Четверг, 19.10.2017, 06:27Главная | Регистрация | Вход

Вход

  Поиск

Новости биологии

Наш опрос

С какой периодичностью Вы посещаете мой сайт?
Всего ответов: 926

  Статистика


Онлайн всего: 8
Гостей: 8
Пользователей: 0

Статьи, выступления
Главная » Статьи » Статьи по биологии

ДНК как носитель наследственной информации
Наследственная информация в клетке

Одним из первых доказательств того, что носителем генетической информации в клетке выступает ДНК, являются опыты английского бактериолога Фредерика Гриффита. В 1928 г. он изучал трансформацию у двух штаммов пневмококка возбудителя заболевания дыхательных путей. Первый штамм был вирулентным, из-за чего мыши, которым его вводили, погибали, тогда как второй был авирулентным и не вызывал гибели животных. В одном из серии экспериментов Гриффит ввел группе подопытных мышей убитые нагреванием вирулентные бактерии, что по логике не могло привести к развитию заболевания. Кроме этого он сделал им вторую инъекцию живых авирулентных бактерий, ожидая, что она останется без последствий. Однако вопреки ожиданиям часть мышей погибла.
Объяснить полученный результат можно было двумя способами. Либо убитые нагреванием вирулентные бактерии каким-то образом реактивируются в присутствии авирулентных, либо авирулентные бактериальные клетки получают от погибших вирулентных нечто такое, что превращает их в вирулентные. Гриффит предположил, что из вирулентных клеток в авирулентные проникает часть генетического материала. Это явление, получившее название бактериальной трансформации, представляет собой однонаправленный перенос наследственных признаков от одной бактериальной клетки к другой. Только в 1944 г., уже после гибели Гриффита, удалось разделить на фракции содержимое двух штаммов пневмококка, с которыми он работал, испытать отдельные фракции на трансформирующую активность и определить трансформирующее начало. Им оказалось ДНК.
Косвенные доказательства того, что носителем генетической информации в клетке является ДНК, были получены в результате измерения ее количества в различных клетках. Так, в соматических клетках цыпленка (печени и почек) содержится примерно одинаковое количество ДНК, однако в яйцеклетках и сперматозоидах ее содержание вдвое ниже. Это объясняется тем, что при копуляции две половые клетки сливаются друг с другом, вдвое увеличивая в зиготе количество ДНК. Если бы этого не происходило, в каждом следующем поколении наблюдалось бы удвоение ее количества.
Но, пожалуй, самым убедительным доказательством оказались данные, полученные в конце 40-х — начале 50-х гг. XX века Эрвином Чаргаффом с сотрудниками. Они установили практически полную идентичность химического состава ДНК у всех представителей того или иного вида, а также выяснили, что у разных видов химический состав ДНК различен.

Модель ДНК

Чаргафф обнаружил, что нуклеотиды присутствуют в ДНК не в равном соотношении. Вместе с тем, оказалось, что число адениновых нуклеотидов равно числу тиминовых, а число гуаниновых — числу цитозиновых. Именно эта закономерность, названная впоследствии «правилом Чаргаффа», послужила главным ключом к выяснению структуры молекулы ДНК.


Рис. 2. Схема образования комплементарных пар оснований в молекуле ДНК

В 1952 г. Розалинда Франклин, изучая пятна, образуемые на фотопленке рентгеновским излучением, рассеянным кристаллами очищенной ДНК, обнаружила, что ее молекулы закручены в спираль. Полученные рентгенограммы показали, что сахаро-фосфатный остов образует наружную часть спирали, а азотистые основания находятся внутри, располагаясь перпендикулярно ее оси. На один виток спирали приходится 10 нуклеотидов. Измерение диаметра спирали позволило утверждать, что она состоит более чем из одной нити.


Рис. 3. Схема образования двойной спирали в молекуле ДНК

Одну из первых моделей молекулы ДНК, на основании данных, полученных Франклин, предложил американский химик Лайнус Полинг. По его мнению, молекула ДНК должна была состоять из трех закрученных в спираль нитей. Однако из-за целого ряда недостатков от этой модели пришлось отказаться.
Выяснить подлинную структуру молекулы ДНК удалось в 1953 г. английским ученым биохимику Джеймсу Уотсону и биофизику Фрэнсису Крику. Они установили, что молекула ДНК состоит из двух полинуклеотидных цепей, каждая из которых спирально закручена вправо, а обе цепи, свиваясь вместе, образуют двойную спираль. Последовательность соединения нуклеотидов в одной цепи противоположна последовательности в другой, так что цепи, составляющие одну молекулу ДНК, оказываются разнонаправленными, или антипараллельными. Шаг спирали составляет 3,4 нм (по 10 пар оснований в каждом витке), расстояние между соседними нуклеотидами — 0,34 нм, а диаметр витка — 2 нм. ДНК — очень хрупкая молекула, простое перемешивание ее раствора может привести к разрыву цепей на более мелкие куски.
Согласно предложенной модели, две спирально закрученных цепи ДНК образуют подобие веревочной лестницы, роль «веревок» в которой играют сахаро-фосфатные остовы, а роль «перекладин» — пара азотистых оснований, каждое из которых присоединяется к противоположной цепи. При этом одно из оснований относится к пуриновым, а другое — к пиримидиновым, то есть, это может быть либо аденин в паре с тимином, либо гуанин в паре с цитозином. В каждой цепочке ДНК нуклеотиды соединяются между собой при помощи фосфодиэфирных связей (3'-фосфатная группа одного и 5'-сахар другого). Объединение в единую молекулу происходит благодаря возникновению водородных связей между азотистыми основаниями, входящими в состав противоположных цепей. При этом между аденином и тимином образуется две, а между гуанином и цитозином — три водородные связи. Такая способность к избирательному соединению получила название комплементарности.

Функции ДНК в клетке

ДНК играет важнейшие функции в клетке, обеспечивающие поддержание и воспроизведение жизни.
  • ДНК является хранилищем наследственной информации, закодированной в последовательности нуклеотидов одной из ее цепей. В качестве единицы генетической информации выступает триплет нуклеотидов.
  • ДНК обеспечивает передачу наследственной информации из поколения в поколение, что возможно благодаря редупликации исходной молекулы с последующим распределением между образующимися клетками.
  • ДНК представляет собой матрицу при передаче информации из ядра в цитоплазму к месту синтеза белка. Именно последовательность нуклеотидных триплетов определяет последовательность аминокислот в белковых молекулах.
Категория: Статьи по биологии | Добавил: konechnoya (21.07.2017)
Просмотров: 54 | Рейтинг: 0.0/0
Всего комментариев: 0
avatar
Лотоцкая Елена © 2017 | Используются технологии uCoz
Некоторые файлы и информация, находящиеся на данном сайте, были найдены в сети ИНТЕРНЕТ, как свободно распространяемые, присланы пользователями сайта или найдены в альтернативных источниках, также использованы собственные материалы. Автор сайта не претендует на авторство ВСЕХ материалов. Если Вы являетесь правообладателем той или иной продукции или информации, и условия, на которых она представлена на данном ресурсе, не соответствуют действительности, просьба немедленно сообщить с целью устранения правонарушения.
Каталог@Mail.ru - каталог ресурсов интернет Наш сайт в каталоге manyweb.ru Союз образовательных сайтов Каталог сайтов Всего.RU GlavBoard.ru Top 100: Учеба, образование и науки Rambler's Top100 "YandeG" - рейтинг сайтов 3500 разработок для учителя Metodichka.org Банк Интернет-портфолио учителей