genetikai nyelvtan
idején a nyilatkozat az tűnt
Csak paradoxonok sőt eretnekség!
Mi elképzelhető - ez lehetséges,
hogy lehetséges - ez elképzelhető.
Vékony eszköz DNS
Tovább a történet világosabb az olvasó, hadd először részletesebben vizsgálja, hogyan rendezett ez a furcsa és titokzatos DNS molekula.
Így, DNS a következőkből áll 4 nitrogéntartalmú bázisokkal és a cukor (dezoxiribóz), és a foszforsav. Két nitrogéntartalmú bázisokkal (rövidítve a C, és a T) osztályába tartoznak az úgynevezett pirimidin-bázisok, és a másik két (A és D) -, hogy a purin bázis. Ez a szétválasztás sajátosságai miatt a szerkezetek, ábrán mutatjuk be. 1.
Ábra. 1. Szerkezet nitrogéntartalmú bázisok (elemi „betűk”), amelyből a DNS-molekula áll
Bizonyos bázisok a DNS-lánc kapcsolódik a cukor-foszfát kötések. Ezek a kapcsolatok láthatók a következő ábra (ábra. 2).
Ábra. 2. A kémiai szerkezetét DNS láncok
Ábra. 3. Az áramkör közötti kölcsönhatás két komplementer szál egy DNS-molekula
Két polimer láncok megszorítva megfelelő kettős spirál. Ezek tartják össze hidrogénkötések között bázispár (A-T és G-C) hasonló a lépcsőfokok. Emiatt, azt mondják, hogy a két komplementer DNS-szál. A természet nem meglepő. Számos példa van a kiegészítő. Kiegészítő például az ősi kínai karakter „yin” és a „yang”, a kimeneti aljzat és dugó csapokat.
A DNS kettős hélix ábrán vázlatosan bemutattuk. 4. Kifelé, hasonlít egy kötél létra, fodros egy jobbkezes spirál. Lépései ezt a létrát a párosításban a nukleotidok, és ezek kötő „bokovinki” állnak a cukor-foszfát váz.
Ábra. 4. A híres kettős spirál DNS-t és - XRD-görbéjét a DNS által termelt Franklin, aki segített Watson és Crick találtuk a legfontosabb, hogy a kettős-hélix DNS szerkezetét; b - sematikus ábrázolása a kettős szálú DNS-molekula
Tehát a híres „kettős spirál” nyitottak. Ha a szekvencia egységek (nukleotidok) egy DNS tekinthető elsődleges szerkezetében, a kettős spirál - ez a DNS másodlagos szerkezetét. Javasolta Watson és Crick modell a „kettős spirál” elegánsan megoldható nem csak az a probléma az információ kódolására, hanem duplájára (replikáció) gén.
1962-ben, George. Watson, Francis Crick és Maurice Wilkins kapott méltóságát ezt a kitüntetést Nobel-díjat. A DNS-t nevezték a legfontosabb molekula élővilágát. Mindebben természetesen szerepet játszott a pontos információkat a DNS szerkezetét, de a legkevésbé sem a „látnok” épület komplex térszerkezet, amely előírja a kutatók nem csak a logika, hanem az alkotó képzeletet - adottságok járó művészek, írók és költők. „Itt Cambridge-ben, ez volt talán a legkiemelkedőbb után Darwin könyvének esemény biológia - Watson és Crick kiderült, a szerkezet a gén!” - írta akkoriban a koppenhágai Niels Bohr, egykori tanítványa M. Delbrück. A jól ismert spanyol művész Salvador Dali felfedezése után a kettős spirál azt mondta, hogy neki ez volt a bizonyítéka Isten létezését, és ábrázolja a DNS egyik festményét.
Tehát intenzív brainstorming, vállalta a tudósok, teljes siker volt! A történelmi léptékű DNS felfedezése szerkezete hasonló a szerkezete a nyitó atom. Ha tisztázása a szerkezet az atom vezetett a megjelenése a kvantumfizika, a felfedezés a DNS szerkezetét vezetett molekuláris biológia.
