Молекулярные основы наследственности

ПРЕДПОСЫЛКИ
1869 г. - швейцарский химик Ф. Мишер обнаружил в клеточном ядре особое вещество кислого характера, названное им нуклеином.
В 1889 г Рихард Альтман Альтман ввел термин «нуклеиновая кислота » ,
а также разработал удобный способ получения нуклеиновых
кислот, не содержащих белковых примесей.
В 1935 году Клейн и Танхаузер провели мягкое фрагментирование
ДНК, в результате чего были получены в кристаллическом
состоянии четыре ДНК-образующих нуклеотида
Ф. Мишер

Нуклеиновые кислоты — материальные носители наследст­венной информации
ДНК
РНК
Азотистое основание:
Аденин, Тимин, Гуанин, Цитозин
Дезокси-рибоза
Остаток фосфор-ной кислоты
Азотистое основание:
Аденин, Урацил, Гуанин, Цитозин
Рибоза
Остаток фосфор-ной кислоты

Репликация ДНК
-процесс ее удвоения перед делением клетки
ДНК
находится в хромосомах
репликация происходит перед каждым удвоением хромосом и делением клетки
На отдельных участках молекулы образуются вилки репликации. В этих местах водородные связи между азотистыми основаниями под действием ферментов разрываются, комплементарные нити разъединяются и каждая из них становится матрицей, на которой происходит синтез дочерних нитей.
Удвоение происходит в S-фазе интерфазы клеточного цикла.

РНК
Рибосомальная РНК
Транспортная РНК
Информационная РНК
переносит от ДНК к месту синтеза белка (к рибосомам) закодированную с помощью нуклеотидов информацию о последовательности аминокислот в белке
функционирует в цитоплазме клетки, осуществляя перенос аминокислот к рибосомам, где из аминокислот синтезируется белок
в комплексе с белками образуют рибосомы

БИОСИНТЕЗ БЕЛКА
Биосинтез белка – ферментативный процесс синтеза белков в клетке. В нём участвуют три структурные элемента клетки – ядро, цитоплазма, рибосомы.

1. ТРАНСКРИПЦИЯ
процесс синтеза молекулы иРНК на одной цепи молекулы ДНК на основании принципа комплементарности
Происходит в ядре клетки
Осуществляется одновременно на небольшом участке молекулы ДНК, который отвечает определённому гену
Происходит раскручивание части двойной спирали ДНК и короткий участок одной из цепей оголяется –который будет выполнять роль матрицы для синтеза иРНК
Потом вдоль этой цепи двигается фермент РНК-полимераза, соединяющий нуклеотиды в цепь иРНК, которая удлиняется
Образованная в результате иРНК содержит последовательность нуклеотидов, которая является точной копией последовательности нуклеотидов на матрице

2. ТРАНСЛЯЦИЯ
процесс, в результате которого информация о структуре белка, записанная в иРНК в виде последовательности нуклеотидов, реализуется в виде последовательности аминокислот в молекуле белка, которая синтезируется
Осуществляется в рибосомах
Сначала иРНК присоединяется к рибосоме
На иРНК «нанизывается» первая рибосома, которая синтезирует белок. По мере продвижения рибосомы на конец иРНК, который освободился, «нанизывается» новая.
После завершения синтеза белка рибосома отделяется от иРНК, а белок поступает в эндоплазматическую сеть. Молекула иРНК присоединяется к малой субъединице. Молекула тРНК отдаёт аминокислоту и переходит в цитоплазму, а рибосома передвигается на один триплет нуклеотидов.
Так последовательно синтезируется полипептидная цепь. Продолжается всё это до тех пор, пока рибосома не дойдёт к одному из трёх терминирующих кодонов: УАА, УАГ или УГА. После этого синтез белка прекращается.

Генетический код – это последовательность расположения нуклеотидов в молекуле ДНК, которая определяет последовательность аминокислот в молекуле белка.
1.Триплетность — значащей единицей кода является сочетание трёх нуклеотидов .
2. Непрерывность — между триплетами нет знаков препинания, то есть информация считывается непрерывно.
3. Неперекрываемость — один и тот же нуклеотид не может входить одновременно в состав двух или более триплетов.
4. Однозначность — определённый кодон соответствует только одной аминокислоте.
5. Вырожденность (избыточность) — одной и той же аминокислоте может соответствовать несколько кодонов.
6. Универсальность — генетический код работает одинаково в организмах разного уровня сложности — от вирусов до человека.
Свойства генетического кода