A genetikai anyag kémiai szervezése
Kutatási célzó felderítése kémiai jellege a örökletes anyag bizonyítást nyer, hogy az anyag szubsztrátum öröklési és variabilitás nukleinsavak találtak F. Miescher (1868) a magok genny sejtek. A nukleinsavak makromolekulák, azaz E. nagy molekulatömegű. Ezek polimerek, amelyek monomerekből - nukleotidokból állnak, amelyek három komponenst tartalmaznak: cukor (pentóz), foszfát és nitrogénbázis (purin vagy pirimidin). Az első szénatomja a pentóz-molekula C-1 „csatlakozik, amely nitrogéntartalmú bázisból (adenin, guanin, citozin, timin vagy uracil) és az ötödik szénatom C-5” keresztül éter-kötéssel - foszfát; a C-3 'harmadik szénatomon mindig hidroxilcsoport van - OH.
A nukieotidok nukleinsav makromolekulában történő kombinációja egy nukleotid-foszfát és egy másik hidroxil-csoportjának kölcsönhatása révén történik, így létrejön egy foszfodiészter kötés. Ennek eredményeként egy polinukleotid lánc keletkezik.
A nukleinsavak között kétféle vegyület létezik: deoxiribonukleotid (DNS) és ribonukleinsav (RNS). Az örökletes anyag - kromoszómák - fő hordozóinak összetételének vizsgálata azt mutatta, hogy a kémiailag legstabilabb összetevője a DNS, amely az öröklődés és változékonyság szubsztrátuma.
A DNS másodlagos szerkezete a nukleotidok (főként nitrogéntartalmú) bázisok kölcsönhatásai révén keletkezik, hidrogénkötések. A DNS másodlagos struktúrájának klasszikus példája a DNS kettős hélixje. A kettős DNS-hélix a DNS legelterjedtebb formája, amely a DNS két polinukleotid-láncából áll. Minden egyes új DNS-lánc felépítését a komplementaritás elvének megfelelően hajtjuk végre, azaz egy DNS-lánc mindegyik nitrogénbázisja megfelel egy másik lánc szigorúan meghatározott bázisának: az A-tartalommal ellentétes komplementaritási párban, és G-vel ellentétben C, stb.
Az RNS polinukleotidok, de csak egy láncból állnak, molekulatömege kisebb, mint a DNSé. Ezenkívül a következőkben különböznek egymástól: 1) a sejtben található RNS mennyisége a sejt életkorától, fiziológiai állapotától, szervétől függ; 2) a ribóz RNS-mononukleotidokban található, a timin-uracil helyett; 3) a Chargaff szabályai nem jellemzőek az RNS-re; 4) RNS kisebb bázissal hosszabb, mint a DNS-ben, míg a tRNS minor szám megközelíti a bázis 50. Minden RNS-t szintetizáltunk egy DNS, a folyamatot nevezzük a transzkripció.
Attól függően, hogy a lokalizáció egy sejtben, funkciók megkülönböztetni fajok RNS 3: m-RNS-t (a mátrix, vagy információ), a szállítási - tRNS, riboszómális - p-RNS.
A DNS és a fehérjéknek a kromatin összetételben való kölcsönhatása a kompaktáció.
A DNS-tömörítés első szintje nukleoszomális. Ha a kromatin nukleáz hatása alá kerül, akkor a DNS-t és a DNS-t rendszeresen ismétlődő struktúrákká dekompozálják. A nukleázkezelés után a részecskék frakcióját centrifugálással elválasztjuk a kromatintól. Egy ilyen komplex nukleoprotein részecskét Nucleosome-nak neveztek.
A kompaktálás második szintje 30 nm átmérőjű fibrill. Az első, nukleoszomális, kromatin kompaktálódási szint szabályozói és szerkezeti szerepet játszik, ami DNS csomagolási sűrűséget biztosít 6-7-szer. A 25-30 nm átmérőjű kromatin fonalakat mitotikus kromoszómákban és interphase magokban detektálnak.
