДНХ-ийн үйл ажиллагаа

ДНХ-ийн молекулд биологийн кодыг ашиглан пептид дэх амин хүчлүүдийн дарааллыг шифрлэдэг. Амин хүчил бүр нь гурван нуклеотидын нийлбэрээр кодлогддог бөгөөд энэ тохиолдолд 64 триплет үүсдэг бөгөөд үүнээс 61 нь амин хүчлийг кодлодог ба 3 нь утгагүй бөгөөд цэг таслал (ATT, ACT, ATC) болдог. Нэг амин хүчлийг хэд хэдэн гурвалсанаар шифрлэхийг нэрлэдэг гурвалсан кодын доройтол. Генетик кодын чухал шинж чанарууд нь түүний өвөрмөц байдал (гурвалсан хүн бүр зөвхөн нэг амин хүчлийг кодлох чадвартай), түгээмэл байдал (дэлхий дээрх бүх амьдралын гарал үүслийн нэгдмэл байдлыг илэрхийлдэг) болон унших явцад давхцдаггүй кодонууд юм.

ДНХ нь дараахь үүргийг гүйцэтгэдэг.

удамшлын мэдээллийг гистонуудын тусламжтайгаар хадгалдаг. ДНХ-ийн молекул нугалж, эхлээд нуклеосом, дараа нь хромосомыг бүрдүүлдэг гетерохроматин үүсдэг;

удамшлын материалыг шилжүүлэх нь ДНХ-ийн хуулбараар дамждаг;

уургийн нийлэгжилтийн явцад удамшлын мэдээллийг хэрэгжүүлэх.

Дээрх бүтэц, үйл ажиллагааны аль нь ДНХ молекулын онцлогудамшлын мэдээллийг эсээс эс, үеэс үед хадгалах, дамжуулах, үр удамд шинэ шинж чанаруудыг бий болгох боломжийг олгох уу?

1. Тогтвортой байдал. Энэ нь устөрөгч, гликозид, фосфодиэфирийн холбоо, түүнчлэн аяндаа үүссэн болон үүссэн гэмтлийг засах механизмаар хангадаг;

2. Хуулбарлах чадвар. Энэ механизмын ачаар хромосомын диплоид тоо нь соматик эсүүдэд хадгалагддаг. Генетик молекул болох ДНХ-ийн жагсаасан бүх шинж чанарыг схемийн дагуу зурагт үзүүлэв.

3. Генетик код байгаа эсэх. ДНХ-ийн үндсэн дараалал нь транскрипц ба орчуулгын процессоор полипептидийн гинжин хэлхээнд амин хүчлүүдийн дараалалд хувирдаг;
4. Генетикийн дахин нэгтгэх чадвар. Энэ механизмын ачаар холбосон генүүдийн шинэ хослолууд үүсдэг.

Нэгдүгээрт, генетикийн материал нь өөрийгөө хуулбарлах чадвартай байх ёстой нөхөн үржихүйн явцад удамшлын мэдээллийг дамжуулж, үүний үндсэн дээр шинэ үеийг бий болгоно. Хоёрдугаарт, хэд хэдэн үеийн шинж чанарын тогтвортой байдлыг хангахын тулд удамшлын материал нь зохион байгуулалтаа тогтмол байлгах ёстой. Гуравдугаарт, удамшлын болон хувьсах чадварын материал нь өөрчлөлтийг олж авах, нөхөн үржих чадвартай байх ёстой бөгөөд энэ нь өөрчлөгдөж буй нөхцөлд амьд материйн түүхэн хөгжлийг бий болгох боломжтой байх ёстой. Зөвхөн заасан шаардлагыг хангасан тохиолдолд удамшлын материаллаг субстрат, хувьсах чадвар нь амьд байгаль, түүний хувьслын үргэлжлэх хугацаа, тасралтгүй байдлыг хангаж чадна.

Удамшлын аппаратын мөн чанарын талаархи орчин үеийн санаанууд нь түүний зохион байгуулалтын гурван түвшинг ялгах боломжийг олгодог: ген, хромосом, геном. Тэд тус бүр дээр удамшлын болон хувьсах материалын үндсэн шинж чанарууд, түүний дамжуулалт, үйл ажиллагааны тодорхой хэлбэрүүд илэрдэг.

Нуклейн хүчлүүдийн дотроос хоёр төрлийн нэгдлүүдийг ялгадаг: дезоксирибонуклеин (ДНХ) ба рибонуклеин (РНХ) хүчлүүд. Удамшлын материалын гол тээвэрлэгч болох хромосомын найрлагыг судлахад тэдгээрийн химийн хувьд хамгийн тогтвортой бүрэлдэхүүн хэсэг нь удамшлын болон хувьсах чадварын субстрат болох ДНХ болохыг тогтоожээ. ДНХ-ийн бүтэц. Ж.Уотсон, Ф.Крик нарын загвар өмсөгч

ДНХ бүрдэнээлсэн чихэр - дезоксирибоз, фосфат ба азотын суурийн аль нэг - пурин (аденин эсвэл гуанин) эсвэл пиримидин (тимин эсвэл цитозин) -ийг агуулсан нуклеотидуудаас ДНХ-ийн бүтцийн зохион байгуулалтын онцлог нь түүний молекулууд нь тодорхой хоорондоо холбогдсон хоёр полинуклеотидын гинжийг агуулдаг явдал юм. арга зам. 1953 онд Америкийн биофизикч Ж.Уотсон, Английн биофизикч, генетикч Ф.Крик нарын санал болгосон ДНХ-ийн гурван хэмжээст загварын дагуу эдгээр гинж нь нэмэлт байх зарчмын дагуу азотын суурийн хооронд устөрөгчийн холбоогоор холбогддог. Нэг гинжин хэлхээний аденин нь нөгөө гинжин хэлхээний тиминтэй хоёр устөрөгчийн холбоогоор холбогддог бөгөөд өөр өөр гинжин хэлхээний гуанин ба цитозины хооронд гурван устөрөгчийн холбоо үүсдэг. Азотын суурийн ийм холболт нь хоёр гинжний хооронд хүчтэй холболтыг бий болгож, тэдгээрийн хоорондох зайг бүхэлд нь тэнцүү байлгадаг. ДНХ-ийн гол үүрэг нь про- болон эукариот эсүүдэд удамшлын мэдээллийг хадгалах, дамжуулах зорилготой юм. Вирусын хувьд энэ үүргийг RNA.NA гүйцэтгэдэг. ДНХ-ийн бүтэц, бүтэц. ДНХ-ийн шинж чанарууд.

1. Тогтвортой байдал. Энэ нь устөрөгч, гликозид, фосфодиэфирийн холбоо, түүнчлэн аяндаа үүссэн болон үүссэн гэмтлийг засах механизмаар хангадаг;



2. Хуулбарлах чадвар. Энэ механизмын ачаар хромосомын диплоид тоо нь соматик эсүүдэд хадгалагддаг. Генетик молекул болох ДНХ-ийн жагсаасан бүх шинж чанарыг схемийн дагуу зурагт үзүүлэв.

3. Генетик код байгаа эсэх.ДНХ-ийн үндсэн дараалал нь транскрипц ба орчуулгын процессоор полипептидийн гинжин хэлхээнд амин хүчлүүдийн дараалалд хувирдаг;
4. Генетикийн дахин нэгтгэх чадвар. Энэ механизмын ачаар холбосон генүүдийн шинэ хослолууд үүсдэг.

Засвар- эсийн тусгай үүрэг бөгөөд энэ нь эс дэх ДНХ-ийн биосинтезийн хэвийн үйл явц эсвэл физик, химийн бодист өртсөний үр дүнд гэмтсэн ДНХ молекулын химийн гэмтэл, эвдрэлийг засах чадвараас бүрддэг. Үүнийг эсийн тусгай ферментийн системүүд гүйцэтгэдэг. Олон тооны удамшлын өвчин (жишээлбэл, xeroderma pigmentosum) нь засварын тогтолцооны гэмтэлтэй холбоотой байдаг.

ДНХ-ийн хуулбар- эх ДНХ молекулын матриц дээр дезоксирибонуклеины хүчлийн охин молекулыг нэгтгэх үйл явц. Эх эсийн дараагийн хуваагдлын явцад охин эс бүр анхны эх эсийн ДНХ-тэй ижил ДНХ молекулын нэг хувийг хүлээн авдаг. Энэ үйл явц нь генетикийн мэдээллийг үеэс үед үнэн зөв дамжуулах боломжийг олгодог. ДНХ-ийн репликацийг реплисом гэж нэрлэгддэг 15-20 өөр уурагаас бүрдэх ферментийн цогц цогцолбор гүйцэтгэдэг.

Генетик код- энэ бол уураг ба полипептидийн бүтцийн талаархи ДНХ молекулын өвөрмөц бүс нутагт рекорд тогтоосон явдал юм. Крик болон түүний хамтрагчид мэдээллийг блокууд - кодоноор илэрхийлэхийг санал болгов. Тэд кодонууд дор хаяж 3 нуклеотид агуулсан байх ёстой гэж санал болгосон. Яагаад гэвэл байгальд 20 төрлийн амин хүчлүүд олдсон бөгөөд тэдгээрээс бүх уураг бүрэн бүтдэг. 20 амин хүчлийн хувилбарыг кодлохын тулд генетикийн код нь дор хаяж 3 нуклеотид агуулсан байх ёстой. Хоёр нуклеотидын зөвхөн 4 = 16 хувилбарыг нэгтгэж, гурван нуклеотидын 43 = 64 хувилбарыг нэгтгэж болно. Гурвалсан хүүхдийн 64 боломжит хувилбараас 61 нь янз бүрийн амин хүчлийг кодлодог бөгөөд 3 нь утгагүй буюу STOP кодонууд: удамшлын мэдээллийг унших нь зогсдог UAG, UAA, UGA кодонууд (Зураг 4.6).

