Справочник
зоотехника-селекционера и контроль-
ассистента по молочному скотоводству

Под ред. проф. В.Н.Карелина. Минск, «Ураджай», 1972.

 

Биохимические основы наследственности

Исследованиями установлено, что в ядре клетки, главным образом в хромосомах, содержится особое вещество — дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК), которая и определяет строение синтезирующихся в организме белков. ДНК сравнительно проста по своему строению: она состоит из двух спиральных цепей, закрученных в виде винтовой лестницы со ступеньками между этими цепями (рис. 7).

Схема строения молекулы ДНК из двух спирально закрученных цепей

Рис. 7. Схема строения молекулы ДНК из двух спирально закрученных цепей

(по Уотсону и Крику).

Боковые цепи этой лестницы — молекулы сахара, соединенные фосфорными остатками, а ступеньки — присоединенное к каждой молекуле сахара одно из оснований — аденин (А), тимин (Т), гуанин (Г) и цитозин (Ц). Эти основания попарно связаны, легко распадающимися водородными связями с соблюдением строгой закономерности: если в одной цепи к молекуле сахара присоединен аденин (А), то в противоположной стороне этой ступеньки стоит тимин (Т), напротив гуанина (Г) всегда находится цитозин (Ц). Размеры молекулы ДНК различны, но у каждого вида она имеет определенную величину. Последовательность оснований также может быть любой, но опять-таки для каждой молекулы строго постоянной. Следовательно, молекулы ДНК могут бесконечно варьировать как по длине самой цепи, так и по расположению в ней оснований.

Скотный двор


На сайте Скотный двор

Молекула ДНК обладает еще одним специфическим свойством, вытекающим из ее строения и отсутствующим у любых других химических веществ,— способностью к самовоспроизведению. Под влиянием особого фермента водородные связи между основаниями нарушаются и ДНК распадается на две цепи. В каждой цепи к основанию присоединяется имеющееся в ядерном соке парное ему основание, соединенное с молекулой сахара, причем в строгом соответствии с принципом парности: к аденину — только тимин, к тимину — аденин, к гуанину — цитозин, к цитозину — гуанин. Такой же процесс происходит и во второй цепи материнской молекулы ДНК. Затем молекулы сахара строящейся второй цепи соединяются фосфорными остатками, в результате чего каждая одинарная цепь вновь становится двойной, точно соответствующей материнской цепи ДНК (рис. 8). Таким образом, из одной молекулы ДНК становятся две, совершенно одинаковые и с точно такой же последовательностью оснований, как и в той цепи ДНК, из которой они произошли. Это удвоение ДНК происходит во второй половине интерфазы, незадолго до начала деления клетки.

Схемы автосинтеза молекулы ДНК

Рис. 8. Схемы автосинтеза молекулы ДНК:

1 — молекула ДНК до начала удвоения; 2 — начало распадения связей между двумя цепями молекулы ДНК; 3 — присоединение к распавшимся цепям парных оснований А, Г, Ц и Т, соединенных с сахаром, и образование новых цепей; 4 — вновь синтезированные из одной две молекулы ДНК, точно повторяющие исходную молекулу (1) по последовательности оснований.

В первой половине интерфазы молекула ДНК распрямляется, под влиянием определенного фермента отдельные ее участки распадаются на две цепи и на них образуется другое соединение — рибонуклеиновая кислота (РНК). Она отличается от ДНК тем, что имеет одну слегка изогнутую цепь, несколько иное строение сахара, но те же соединенные с молекулами сахара основания — А, Г, Ц, только вместо тимина находится парное по отношению к А основание — урацил (У).

Молекула РНК является основой — матрицей синтеза белка в клетке и обозначается М-РНК Она выходит из ядра через поры ядерной оболочки и прикрепляется к рибосомам (обычно к пяти-шести). В это же время аминокислоты, из которых состоит белок, активизируются особым ферментом и соединяются с другой РНК, называемой транспортной (Т-РНК), имеющей небольшие размеры. Т-РНК приносит свою аминокислоту к рибосомам, где находится М-РНК, и ставит ее в определенное для каждой аминокислоты место. Узнает же она это место по последовательности оснований в молекуле М-РНК- Оказалось, что в М-РНК особым «генетическим кодом» зашифровано место для каждой аминокислоты. Этот код состоит из трех оснований. В зависимости от их последовательности молекула Т-РНК и ставит ту аминокислоту, которую она несет. Для каждой аминокислоты имеются специальные Т-РНК, которые и находят ее место в молекуле белка. Узнают же они это место потому, что имеют на специальном участке также три основания, парные тем, которыми зашифровано место данной аминокислоты в молекуле белка. Так, если, например, шифром для аминокислоты лизина является последовательность оснований ААГ, то в Т-РНК, которая переносит лизин, находится противоположное сочетание — УУЦ.

Одна молекула ДНК содержит большое количество участков, на которых образуются молекулы М-РНК, т. е. имеется свой участок из трех оснований для каждого вида белков. Этот участок и является единицей наследственности, или геном. Каждый ген влияет на развитие определенных признаков организма через синтезируемый с его участием белок или фермент. В зависимости от потребности клетки в том или ином количестве белка на одном участке ДНК может синтезироваться большее или меньшее количество М-РНК.

Таким образом, в каждой клетке идет процесс синтеза белков по цепи ДНК —> М-РНК —> белок, т. е. состав белка зависит от строения молекулы ДНК, поскольку она определяет последовательность оснований в молекуле М-РНК, а через нее — и последовательность аминокислот в молекуле белка, участвующей в жизнедеятельности организма.

Молекулы ДНК находятся под особой защитой клетки. Перед делением клетки, когда молекула ДНК удвоилась, происходит как бы ее укупорка, предохраняющая ее от повреждения во время деления. Она сжимается в плотную спираль и покрывается защитным чехлом из хроматина. Поэтому в начале деления и в течение его видна не молекула ДНК, а хромосомы, состоящие из двух нитей, соответственно двум парным молекулам ДНК, соединенные между собой в центромере. По окончании деления хроматин сползает с них, молекулы ДНК развертываются, начинается синтез М-РНК.

 

Вы смотрели страницу - Биохимические основы наследственности

Следующая страница  - Регуляция белкового синтеза

Предыдущая страница - Редукционное деление

Вернуться к началу страницы - Биохимические основы наследственности

1 2 3 4 5 6 7
8

Скотный двор

Скотный двор

Животноводство

Животноводство

Справочник зоотехника-селекционера и контроль-ассистента по молочному скотоводству

Справочник зоотехника-селекционера и контроль-ассистента по молочному скотоводству

Инкубаторы

Инкубаторы

Разведение кур мясо-яичных пород

Разведение кур мясо-яичных пород

Аз-Буки-Веді тваринника

Аз-Буки-Веді тваринника

Паразитологія та інвазійні хвороби сільськогосподарських тварин

Паразитологія та інвазійні хвороби сільськогосподарських тварин

Довідник по заготівлі і зберіганню кормів

Довідник по заготівлі і зберіганню кормів

Довідник зооінженера

Довідник зооінженера

9

Скотный двор

Скотный двор

На сайте Скотный двор

Индекс цитирования.