Mi akkor voltak a fő fizikai paramétereit az emberi DNS -, hogy a fő molekula? Az átmérője a kettős hélix 2 nanométer (1 nm = 10 -9 m); a távolság a szomszédos bázispár ( „lépéseket”) 0,34 nm; egy spirális viszont áll 10 bázispár. A szekvenciát bázispár DNS szabálytalan, de azok egymásra páronként egy molekulában a kristályban. Ez volt az alapja jellemzésére egy lineáris DNS-molekula aperiodikus kristály. Száma az egyes DNS-molekulák a sejtben megegyezik a kromoszómák számát. A hossza az ilyen molekula a legnagyobb méretű humán kromoszóma 1 mintegy 8 cm. Az ilyen óriás polimerek keletkeznek, míg nem tárt a természetben, sem körében mesterségesen szintetizált kémiai vegyületek. Emberekben, a hossza az összes DNS-molekulák szereplő összes kromoszómák egyetlen sejt mintegy 2 méter. Következésképpen, a hossza a DNS-molekulák egy milliárd-szer nagyobb, mint a vastagsága. Mivel a test felnőtt ember körülbelül 5x10 13 - október 14-sejtek, a teljes hossza a DNS-molekulák egy szervezetben 10 11 kilométerre (ez majdnem ezerszer nagyobb, mint a távolság a Föld és a Nap). Itt egy lány, a teljes DNS csak egy ember!
De ne gondoljuk, hogy az emberi genom a legnagyobb az összes természetben létező. Például, szalamandrák és a liliom hosszúságú DNS-molekulák, amik egy sejtben, harmincszor nagyobb, mint az embereknél.
Mivel a DNS-molekulák egy óriás méretű, el lehet különíteni, és látható még otthon. Itt van, hogyan ezt az egyszerű eljárást ismertet az ajánlást a klub „Young genetikus.” Először is, szükséges, hogy minden olyan állati vagy növényi szövetek a test (mint például az alma, vagy egy darab csirke). Akkor vágja az anyagot darabokra, és tegye a 100 g hagyományos keverő. Hozzáadása után 1/8 teáskanál sót és 200 ml hideg vízzel az egész elegyet felvert egy keverőben 15 másodpercig. További felvert elegyet átszűrjük egy szűrő. Az így kapott pépet kell hozzáadni 1/6 annak mennyisége (ez lesz kb 2 evőkanál) detergens (mosogatószer, például), és keverjük jól. 5-10 perc múlva a folyadékot öntjük kémcsövek vagy bármely más üvegtartályok, amelyek mindegyikéhez tele volt nem több, mint egyharmada a térfogata. Ezután hozzá adunk apránként vagy facsart ananász vagy oldat tárolására használt kontaktlencsét. Minden tartalom összerázzuk. Ezt kell tenni nagyon óvatosan, mintha rázni túl sok, az óriás molekulák DNS törött és akkor semmi sem lesz lehetetlen látni a szemét. Továbbá, a csövet lassan beleöntjük azonos térfogatú etil-alkoholt, úgy, hogy alakított réteg tetején a keverék. Ha ezek után csavar a csövet egy üvegbottal, hogy „visszacsévélt” és majdnem színtelen, viszkózus massza, amely egy DNS-készítmény.
Megalakulása után a kémiai szerkezet és térszerkezet DNS volt még egy csomó kérdést, a fő amely így a DNS kódol fehérjéket, azaz mi a genetikai kód ezen molekula, mit jelent a „nyelvtan” használják? Ez az első helyen, és további erőfeszítéseket tettek már.
Így azt találtuk, hogy a „betűk” a szövegben DNKovom nukleotidok - építőkövei a polimer DNS-molekula. A DNS-t mind a négy nukleotid (A, T, G, C). Ezért, ha összevetjük az egyes nukleotidok egyetlen betű, az ábécé DNKovogo szöveget tartalmaz, összesen 4 „betűk”. Mivel a formáját a „szó” és a „kínálat” ilyen „betűk”?
