Молекула ДНК

Уровни материи в биологии

Мутации

Внезапные изменения в наследственной системе организма называются мутациями. Все живые организмы способны мутировать. Благодаря мутации частично изменяется структура гена, и это ведет к изменению свойств белков. Признак, появившийся в результате мутации, не исчезает, а накапливается.

Причины мутаций: химические соединения, радиация, изменение температуры, случайность.

Чаще всего мутации приносят вред организму. Изредка все же мутация оказывает благоприятное воздействие - она не исчезает и создает организму большие преимущества в борьбе за существование. Такие мутации становится необходимой составляющей организма. Так протекает процесс эволюции.

Мутации бывают доминантными, полудоминантными и рецессивными в зависимости от состояния гена, в которых произошла мутация. Рецессивные мутации накапливаются в генофондах популяций и составляют резерв наследственной изменчивости. Доминантные мутации играют основную роль. Они дают небольшие изменения в популяции, Обычно доля доминантных мутаций в популяции - 15%, она сохраняется из года в год. Мутации нащупывают экологические условия, способствующие выживанию мутантов. Одновременно идет отбор генотипов, в которых она наиболее благоприятна. Мутация также влияет на норму реакции организма.

В биологии выделяют 8 уровней материи: молекулярный, клеточный, тканевый, органный, организменный, популяционный, биогеноценотический (биогеноценоз - совокупность организмов разных видов и различной сложности со всеми факторами среды обитания) и биосферный, охватывающий все явления жизни на Земле. Наиболее важные уровни - молекулярный, клеточный и популяционный.

ДНК - дизоксирибонуклеиновая кислота. В клетке человека ДНК распределена на 23 пары хромосом. Если составить цепочку из ДНК всех клеток одного человека, она будет столь длинна, что сможет протянуться через Солнечную систему.

Носителями информации являются нуклеиновые кислоты. Они содержат азот и выполняют 3 функции: самовоспроизведение, хранение информации, реализация информации в процессе роста новых клеток.

Процесс воспроизводства состоит из 3 частей: репликации, транс­крипции и трансляции. Репликация - удвоение молекулы ДНК. В основе этого процесса лежит способность ДНК самокодироваться и делить хромо­сомы строго поровну. Процесс деления ДНК можно сравнить с печатанием фотокарточек из одного негатива. ДНК распределяется на две цепи, потом вдоль каждой цепи формируется еще одна цепь. Из одной зародышевой клетки возникает целый организм, а поскольку все клетки организма возникли благодаря делению одной, то все они имеют одинаковый набор генов. Транскрипция - перенос кода ДНК путем образования информацион­ной РНК на одной нити ДНК.

РНК - рибонуклеиновая кислота, часть молекулы ДНК.

Трансляция - это синтез белка на основе генетического кода и-РНК в рибосомах.

Молекула ДНК состоит из двух нитей, соединенных по всей длине водородными связями между нуклеотидами. Такая структура называется двойной спиралью. Специальный фермент, который называется полимераза, двигается по ДНК и создает одноцепочную молекулу и-РНК, в ней нуклеотиды расположены по принципу дополнительности одной нити ДНК. Последовательность расположения нуклеотидов в и-РНК определяет по­следовательность расположения аминокислот в белках. Генетический код, заложенный в ДНК, переходит в и-РНК. Молекула и-РНК расшифровывает код с языка нуклеотидов на язык аминокислот.

Современная микробиология знает уже структуру ДНК и РНК, роль ДНК в синтезе белка, процесс удвоения ДНК и т. д. Все это стало известно за последние 30-40 лет. На основе экспериментальной микробиологии развиваются венная и клеточная инженерия, биотехнологии. Последние эксперименты в этой области - клонирование, продление молодости клетки.

В 1997 г. американским ученым удалось в пробирке добиться омоложения клетки. Суть этого открытия в следующем: Чтобы организм развивался, клетка должна делиться. Начало такого деления - удвоение хромосом. Их удваивает специальное вещество ДНК-полимераза. Она едет по спирали ДНК и снимает копию (реплику). Но кодирование начинается не с самого начала, каждый раз остается недокодированный кончик. Значит, при каждом следующем кодировании спираль ДНК укорачивается. Те концы спирали, которые не несут никакой информации, называются теломерой. Они защищают ДНК. Но рано или поздно защита теломерой исчерпывается, и при следующем кодировании страдает уже «информационный ряд» спирали. Это начало старения клетки. Значит, жизнь клетки можно удлинить, удлинив теломеру. Это и удалось американским ученым, которые добились того, что в процессе и в результате такого вмешательства клетка не переродилась в раковую.

Дата добавления: 2014-02-28; просмотров: 573; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!