Molekula humane DNK. Kako gene, ki je RNK, nukleotidi, sintezo beljakovin

Vsi vemo, da je človeška oblika, ki je podedoval nekatere navade in celo bolezni. Vse te informacije o življenjski se kodirana v genih. Torej, kako ti razvpiti geni videti, kako delujejo in kje so?

Tako je nosilec vseh genov katere koli osebe ali živali je v DNK. Ta spojina je bila odkrita leta 1869 Johann Friedrich Misherom.Himicheski DNA - deoksiribonukleinska kislina. Kaj to pomeni? Kako se ta kislina nosi genetski zapis vseh živih bitij na našem planetu?

Za začetek, menimo, da je, kjer se nahaja DNK. Človeške celice imajo različne organele, ki opravljajo različne funkcije. DNK se nahaja v jedru. Core - majhna organelle, ki je obdana s posebno membrano, in pri kateri je vsa genskega materiala shranjeni - DNA.

Kaj je struktura molekule DNA?

Najprej razmisli, kaj je DNK. DNK - zelo dolga molekula, sestavljena iz konstrukcijskih elementov - nukleotidov. Obstajajo 4 vrste nukleotidov - so adenin (A), timin (T), gvanin (G) in citozin (C). Verige nukleotidov izgleda shematično, kot sledi: GGAATTSTAAG. Tukaj je zaporedje nukleotidov in ima verigo DNA.

Za prvič je bila struktura DNK dešifrirati leta 1953 James Watson in Francis Crick.

V eni molekuli DNA obstajata dve verigi nukleotidov, ki so spiralno zvite okrog seboj. Kako se ti nukleotidov verige držijo skupaj in zvije v spiralo? Ta pojav je posledica premoženja dopolnjevanja. Komplementarnost pomeni nasproti drug drugemu v dveh verigah lahko le nekatere nukleotidov (komplementarni). Torej, pred adenin vedno vredno timin in gvanina vedno tik pred citozin. Tako gvanin dopolnjuje citozin in adenin - s timinom.Takie baznih parov nasprotna drug drugemu na različnih verigah se imenuje tudi komplementarna.

Lahko se shematično takole:

D - D
T je: -
T je: -
C - D

Ti dodatni parova A - C in D - D se tvori kemijsko vez med nukleotidov parih, kjer svyazmezhdu T in U močnejša kot med A in T. povezava tvorjena strogo med komplementarnimi bazami, to ni nastanek vezi med komplementarno g in - je nemogoče.

"Embalaža" DNK je DNK veriga postane kromosom?

Zakaj so ti nukleotidnega zaporedja DNA tudi zvit okoli seboj? Zakaj to? Dejstvo, da je število nukleotidov velik in boste potrebovali veliko prostora prilagodili tako dolgo verigo. Iz tega razloga, je spiralno navijanje dveh pramenov DNK okoli druge. Ta pojav se imenuje spirala. Kot rezultat pramenov spiralnih DNA skrajša 5-6 krat.

Nekatere molekule DNK, ki jih telo aktivno uporablja, medtem ko so drugi le redko uporabljajo. To se redko uporabljajo poleg vijačnice molekule DNK je izpostavljen še bolj kompakten "paket". Ta kompakten paket se imenuje supercoiling in skrajša dna strand 25-30-krat!

Kako je na embalaži vijačnic DNK?

Za supercoiling uporablja histonskih proteinov, ki imajo obliko in strukturo palice ali navitja niti. Na teh "kolobarjih" - histonske proteini rane vijačno DNA verige. Tako dolgo nit postane zelo gosto pakiran in zavzame zelo malo prostora.

Če je potrebno, uporabiti posebno molekula DNK je postopek "odmotavanje", to je DNK Pramen "odvit" s "coil" - histon proteina (če je bil na navita) in razvitju iz vijačnice v dveh vzporednih tokokrogih. Ko je DNA molekula na ravne stanju, potem lahko šteje kot potrebne genetski informaciji. In branja genetskih informacij pride le z ravne verige DNK!

Zvite niz kromosomov se imenuje heterokromatin, in kromosomi, ki so na voljo za branje - euchromatin.

Kaj so geni, kakšen je njihov odnos do DNK?