Генетик кодын шинж чанарууд

1. Гурвалсан байдал: кодон бүрд 3 нуклеотид^ орно

2. Түгээмэл байдал: Дэлхий дээр оршин байгаа бүх амьд организмууд ижил генетик кодтой байдаг нь бүх амьд биетийн гарал үүслийн нэгдмэл байдлыг илтгэдэг. AGA кодон нь бактери, хүн болон бүх амьд биет дэх аргинин амин хүчлийг кодлодог.

3. доройтол; 20 амин хүчил тутамд 61 гурвалсан. Үүнээс үзэхэд зарим амин хүчлүүд хэд хэдэн гурвалсан хэлбэрээр шифрлэгдсэн байх ёстой. Энэ нь маш чухал бөгөөд учир нь нуклеотидын орлуулалт нь үргэлж амин хүчлийг орлуулахад хүргэдэггүй). Жишээлбэл, амин хүчлийн валиныг GTT, GTC, GTA, GTG гэсэн гурван гурвалсанаар кодлодог.

4. Өвөрмөц байдал: гурвалсан бүр нь зөвхөн 1 амин хүчилтэй тохирч байна: зөвхөн GTT-тэй валин. ATG кодон нь эхлэл кодон (метионин) юм.

5. Түгээмэл байдал: Дэлхий дээр оршин байгаа бүх амьд организмууд ижил генетик кодтой байдаг нь бүх амьд биетийн гарал үүслийн нэгдмэл байдлыг илэрхийлдэг. AGA кодон нь бактери, хүн болон бүх амьд биет дэх аргинин амин хүчлийг кодлодог.

6. ^ Тасралтгүй байдал, давхцахгүй байх (цоорхойгүй унших).

Матриц буюу мэдээлэл, РНХ (мРНХ, эсвэл мРНХ). Транскрипци. Хүссэн шинж чанартай уургийг нийлэгжүүлэхийн тулд пептидийн гинжин хэлхээнд амин хүчлүүдийг оруулах дарааллаар "зааварчилгаа"-г тэдгээрийг барьж байгуулах газар руу илгээдэг. Энэхүү заавар нь матрицын нуклеотидын дараалал буюу ДНХ-ийн холбогдох хэсгүүдэд нийлэгжсэн мэдээллийн РНХ (мРНХ, мРНХ)-д агуулагддаг. МРНХ нийлэгжих процессыг транскрипци гэж нэрлэдэг. МРНХ-ийн нийлэгжилт нь ДНХ-ийн молекул дахь тусгай сайтыг РНХ полимераза нээсэнээс эхэлдэг бөгөөд энэ нь транскрипцийн эхлэл болох промоторыг илтгэнэ. РНХ полимераз нь дэмжигчтэй холбогдсоны дараа ДНХ-ийн геликсийн зэргэлдээ эргэлтийг тайлдаг. Энэ үед ДНХ-ийн хоёр хэлхээ салж, тэдгээрийн нэг дээр фермент мРНХ-ийг нэгтгэдэг. Рибонуклеотидуудыг гинжин хэлхээнд нэгтгэх нь ДНХ-ийн нуклеотидуудтай нэмэлт, мөн ДНХ-ийн гинжин хэлхээний эсрэг параллельтай нийцдэг. РНХ полимераз нь полинуклеотидыг зөвхөн 5' төгсгөлөөс 3' төгсгөл хүртэл угсарч чаддаг тул ДНХ-ийн хоёр хэлхээний зөвхөн нэг нь транскрипцын загвар болж чаддаг, тухайлбал 3-тай ферменттэй тулгардаг. ' төгсгөл ( 3" → 5"). Ийм гинжийг кодогоген гэж нэрлэдэг. ДНХ молекул дахь хоёр полинуклеотидын гинжний холболтын эсрэг параллелизм нь РНХ полимеразад мРНХ синтезийн загварыг зөв сонгох боломжийг олгодог.

Кодоген ДНХ-ийн гинжин хэлхээний дагуу хөдөлж, РНХ полимераз нь тодорхой нуклеотидын дараалал болох транскрипцийн төгсгөлтэй тулгарах хүртэл мэдээллийг аажмаар, нарийн дахин бичдэг. Энэ бүсэд РНХ полимераза нь ДНХ-ийн загвар болон шинээр нийлэгжсэн мРНХ-ээс салдаг (Зураг 3.25). ДНХ-ийн молекулын фрагмент, түүний дотор дэмжигч, хуулбарласан дараалал, терминатор нь транскрипцийн нэгж - транскриптоныг бүрдүүлдэг.

Синтезийн явцад РНХ полимераза нь ДНХ молекулын дагуу хөдөлж байх үед түүний дамжсан ДНХ-ийн нэг судалтай хэсгүүд дахин хос мушгиа болж нийлдэг. Транскрипцийн явцад үүссэн мРНХ нь ДНХ-ийн холбогдох хэсэгт бичигдсэн мэдээллийн яг хуулбарыг агуулдаг. Амин хүчлийг кодлодог зэргэлдээ орших гурван мРНХ нуклеотидыг кодон гэж нэрлэдэг. mRNA кодоны дараалал нь пептидийн гинжин хэлхээний амин хүчлүүдийн дарааллыг кодлодог. мРНХ кодонууд нь тодорхой амин хүчлүүдтэй тохирч байна.МРНХ-ийн транскрипцын загвар нь 3" төгсгөлтэй ферменттэй тулгарсан кодоген ДНХ-ийн гинж юм - ДНХ молекул дахь промотер бүсийг илрүүлж, ДНХ-ийн мушгиа тайлах; II - эхлэл. Эхний хоёр рибонуклеозид грифосфатыг холбож РНХ-ийн гинжийг нэгтгэх; III - рибонуклеозидын грифосфатуудыг хавсаргах замаар РНХ-ийн гинжийг 5 "→ 3" чиглэлд сунгах; IV - нийлэгжсэн РНХ-ийн 5" төгсгөлийг гаргаж, ДНХ давхар нөхөн сэргээх. мушгиа; V - төгсгөлийн бүсэд РНХ синтезийн төгсгөл, дууссан РНХ-ийн гинжнээс полимеразыг салгах.

^ Дамжуулах РНХ (tRNA). Нэвтрүүлэг.Дамжуулах РНХ (tRNA) нь эсийн удамшлын мэдээллийг ашиглах үйл явцад чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Шаардлагатай амин хүчлийг пептидийн гинжний угсралтын газарт хүргэж, тРНХ нь орчуулгын зуучлагчийн үүрэг гүйцэтгэдэг.TRNA молекулууд нь тодорхой ДНХ-ийн дараалал дээр нийлэгжсэн полинуклеотидын гинж юм. Эдгээр нь харьцангуй цөөн тооны нуклеотидуудаас бүрддэг -75-95. тРНХ-ийн полинуклеотидын гинжин хэлхээний янз бүрийн хэсэгт байрлах суурийн нэмэлт холболтын үр дүнд хошоонгор навчтай төстэй бүтэцтэй болж, янз бүрийн үүрэг гүйцэтгэдэг үндсэн дөрвөн хэсэгтэй. Хүлээн авагчийн "иш" нь tRNA-ийн хоёр нэмэлт холбогдсон терминал хэсгээс бүрддэг. Энэ нь долоон үндсэн хосоос бүрдэнэ. Энэ ишний 3" төгсгөл нь арай урт бөгөөд чөлөөт OH бүлэгтэй CCA дараалалд төгсдөг нэг судалтай бүсийг үүсгэдэг. Энэ төгсгөлд зөөвөрлөх боломжтой амин хүчил хавсардаг. Үлдсэн гурван салаа нь нэмэлт хосолсон нуклеотидын дараалал юм. хослогдоогүй гогцоо үүсгэгч мужуудад төгсдөг.Эдгээр салбаруудын дунд хэсэг буюу антикодон нь таван хос нуклеотидээс тогтох ба түүний гогцооны төвд антикодон агуулагддаг.Антикодон нь амин хүчлийг кодлодог мРНХ кодонтой хавсарсан гурван нуклеотид юм. Энэ тРНХ-ээр пептидийн нийлэгжилтийн газар руу зөөвөрлөнө.