Fehérjemolekulák minden szervezet épülnek csak 20 aminosavból meglévő földön. Közvetlenül létrehozását követően a DNS-minta, világossá vált, hogy van egy kód, amely úgy négy-DNKovy, a szövegben dvadtsatibukvenny aminosav. Elemi számítások szerint a lehetséges kombinációk száma, amelyekben a négy nukleotid különféleképpen lehet található a „szöveg”, elérte a csillagászati értékeket. Így a DNS-molekula, amely, például csak 100 bázispár, elméletileg kódolni 4100 különböző fehérje „szövegek”. Mi a helyzet valójában?
Az egyik első e próbálják megérteni orosz fizikus G. Gamow kivándorolt akkoriban Amerikában. Meghallgatását követően számos beszélgetések DNS és tudta, hogy az tartalmazza - a kártya - összesen négy „illik” Gamow úgy döntött, hogy „szoliter” annak érdekében, hogy megértsék a szerkezet a genetikai kódot. Hamarosan világossá vált, hogy a kód nem lehet „bináris”, vagyis egy aminosavat a fehérje nem kódolnak kettes nukleotidok - „betűk”, de legalább hármas. Az a tény, hogy a kombináció a 4-2, ami összesen 16 kombináció, de nem elég ahhoz, hogy kódolják mind a 20 aminosavat. Következésképpen az indokolással Gamow, a kód legalább hárombetűs, azaz az egyes aminosavak kódolják három „betűk”, bármilyen kombinációban. Ugyanakkor, ő megállt, és mivel további számos kérdést vet fel. Különösen ez: a kombinációk száma a 4-3 64, és az aminosavak csak 20. Miért ilyen redundancia a hárombetűs kód?
Abban az időben volt már egy jól ismert módon, ami különösen megtörtént, amikor a francia Jean Champollion megfejtése ókori egyiptomi hieroglifákat. A fő megoldásokkal segítjük a feladata, ő használta a bazalt tábla, amely fedezte Napóleon katonai vállalatok Egyiptom, és amelyet az úgynevezett Rosetta Stone. A lap ugyanakkor részt vett a két feliratokat: az egyik egy hieroglifa, a másik -, hogy a görög betűk a görög. Szerencsére mind a nyelv és a levél már az ókori görögök voltak akkoriban már egy jól ismert tudós. Ennek eredményeként, ha összehasonlítjuk a két szöveg, a Rosetta kő vezetett a megfejtése az egyiptomi hieroglifákat. Így költözött a tudósok megfejteni a genetikai kód. Szükséges volt, hogy összehasonlítsuk a két szöveg: a szöveget írt DNS, a szöveg írva a fehérje. Kezdetben azonban a tudósok nem tudják, hogyan kell „olvasni” a DNS-t, és egy jól ismert, amikor a szöveg nem volt elég fehérjét. Szükséges volt mesterségesen szintetizálni számos rövid fragmentumok RNS és előállítani őket mesterséges rendszerekben fehérje fragmenst. A 1961 tavaszán Moszkvában a Nemzetközi Biokémiai Kongresszus M. Nirenberg azt mondta, hogy ő képes „olvasni” az első „szót” a DNKovom szöveget. Ez volt a Trio betűk - AAA (RNS, illetve UUU), akkor három adenin, egymással szemben - amely kódolja az aminosav fenil-alanin, a fehérjét. Így kezdődött a megfejtése a genetikai kód.
Ez az út vezetett el hamarosan teljes megfejtése a genetikai kód. Gamow megerősítette a feltételezést, hogy a triplett kód: egy aminosav a fehérjék szekvenciának felel meg a 3 nukleotid DNS-t és RNS-t. Az ilyen kódoló nukleotid tripletteket - a „szavak” - nevezzük kodon.