Sedaj pa si poglejmo, kaj je geni. Znano je, da so geni, ki določajo krvno skupino, barvo oči, las, kože, in mnoge druge lastnosti telesa. Genska - natančno opredeljena DNA segment, ki sestoji iz več nukleotidov, lociranih v strogo določenem kombinaciji. Lokacija v zelo specifične regije DNA pomeni, da je posebna gen dodeli svoje mesto, in da mesto ni mogoče spremeniti. Primerno je, da take primerjave: osebo, ki živi v določeni ulici, v hiši in stanovanju, in nepooblaščene osebe ne morejo premakniti na drugo hišo ali stanovanje na drugo ulico. Določeno število nukleotidov v genu pomeni, da ima vsak gen določeno število nukleotidov in je lahko bolj ali manj. Na primer, gen, ki kodira inzulin, sestavljeno iz 60 parova nukleotidov- gena, ki kodira proizvodnjo hormona oksitocina - 370 bp.

Dosledno nukleotidna sekvenca je edinstvena za vsak gen in natančno določen. Na primer, sekvenca AATTAATA - gen fragmenta, ki kodira nastajanjem insulina. Da bi dobili insulin uporabljeno je zaporedje, na primer, adrenalin, uporabili drugačno kombinacijo nukleotidov. Pomembno je razumeti, da le specifična kombinacija nukleotidov kodira poseben "izdelek" (adrenalin, insulin, itd). Takšna je edinstvena kombinacija določenega števila nukleotidov, ki stoji na "pravem mestu" - to je gen.

       Poleg genov, ki se nahajajo v verigi DNK, tako imenovani "sekvence nekodiran." Take-kodiranje vsaki nukleotidna zaporedja, ki urejajo gene, ki pomagajo helix kromosomi označite začetno točko in konec gena. Vendar pa do danes, je vloga večine sekvenc nekodiranih ostaja nejasna.

Kaj je kromosom? sex kromosomi

Nabor posameznih genov imenujemo genom. Seveda, celoten genom ni mogoče postaviti v isto DNK. Gen je razdeljena na 46 parov DNA molekul. En par DNA molekul imenujemo kromosom. Zato je ta kromosomi oseba ima 46 kosov. Vsak kromosom nosi dobro opredeljeno nabor genov, na primer, 18 kromosomske iz geni, ki kodirajo barvo t.d.Hromosomy oči in se med seboj razlikujejo po dolžini in obliki. Najpogostejše oblike v obliki X ali Y, pa obstajajo tudi drugi. Oseba ima dve kromosome enake oblike, ki se imenujejo paru (parov). Zaradi teh razlik v vseh parov kromosomov so oštevilčene - obstaja 23 parov njih. To pomeni, da je par kromosomov №1, parna №2, №3, itd Vsak gen je odgovoren za je posebnost v istem kromosomu. V sodobnih smernic za strokovnjake, lahko kažejo lokalizacijo gena, na primer, kot sledi: 22 kromosomsko dolgo roko.

Kakšne so razlike kromosomov?

Kako pa se razlikujejo kromosome? Kaj je mišljeno z dolgo roko? Take kromosomov X lahko pojavijo prameni presečišču obliki DNA strogo v sredini (X), in se lahko pojavijo, ne centralno. Pri takšni prameni prehajanju DNA ni centralno, glede na točko prehodom enem koncu dolžine, drugi, poedino, za kratek. Taki dolgi konci imenuje dolgo roko kromosoma in kratko - oziroma - kratke roke. Na obrazcih Kromosom Y je velik del zaseden z dolgo roko in kratko so zelo majhne (v shematski prikaz, niso še določeni).

Razpon velikosti kromosomov: kromosomi so največji parni №1 in №3, najmanjši kromosom par številka 17, №19.

Poleg oblike in velikosti kromosomov se razlikujejo glede na funkcije, ki jih opravljajo. Izmed 23 parov, 22 parov so somatsko in 1 par - sex. Kaj to pomeni? Somatske kromosomi ugotovitev vseh zunanjih znakov na posameznika, zlasti njene vedenjske, psiho-dedne, tj vse funkcije in lastnosti vsakega posameznika. Par spolnih kromosomov določa spol osebe: moški ali ženske. Obstajata dve vrsti spolnih kromosomov človeka - X (X) in Y (y). Če so kombinirani kot XX (XX) - je ženska, in če XY (x - y) - moški pred nami.