Акцептор ба антикодоны мөчрүүдийн хооронд хажуугийн хоёр салбар байдаг. Тэдний гогцоонд тэдгээр нь өөрчлөгдсөн суурь - дигидроуридин (D-гогцоо) ба TψC триплетийг агуулдаг бөгөөд \y нь псевдоуриаин (T^C-гогцоо) юм. Атикодон ба T^C мөчрүүдийн хооронд нэмэлт гогцоо байдаг бөгөөд үүнд 3-5-аас 13-21 нуклеотид орно.Ерөнхийдөө янз бүрийн төрлийн тРНХ нь нуклеотидын дарааллын тодорхой тогтмол шинж чанартай байдаг бөгөөд энэ нь ихэвчлэн 76 нуклеотидээс бүрддэг. . Тэдний тооны өөрчлөлт нь нэмэлт гогцоонд байгаа нуклеотидын тоо өөрчлөгдсөнтэй холбоотой юм. tRNA бүтцийг дэмждэг нэмэлт хэсгүүд нь ихэвчлэн хадгалагддаг. Нуклеотидын дарааллаар тодорхойлогддог тРНХ-ийн анхдагч бүтэц нь хошоонгор навчны хэлбэртэй tRNA-ийн хоёрдогч бүтцийг бүрдүүлдэг. Хариуд нь хоёрдогч бүтэц нь гурван хэмжээст гуравдагч бүтцийг үүсгэдэг бөгөөд энэ нь хоёр перпендикуляр хос мушгиа үүсэх замаар тодорхойлогддог (Зураг 3.27). Тэдний нэг нь хүлээн авагч ба TψC салбаруудаар, нөгөө нь антикодон ба D салбаруудаас бүрддэг.

Давхар спиральуудын аль нэгний төгсгөлд тээвэрлэгдсэн амин хүчил, нөгөөгийн төгсгөлд антикодон байрладаг. Эдгээр газрууд нь бие биенээсээ хамгийн алслагдсан байдаг. tRNA-ийн гуравдагч бүтцийн тогтвортой байдал нь түүний янз бүрийн хэсэгт байрлах полинуклеотидын гинжин хэлхээний суурийн хооронд нэмэлт устөрөгчийн холбоо үүссэний улмаас хадгалагддаг, гэхдээ гуравдагч бүтцэд орон зайн хувьд ойрхон байдаг.

Өөр өөр төрлийн tRNA-ууд нь зарим өөрчлөлттэй боловч ижил төстэй гуравдагч бүтэцтэй байдаг.

^ I - "хошоонгор навч" хэлбэрийн tRNA-ийн хоёрдогч бүтэц, түүний анхдагч бүтцээр тодорхойлогддог (гинж дэх нуклеотидын дараалал);

II - tRNA-ийн гуравдагч бүтцийн хоёр хэмжээст проекц;

III - орон зай дахь тРНХ молекулын байрлал

tRNA-ийн нэг онцлог нь ердийн суурийг полинуклеотидын гинжин хэлхээнд оруулсны дараа химийн өөрчлөлтийн үр дүнд үүсдэг ер бусын суурьтай байх явдал юм. Эдгээр өөрчлөгдсөн суурь нь тэдгээрийн бүтцийн ерөнхий төлөвлөгөөнд tRNA-ийн бүтцийн олон янз байдлыг тодорхойлдог. Кодонтой харьцах өвөрмөц байдалд нөлөөлдөг антикодоныг үүсгэдэг суурийн өөрчлөлтүүд хамгийн их сонирхол татдаг. Жишээлбэл, инозины атипик суурь нь заримдаа тРНХ антикодоны 1-р байрлалд байрладаг бөгөөд мРНХ кодоны гурван өөр суурьтай - U, C, A (Зураг 3.28) -тай нэгдэж чаддаг. Генетик кодын нэг онцлог шинж чанар нь түүний доройтол байдаг тул олон амин хүчлүүд нь дүрмээр бол гуравдахь үндэслэлээрээ ялгаатай хэд хэдэн кодоноор шифрлэгдсэн байдаг. Өөрчлөгдсөн антикодон суурь өвөрмөц бус холбогддог тул нэг тРНХ нь хэд хэдэн ижил утгатай кодонуудыг хүлээн зөвшөөрдөг.

Ижил кодонтой холбогдох чадвартай хэд хэдэн төрлийн тРНХ байдаг нь тогтоогдсон. Үүний үр дүнд эсийн цитоплазмд 61 (кодонуудын тоогоор) биш харин 40 орчим өөр тРНХ молекулууд олддог. Энэ хэмжээ нь 20 төрлийн амин хүчлийг уураг угсрах газар руу тээвэрлэхэд хангалттай.

mRNA дахь тодорхой кодоныг нарийн таних функцийн зэрэгцээ тРНХ молекул нь энэхүү кодоноор шифрлэгдсэн нарийн тодорхойлогдсон амин хүчлийг пептидийн гинжин хэлхээний синтезийн талбайд хүргэдэг. tRNA-ийн "түүний" амин хүчилтэй өвөрмөц холболт нь хоёр үе шаттайгаар явагдаж, аминоацил-тРНХ хэмээх нэгдэл үүсэхэд хүргэдэг.Эхний шатанд амин хүчил нь карбоксил бүлэгтэй ATP-тэй харилцан үйлчлэлцэж идэвхждэг. Үүний үр дүнд адипилагдсан амин хүчил үүсдэг. Хоёр дахь шатанд энэ нэгдэл нь харгалзах тРНХ-ийн 3 "төгсгөлд байрлах OH бүлэгтэй харилцан үйлчлэлцэж, амин хүчил нь карбоксил бүлгээ түүнд холбож, AMP-ийг ялгаруулдаг. Тиймээс энэ үйл явц нь процессын явцад олж авсан энергийн зарцуулалтаар үргэлжилдэг. ATP-ийн гидролиз нь AMP-д тохирох антикодон агуулсан амин хүчил ба тРНХ-ийн нэгдлийн өвөрмөц чанар нь аминоацил-тРНХ синтетаза ферментийн шинж чанараас шалтгаална. Цитоплазмд ийм ферментийн бүхэл бүтэн багц байдаг. чадвартай -

нэг талаас түүний амин хүчил, нөгөө талаас түүнд тохирох тРНХ антикодоныг орон зайн таних Нэгдүгээрт, аминоацил-тРНХ синтетаза фермент нь тРНХ-ийг тээвэрлэж буй амин хүчилтэй холбохыг баталгаажуулдаг. Дараа нь аминоацил-тРНХ нь антикодон-кодон харилцан үйлчлэлээр мРНХ-тэй нэмэлт хослоно. tRNA системийн тусламжтайгаар мРНХ нуклеотидын гинжин хэлхээний хэл. пептидийн рибосомын РНХ (rRNA) -ийн амин хүчлийн дарааллын хэл рүү орчуулагдсан. Уургийн синтезийн рибосомын мөчлөг. Нуклеотидын хэлээс амин хүчлүүдийн хэл рүү мэдээлэл хөрвүүлэхийг баталгаажуулдаг мРНХ ба тРНХ-ийн харилцан үйлчлэлийн үйл явц нь рибосомууд дээр явагддаг.Сүүлийнх нь рРНХ ба төрөл бүрийн уургийн цогц цогцолборууд бөгөөд тэдгээрийн доторх анхных нь хүрээ үүсгэдэг. . Рибосомын РНХ нь рибосомын бүтцийн бүрэлдэхүүн хэсэг төдийгүй тодорхой мРНХ нуклеотидын дараалалтай холбогддог. Энэ нь пептидийн гинж үүсэх эхлэл ба унших хүрээг тогтоодог. Үүнээс гадна тэд рибосом ба тРНХ-ийн харилцан үйлчлэлийг хангадаг. Рибосомыг бүрдүүлдэг олон тооны уураг нь рРНХ-ийн хамт бүтцийн болон ферментийн үүрэг гүйцэтгэдэг.Про- ба эукариотуудын рибосомууд нь бүтэц, үйл ажиллагааны хувьд маш төстэй. Тэд том ба жижиг гэсэн хоёр дэд хэсгүүдээс бүрдэнэ. Эукариотуудад жижиг дэд нэгж нь нэг рРНХ молекул ба 33 өөр уургийн молекулаас бүрддэг. Том дэд нэгж нь гурван рРНХ молекул, 40 орчим уургийг нэгтгэдэг. Прокариот рибосом ба митохондрийн болон пластид рибосомууд цөөн бүрэлдэхүүнтэй байдаг.Рибосом нь хоёр ховилтой. Тэдний нэг нь өсөн нэмэгдэж буй полипептидийн гинжийг, нөгөө нь мРНХ-г агуулдаг. Үүнээс гадна рибосомд тРНХ-тай холбогдох хоёр цэг тусгаарлагдсан байдаг. Аминоацил-тРНХ нь аминоацил, А хэсэгт байрладаг бөгөөд тодорхой амин хүчлийг тээдэг. Пептидил, Р-хэсэгт tRNA ихэвчлэн байрладаг бөгөөд энэ нь пептидийн бондоор холбогдсон амин хүчлүүдийн гинжээр дүүрдэг. Рибосомын хоёр дэд хэсэг нь A ба P-сайтууд үүсэхийг хангадаг.Рибосом нь хором бүрт 30 орчим нуклеотидын урт мРНХ-ийн сегментийг хамгаалдаг. Энэ нь зэргэлдээх хоёр мРНХ кодонтой зөвхөн хоёр тРНХ-ийн харилцан үйлчлэлийг баталгаажуулдаг.Мэдээллийг амин хүчлүүдийн "хэл" рүү хөрвүүлэх нь мРНХ-д агуулагдах зааврын дагуу пептидийн гинжийг аажмаар бүрдүүлэх замаар илэрхийлэгддэг. Энэ процесс нь tRNA ашиглан мэдээллийг тайлах дарааллыг хангадаг рибосомууд дээр явагддаг. Орчуулах явцад пептидийн гинжин синтезийн эхлэл, сунгалт, төгсгөл гэсэн гурван үе шатыг ялгаж болно.