Emlékezzünk, hogy Gamow szembesült egy paradoxon: a négy nukleotid 64 különböző kodonokat lehet építeni, de csak 20 különböző aminosav a fehérjék építéséhez. A megoldás erre a paradoxonnak megjelent mellette. A legtöbb aminosavat kódolhatja egynél több kodon. Tisztázása után a körülmények a genetikai kód úgynevezett degenerált.
Az 1. táblázat mutatja a kodonok, de nem a DNS-t és RNS-t a proxy (a messenger RNS-t vagy mRNS-t), ami a DNS-, és a megfelelő aminosavat a fehérjékben.
Továbbá, amint látható, valójában nem az összes lehetséges kodon kódoláshoz használt. Három ilyen „extra” kodonokat stop jelet, amely egy megszűnése a fehérje szintézisét lánc.
Ha jobban megnézed az 1. táblázatban, azt látjuk, hogy a degenerációja a genetikai kód nem teljesen véletlenszerű. Bár a triplett kódot, a legtöbb terhelés terheli az első két nukleotid minden kodon. A legtöbb esetben, a különböző kódoló kodonok ugyanazt az aminosavat különbözik csak a harmadik nukleotid.
1. táblázat Genetikai szótárban. Ezek az aminosavak a fehérjékben található, és az ezeknek megfelelő kodonok messenger RNS komplementer DNS
A genetikai kód eredetileg átírt ilyen egyszerű szervezetek a baktériumok és a fágok. Később kiderült, hogy ez az egyetemes (nagyon kevés kivétellel) minden genomját mai élőlények (baktériumok az emberi). Kis különbség, amit a későbbiekben majd, azonosítottunk összehasonlításával, a nukleáris és mitokondriális genomok.
Tehát, mint a szokásos szöveget a könyv minden olyan információt, meg van írva a DNS-szekvenciáját a helyét a négy összetevője a „betűk” - nukleotidok. Így DNKovy szöveget írta az A, T, C, G-ábécé. Ebben a szövegben csak az egyik a két DNS szál jellemzően kódolja, és a másik lánc, általában nem-kódoló. Bár köztudott, hogy minden szabály alól vannak kivételek. Ha az olvasó megpróbálja összerakható négy betűje minden orosz szavakat, akkor nem fog működni. „Szó” a szövegben DNKovom, viszonylag szerény, egy bizonyos kombinációja három nukleotid, amely megfelel egy adott aminosav a fehérje, ami szintén egy polimer. Így, a sejt tartalmaz két négy betű tíz „szavakat” (aminosavak - összetevők a fehérjék). És végül, a „javaslat” a DNKovom szöveget lehet tekinteni a teljes körű hármas kódoló specifikus fehérje, azaz gén. Így a genetikai ábécé áll, csak négy betű, és a genetikai szótár 20 szó. Ebben a tekintetben, ne feledje, hogy a szókincs Ellochka-emberevő óriásnő új I. Ilf és Petrov: „A Tizenkét szék” állt a 30 szó, és a „Language Dictionary működik Puskin” mintegy 20 ezer. Szavak.
Van egy szigorú szabály: minél hosszabb a kódot (a több karakter benne), a rövidebb szövegeket. A hatalmas méretű kód például a kínai karaktereket. Ennek eredményeként a hieroglifikus szövegek jóval tömörebb, mint a többi írásrendszer, beleértve a sajátunkat. Ahhoz azonban, hogy hozzon létre a természet a genetikai kódot, kiválasztott, összesen 4 „betűk”. Egy ilyen kód jelenlétét igényli a hosszú szöveg realizálódott jellegét létrehozásának egy óriás DNS-molekulák. Írásakor teljes „szöveg” az emberi genom tartott mintegy 3,2 milliárd euró. „Levelek”. Összehasonlításképpen: a szent Teremtés könyvében, héber nyelven íródott, amely csak 78100 karakter.