Arvelighedslovene har tiltrukket sig menneskelig opmærksomhed siden det tidspunkt, hvor det først blev klart, at genetik er noget mere materielt end nogle højere magter. Det moderne menneske ved, at organismer har evnen til at reproducere sig selv, mens afkommet modtager specifikke egenskaber og egenskaber, der er iboende i deres forældre. Reproduktion realiseres på grund af evnen til at overføre genetisk information mellem generationer.
Teori: Du kan aldrig få for meget
Arvelighedslovene begyndte først at blive aktivt undersøgt for relativt nylig. Et imponerende skridt fremad i denne sag blev taget i det sidste århundrede, da Sutton og Boveri bragte en ny hypotese til offentligheden. Det var dengang, de foreslog, at kromosomer sandsynligvis bærer genetiske data. Noget senere tillod teknologien den kemiske undersøgelse af kromosomsammensætningen. Det afsløredetilstedeværelsen af specifikke nukleinforbindelser af proteiner. Proteiner viste sig at være iboende i et stort udvalg af strukturer og detaljerne i den kemiske sammensætning. I lang tid troede forskere, at det var proteiner, der var hovedaspektet, der sikrede overførslen af genetiske data mellem generationer.
Årtiers forskning i dette emne har givet ny indsigt i vigtigheden af celle-DNA. Som videnskabsmænd har afsløret, er kun sådanne molekyler en væsentlig bærer af nyttig information. Molekyler er et element i kromosomet. I dag er næsten enhver af vores landsmænd, der har modtaget en generel uddannelse, såvel som beboere i mange andre lande, godt klar over, hvor betydningsfulde DNA-molekyler er for en person, den normale udvikling af den menneskelige krop. Mange forestiller sig betydningen af disse molekyler med hensyn til arv.
Genetik som videnskab
Molekylær genetik, som beskæftiger sig med studiet af celle-DNA, har et alternativt navn - biokemisk. Dette videnskabsområde blev dannet i skæringspunktet mellem biokemi og genetik. Den kombinerede videnskabelige retning er et produktivt område af menneskelig forskning, som har givet det videnskabelige samfund en stor mængde nyttig information, der ikke er tilgængelig for mennesker, der kun er involveret i biokemi eller genetik. Eksperimenter udført af fagfolk på dette område involverer arbejde med adskillige livsformer og organismer af forskellige typer og kategorier. De mest betydningsfulde resultater opnået af det videnskabelige samfund er resultatet af undersøgelsen af menneskelige gener, såvel som forskelligemikroorganismer. Blandt de sidstnævnte er blandt de vigtigste Eisheria coli, lambda-fager af disse mikrober, neurospore crassa svampe og Saccharomyces cerevisia.
Genetiske baser
I lang tid har forskere ikke været i tvivl om kromosomets betydning i overførslen af arvelig information mellem generationer. Som specialiserede test har vist, dannes kromosomer af syrer, proteiner. Hvis du udfører et farvningseksperiment, vil proteinet blive frigivet fra molekylet, men NA forbliver på plads. Forskere har en større mængde beviser, der giver os mulighed for at tale om akkumulering af genetisk information i NK. Det er gennem dem, at data overføres mellem generationer. Organismer dannet af celler, vira, der har DNA, modtager information fra den forrige generation gennem DNA. Nogle vira indeholder RNA. Det er denne syre, der er ansvarlig for transmissionen af information. RNA, DNA er NK, som er karakteriseret ved visse strukturelle ligheder, men der er også forskelle.
Når forskere studerer DNAs rolle i arvelighed, har videnskabsmænd fundet ud af, at molekylerne i en sådan syre indeholder fire typer nitrogenforbindelser og deoxyribose. På grund af disse elementer overføres genetisk information. Molekylet indeholder purinstoffer adenin, guanin, pyrimidinkombinationer thymin, cytosin. Den kemiske molekylære rygrad er sukkerrester vekslende med phosphorsyrerester. Hver rest har et link til kulstofformlen gennem sukkerarter. Nitrogenholdige baser er fastgjort på siderne til sukkerrester.