^ Эхлэх үе шат буюу пептидийн синтезийн эхлэл нь мРНХ-ийн тодорхой хэсэгт цитоплазмд өмнө нь тусгаарлагдсан рибосомын хоёр дэд хэсгүүдийг нэгтгэж, түүнд эхний аминоацил-тРНХ-ийг холбохоос бүрдэнэ. Энэ нь мөн мРНХ-д агуулагдах мэдээллийг унших хүрээг бүрдүүлдэг. Аливаа мРНХ-ийн молекулд түүний 5 "-төгсгөлийн ойролцоо рибосомын жижиг дэд нэгжийн рРНХ-д нэмэлт, түүгээр тусгайлан танигдсан хэсэг байдаг. Дараа нь үүн дээр метионин амин хүчлийг кодлодог AUT эхлэлийн кодон байна.Рибосомын жижиг дэд нэгж нь мРНХ-тэй холбогддог бөгөөд энэ тохиолдолд эхлэл кодон OUT нь P цэгт харгалзах бүсэд байрлана. Зөвхөн метиониныг зөөвөрлөх эхлэлийн тРНХ нь жижиг дэд нэгжийн дуусаагүй P хэсэгт байрлаж, эхлэл кодонтой нэмэлт холбогдож чаддаг. Тайлбарласан үйл явдлын дараа рибосомын том, жижиг дэд хэсгүүд түүний пептидил үүсдэг. болон аминоацилийн хэсгүүд

^ I - рибосомын жижиг дэд хэсгийг мРНХ-тэй холбох, дуусаагүй P-сайтад байрлах метиониныг зөөвөрлөх тРНХ-ийн эхлэл кодонтой хавсаргах; II - рибосомын том ба жижиг дэд хэсгүүдийн холболт P- ба А-сайтууд үүсэх; дараагийн үе шат нь үүн дотор байрлах мРНХ кодонтой тохирох аминоацил-тРНХ-ийн А хэсэгт байрлах, суналтын эхлэлтэй холбоотой; ak - амин хүчил Эхлэх фазын төгсгөлд P-сайтыг метионинтэй холбоотой аминоацил-тРНХ эзэлдэг бол рибосомын А хэсэгт эхлэл кодоныг дагасан кодон агуулагддаг. Эхлэх үе шат дуусч рибосом - мРНХ - үүсгэгч аминоацил-тРНХ-ийн цогцолбор үүссэний дараа эдгээр хүчин зүйлүүд рибосомоос тусгаарлагдана.Элонгацийн үе шат буюу пептидийн сунгалт нь эхний пептидийн холбоо үүссэнээс эхлээд бүх урвалыг хамарна. сүүлчийн амин хүчлийн хавсралт. Энэ нь циклийн давтамжтайгаар давтагддаг үйл явдал бөгөөд энэ нь А-сайтын хэсэгт байрлах дараагийн кодоны аминоацил-тРНХ-ийг тусгайлан таних, антикодон ба кодон хоорондын нэмэлт харилцан үйлчлэл юм.

tRNA-ийн гурван хэмжээст зохион байгуулалтын онцлогоос шалтгаалан. түүний антикодон нь мРНХ кодонтой холбогдсон үед. түүгээр тээвэрлэгдэж буй амин хүчил нь А цэгт, өмнө нь Р хэсэгт байрлах амин хүчлийн ойролцоо байрладаг. Хоёр амин хүчлийн хооронд пептидийн холбоо үүсдэг бөгөөд рибосомыг бүрдүүлдэг тусгай уургуудаар катализ болдог. Үүний үр дүнд өмнөх амин хүчил нь тРНХ-тай холбоогоо алдаж, А-т байрлах аминоацил-тРНХ-тэй нэгддэг. Энэ мөчид Р цэгт байрлах тРНХ суларч цитоплазм руу ордог.Пептидийн гинжээр дүүрсэн тРНХ-ийн А цэгээс Р цэг рүү шилжих хөдөлгөөн мРНХ-ийн дагуу рибосомын урагшлах үйл явц дагалддаг. нэг кодонд тохирох алхамаар. Одоо дараагийн кодон нь А сайттай холбогдож, түүнийг аминоацил-тРНХ тусгайлан "таних" бөгөөд энэ нь амин хүчлээ тэнд байрлуулах болно. Энэ үйл явдлын дараалал нь рибосомын А цэгт тохирох тРНХ байхгүй терминатор кодоныг хүлээн авах хүртэл давтагдана.Пептидийн гинжин хэлхээний угсралт нь температураас хамааран хангалттай өндөр хурдтай явагддаг. 37 0С-ийн температурт бактерийн хувьд энэ нь дэд дипептид 1 секундэд 12-17 амин хүчлийг нэмсэнээр илэрхийлэгддэг. Эукариот эсүүдэд энэ хэмжээ бага бөгөөд 1 секундын дотор хоёр амин хүчлийг нэмсэнээр илэрхийлэгддэг.

^ Төгсгөлийн үе шат буюу полипептидийн нийлэгжилтийг дуусгах нь рибосомын А-бүс рүү орох үед төгсгөлийн кодонуудын аль нэгийг (UAA, UAG, эсвэл UGA) тодорхой рибосомын уураг хүлээн зөвшөөрөхтэй холбоотой. Энэ тохиолдолд пептидийн гинжин хэлхээний сүүлчийн амин хүчилтэй ус холбогдож, түүний карбоксил төгсгөл нь тРНХ-ээс тусгаарлагддаг. Үүний үр дүнд дууссан пептидийн гинж нь рибосомтой холбоогоо алдаж, хоёр дэд хэсгүүдэд хуваагддаг.

Удамшлын хувьсах чанар. 1-2 Менделийн хууль

Зэрлэг ан амьтдын оршин тогтнох тасралтгүй байдал, түүхэн хөгжил нь амьдралын хоёр үндсэн шинж чанартай холбоотой юм. удамшил ба өөрчлөлт.

Амьд биетийн зохион байгуулалтын эсийн болон организмын (онтогенетик) түвшинд удамшлыг тодорхой төрлийн бодисын солилцоо, хувь хүний ​​​​хөгжлийн чадварыг шинэ үе рүү шилжүүлэх, өөрийгөө нөхөн үржих явцад эс буюу организмын өмч хөрөнгө гэж ойлгодог. Энэ хугацаанд тэдгээр нь тухайн эсийн төрөл, организмын төрлүүдийн нийтлэг шинж тэмдэг, шинж чанар, түүнчлэн эцэг эхийн бие даасан шинж чанарыг бүрдүүлдэг. Хэрэв амьд систем нь хүрээлэн буй орчны шинэ нөхцөлд ашигтай тодорхой өөрчлөлтийг олж авах, хадгалах чадваргүй байсан бол өөрчлөгдөж буй нөхцөл байдлын үед амьд байгаль оршин тогтнох боломжгүй болно. Амьд системийн өөрчлөлтийг олж авах, янз бүрийн хувилбарт оршин тогтнох шинж чанарыг хувьсах чадвар гэж нэрлэдэг.

60-аад онд. 19-р зуун генетикийг үндэслэгч (удамшлын болон хувьсах чадварын шинжлэх ухаан) Г.Мендель (1865) удамшлын материалын зохион байгуулалтын талаархи анхны таамаглалыг хийсэн.Вандуй дээр хийсэн туршилтынхаа үр дүнд үндэслэн тэрээр удамшлын материал нь салангид байдаг гэсэн дүгнэлтэд хүрчээ. организмын тодорхой шинж чанарыг хөгжүүлэх үүрэгтэй хувь хүний ​​удамшлын хандлагаар төлөөлдөг. Менделийн хэлснээр бэлгийн замаар нөхөн үржихүйн организмын удамшлын материалд нэг шинж чанарыг хөгжүүлэх нь эцэг эхийн аль алиных нь үр хөврөлийн эсүүдтэй хамт ирсэн хос аллелийн хазайлтаар хангадаг. Гамет үүсэх явцад хос аллелийн хазайлтын зөвхөн нэг нь л ордог тул бэлгийн эсүүд үргэлж "цэвэр" байдаг. 1909 онд В.Иогансен Менделийн "удамшлын хандлага" генийг нэрлэжээ.

Эрлийзүүдэд эцэг эхийн зөвхөн нэгнийх нь шинж тэмдэг илэрч байгааг Менделийн давамгайлал гэж нэрлэдэг.

Нэг генийн аллелийг хариуцдаг нэг хос шинж чанараараа ялгаатай организмуудыг гатлах үед эрлийзүүдийн эхний үе нь фенотип, генотипийн хувьд жигд байдаг. Фенотипийн дагуу эхний үеийн бүх эрлийзүүд давамгайлах шинж чанартай, генотипийн дагуу бүх эхний үеийн эрлийзүүд гетерозигот шинж чанартай байдаг.

