Молекулярные основы наследственности

  • 18 янв. 2013 г.
  • 3519 Слова
«Молекулярные основы наследственности. Строение и функции нуклеиновых кислот»

Свойство организмов передавать потомству свои признаки и особенности развития, основано на передаче из поколения в поколение наследственной информации. В середине XIX в. было установлено, что способность к наследованию признаков определяется материалом, находящимся в ядре клетки. Ученые В. Саттон и Т. Боверипредположили, что хромосомы являются носителями наследственной информации. В 1869 г. швейцарский химик Ф. Мишер обнаружил в клеточном ядре особое вещество кислого характера, названное им нуклеином. Это событие расценивается как открытие нуклеиновых кислот. Потребовалось несколько десятков лет, чтобы убедиться, что материальным носителем наследственной информации является только одна из составных частейхромосомы – молекула дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК).

Типы нуклеиновых кислот

Термин нуклеиновые кислоты был введен в 1889 г., а в 1891 г. немецкий биохимик А. Кессель описал гидролиз нуклеиновой кислоты и установил, что она состоит из остатков сахара (пептозы), фосфорной кислоты и четырех гетероциклических оснований (пурины и пиримидины).
Особенности химического строения нуклеиновых кислотобеспечивают возможность хранения, переноса и передачи по наследству дочерним клеткам информации о структуре белковых молекул, которые синтезируются в каждой ткани на определенном этапе индивидуального развития.
Важное условие нормальной жизнедеятельности клетки и целого организма – стабильность нуклеиновых кислот. Изменения строения нуклеиновых кислот влекут за собой изменения структуры клеток илиактивности физиологических процессов в них, влияя на жизнеспособность клеток, тканей и организма в целом.
Структуру нуклеиновых кислот впервые установили американский биохимик Дж. Уотсон и английский физик Ф. Крик. Ее изучение имеет важное значение для понимания наследования признаков у организмов и закономерностей функционирования отдельных клеток и клеточных систем – тканей и органов.
Существуют дваразличных типа нуклеиновых кислот: дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) и рибонуклеиновые кислоты (РНК).

ДНК – дезоксирибонуклеиновая кислота

В начале 50-х гг. было получено множество данных (большое количество экспериментов было проведено на вирусах), свидетельствующих об универсальности ДНК как носителя генетической информации. ДНК представляет собой генетический материал большинства организмов. Впрокариотипических клетках, кроме основной хромосомной ДНК, часто встречаются внехромосомные ДНК - плазмиды. В эукариотических клетках основная масса ДНК расположена в клеточном ядре, где она связана с различными белками в хромосомах, а также содержится в органеллах – митохондриях и пластидах.
ДНК – это линейный, нерегулярный биологический полимер, состоящий из двух полинуклеотидных цепей, соединенныхдруг с другом. Мономеры, составляющие каждую из цепей ДНК, - сложные органические соединения – нуклеотиды. Одни из важнейших компонентов нуклеотидов представляют собой гетероциклические азотистые основания, производные пирамидина или пурина.
В подавляющем большинстве случаев в состав нуклеотидов ДНК входят тимин (Т) и цитозин (Ц) – производные пирамидина, а также аденин (А) и гуанин (Г),относящиеся к производным пурина. Кроме того, нуклеотиды включают пятиатомный сахар (пентозу) - дезоксирибозу, а также остаток фосфорной кислоты.
ДНК – полимер с очень большой молекулярной массой; в одну молекулу может входить 108 и более нуклеотидов. В каждой полинуклеотидной цепи нуклеотиды соединяются между собой благодаря образованию фосфоэфирных связей между дезоксирибозой одного и остатком фосфорнойкислоты последующего нуклеотида. При этом в начале молекулы – у первого нуклеотида – свободным от образования эфирной связи остается остаток фосфорной кислоты. Это так называемый 5  - конец молекулы. На другом конце молекулы, незадействованным в образовании фосфоэфирной связи, оказывается 3  - атом углерода дезоксирибозы - 3  - конец...
tracking img