Navne og datoer
Forskere,ved at undersøge det biokemiske og molekylære grundlag for arvelighed, var de først i stand til at identificere de strukturelle træk ved DNA i den 53. Forfatteren af videnskabelig information er tildelt Crick, Watson. De beviste, at ethvert DNA tager hensyn til de biologiske specifikke egenskaber ved arv. Når du bygger en model, skal du huske på fordoblingen af dele og evnen til at akkumulere, overføre arvelig information. Potentielt er molekylet i stand til at mutere. Kemiske komponenter, deres kombination, kombineret med tilgange til røntgendiffraktionsundersøgelser, gjorde det muligt at bestemme DNA's molekylære struktur som en dobbelthelix. Det er dannet af halvdele af antiparallelle spiraler. Sukker-phosphat-rygraden er forstærket med hydrogenbindinger.
I studiet af det molekylære grundlag for arv og variabilitet er Chargaffs værker af særlig betydning. Videnskabsmanden helligede sig undersøgelsen af de nukleotider, der er til stede i strukturen af nukleinsyren. Som det var muligt at afsløre, er hvert sådant element dannet af nitrogenbaser, phosphorrester, sukker. Korrespondance mellem molindholdet af thymin, adenin blev afsløret, ligheden mellem denne parameter for cytosin og guanin blev etableret. Det blev antaget, at hver thyminrest har et parret adenin, og for guanin er der et cytosin.
Samme, men så anderledes
Ved at studere nukleinsyrer som grundlag for arvelighed fastslog videnskabsmænd, at DNA tilhører kategorien af polynukleotider dannet af adskillige nukleotider. De mest uforudsigelige sekvenser af elementer i en kæde er mulige. Teoretisk set har seriel diversitet nejrestriktioner. DNA har specifikke kvaliteter forbundet med de parrede sekvenser af dets komponenter, men baseparring sker i henhold til biologiske og kemiske love. Dette giver dig mulighed for at foruddefinere sekvenser af forskellige kæder. Denne kvalitet kaldes komplementaritet. Det forklarer et molekyles evne til perfekt at reproducere sin egen struktur.
Når de studerede arvelighed og variabilitet gennem DNA, opdagede forskerne, at de strenge, der danner DNA, er skabelonerne for dannelsen af komplementære blokke. For at en reaktion skal opstå, vikler molekylet sig ud. Processen er ledsaget af ødelæggelse af hydrogenbindinger. Baser interagerer med komplementære komponenter, hvilket fører til generering af specifikke bindinger. Efter at nukleotiderne er fikseret, sker tværbindingen af molekylet, hvilket fører til fremkomsten af en ny polynukleotiddannelse, hvis sekvens af dele er forudbestemt af udgangsmaterialet. Sådan fremstår to identiske molekyler, mættede med identiske oplysninger.
Replika: en garant for varighed og forandring
Beskrevet ovenfor giver en idé om implementeringen af arvelighed og variabilitet gennem DNA. Replikationsmekanismen forklarer, hvorfor DNA er til stede i hver organisk celle, mens kromosomet er et unikt organoid, der reproducerer kvantitativt og kvalitativt med enestående nøjagtighed. Denne metode til reel fordeling var ikke mulig, før kendsgerningen af den dobbelte spiralformede komplementære struktur af molekylet var etableret. Crick, Watson, der tidligere havde antaget, hvad den molekylære struktur var, viste sig at være fuldstændig rigtig, selvom videnskabsmænd over tid begyndte at tvivle på rigtigheden af deres vision om replikationsprocessen. Først mente man, at spiraler fra en kæde optræder samtidigt. Enzymer, der katalyserer molekylær syntese i laboratoriet, er kendt for kun at virke i én retning, det vil sige, at først en kæde vises, derefter den anden.
Moderne metoder til at studere menneskelig arvelighed har gjort det muligt at simulere diskontinuerlig DNA-generering. Modellen dukkede op i det 68. Grundlaget for hendes forslag var eksperimentelt arbejde med Eisheria coli. Forfatterskabet af videnskabeligt arbejde er tildelt Orzaki. Moderne specialister har nøjagtige data om nuancerne af syntese i forhold til eukaryoter, prokaryoter. Fra den genetiske molekylære gaffel sker udviklingen ved at generere fragmenter holdt sammen af DNA-ligase.