ДНХ ба РНХ-ийн шинж чанарууд. Ген ба генетикийн кодын тухай ойлголт. Генетик


1. Биологи гэж юу вэ



. ДНХ-ийн шинж чанарууд


ДНХ(дезоксирибонуклеины хүчил), эукариот эс болон зарим вирусын хромосомын үндсэн бүрэлдэхүүн хэсэг болох нуклейн хүчил. ДНХ нь удамшлын үндэс болсон удамшлын кодыг агуулдаг тул амьдралын "барилгын материал" гэж нэрлэдэг. ДНХ-ийн молекулын бүтцийг анх 1953 онд Жеймс Уотсон, Фрэнсис Крик нар тогтоожээ. Энэ нь азотын суурьтай холбогдсон элсэн чихрийн молекулууд (дезоксирибоз) болон фосфатын бүлгүүдээс тогтсон хоёр урт туузаас тогтсон давхар спираль юм. Ерөнхийдөө молекул нь эрчилсэн олс шаттай төстэй хэлбэртэй бөгөөд түүний шат нь азотын суурь - адеин (А), цитозин (С), гуанин (G) ба тимин (T) юм. Суурь нь үргэлж ижил дарааллаар хос хосоороо холбогддог: аденин нь тимин, гуанин нь цитозин. Энэ холболтын зөв байдал нь өөрөө нөхөн үржихүйн нарийвчлалыг баталгаажуулдаг.

Нөхөн үржихүйн явцад ДНХ-ийн туузыг салгаж, тус бүр нь шинэ РНХ тууз (элч РНХ) нийлэгжүүлэх загварыг бий болгодог. Энэхүү ферментийн матрицын процесс нь анхны спиральтай ижил хуулбарыг бий болгодог. Тухайн ургамал, амьтны зүйлийн бүх эсийн хувьд ДНХ-ийн хэмжээ үргэлж тогтмол байдаг. Нөхөн үржихүйн явцад митоз эхлэхээс өмнө хромосомын хуулбарууд үүсдэг тул ДНХ-ийн хэмжээ хоёр дахин нэмэгддэг; бэлгийн эс, өндөг, эр бэлгийн эс (гаплоид эс) -д энэ хэмжээ нь биеийн бусад эсүүдийн хоёр дахин их байдаг. Фосфат ба сахарын молекулуудтай суурийн нэгдлийг нуклеотид гэж нэрлэдэг ба бүхэл бүтэн гинжийг полинуклеотид гэж нэрлэдэг.

Генетик код нь нуклеотидын дараалал хэлбэрээр хадгалагддаг: амин хүчил бүрийг гурван нуклеотидоор кодлодог бөгөөд цуврал хүчил нь ген юм.

ДНХ таних арга техникийг ашигласнаар тухайн хүний ​​мөн чанарыг маш нарийн тодорхойлох боломжтой. Энэ техник нь ДНХ-ийг нүдээр харуулах боломжийг олгодог. ДНХ-ийн загвар бүр өвөрмөц (хурууны хээ шиг), ихрүүдээс бусад хүн бүр өөрийн гэсэн байдаг. Эцэг болох эсэх нь эргэлзээтэй тохиолдолд ДНХ-ийн тодорхойлолтоор тогтоож болно.

ДНХ бүх эсэд байдаг тул цус, арьсны тоосонцор, тэр ч байтугай хөлсний дуслыг хүртэл анхан шатны материал болгон авч болно.Дээжээс ДНХ-г ялгаж аваад дараа нь фермент нэмж ялгаж авдаг.Фермент нь генийн хоорондох хэсгүүдэд үйлчилдэг. . Дараа нь генүүдийг цахилгаан орон зайд хэмжээгээр нь ангилдаг.

ДНХ-ийн бүтэц нь эсийн тухай мэдээллийн агуулах үүрэг гүйцэтгэдэг. Түүний молекулыг ихэвчлэн давхар мушгиа гэж нэрлэдэг, учир нь энэ нь элсэн чихэр, фосфатын бүлгээс бүрдсэн хоёр спираль нугалж буй "араг яс" дээр суурилдаг.

Спираль хоёр хагасын хоорондох холболтыг шатны нуруу шиг байрладаг суурь гэж нэрлэдэг - аденин, тимин, гуанин, цитозиноор гүйцэтгэдэг. Эдгээр хөндлөвч нь хүрээний хагас бүрээс нэг хос сууриудаас бүрдэх ба хосууд нь хатуу дүрмийн дагуу нэмэгддэг: аденин нь тиминтэй, цитозин нь гуанинтай үргэлж байдаг. Иймд хүрээний хагасын аль нэг дээрх суурийн дараалал нь яг толин тусгал дүрс буюу нөгөө тал дахь дарааллын нэмэлт юм.

Суурийн хосуудын хоорондын холбоо харьцангуй сул тул ДНХ-ийн молекулыг хуулбарлах эсвэл загвар эхлэхээс өмнө "зайлах" боломжийг олгодог. Микроскопоор харахад хуваагдаж буй эсийн хромосом нь доторх ДНХ-ийн "баглаа боодлын" жинхэнэ нарийн төвөгтэй байдлыг нуудаг энгийн загалмай хэлбэртэй байдаг. Хэрэв та хромосомын жижиг хэсгийг томруулж үзвэл уурагтай нягт холбоотой хроматин-ДНХ-ийн нягт ороомог туузыг харж болно. Хроматин сегмент цаашид нэмэгдэхийн хэрээр энэ нь ДНХ молекулаар хүрээлэгдсэн уургийн цөмөөс бүрдэх бөмбөлгүүдийг хэлбэртэй элементүүд болох нуклеосомын нягт эрчилсэн спираль болох нь тодорхой болно. Уургийн цөм нь эерэг цэнэгтэй бөгөөд үүнээс болж сөрөг цэнэгтэй ДНХ молекултай холбогддог. давхар мушгиа бүтэцтэй. Эсийн бүтцийн хувьд ДНХ-ийг ийм аргаар шахах нь чухал юм. Үгүй бол илүү их зай эзэлнэ. ДНХ-ийг авсаархан багц болгон хадгалах нь эсийн дотор ажиллахад хялбар болгодог: тэдгээрт агуулагдах генийн хэрэгцээ гарч ирснээр салангид хэсгүүд нээгддэг.


. РНХ-ийн шинж чанарууд


РНХ - нуклейн хүчлийн төрөл; бүх амьд эсэд агуулагддаг бөгөөд генетикийн мэдээллийг хэрэгжүүлэх хоёр үе шатанд оролцдог. транскрипцүүд(ДНХ дээрх РНХ-ийн нийлэгжилт) ба нэвтрүүлэг(рибосом дахь уургийн нийлэгжилт). РНХ молекулууд нь дүрмээр бол мономерууд - нуклеотидууд (энэ тохиолдолд рибонуклеотидууд) -аас бүтсэн нэг судалтай нээлттэй полинуклеотидууд юм. Гинжний зарим хэсэгт нуклеотидууд нэмэлт зарчмын дагуу хосолж, давхар спираль хэсгүүд үүсдэг. Молекул дахь рибонуклеотидын тоо хэдэн арван мянгаас арван мянга хүртэл байж болно. Нүүрс ус дезоксирибоз агуулсан ДНХ-ийн дезоксирибонуклеотидуудаас ялгаатай нь рибонуклеотидууд нь тимины азотын суурийн оронд нүүрсустөрөгчийн рибоз, урацил агуулдаг. Үлдсэн азотын суурь (аденин, гуанин, цитозин) нь ДНХ-тэй ижил байдаг. РНХ-ийн өөр өөр ангиуд нь эсэд өөр өөр үүрэг гүйцэтгэдэг боловч тэдгээр нь бүгд ДНХ-ийн загвар дээр нийлэгждэг.

Бүх эсийн РНХ-ийн дийлэнх хэсгийг (80-90%) бүрдүүлдэг рибосомын РНХ (r-РНХ) нь уурагтай нийлж үүсдэг. рибосомууд, уургийг нэгтгэдэг органеллууд. Эукариот эсүүдэд rRNA нь цөмд нийлэгждэг.

Дамжуулах РНХ (tRNA) нь тусгай ферментийн тусламжтайгаар амин хүчлүүдтэй холбогдож, рибосом руу хүргэдэг. Энэ тохиолдолд тодорхой амин хүчлүүд нь дүрмээр бол тодорхой ("өөрийн") т-РНХ-ээр дамждаг. Гэсэн хэдий ч зарим тохиолдолд нэг амин хүчлийг хэд хэдэн өөр кодоноор кодлох боломжтой байдаг (дегенераци генетикийн код). Үүний дагуу хоёр ба түүнээс дээш тРНХ эдгээр амин хүчлүүд тус бүрийг авч явах боломжтой.

Мэдээлэл буюу матриц, РНХ (i-РНХ, м-РНХ) нь ойролцоогоор эсэд байдаг. Нийт РНХ-ийн 2%. Эукариот эсүүдэд мРНХ нь ДНХ-ийн загвар дээр цөмд нийлэгжиж, дараа нь цитоплазм руу орж рибосомтой холбогддог. Энд тэд эргээд рибосом дахь уургийн нийлэгжилтийн загвар болж үйлчилдэг: амин хүчлийг агуулсан тРНХ нь мРНХ-д холбогддог. Тиймээс мРНХ нь ДНХ нуклеотидын дараалалд агуулагдах мэдээллийг нийлэгжүүлсэн уургийн амин хүчлийн дараалал болгон хувиргадаг, өөрөөр хэлбэл. генетикийн мэдээлэл нь уургийн өвөрмөц бүтэц, үйл ажиллагааг тодорхойлдог өвөрмөц бүтцэд хэрэгждэг. Зарим вирусын хувьд РНХ (нэг судалтай эсвэл хоёр судалтай) хромосомын үүрэг гүйцэтгэдэг. Ийм вирусыг РНХ агуулсан гэж нэрлэдэг.