Dedne bolezni in poškodbe kromosomskih

Vendar pa je v primeru "odpovedi" genoma, potem ljudje so ugotovili genetske bolezni. Na primer, ko je 21 par kromosomov namesto dveh tri kromosome, je človek rojen z Downovim sindromom.

Obstaja veliko več manjših "okvar" genetskega materiala, ki ne vodijo k nastanku bolezni, temveč nasprotno, dajejo dobre lastnosti. Vse za "neuspeh" genskega materiala imenujemo mutacije. Mutacije, ki vodijo do bolezni ali poslabšanja lastnosti organizma, se šteje negativna, in mutacije, ki vodi do nastanka novih uporabnih lastnosti, se štejejo za pozitivne.

Vendar pa je glede na večino bolezni, ki jih ljudje danes trpijo, ni dedna bolezen, ampak samo predispozicija. Na primer, je oče sladkorja otrok absorbira počasi. To ne pomeni, da se bo otrok rodil s sladkorno boleznijo, vendar bo otrok imel predispozicije. To pomeni, če bo otrok zlorabo sladkarije in izdelki iz moke, nato pa se bo razvoj sladkorne bolezni.

Do danes je razvil tako imenovani predikativna medicine. Kot del medicinske prakse osebe opredeljene nagnjenost (ki temelji na identifikaciji ustreznih genov), potem pa daje priporočila - kaj prehrana slediti, kako se izmenično delo in počitek, da ne zbolijo.

Kako brati podatke, kodirane v DNK?

In kako si lahko preberete informacije v DNK? Uporablja svoje telo? DNK sama je vrsta matrice, vendar ni enostavna in kodirane. Za branje podatkov iz matrične DNA, se najprej prenese na poseben nosilec - RNK. RNK - Ribonukleinska kislina je kemično. iz DNK, da lahko preide skozi membrano v celično jedro se razlikuje in DNA nima takšne sposobnosti (morda samo v jedru). Šifrirane informacije se uporablja v samem celici. Tako RNK - transporter kodirano informacije iz jedra v celico.

Kako je sinteza RNA sintetiziramo z uporabo RNA protein?

DNK veriga, s katero si želijo "prebrati" informacije, počitek, se prilagajajo poseben encim - "graditelj" in sintetizira vzporedno pramen DNA, ki dopolnjuje RNA verige. RNA molekula tudi sestavljen iz štirih vrst nukleotidov - adenin (A), uracil (U), gvanin (G) in citozin (C). Tu so naslednje dopolnilne pari: adenin - uracil, gvanin - citozin. Kot je razvidno, v nasprotju z DNA, RNA namesto uracil timina. To pomeni, da encim "builder" deluje na naslednji način: če vidi In v verigi DNA, RNA sklop veže na Y, če je r - nato dodaja C itd Tako, ker je tvorjena vsaka aktivna gena pod transkripcijsko predlogo - kopijo RNA sposobna, da gre skozi membrano jedra.

Kako sintezo beljakovin kodiran določen gen?

Po prenehanju jedro, RNA vstopi v citoplazmo. Že v citoplazmi RNA lahko vgrajeni v posebnih encimskih sistemov matriks (ribosoma), ki lahko sintetizirali, vodeni podatki RNA ustreza aminokislinsko zaporedje proteina. Znano je, da je molekula protein sestavljen iz aminokislin. Ker je mogoče ribosomsko da bi ugotovili, kakšno aminokisline treba dodati naraščajočo proteinsko verigo? To je narejeno na osnovi kode trodelno. Triplet oznaka pomeni, da zaporedje treh nukleotidov v RNA verige (trojček, na primer GSU) kodira ena aminokislina (v tem primeru glicin). Vsaka aminokislina kodira specifično triplet. In zato, Ribosomsko "glasi" triplet, določi, kateri je treba dodati aminokislinsko naslednjim vsaj branje informacije v RNA. Ko se oblikuje veriga aminokislin, ki je potreben določen prostorska oblika postane protein sposoben ubiralnega encima namenskih nanjo, gradnje, hormonskih in drugih funkcij.

Beljakovine za vsak živ organizem je genski produkt. Ta protein se določi vse različne lastnosti, kakovosti in zunanjih manifestacij genov.

Avtor: AK Nasedkina