Synteseprocesserne antages at være kontinuerlige. Den replikative reaktion involverer adskillige proteiner. Afviklingen af molekylet sker på grund af enzymet, bevarelsen af denne tilstand er garanteret af det destabiliserende protein, og syntesen fortsætter gennem polymerasen.
Nye data, nye teorier
Ved brug af moderne metoder til at studere menneskelig arvelighed har eksperter identificeret, hvor replikeringsfejl kommer fra. Forklaringen blev mulig, da præcis information om mekanismerne for kopiering af molekyler og de specifikke træk ved molekylstrukturen blev tilgængelige. Replikationsskemaet antagerdivergens af modermolekyler, hvor hver halvdel fungerer som en matrix for en ny kæde. Syntese realiseres på grund af hydrogenbindinger af baser såvel som mononukleotidelementer i bestanden af metaboliske processer. For at generere bindinger af thiamin, adenin eller cytosin, guanin, kræves overgangen af stoffer til den tautomere form. I vandmiljøet er hver af disse forbindelser til stede i flere former; de er alle tautomere.
Der er mere sandsynlige og mindre almindelige muligheder. Et karakteristisk træk er brintatomets position i molekylstrukturen. Hvis reaktionen fortsætter med en sjælden variant af den tautomere form, resulterer det i dannelsen af bindinger med den forkerte base. DNA-strengen modtager et forkert nukleotid, sekvensen af elementer ændres stabilt, en mutation opstår. Mutationsmekanismen blev først forklaret af Crick, Watson. Deres konklusioner danner grundlaget for den moderne idé om mutationsprocessen.
RNA-funktioner
Ved at studere det molekylære grundlag for arvelighed kunne forskerne ikke ignorere noget mindre vigtigt end DNA-nukleinsyre - RNA. Det tilhører gruppen af polynukleotider og har strukturelle ligheder med dem, der er beskrevet tidligere. Den vigtigste forskel er brugen af ribose som de rester, der fungerer som grundlaget for kulstofrygraden. I DNA, husker vi, spilles denne rolle af deoxyribose. Den anden forskel er, at thymin erstattes af uracil. Dette stof hører også til klassen af pyrimidiner.
Når forskerne studerede den genetiske rolle af DNA og RNA, bestemte forskerne først den relativtubetydelige forskelle i grundstoffernes kemiske strukturer, men yderligere undersøgelse af emnet viste, at de spiller en kolossal rolle. Disse forskelle korrigerer den biologiske betydning af hvert af molekylerne, så de nævnte polynukleotider erstatter ikke hinanden for levende organismer.
For det meste er RNA dannet af én streng, adskiller sig fra hinanden i størrelse, men de fleste af dem er mindre end DNA. Virus indeholdende RNA har i deres struktur sådanne molekyler skabt af to strenge - deres struktur er så tæt som muligt på DNA. I RNA akkumuleres genetiske data og videregives mellem generationer. Andre RNA'er er opdelt i funktionelle typer. De er genereret på DNA-skabeloner. Processen katalyseres af RNA-polymeraser.
Information og arvelighed
Moderne videnskab, der studerer arvelighedens molekylære og cytologiske grundlag, har identificeret nukleinsyrer som hovedobjektet for akkumulering af genetisk information - dette gælder ligeligt for alle levende organismer. I de fleste livsformer spiller DNA en nøglerolle. Dataene akkumuleret af molekylet stabiliseres af nukleotidsekvenser, der reproduceres under celledeling i henhold til en uændret mekanisme. Molekylær syntese forløber med deltagelse af enzymkomponenter, mens matrixen altid er den tidligere nukleotidkæde, som er materielt transmitteret mellem celler.
Nogle gange får studerende inden for rammerne af biologi og mikrobiologi løsningen af problemer inden for genetik for en visuel demonstration af afhængigheder. De molekylære baser for arvelighed i sådanne problemer betragtes som i forhold til DNA,samt RNA. Det skal huskes, at i tilfælde af et molekyle, hvis genetik er registreret af RNA fra en helix, forløber reproduktionsprocesser ifølge en metode, der ligner den tidligere beskrevet. Skabelonen er RNA i en form, der kan replikeres. Dette vises i den cellulære struktur på grund af infektiøs invasion. Forståelsen af denne proces gjorde det muligt for videnskabsmænd at forfine genets fænomen og udvide videnbasen om det. Klassisk videnskab forstår genet som en enhed af information, der overføres mellem generationer og afsløres i eksperimentelt arbejde. Genet er i stand til mutationer, kombineret med andre enheder på samme niveau. Den fænotype, som en organisme besidder, forklares præcist af genet - det er dets hovedfunktion.