Фермент гэх мэт зарим РНХ нь катализаторын идэвхжилтэй байдаг. Сүүлийн жилүүдэд РНХ-ийн шинэ анги нээсэн - гэж нэрлэгддэг. жижиг РНХ. Эдгээр РНХ нь эсийн бүх нийтийн зохицуулагчийн үүрэг гүйцэтгэдэг бөгөөд үр хөврөлийн хөгжлийн явцад генийг асааж, унтрааж, эсийн доторх үйл явцыг хянадаг. Биохимийн (пребиологийн) хувьслын явцад РНХ молекулууд анх дэлхий дээр гарч ирсэн, магадгүй тэдний өөрөө нөхөн үржихүйн цогцолборууд гарч ирсэн бөгөөд зөвхөн дараа нь илүү тогтвортой ДНХ молекулууд бий болсон гэж үздэг.


ДНХ ба РНХ-ийн харьцуулсан шинж чанарын хүснэгт

ДНХ-ийн РНХ-ийн шинж тэмдэг Ерөнхий 1. Биополимер 2. Уургийн нийлэгжилтэнд оролцоно 3. Мономеруудын ижил төстэй бүтэц: - азотын суурь - пентозын молекул - фосфорын хүчлийн үлдэгдэл Байршил Гол төлөв цөмд, хромосом үүсгэгч митохондрид, пластидын спираль хэлбэрээр агуулагддаг. Мономерууд - дезоксирибонуклеотидууд, үүнд дезоксирибоз, азотын суурь - аденин, тимин, гуанин, цитозин нэг судалтай молекул, рибонуклеотид мономерууд, үүнд - рибоз, азотын суурь - аденин, урацил, гуанин, капитин-каплемент бус, өөрөө нэгтгэгддэггүй. Чиг үүрэг Удамшлын химийн үндэс. Хромосом үүсгэх, удамшлын мэдээллийг хадгалах, дамжуулах. Уургийн бүтцийн талаарх мэдээллийг кодлодог. Удамшлын мэдээллийн хамгийн жижиг нэгж нь зэргэлдээх гурван нуклеотид - гурвалсан нуклеотид юм. Энэ нь нэмэлт ™ Эрчим хүчний зарчмын дагуу нэг гинжин хэлхээнд үүсдэг РНХ молекулуудын синтезийн матриц юм - эсийн амин чухал үйл явцыг эрчим хүчээр хангадаг: биосинтез, хөдөлгөөн, булчингийн агшилт, бодисын идэвхтэй тээвэрлэлт. мембран гэх мэт. Нэг фосфатын бүлгийг задлахад 40 кЖ ялгардаг

4. Генийн тухай ойлголт


Генийн тухай ойлголт нь генетикийн гол байр суурийг эзэлдэг бөгөөд түүний түүх нь өөрөө энэ үзэл баримтлалыг бүрдүүлдэг.

Эхэндээ генийг цэвэр албан ёсны үүднээс авч үзвэл хийсвэр нэгж, янз бүрийн шинж тэмдгүүдийн өвөрмөц шинж чанарыг тодорхойлдог нэг төрлийн хүчин зүйл гэж үздэг байв. Тодорхой хугацааны туршид генетикийг үндсэндээ Менделизм болгон бууруулсан, өөрөөр хэлбэл. Эдгээр хүчин зүйлсээр хянагддаг шинж чанарууд нь хоорондоо зөрчилддөг организмын огтлолцлын янз бүрийн систем дэх удамшлын хүчин зүйлийн зан үйлийн шинжилгээнд. Ийм шинжилгээний үр дүнд үндэслэн Мендель өнгөрсөн зууны төгсгөлд бүх шинж чанаруудын хослолууд үүсэх явцад янз бүрийн шинж чанарыг тодорхойлдог ийм хүчин зүйлийг (хожим нь ген гэж нэрлэдэг) санамсаргүй тэлэх, дахин хуваарилах явцад үүсдэг гэсэн дүгнэлтэд хүрчээ. бэлгийн эс ба бордолт.

Т.Морган болон түүний сургуулийн судалгаа нь "ген" хэмээх ойлголтыг "материалчлах", түүгээр "махан цус"-ыг эзэмшихэд хүргэсэн. Эдгээр судалгааны үр дүн нь Т.Морганд "... генетикчид хромосомын материаллаг хэсэг болох гентэй ажилладаг гэдэгт эргэлзэх зүйл алга" гэж батлах эрхийг өгсөн. Тэрээр мөн генийн дараах шинж чанаруудыг хамгийн чухал гэж тэмдэглэв: өсөх чадвар, хуваагдах чадвар, харьцангуй тогтвортой байдал, хувирах чадвар, хромосом дахь байнгын байрлал, генүүдийн бие биедээ "татах".

Тиймээс генийг удамшлын атом шиг зүйл гэж үзэж эхэлсэн боловч удалгүй түүний хуваагдал, нарийн төвөгтэй дотоод зохион байгуулалтын тухай санаа гарч ирэв. Эдгээр санаанууд нь Орос улсад А.С. Серебровский ба Н.П. Дубинин.

Генийн бүтэц:

хонины мах - мутаци хийх чадвартай генетикийн материалын хамгийн жижиг хэсэг;

хайгуул - бүхэл бүтэн рекомбинацид оролцох чадвартай генетикийн материалын хамгийн жижиг хэсэг;

цистрон - генетикийн материалын үйл ажиллагааны нэгж.

Одоогийн байдлаар генийн хамгийн түгээмэл тодорхойлолт нь дараах байдалтай байна: ген гэдэг нь тодорхой уургийг кодлодог бүх дарааллыг агуулсан геномын хэсэг (ДНХ) бөгөөд энэ нь нэг про-мРНХ хэлбэрээр бичигдсэн байдаг. Энэхүү тодорхойлолт нь "нэг ген - нэг фермент (уураг)" гэсэн сонгодог постулатад нийцдэг.

Хэрэв бид уургийн бүтцийн талаархи өгөгдлөөс эхлэн генийн зохион байгуулалтыг авч үзвэл ген нь мРНХ-ийн эхлэлээс эхэлж, төгсгөлийн кодоноор төгсдөг хэсэгтэй тохирч байна. мРНХ-ийн кодлох хэсэг. Энэ дараалал нь мРНХ-ийн төв хэсэгт оршдог бөгөөд полипептид болж хувирдаг. Үүний өмнө 5" орчуулагдаагүй бүс, дараа нь 3" орчуулагдаагүй бүс байна. Орчуулаагүй бүсүүдийн хэмжээ нь нэг мРНХ-ээс нөгөөд өөр өөр байдаг. Хамгийн магадлалтай, эдгээр дараалал нь орчуулгын үйл явцыг зохицуулахад оролцдог. Тиймээс 3'-орчуулаагүй бүс нь мРНХ-ийн амьдрах хугацааг тодорхойлдог гэсэн нотолгоо байдаг бөгөөд 5'-орчуулаагүй бүсийн дараалал нь орчуулгын үйл явцын үр ашигт нөлөөлж болно.