A hurkolt DNS-domének a kromatinstruktúra harmadik szintje. A kromatin-szervezés magasabb szintjén a specifikus fehérjék kötődnek a specifikus DNS-régiókhoz, amelyek nagy kötőszögeket vagy doméneket képeznek a kötőhelyeken. Egyes helyeken kondenzált kromatin, rozettaképződmények állnak össze, amelyek sok, 30 nm-es fibrillákból álló hálóból állnak, amelyek sűrű középpontba esnek. Az üzemi méretek átlagos mérete 100-150 nm. Rosette fibro-rill chromatin - Chromomeras. Minden kromomer több nukleozomot tartalmazó hurkot tartalmaz, amelyek egy központban vannak összekötve. A kromó intézkedések a nukleozomális kromatin helyeihez kapcsolódnak. Ez a hurokdoménes kromatinszerkezet strukturális kromatin tömörítést biztosít és szervezi a kromoszómák - replikonok és átíródott gének funkcionális egységeit.
A nukleinsavak funkciói az örökletes információk megvalósításának folyamatában. Az örökletes információk kódolása a sejtben. A genetikai kód és tulajdonságai. A genetikai információ megvalósításának szakaszai: transzkripciós és transzkripciós folyamatok, transzlációs és poszttranszlációs folyamatok.
A nukleinsavak lineáris, nem elágazó heteropolimerek, amelyek monomerjei nukleotidok. kötődő foszfodiészter kötéseket.
Kétféle nukleinsav létezik: DNS (deoxiribonukleinsav) és RNS (ribonukleinsav). A nukleinsavak biztosítják a genetikai (örökletes) információk tárolását, szaporítását és végrehajtását. Ez az információ tükröződik (kódolva) nukleotidszekvenciák formájában. Különösen a nukleotidszekvencia tükrözi a fehérjék elsődleges szerkezetét. Az aminosavak és az azokat kódoló nukleotidszekvenciák közötti kapcsolatot genetikai kódnak nevezik. A DNS és az RNS genetikai kódjának egysége egy triplet - három nukleotidszekvencia.
A genetikai kód tulajdonságai:
1. Hármas - a kód jelentős egysége három nukleotid kombinációja.
2. Folytonosság - nincsenek írásjelek a hármasok között, tehát az információ folyamatosan olvasható.
3. diszjunkt - egy és ugyanaz a nukleotid lehet egyidejűleg nem fordul elő a két vagy több, triplet (nem figyelhető meg az egyes átfedő gének vírusok, baktériumok és a mitokondriumok, amelyek kódolják számos fehérje olvas frame-shift).
4. Egyediség (specifitás) - egy bizonyos kodon csak egy aminosavnak felel meg.
5. Degeneráció (redundancia) - több kodon azonos aminosavnak felel meg.
6. Univerzalitás - a genetikai kód ugyanúgy működik a különböző szintű komplexitású szervezetekben - a vírusoktól az emberektől (ennek alapján a genetikai módszerek).
7. Immunitás - a nukleotidok szubsztitúciós mutációi, amelyek nem vezetnek a kódolt aminosav osztályának megváltozásához, konzervatívnak nevezik; a nukleotidok cseréjében mutációkat, amelyek megváltoztatják a kódolt aminosav osztályát, radikálisnak nevezik.
A nukleinsavak különböző vegyületeket képeznek fehérjékkel - nukleoproteinekkel. vagy nukleoproteinek.
A létező elképzelések szerint a szabályozás egy vagy több szinten történhet; a DNS szintézis (növekedés és sejtosztódás) mellett ezek a szintek a következők:
Transzkripció - az RNS komplementer DNS előállítása;
RNS-feldolgozó (poszttranszkripciós módosítások RNS) - egy sor folyamatok eukarióta sejtekben, amely vezethet, hogy az átalakítás az RNS primer transzkriptum be az érett RNS.
Fordítás - az aminosavból származó fehérje szintézise az információ (vagy mátrix) RNS (mRNS vagy mRNS) mátrixában a riboszómán keresztül.
A poszttranszlációs folyamatok - a fehérjék ilyen jellegű poszttranszlációs módosításának példája lehet a szignálpeptidek hasítása a fehérjék biológiai membránokon történő átvitelét követően.