Атеология    αθεολογιΑ

Атеистическая философия.   Дата создания 2008.08.27, дата изменения 2010.05.10


Генетический код.

Все привычные живые существа на земле обладают единством системы генетического кодирования информации. Хранителем генетической информации служит молекула ДНК (у вирусов в этой роли встречается и РНК) - дезоксирибонуклеиновой кислоты - сложного полимера. Молекула ДНК строится на основе двух параллельных цепочек построенных из чередования дизоксирибозы - сахара и остатков фосфорной кислоты. К каждому звену дезоксирибозы каждой из цепей присоединяется одно из нуклеотидных азотистых оснований: аденина, гуанина, цитозина и тимина. Нуклеотид, присоединенный к одной цепи, свободным концом соединяется с нуклеотидом, присоединенным к другой цепи. Пары составляются строго из комплементарных нуклеотидов: аденин соединяется с тимином, гуанин с цитозином. Комплементарность объясняется тем, что пространственная структура зарядов в нуклеотидных основаниях позволяет формировать аденину водородную связь только с тимином (или урацилом в РНК), а гуанину - только с цитозином. Под действием электростатических сил молекула ДНК сворачивается в знаменитую двойную спираль. Такая форма дает ей значительную степень химической стабильности.

Редупликация (копирование) ДНК, происходящее при делении клетки, происходит путем расплетения определенными ферментами двойной спирали в две отдельные цепи с освобождением ранее скрепленных посередине спирали связей нуклеотидов. К освободившейся связи под действием фермента ДНК-полимеразы из нуклеозидтрифосфатов достраивается комплиментарный нуклеотид и элементы, формирующие новую вторую цепь - другую сторону будущей двойной спирали. Таким образом на обеих половинках расцепленной двойной спирали достраивается дополняющая ее половина, являющаяся копией второй цепи из расцепленной старой спирали. В итоге получается две одинаковые молекулы ДНК, идентичные за исключением редких сбоев исходной ДНК.

Транскрипция ДНК является первым звеном механизма передачи генетической информации, хранимой в ДНК в "химическую лабораторию" клетки. При транскрипции фермент РНК-полимераза находит определенную стартовую последовательность нуклеотидов в структуре ДНК, расплетает двойную спираль и достраивает к одной из ее цепей коплементарные нуклеотиды (вместо тимина здесь фигурирует урацил), соединяемые сахаром рибозой. При этом формируется цепь РНК - рибонуклеиновой кислоты, с соответствующей ДНК последовательностью нуклеотидов. Фермент перемещается, поочередно расплетая звенья спирали ДНК. После прохождения фермента двойная спираль восстанавливается. Процесс длится до нахождения конца участка - терминатора. После этого происходит отделение РНК-полимеразы и новопостроенной РНК от исходной ДНК.

Молекула РНК в отличие от ДНК имеет только одну цепь. После синтеза РНК происходит ее сворачивание под действием электростатического поля связей. Молекулы РНК могут приобретать сложную форму, определяя ферментные или другие функциональные свойства. В живых клетках существует несколько типов РНК, различающихся функциональным назначением.

Синтез основного класса биохимических компонентов - белков происходит путем трансляция матричной (информационной) РНК после транскрипции ее из ДНК. Трансляция матричной РНК происходит в рибосомах с помощью рибосомальных РНК, играющих роль фермента. Процесс происходит путем последовательного выстраивания аминокислот, соответствующих последовательности нуклеотидов матричной РНК (и соответственно исходной ДНК). Аминокислоты доставляются транспортными РНК, один конец которых способен захватывать определенную аминокислоту - одну из 20 возможных, другой является "ключом" к последовательности из 3 нуклеотидов - антикодоном, состоящим из нуклеотидных остатков. Транспортные РНК, со своим "ключом" определяют правила перекодирования триплетов (троек) нуклеотидов - кодонов в соответственные аминокислоты (в соответствии со "словарем" перевода). Выстраиваясь по ходу трансляции вдоль матричной РНК, транспортные РНК формируют последовательность аминокислот, скрепляемых в рибосоме пептидной связью в полипептидную цепь белка. После освобождения транспортной РНК матричная РНК перемещается относительно рибосомы на три нуклеотида. После окончания трансляции белок сворачивается под действием электростатического поля зарядов (слабых связей) в определенную пространственную структуру, придающую ему определенные физико-химические свойства.

Таким образом, белки, обладающие определенными свойствами, оказываются закодированными в линейной последовательности из "трехбуквенных слов" ДНК. Различные вспомогательные РНК молекулы закодированы непосредственно участками последовательности ДНК. В некоторых случаях РНК продвергается "обратной" транскрипции в ДНК. Участок ДНК или РНК, кодирующий один белок или одну РНК называется геном.

ДНК хранится в хромосомах. В живых организмах с половым размножением ДНК хранится в парах хромосом. Ядро клеток человека содержит 22 пары хромосом + 2 половые хромосомы. Всего в геноме человека насчитывается примерно 30...50 тысяч генов. Расположение конкретных генов на конкретных хромосомах в значительной мере произвольно.


©2008-2010 Атеология