биологи генетикийн шинжлэх ухаан

5. Генетик


Генетик бол бүх амьд организмд байдаг удамшлын болон хувьсах шинж чанарыг судалдаг шинжлэх ухаан юм. Ургамал, амьтан, бичил биетний төрөл зүйлийн хязгааргүй олон янз байдал нь төрөл зүйл бүр өөрийн онцлог шинж чанараа хойч үедээ хадгалсаар байдаг нь нотлогддог: хүйтэн хойд, халуун орнуудад үнээ үргэлж тугал төрүүлдэг, тахиа нь тахиа, тахиа үржүүлдэг. улаан буудай улаан буудайг нөхөн үржүүлдэг. Үүний зэрэгцээ, амьд оршнолууд нь хувь хүн байдаг: бүх хүмүүс өөр өөр байдаг, бүх муурнууд бие биенээсээ ямар нэгэн байдлаар ялгаатай, тэр ч байтугай улаан буудайн spikelets, хэрэв та тэдгээрийг илүү нарийвчлан харвал өөрийн гэсэн шинж чанартай байдаг. Амьд биетийн энэ хоёр чухал шинж чанар нь эцэг эхтэйгээ адилхан байх, тэднээсээ ялгаатай байх нь "удамшил", "хувьсах чадвар" гэсэн ойлголтын мөн чанар юм. Генетикийн гарал үүслийг бусад шинжлэх ухааны нэгэн адил практик дээр хайх хэрэгтэй. Хүмүүс амьтан, ургамлыг үржүүлж эхэлснээс хойш үр удмын шинж чанар нь эцэг эхийнхээ шинж чанараас хамаардаг гэдгийг ойлгож эхэлсэн. Хүн төрөлхтөн үеийн үед шилдгүүдийг сонгон шалгаруулж, үржүүлснээр чанар сайтай малын үүлдэр, ургамлын сортуудыг бий болгосон. 20-р зууны хоёрдугаар хагаст үржлийн аж ахуй, газар тариалангийн хурдацтай хөгжил. удамшлын үзэгдлийн дүн шинжилгээ хийх сонирхол нэмэгдсэн. Тухайн үед удамшлын материаллаг субстрат нь нэгэн төрлийн бодис бөгөөд эцэг эхийн хэлбэрийн удамшлын бодисууд нь харилцан уусдаг шингэнүүд хоорондоо холилддог шиг үр удамд холилдсон байдаг гэж үздэг. Амьтан, хүмүүст удамшлын бодис ямар нэгэн байдлаар цустай холбоотой байдаг гэж үздэг байсан: "хагас үүлдэр", "цэвэр үүлдэр" гэх мэт хэллэгүүд өнөөг хүртэл хадгалагдан үлджээ. Брно дахь хийдийн хамба лам Грегор Менделийн вандуйг гатлах ажлын үр дүнд орчин үеийн хүмүүс анхаарал хандуулаагүй нь гайхах зүйл биш юм. 1865 онд болсон Байгалийн судлаач, эмч нарын нийгэмлэгийн хурал дээр Менделийн илтгэлийг сонссон хүмүүсийн хэн нь ч вандуйн эрлийзүүдийн шинжилгээнд Менделийн нээсэн зарим "хачирхалтай" тоон харьцааны биологийн үндсэн хуулиудыг тайлж чадаагүй юм. тэднийг нээсэн, шинэ шинжлэх ухаан - генетикийг үндэслэгч. 35 жил мартагдсаны дараа Менделийн ажлыг үнэлж, 1900 онд түүний хуулиудыг дахин нээж, түүний нэр шинжлэх ухааны түүхэнд бичигджээ. Мендель, Морган болон тэдний дагалдагчдын галактикийн нээсэн генетикийн хуулиуд нь эцэг эхээс хүүхдэд зан чанарыг дамжуулахыг тодорхойлдог. Тэд бүх удамшлын шинж чанарыг генээр тодорхойлдог гэж маргадаг. Ген бүр нь аллель гэж нэрлэгддэг нэг буюу хэд хэдэн хэлбэрээр байж болно. Бэлгийн эсээс бусад биеийн бүх эсүүд нь ген бүрийн хоёр аллелийг агуулдаг, өөрөөр хэлбэл. диплоид байдаг. Хэрэв хоёр аллель ижил байвал тухайн организм тухайн генийн хувьд гомозигот гэж нэрлэгддэг. Хэрэв аллель нь өөр байвал организмыг гетерозигот гэж нэрлэдэг. Бэлгийн нөхөн үржихүйд оролцдог эсүүд (гаметууд) нь ген бүрийн зөвхөн нэг аллелийг агуулдаг. тэдгээр нь гаплоид юм. Хувь хүний ​​үүсгэсэн бэлгийн эсийн тал хувь нь нэг аллель, хагас нь нөгөөг нь тээдэг. Бордооны үед хоёр гаплоид бэлгийн эсийн нэгдэл нь диплоид зигот үүсэхэд хүргэдэг бөгөөд энэ нь насанд хүрсэн организм болж хөгждөг. Ген нь ДНХ-ийн тодорхой хэсэг юм; тэдгээр нь эсийн цөмд байрлах хромосомуудад зохион байгуулагдсан байдаг. Ургамал, амьтны төрөл бүр тодорхой тооны хромосомтой байдаг. Диплоид организмд хромосомын тоо хосолсон байдаг бөгөөд хос тус бүрийн хоёр хромосомыг гомолог гэж нэрлэдэг. Хүн 23 хос хромосомтой, хромосом бүрийн нэг гомолог нь эхээс, нөгөө нь эцгээс гаралтай гэж бодъё. Цөмийн гаднах генүүд бас байдаг (митохондрид, ургамалд - мөн хлоропласт). Удамшлын мэдээллийг дамжуулах онцлог нь эсийн доторх процессоор тодорхойлогддог: митоз ба мейоз. Митоз гэдэг нь эсийн хуваагдлын үед хромосомыг охин эсүүдэд тараах үйл явц юм. Митозын үр дүнд эх эсийн хромосом бүр давхардаж, ижил хуулбарууд нь охин эсүүд рүү шилждэг; Энэ тохиолдолд удамшлын мэдээлэл нь нэг эсээс хоёр охин эс рүү бүрэн дамждаг. Онтогенезийн үед эсийн хуваагдал ийм байдлаар явагддаг, i.e. хувь хүний ​​хөгжлийн үйл явц. Мейоз бол бэлгийн эс буюу бэлгийн эс (эр бэлгийн эс, өндөг) үүсэх үед л тохиолддог эсийн хуваагдлын өвөрмөц хэлбэр юм. Митозоос ялгаатай нь мейозын үед хромосомын тоо хоёр дахин багасдаг; хос бүрийн хоёр гомолог хромосомын зөвхөн нэг нь охин эс бүрт ордог бөгөөд ингэснээр охин эсийн хагаст нэг гомолог, нөгөө хагаст нь нөгөө нь байдаг; харин хромосомууд бие биенээсээ үл хамааран бэлгийн эсүүдэд тархдаг. (Митохондри ба хлоропластын генүүд хуваагдах үед ижил тархалтын хуулийг дагаж мөрддөггүй.) Хоёр гаплоид бэлгийн эс нэгдэх үед (үр тогтох) хромосомын тоо дахин сэргэдэг - диплоид зигот үүсдэг бөгөөд энэ нь нэг багц хромосомыг хүлээн авсан. эцэг эх бүр. Арга зүйн хандлага. Арга зүйн хандлагын ямар шинж чанаруудын ачаар Мендель нээлтээ хийж чадсан бэ? Тэрээр хөндлөн огтлолцох туршилтын хувьд нэг өөр шинж чанараараа ялгаатай вандуйн шугамыг сонгосон (үр нь гөлгөр эсвэл үрчлээстэй, котиледон нь шар эсвэл ногоон өнгөтэй, шошны хэлбэр нь гүдгэр эсвэл нарийссан гэх мэт). ). Тэрээр загалмай бүрээс гарсан үр удмыг тоон байдлаар шинжилсэн, өөрөөр хэлбэл. түүнээс өмнө хэн ч хийж байгаагүй ийм шинж чанартай ургамлын тоог тоолжээ. Дараачийн бүх генетикийн судалгааны үндэс болсон энэхүү аргын ачаар (чанарын хувьд ялгаатай шинж чанаруудыг сонгох) Мендель эцэг эхийн шинж чанарууд үр удамд холилдохгүй, харин үеэс үед өөрчлөгдөөгүй дамждаг болохыг харуулсан. Менделийн гавьяа нь удамшлын шинж чанарыг судлах хүчирхэг арга болох эрлийз судлалын шинжилгээг генетикчдийн гарт оруулсан явдал юм. тодорхой загалмайн үр удмын шинж чанарыг шинжлэх замаар генийг судлах арга. Менделийн хуулиуд ба эрлийз судлалын шинжилгээ нь мейозын үед тохиолддог үйл явдлууд дээр суурилдаг: альтернатив аллель нь эрлийзүүдийн гомолог хромосомд байдаг тул ижил хэмжээгээр хуваагддаг. Энэ бол гибридологийн шинжилгээ нь ерөнхий генетикийн судалгааны объектод тавигдах шаардлагыг тодорхойлдог: эдгээр нь олон тооны үр удмаа өгдөг, нөхөн үржихүйн богино хугацаатай амархан тариалсан организмууд байх ёстой. Дээд организмын ийм шаардлагыг Drosophila жимсний ялаа - Drosophila melanogaster хангадаг. Олон жилийн турш энэ нь генетикийн судалгааны дуртай объект болсон. Янз бүрийн орны генетикчдийн хүчин чармайлтаар үүн дээр генетикийн үндсэн үзэгдлүүдийг олж илрүүлсэн. Генүүд нь хромосомд шугаман байрлаж, үр удам дахь тархалт нь мейозын процессоос хамаардаг болохыг тогтоожээ; Нэг хромосом дээр байрлах генүүд хамтдаа удамшдаг (генийн холбоо) ба рекомбинаци (кроссинг-овер) -д өртдөг. Бэлгийн хромосомд нутагшсан генийг илрүүлж, удамшлын мөн чанарыг тогтоож, хүйсийг тодорхойлох удамшлын үндэслэлийг илрүүлсэн. Түүнчлэн ген нь өөрчлөгддөггүй боловч мутацид өртдөг нь тогтоогдсон; Ген нь нарийн төвөгтэй бүтэц бөгөөд ижил генийн олон хэлбэр (аллель) байдаг. Дараа нь бичил биетүүд илүү нарийн генетикийн судалгааны объект болж, удамшлын молекулын механизмыг судалж эхлэв. Ийнхүү E.coli Escherichia coli-д нян хувирах үзэгдэл буюу донор эсэд хамаарах ДНХ-г хүлээн авагч эсэд оруулах нь нээгдэж, ДНХ нь генийн тээвэрлэгч болох нь анх удаа нотлогдсон. ДНХ-ийн бүтцийг нээж, удамшлын кодыг тайлж, мутаци, рекомбинацын молекулын механизм, геномын өөрчлөлтийг тодорхойлж, генийн үйл ажиллагааны зохицуулалт, геномын элементүүдийн хөдөлгөөний үзэгдэл гэх мэтийг судалсан.Эдгээр загвар организмын хамт. , генетикийн судалгааг бусад олон зүйл дээр хийсэн бөгөөд генетикийн үндсэн механизм, тэдгээрийн судалгааны аргуудын түгээмэл байдал нь вирусаас эхлээд бүх организмд нотлогдсон. Орчин үеийн генетикийн ололт ба асуудлууд. Генетикийн судалгааны үндсэн дээр нуклеотидын дарааллыг тусгаарлах, нэгтгэх боломжийг олгодог шинэ мэдлэг (молекул биологи, молекул генетик), холбогдох биотехнологи (генийн инженерчлэл гэх мэт), аргууд (жишээлбэл, полимеразын гинжин урвал) бий болсон. тэдгээрийг геномд нэгтгэж, байгальд байхгүй шинж чанартай эрлийз ДНХ-г олж авна. Олон эмийг олж авсан бөгөөд үүнгүйгээр анагаах ухааныг аль хэдийн төсөөлөхийн аргагүй болсон (ГЕНЕТИЙН ИНЖЕНЕРЖИЙГ үзнэ үү). Төрөл бүрийн зүйлийн шинж чанар бүхий трансген ургамал, амьтныг үржүүлэх зарчмуудыг боловсруулсан. Микросателлит, нуклеотидын дараалал гэх мэт олон полиморф ДНХ маркераар хувь хүнийг тодорхойлох боломжтой болсон. Ихэнх молекул биологийн аргууд нь гибридологийн шинжилгээ шаарддаггүй. Гэсэн хэдий ч шинж чанарыг судлах, маркеруудыг шинжлэх, генийн зураглал хийхэд генетикийн энэхүү сонгодог аргыг ашиглах шаардлагатай хэвээр байна. Бусад шинжлэх ухааны нэгэн адил генетик нь увайгүй эрдэмтэд, улс төрчдийн зэвсэг байсаар ирсэн. Хүний хөгжил нь түүний генотипээр бүрэн тодорхойлогддог евгеник гэх мэт салбар нь 1930-1960-аад онд арьс өнгөний онол, ариутгалын хөтөлбөрийг бий болгох үндэс суурь болсон юм. Үүний эсрэгээр генийн үүргийг үгүйсгэж, хүрээлэн буй орчны давамгайлах үүргийн талаархи санааг хүлээн зөвшөөрсөн нь ЗХУ-д 1940-өөд оны сүүлээс 1960-аад оны дунд үе хүртэл генетикийн судалгааг зогсооход хүргэсэн. Одоо "химера" буюу трансген ургамал, амьтдыг бий болгох, эсийн цөмийг бордсон өндөг рүү шилжүүлэн суулгах замаар амьтдыг "хуулбарлах", хүмүүсийн генетикийн "баталгаажуулалт" гэх мэт ажилтай холбоотойгоор экологи, ёс зүйн асуудал тулгараад байна. Дэлхийн тэргүүлэгч гүрнүүдэд ийм ажлын хүсээгүй үр дагавраас урьдчилан сэргийлэх зорилготой хууль батлагдаж байна. Орчин үеийн генетик нь организмын үйл ажиллагааг судлах шинэ боломжийг олгож байна: өдөөгдсөн мутацийн тусламжтайгаар бараг бүх физиологийн процессыг унтрааж, идэвхжүүлж, эс дэх уургийн биосинтезийг тасалдуулж, морфогенезийг өөрчилж, хөгжлийг өөрчилж болно. тодорхой үе шатанд зогссон. Одоо бид популяци, хувьслын үйл явцыг илүү гүнзгийрүүлэн судлах боломжтой (удамшлын өвчин, хорт хавдрын асуудал болон бусад олон зүйлийг судлах. Сүүлийн жилүүдэд молекул биологийн арга, арга хурдацтай хөгжиж байгаа нь генетикчдэд зөвхөн олон зүйлийн геномыг тайлах боломжийг олгосон юм. организм, мөн хүссэн шинж чанар бүхий амьд биетүүдийг зохион бүтээхэд чиглэнэ Иймээс генетик нь биологийн үйл явцыг загварчлах арга замыг нээж өгч, биологи нь удаан хугацааны туршид салангид салбаруудад хуваагдсаны дараа мэдлэгийг нэгтгэх, нэгтгэх эринд ороход хувь нэмэр оруулдаг.