I videnskaben blev genet som et funktionelt grundlag for arvelighed oprindeligt også betragtet som en enhed ansvarlig for rekombination, mutation. På nuværende tidspunkt er det pålideligt kendt, at disse to kvaliteter er ansvaret for nukleotidparret inkluderet i DNA. Men funktionen er leveret af en nukleotidsekvens på hundreder og endda tusindvis af enheder, der bestemmer aminosyreproteinkæderne.
Proteiner og deres genetiske rolle
I moderne videnskab, hvor man studerer klassificeringen af gener, betragtes arvelighedens molekylære baser ud fra et synspunkt om betydningen af proteinstrukturer. Alt levende stof er delvist dannet af proteiner. De betragtes som en af de vigtigste komponenter. Protein er en unik aminosyresekvens, der transformerer lok alt nårtilstedeværelse af faktorer. Ofte er der to dusin typer aminosyrer, andre genereres under påvirkning af enzymer fra de vigtigste tyve.
Mangfoldigheden af proteinkvaliteter afhænger af den primære molekylære struktur, aminosyrepolypeptidsekvensen, der danner proteinet. De udførte eksperimenter viste tydeligt, at aminosyren har en strengt defineret lokalisering i DNA-nukleotidkæden. Forskere kaldte det parallellerne mellem proteinelementer og nukleinsyrer. Fænomenet kaldes kolinearitet.
DNA-funktioner
Biokemi og genetik, som studerer det molekylære grundlag for arvelighed, er videnskaber, hvor der lægges særlig vægt på DNA. Dette molekyle er klassificeret som en lineær polymer. Undersøgelser har vist, at den eneste transformation, der er tilgængelig for strukturen, er nukleotidsekvensen. Det er ansvarligt for at kode sekvensen af aminosyrer i proteinet.
I eukaryoter er DNA placeret i cellekernen, og proteindannelsen finder sted i cytoplasmaet. DNA spiller ikke rollen som skabelon for processen med proteindannelse, hvilket betyder, at der er behov for et mellemliggende element, der er ansvarlig for transporten af genetisk information. Undersøgelser har vist, at rollen er tildelt RNA-skabelonen.
Som det fremgår af det videnskabelige arbejde, der er viet til arvelighedens molekylære baser, overføres information fra DNA til RNA. RNA kan overføre data til protein og DNA. Proteinet modtager data fra RNA'et og sender det til samme struktur. Der er ingen direkte forbindelser mellem DNA og proteiner.
Genetiskinfo: dette er interessant
Som videnskabelige arbejder viet til arvelighedens molekylære baser har vist, er genetiske data inaktiv information, der kun realiseres i nærværelse af en ekstern energikilde og byggemateriale. DNA er et molekyle, der ikke har sådanne ressourcer. Cellen modtager det, den har brug for udefra gennem proteiner, så begynder transformationsreaktioner. Der er tre informationsveje, der giver livsstøtte. De er forbundet med hinanden, men uafhængige. Genetiske data overføres arveligt ved DNA-replikation. Dataene er kodet af genomet - denne strøm betragtes som den anden. Den tredje og sidste er næringsstoffer, der konstant trænger ind i cellestrukturen udefra og forsyner den med energi og byggeingredienser.
Jo mere struktureret organismen er, jo flere elementer i genomet. Et mangfoldigt gensæt implementerer informationen krypteret i det gennem koordinerede mekanismer. Den datarige celle bestemmer, hvordan individuelle informationsblokke skal implementeres. På grund af denne kvalitet øges evnen til at tilpasse sig ydre forhold. Den forskelligartede genetiske information indeholdt i DNA er grundlaget for proteinsyntese. Genetisk kontrol af syntese er en teori formuleret af Monod og Jacob i 1961. Samtidig dukkede operonmodellen op.