Митохондри нь хоёр мембрантай органелл бөгөөд эукариот эсийн тоо нь үйл ажиллагааны онцлогоос хамааран өөр өөр байж болно. Митохондри нь өөх тосны хүчлүүдийн исэлдэлт, стероидын биосинтезд оролцож, органик субстратын исэлдэлт, ADP фосфоржилтын үйл явцын үр дүнд үүсдэг аденозин трифосфатын (ATP) нийлэгжилтийг гүйцэтгэдэг. Аденозин трифосфат нь хэрэглэх шаардлагатай биеийн бүх бодисын солилцооны урвалыг эрчим хүчээр хангадаг.

Митохондрид олдсон ДНХ молекулууд нь эукариот эсийн хромосомын гаднах (цитоплазм) генетикийн элементүүдийн ангилалд багтдаг. Митохондрийн ДНХ (mtDNA) нь жижиг хэмжээтэй (ойролцоогоор 5-30 мкм урт) дугуй хэлбэртэй хоёр судалтай молекулууд боловч олон тооны хуулбараар эсэд агуулагддаг. Ийнхүү хөхтөн амьтад болон хүний ​​митохондри бүр 5 мкм урттай mtDNA молекулын 2-10 хувийг агуулдаг бол нэг эсэд 100-1000 ба түүнээс дээш тооны митохондри агуулж болно. Эукариот хромосомоос ялгаатай нь митохондрид гистоны уураг байдаггүй.

Хүний митохондрийн геномын хэмжээ нь 16,569 суурь хос бөгөөд G-C хосын агууламж ихтэй байдаг. mtDNA-д 37 бүтцийн генийг тодорхойлсон: хоёр pRNA ген (12SpPHK, 16SpPHK), 22 tRNA ген, амьсгалын замын гинжин уургийг кодлодог 13 ген. Хувьслын явцад митохондрийн генүүдийн зарим нь цөмийн геном руу шилжсэн (жишээлбэл, митохондрийн РНХ полимеразагийн ген). Митохондрийн уургийн 95 гаруй хувь нь эукариот эсийн цөмийн хромосомын генээр кодлогдсон байдаг.

Нэмэлт mtDNA гинж нь тодорхой нягтралаараа ялгаатай: нэг гинж нь хүнд (их пурин агуулдаг), нөгөө нь хөнгөн (их пиримидин агуулдаг). Митохондрийн ДНХ нь хуулбарлах нэг гарал үүсэлтэй (монорепликон). Митохондрийн ДНХ-ийн гинжин хэлхээ бүр дээр нэг промотор байдаг бөгөөд энэ молекулын хоёр хэлхээ нь транскрипц болж, транскрипцийн дараах өөрчлөлтөд ордог полицистрон РНХ нийлэгждэг. Боловсруулалтын явцад полицистрон РНХ-г таслах, мРНХ-ийн 3'-төгсгөлийн полиаденилизаци (поли-А-ийн урт нь 55 нуклеотид) ба РНХ засварлах (нуклеотидыг өөрчлөх эсвэл солих). Үүний зэрэгцээ митохондрийн мРНХ-ийн 5' төгсгөл нь хуулбарлагдаагүй, залгаас байхгүй, учир нь хүний ​​митохондрийн генүүд интрон агуулдаггүй.

Тиймээс хүний ​​митохондри нь бусад эукариот организмын нэгэн адил өөрийн генетикийн системтэй бөгөөд үүнд mtDNA, митохондрийн рибосом, тРНХ, mtDNA транскрипц, транскрипц, хуулбарлах процессыг хангадаг уурагууд багтдаг.

Митохондрийн генетик код нь хромосомын бүх нийтийн кодоос дөрвөн кодоноор ялгаатай байдаг. Ийнхүү хүний ​​митохондрийн мРНХ-д AGA болон AGG кодонууд нь зогсолтын кодонууд (бүх нийтийн кодонд аргининыг кодлодог), харин митохондри дахь UGA хромосомын зогсолт кодон нь триптофаныг, AUA кодон нь метиониныг кодлодог.

Дээрх шинж чанарууд нь митохондрийн хувьслын гарал үүсэл нь эукариот эсийн цитоплазмд нэвтэрч, эдгээр органеллуудын түүхэн урьдал болж хувирсан зарим эртний нян төст организмын хромосомын үлдэгдэлтэй холбоотой гэсэн таамаглалыг батлах аргумент болж байна.

mtDNA молекулд 300 ба 400 суурь хос дээр хоёр хэт хувьсах бүс олдсон. Эдгээр нь мутацийн өндөр хурдаар тодорхойлогддог тул популяцийн судалгаанд маркер болгон ашигладаг. Түүнээс гадна mtDNA дахин нийлдэггүй бөгөөд зөвхөн эхийн шугамаар үр удамд дамждаг.

mtDNA-ийн мутацийн өөрчлөлт нь эсийн исэлдэлтийн фосфоржилт, энергийн солилцооны үйл явцын зөрчилтэй холбоотой хүний ​​митохондрийн удамшлын өвчин үүсэхэд хүргэдэг.

Үүнтэй төстэй нийтлэлүүд

2022 parki48.ru. Бид хүрээ байшин барьж байна. Тохижилт. Барилга. Суурь.